可攜式水液壓教學實驗箱的製作方法

2023-05-29 10:40:26

專利名稱：可攜式水液壓教學實驗箱的製作方法
技術領域：
可攜式水液壓教學實驗箱技術領域[0001]本實用新型涉及一種液壓教學用的實驗設備，更具體地，涉及一種可攜式水液壓教學實驗箱。
背景技術：
[0002]目前，公知的液壓教學系統普遍採用油壓傳動，教學實驗臺體積龐大，價格昂貴， 需要專人進行演示操作實驗，並且數據的採集多採用機械式儀表，結合人工手動進行採集。 對於這種液壓教學系統來說，它存在著諸多的缺點與不足之處採用油液傳動，浪費石油資源，並且汙染環境，教學實驗中學生和教員動手不方便，影響學習和教學的積極性和主動性；現有的油壓實驗臺都不便於攜帶。實用新型內容[0003]本實用新型的目的在於提供一種可攜式水液壓教學實驗箱，該實驗箱以水作為傳動介質，便於採集、處理實驗數據，同時可嚴格控制各種元件的尺寸、規格和質量，使之輕便易攜。[0004]按照本實用新型，提供了一種可攜式水液壓教學實驗箱，該實驗箱包括[0005]箱體，該箱體被分隔成用於安裝電氣元件的電氣元件安裝隔箱，用於安裝水液壓電機泵的電機泵安裝隔箱，用於安裝水箱、實驗臺及配置其上的多種教學實驗液壓元件的實驗臺安裝隔箱；[0006]水箱，該水箱安裝在所述實驗臺安裝隔箱的下部，用於存儲作為傳動介質的水；[0007]水液壓電機泵，該電機泵安裝所述電機泵安裝隔箱內、用於給作為傳動介質的水提供動力以使其流動；[0008]實驗臺，該實驗臺安裝在所述實驗臺安裝隔箱內並處於所述水箱的上部，其檯面上配備有多種教學實驗液壓元件；以及[0009]用於給整個水液壓教學實驗箱提供電氣連接及控制的電氣元件。[0010]作為進一步優選地，所述水液壓電機泵包括配置在其左部的電動機和配置在其右部的電機泵主體，該電機泵主體包括用於導入液體的入水口、用於對液體施加壓力的柱塞腔、用於使液體導入到柱塞腔的吸入閥、用於導出液體至實驗臺處的出水口，以及用於使液體導出柱塞腔的壓出閥。[0011]作為進一步優選地，所述水液壓電機泵的泵體結構採用機械密封。[0012]作為進一步優選地，所述配置在實驗臺檯面上的教學實驗液壓元件包括水液壓單向閥、溢流閥、減壓閥、節流閥、二位二通閥、二位三通閥以及水壓缸等。[0013]作為進一步優選地，按照本實用新型的可攜式水液壓教學實驗箱中，所述教學實驗液壓元件由不鏽鋼材料製成，並採用0型圈完成密封。[0014]作為進一步優選地，按照本實用新型的可攜式水液壓教學實驗箱中，所述水液壓單向閥包括用於將液體引導至閥體的吸入口、用於在液壓力作用下開啟以便液體流入或流出的閥芯彈性元件、用於對所述閥芯彈性元件的壓力進行調節的調節杆、以及用於將完成實驗展示後的液體回流或導出以便供下一液壓元件使用的導出口。[0015]作為進一步優選地，可以通過具有多個螺紋孔的安裝面板來完成對所述液壓元件的安裝，例如，該安裝面板上每相鄰四個螺紋孔組成一個安裝單元，以便供一個液壓元件的安裝。[0016]作為進一步優選地，按照本實用新型的可攜式水液壓教學實驗箱中，還可以採用信號傳感器例如壓力傳感器、流量傳感器或位移傳感器等採集各項數據，並將採集到的數據輸送至計算機進行分析處理，同時輸出數據處理結果。該信號傳感器可同液壓元件一起被配置在實驗臺檯面上。[0017]作為進一步優選地，按照本實用新型的可攜式水液壓教學實驗箱，箱體的外部尺寸為長450mm、寬450mm和高130mm。[0018]按照本實用新型的一種用水作為工作介質的可用於大學、職業學院和工程技術培訓的可攜式水液壓教學實驗箱，由於使用水替代油作為傳動介質，可以避免使用石油原料從而降低了成本和操作難度，同時可為學生介紹目前作為液壓發展前沿技術的水液壓技術；此外，該設備還具備數據採集精度高、可有效防止液壓元件的鏽蝕，以及尺寸較小便於攜帶等方面的技術效果。


[0019]圖1是按照本實用新型的可攜式水液壓教學實驗箱的箱體結構示意圖；[0020]圖2是安裝在可攜式水液壓教學實驗箱中的水液壓電機泵的剖視圖；[0021]圖3是安裝在可攜式水液壓教學實驗箱中的水箱的結構示意圖；[0022]圖4是用於安裝液壓元件、傳感器等的安裝面板的縱剖面示意圖；[0023]圖5是按照本實用新型的作為教學實驗液壓元件的水液壓單向閥的剖視圖。
具體實施方式
[0024]下面將參照附圖來具體描述本實用新型的優選實施例。[0025]參見圖1，圖1是按照本實用新型的可攜式水液壓教學實驗箱的箱體結構示意圖。 該箱體的內部被分隔成用於安裝電氣元件的電氣元件安裝隔箱1、用於安裝水液壓電機泵的電機泵安裝隔箱2、用於安裝水箱、實驗臺及配置其上的多種教學實驗液壓元件的實驗臺安裝隔箱3。作為選擇，該箱體還可以包括用於開啟或關閉實驗臺安裝隔箱3的上蓋。另外，可以在電氣元件安裝隔箱1和電機泵安裝隔箱2的上部設計一塊固定的蓋板，為方便表述，附圖中將其省略。[0026]參見圖2，圖2是安裝在可攜式水液壓教學實驗箱中的水液壓電機泵的剖視圖。如圖2中所示，水液壓電機泵主要包括配置在其左部的電動機5和配置在其右部的電機泵主體，該電機泵主體包括用於導入液體的入水口 6、用於對液體施加壓力的柱塞腔7、用於使液體導入到柱塞腔的吸入閥8、用於導出液體至實驗臺處的出水口 9，以及用於使液體導出柱塞腔的壓出閥10。為了提供更好的密封，可以對水液壓電機泵中的泵體部分提供適當的密封方式，例如機械密封。[0027]電機泵的尾部是電動機的接線部，電動機接到直流電源上，直流電源由安裝於箱體部位1的開關電源提供，該開關電源輸入電源為220V交流電，輸出為220V，6A直流電。[0028]參見圖3，圖3是安裝在可攜式水液壓教學實驗箱中的水箱的結構示意圖。該水箱安裝在實驗臺安裝隔箱3內並處於空間下部。水箱中裝有作為傳動介質的水。水箱的側面開有一個通孔，該通孔用於將液體流通至電機泵入水口。此外，水箱的上側開有兩個或多個通孔，這些通孔用於將完成實驗展示過程後的液體回流至水箱以便後續使用。[0029]參見圖4，圖4是用於安裝液壓元件、傳感器等的安裝面板的縱剖面示意圖。該安裝面板被安裝在實驗臺安裝隔箱3中，處於水箱的上面並通過連接元件與其固定在一起。 在該安裝面板上，安裝了配置實驗臺檯面上的、所有用於展示不同教學實驗的各種類型液壓元件。如圖4中所示，安裝面板上每相鄰的四個螺紋孔組成一個安裝單元(如圖4中虛線框內所示)，以便供一個液壓元件的安裝。[0030]參見圖5，圖5是按照本實用新型的作為教學實驗液壓元件的水液壓單向閥的剖視圖。作為上述用於教學實驗展示的各種類型液壓元件中的舉例，本實施例中顯示了一種水液壓單向閥。[0031]如圖5中所示，該水液壓單向閥包括吸入口 11、閥芯彈性元件12、調節杆13、導出口 14。所述吸入口 11將從電機泵或其他液壓元件導出的液體引導到閥體，所述閥芯彈性元件12在液壓力作用下開啟以便液體的流入或流出，所述調節杆13用於調節閥芯彈性元件12所提供的壓力，所述導出口 14將完成實驗展示後的液體回流或導出以便供下一液壓元件使用。[0032]在按照本實用新型的可攜式水液壓教學實驗箱的實驗臺上，配置有包括上述水液壓單向閥在內的多種類型的教學展示液壓元件。這些液壓元件包括水液壓單向閥、溢流閥、減壓閥、節流閥、二位二通閥、二位三通閥以及水壓缸等。這些液壓元件用於提供不同的液壓教學實驗用以便給學生展示不同的液壓過程。[0033]例如，單向閥用於展示教學實驗中的液流單向流動過程，即液體只能閥的入口流向閥的出口，液流不能夠從出口反向流向閥的入口。溢流閥既可以供測試溢流閥性能實驗用，又可以控制整個系統的壓力起到保護系統的作用。減壓閥供系統中測試減壓閥性能實驗用。節流閥用於調節迴路中的流量，供節流調速實驗使用。二位二通閥用於展示對某一迴路的通/斷控制過程。二位三通閥用於改變某一迴路的液流方向，使某一方向的液流斷開同時某一方向的液流導通。水壓缸用於供系統加載使用及節流調速實驗用，等等。[0034]下面將具體介紹按照本實用新型的可攜式水液壓教學實驗箱的組裝連接及操作步驟。[0035]首先，將水箱出口通過高壓軟管連接到水液壓電機泵的入水口，水液壓電機泵的出水口經由高壓軟管接入到實驗臺，由此將作為傳動介質的水提供給配置在實驗臺上的水液壓閥和缸等元件進行試驗時使用。實驗臺上的閥和缸等元件之間採用軟管連接，因此該閥和缸在實驗臺檯面上的設置位置可以根據需要進行適當調整和便捷更改。[0036]在傳動介質的流動過程中，傳動介質——7jC,首先儲存在水箱之中，電動機接通電源開始工作，在電機泵的柱塞的吸水行程中，水箱中的水經過軟管、吸入閥被吸入到電機泵的柱塞腔中，柱塞繼續運行，進入壓水行程，吸入閥關閉，壓出閥開啟，高壓水被泵出經液壓軟管輸送到實驗臺檯面上的液壓元件，供後續的一系列實驗使用。泵輸出的水經過實驗中的閥與泵以後，就被回流到水箱之中，從而可以供實驗的循環使用。[0037]對於水液壓裝置，由於利用水作為傳動介質，通常會存在著如下問題如液壓元件的鏽蝕，液壓元件的密封等。為防止鏽蝕，本實施例中的液壓元件由不鏽鋼加工製成，並採用0型圈密封來完成液壓元件的密封。[0038]在數據採集與處理方面，本實用新型的可攜式水液壓教學實驗箱中，對所有數據都利用信號傳感器例如壓力傳感器、流量傳感器、位移傳感器等進行採集，將採集到的數據輸送到計算機中進行分析處理，同時輸出數據處理結果。[0039]此外，對於箱體便攜性的技術問題，需要對本實用新型中用到的液壓元件對其尺寸大小和質量進行控制，確保元件的輕巧性，出此目的，將最終控制箱體的外形尺寸設置為長 450mm、寬 450mm 和高 130mm。[0040]本領域的普通技術人員容易理解，以上所述為本實用新型的較佳實施例而已，但本實用新型不應該局限於該實施例和附圖所公開的內容。所以凡是不脫離本實用新型所公開的精神下完成的等效或修改，都落入本實用新型保護的範圍。
權利要求1.一種可攜式水液壓教學實驗箱，該實驗箱包括箱體，該箱體被分隔成用於安裝電氣元件的電氣元件安裝隔箱，用於安裝水液壓電機泵的電機泵安裝隔箱，用於安裝水箱、實驗臺及配置其上的多種教學實驗液壓元件的實驗臺安裝隔箱；水箱，該水箱安裝在所述實驗臺安裝隔箱的下部，用於存儲作為傳動介質的水；水液壓電機泵，該電機泵安裝所述電機泵安裝隔箱內、用於給作為傳動介質的水提供動力以使其流動；實驗臺，該實驗臺安裝在所述實驗臺安裝隔箱內並處於所述水箱的上部，其檯面上配備有多種教學實驗液壓元件；以及用於給整個水液壓教學實驗箱提供電氣連接及控制的電氣元件。
2.如權利要求1所述的可攜式水液壓教學實驗箱，其特徵在於，所述水液壓電機泵包括配置在其左部的電動機和配置在其右部的電機泵主體，該電機泵主體包括用於導入液體的入水口、用於對液體施加壓力的柱塞腔、用於使液體導入到柱塞腔的吸入閥、用於導出液體至實驗臺處的出水口，以及用於使液體導出柱塞腔的壓出閥。
3.如權利要求2所述的可攜式水液壓教學實驗箱，其特徵在於，所述水液壓電機泵的泵體結構採用機械密封。
4.如權利要求1所述的可攜式水液壓教學實驗箱，其特徵在於，所述配置在實驗臺檯面上的教學實驗液壓元件包括水液壓單向閥、溢流閥、減壓閥、節流閥、二位二通閥、二位三通閥以及水壓缸。
5.如權利要求4所述的可攜式水液壓教學實驗箱，其特徵在於，所述液壓元件由不鏽鋼材料製成，並採用0型圈來完成密封。
6.如權利要求4所述的可攜式水液壓教學實驗箱，其特徵在於，所述水液壓單向閥包括用於將液體引導至閥體的吸入口、用於在液壓力作用下開啟以便液體流入或流出的閥芯彈性元件、用於對所述閥芯彈性元件的壓力進行調節的調節杆、以及用於將完成實驗展示後的液體回流或導出以便供下一液壓元件使用的導出口。
7.如權利要求1所述的可攜式水液壓教學實驗箱，其特徵在於，通過具有多個螺紋孔的安裝面板來完成對所述液壓元件的安裝，該安裝面板上每相鄰四個螺紋孔組成一個安裝單元，以便供一個所述液壓元件的安裝。
8.如權利要求1所述的可攜式水液壓教學實驗箱，其特徵在於，在所述實驗臺的檯面上配置有用於採集各項實驗數據的信號傳感器，並將採集到的數據輸送至計算機進行分析處理，同時輸出數據處理結果。
9.如權利要求8所述的可攜式水液壓教學實驗箱，其特徵在於，所述信號傳感器包括壓力傳感器、流量傳感器或位移傳感器。
10.如權利要求1-9任意一項所述的可攜式水液壓教學實驗箱，其特徵在於，所述實驗箱箱體的外部尺寸為長450mm、寬450mm和高130mm。
專利摘要本實用新型公開了一種用水作為工作介質的可用於大學、職業學院和工程技術培訓的可攜式水液壓教學實驗箱，包括被分隔成電氣元件安裝隔箱、電機泵安裝隔箱和實驗臺安裝隔箱的箱體；安裝在實驗臺安裝隔箱內用於存儲作為傳動介質的水的水箱；安裝在電機泵安裝隔箱內、用於給水提供動力以使其流動的水液壓電機泵；安裝在實驗臺安裝隔箱內且其檯面上配備有多種教學實驗液壓元件的實驗臺；以及用於給整個實驗箱提供電氣連接、檢測和控制的電氣元件。按照本實用新型的可攜式水液壓教學實驗箱，由於使用水替代液壓油作為傳動介質，可以避免油汙染和操作方面的不便利，降低使用成本，提高了教學實驗中的積極性和主動性；同時具有便於攜帶等方面的技術效果。
文檔編號G09B23/12GK202332012SQ201120511088
公開日2012年7月11日 申請日期2011年12月9日 優先權日2011年12月9日
發明者劉銀水, 朱玉泉, 朱碧海, 李壯雲, 賀小峰, 黃維 申請人:華中科技大學