[实用新型]一种管道式水轮机教学演示装置

说明书

本实用新型公开了教学仪器技术领域内的一种管道式水轮机教学演示装置，包括供水系统、监测控制系统与发电系统；所述供水系统包括水箱与水泵，所述监测控制系统包括流量调节阀、玻璃转子流量计与电磁断路器，所述发电系统包括垂直轴阻力型管道式水轮机、发电机以及负载；所述水泵、水轮机、流量调节阀及玻璃转子流量计以管道串联连接在水箱的进口和出口之间；所述发电机与水轮机的输出轴相连，电磁断路器和负载串联连接在发电机的输出电路。本系统兼有研究试验与教学演示双重功能，充分考虑了教学演示需求，能展示管道式水轮机在不同工况下的性能，结构简单、占地小且成本低，同时便于推广。

技术领域

本实用新型涉及教学仪器技术领域，特别涉及一种流体机械教学演示装置，适用于中、高等科研院校为开设流体机械课程增加的教学演示，用于对流体机械课理论的实践操作。

背景技术

流体机械是我国最重要的工程机械之一，直接关系国民经济命脉，致使在流体机械方面需要大量的专业技术人员。为提高相关专业技术人员的培养质量，有必要在流体机械课程中引入具备广阔应用前景的流体机械，而管道式水轮机即为其中之一。由于各类中、高等科研院校广泛开设流体机械课程，学校对相关的教学演示装置需求巨大。但是，目前国内外均无专业的厂家生产相关的仪器设备，或功能不足以完成教学及培养目标。

实用新型内容

本实用新型所述的目的在于提供一种管道式水轮机教学演示装置，可满足中、高等科研院校对流体机械专业有关的教学演示装置的需求，克服现有相关设备无法达到预期的教学与培养目标的问题。

为此，本实用新型提供了如下技术方案来实现上述目的：

一种管道式水轮机教学演示装置，包括供水系统、监测控制系统与发电系统；所述供水系统包括水箱与水泵，所述监测控制系统包括流量调节阀、玻璃转子流量计与电磁断路器，所述发电系统包括垂直轴阻力型管道式水轮机、发电机以及负载；所述水泵、水轮机、流量调节阀及玻璃转子流量计以管道串联连接在水箱的进口和出口之间；所述发电机与水轮机的输出轴相连，电磁断路器和负载串联连接在发电机的输出电路。

本实用新型中，水泵、水轮机、流量调节阀、玻璃转子流量计与水箱整体连接形成闭合循环回路。工作时，水泵抽水加压进行循环工作，水轮机带动发电机发电，并带动负载工作，电磁断路器可以防止水轮机扭矩过高而使发电机烧毁，提高教学系统的安全性能。流量调节阀可以调节系统流量，从而调节水轮机工况，扩大教学演示的工况范围。与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：本系统兼有研究试验与教学演示双重功能，充分考虑了教学演示需求，能展示管道式水轮机在不同工况下的性能，结构简单、占地小且成本低，同时便于推广。

其进一步改进在于，所述水轮机为垂直轴阻力型管道式水轮机。该水轮机结构简单，动作灵敏。

为便于调节流量且能形成更好的直观体验，所述流量调节阀为手动闸阀。

其进一步改进在于，所述水箱内与进口位置相对应设有整流栅。整流栅可以起到整流的效果，避免流量波动，确保以较为均匀的流动驱动垂直轴阻力型管道式水轮机，提高水轮机性能的同时增强教学演示效果。

为了便于直观观察发电量和流量之间的关系，所述负载优选为指示灯或风扇。通过指示灯的亮度及风扇的转速可以直观判断发电量大小，便于学习者形成直观认识。当然，负载并不局限于指示灯或风扇，还可以是其他负载。

进一步的改进在于，所述水泵为离心泵，离心泵可以封闭运行，初始阶段可以全关流量调节阀，然后逐渐开启，可以演示流量从零到额定流量，可以最大范围地演示流量的变化。

附图说明

图1是本实用新型所述的一种管道式水轮机教学演示装置的结构示意图。

图2是垂直轴阻力型管道式水轮机的结构示意图。