專利名稱：流體演示模型的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種模型。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的流體演示模型常見于水流演示模型。為了演示水流在實際地域的流動狀態(tài)，現(xiàn)有的水流演示模型通常是采取模仿實際流域形態(tài)的方法進行制作，即是將實際的流道按一定的比例縮小。但是，在模型的使用過程中發(fā)現(xiàn)，當水流運動至流道的分叉口附近時，按上述方式制作的模型并不能較好地演示實際河流中因流道分岔而引起的水流中泥沙含量的變化，這是因為，當將實際的河流流道按一定的比例縮小而制作成模型時，模型中的水流流速及水流深度也需要按一定的比例大幅度降低，而較低流速、水深很小的水流往往不能像實際河流那樣在流道的分叉口附近出現(xiàn)表層水流及底層水流在流向上的明顯差異。由于表層水流的泥沙含量較低，底層水流的泥沙含量較高，在實際河流的分岔處，表層水流大量涌入的河道內(nèi)的水流泥沙含量較低，底層水流大量涌入的河道內(nèi)的水流泥沙含量相對較高，因此，正是表、底層水流在分岔處的流向差異帶來了水流泥沙含量的變化。而上述現(xiàn)有模型并不能在流道的分叉口附近模擬出表層水流及底層水流在流向上的明顯差異，并且不具備其它輔助結(jié)構(gòu)，所以無法演示出因流道分岔而引起的水流中泥沙含量的明顯變化。亦即是說，無論現(xiàn)有模型中的流道形態(tài)與實際的流道有多么相似，也無法模擬出與實際流道相似的效果。另外，如果通過追求模型在形態(tài)上的仿真來達到較好的演示效果，還會大大增加模型的制作難度，既不利于大批量的制作演示模型，又不利于降低模型的造價。因此，現(xiàn)有方式制作的模型存在著缺陷。
實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種既能演示出流道分岔處水流中泥沙含量變化，又便于制作的流體演示模型。
本實用新型的目的通過以下方式實現(xiàn)在模型主流道的分叉口附近設(shè)置流體出口，利用該流體出口流出的流體改變流道中流體與固態(tài)物的比例，從而實現(xiàn)與實際流態(tài)相吻合的演示效果；同時，在模型中設(shè)置為上述流體出口供應流體的輔助流道。具體來說，本實用新型的流體演示模型具有模型基體，在模型基體上設(shè)置有主流道，在所述主流道內(nèi)盛裝有固態(tài)物，所述主流道具有分叉口，其特征是設(shè)置有輔助流道，在主流道的分叉口附近設(shè)置有與所述輔助流道相連通的流體出口。在本實用新型中，上述模型中設(shè)置的主流道即為用于演示水流流動狀態(tài)的原始流道，而輔助流道則是用于為流體出口供流的流道。上述主流道可以是構(gòu)成閉合流體回路的循環(huán)主流道，但也可以是開設(shè)有與外部相通的進流口和出流口的開放式流道。當主流道為構(gòu)成閉合流體回路的循環(huán)主流道時，應當在主流道中設(shè)置流體泵(氣泵或液體泵)，以實現(xiàn)流體的循環(huán)，此時，可以讓上述輔助流道與流體泵的出流口相連通，相應讓流體出口得到流體供應。當主流道為具有進、出流口的開放式流道時，則可讓輔助流道也具有流體進口，當然，也可以讓主、輔助流道共用一個流體進口。在本實用新型的模型中，所使用的流體可以是液流，但也可以是氣流。在使用氣流時，可以采用輕質(zhì)的固態(tài)物。在使用液流時，模型的主流道既可以采用上方敞口的形式，也可以采用上部全封閉的形式，同時還可以在模型上開設(shè)與主流道相通的可封閉式注液口。在本實用新型的模型中，所使用的固態(tài)物可以是沙石顆粒、塑料顆?；蛉嵝缘男鯛钗锏?。在具體制作本實用新型的模型時，可以在需要演示水流的泥沙含量發(fā)生明顯變化的主流道分叉口附近設(shè)置上述流體出口，這樣，在利用模型進行演示的過程中，夾帶有固態(tài)物的主流道中的流體在流動到上述流體出口附近時，就會因該出口流出的流體的加入而顯著改變流體與固態(tài)物的比例，相應演示出實際河流中因流道分岔而引起的水流中泥沙含量的變化情況。在實際制作產(chǎn)品時，只要適當選擇流體出口的具體設(shè)置位置和出流量的大小，就能達到理想的演示效果。在本實用新型中，為了使演示更為逼真，讓觀看者不易察覺到流體出口的出流補量過程，還可以在流體出口處設(shè)置流體減壓結(jié)構(gòu)。此處，所說的流體減壓結(jié)構(gòu)可以是位于流體出口外緣的擴寬段或設(shè)置于流體出口上的減壓網(wǎng)罩、設(shè)置于流體出口前端的阻流罩等。一般來說，流體出口的出流方向可以朝上、朝下或朝向流道的側(cè)壁。
與前述現(xiàn)有同類產(chǎn)品相比，本實用新型的模型通過設(shè)置上述由流體出口和輔助流道構(gòu)成的輔助出流結(jié)構(gòu)，在主流道的分叉口附近增加流體量，從而可以明顯地改變特定流道的流體(液體或氣體)與固態(tài)物的比例，相應直觀地演示出實際河流的分岔處所發(fā)生的水沙比例的變化，達到預期的演示效果，解決了現(xiàn)有模型未能解決的技術(shù)難題。同時，本實用新型的流體演示模型不但能夠在低流速、低水深的情況下演示出上述水沙比例的變化，而且在制作模型時可以不必過于追求模型的仿真，從而便于低難度地批量制作演示模型。
本實用新型的內(nèi)容結(jié)合以下實施例作更進一步的說明，但本實用新型的內(nèi)容不僅限于實施例中所涉及的內(nèi)容。


圖1是實施例1中模型的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是圖1的A——A剖視圖。
圖3是圖1的B——B剖視圖。
圖4是圖1的C——C剖面圖。
圖5是圖1的D——D剖面圖。
圖6是實施例2中模型的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖7是圖6的E——E剖視圖。
圖8是圖6的F——F剖視圖。
圖9是實施例3中模型的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖10是圖9的G——G剖視圖。
圖11是圖9的H——H剖視圖。
圖12是圖9的J——J剖面圖。
圖13是圖9的K——K剖面圖。
圖14是實施例4中模型的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
實施例1如圖1～5所示，本實施例中的模型具有模型基體1，在模型基體上設(shè)置有主流道2，在所述主流道2內(nèi)盛裝有固態(tài)物3，所述主流道2具有分叉口(本實施例中分岔為流道4、5)，其特征是設(shè)置有輔助流道6，在主流道的分叉口附近設(shè)置有與所述輔助流道6相連通的流體出口7。本實施例中的上述流體出口7設(shè)置于流道4的一側(cè)。為了讓流體出口的出流較為隱蔽，在流體出口處設(shè)置了流體減壓結(jié)構(gòu)8。本實施例中設(shè)置的流體減壓結(jié)構(gòu)8是位于流體出口外緣的擴寬段。另外，上述主流道2為構(gòu)成閉合流體回路的循環(huán)主流道，在基體1上設(shè)置有流體泵9，所述流體泵9的進流口10和出流口11均位于所述循環(huán)主流道2內(nèi)，所述輔助流道6與流體泵的出流口11相連通。本實施例中所采用的流體為水流。本實施例中模型的演示機理為在實際的河流中，當液流流經(jīng)主流道的彎曲段12時，大部分表層水流會涌至彎道的凹岸一側(cè)，而大部分底層水流及其夾帶的比重較大的泥沙則會沿著彎道的凸岸一側(cè)運動，亦即是說，彎道凹岸一側(cè)的水流的泥沙含量相對較小，彎道凸岸一側(cè)的水流的泥沙含量則相對較大，這樣，在水流經(jīng)過彎曲段12而流向分岔后的流道4和流道5時，泥沙含量較少的水流就會流入位于彎道凹岸一側(cè)的流道4，泥沙含量較大的水流則會進入流道5。而在使用本實施例中的模型進行演示時，由于在主流道分叉口附近的流道4一側(cè)設(shè)置有流體出口7，因此當模型中夾帶著固態(tài)物的水流由彎曲段流向分岔的流道4、5時，由于流道4一側(cè)有流體出口7的水流加入，相應使流道4內(nèi)的水流與固態(tài)物的比例顯著改變，即固態(tài)物的比例明顯降低，相應模擬出上述實際河流中的水流狀態(tài)。同時，上述水流的加入還使流道4中的水流保持了較大流量和較高流速，這一點也與實際河流的情況相類似?？梢栽O(shè)想，如果不設(shè)置上述流體出口7，要在水深較小、水流流速較低的模型中得到上述演示效果將會十分困難。另外，本實施例中所設(shè)置的流體泵6(水泵)可以實現(xiàn)流體的循環(huán)演示。在使用本實施例中的模型時，流體泵9可以由其進流口10從流道中抽吸部分水流，經(jīng)流體泵加壓后，抽吸的水流由流體泵的出流口11連續(xù)向外噴出。當噴出的水流足夠大且具有足夠的速度時，它就會帶動流道中的其余水和固態(tài)物沿著流道作定向運動，并由此讓整個循環(huán)主流道中的水和固態(tài)物在流道中循環(huán)運動。本實施例中的固態(tài)物3為比重較大的沙粒。在上述過程中，雖然流道中的全部水和沙粒在流道中作循環(huán)運動，但泵抽吸、加壓再噴出的卻僅僅是流道中的一部分水流。因此，本例中是通過流體泵給一部分水流施加動力，讓這一部分水流將動力傳遞給其余水流及沙粒，從而使全部水流及沙粒能夠在流道內(nèi)循環(huán)運動。這樣，既可以避免粒徑較大的沙粒進入流體泵造成流體泵損壞，又能讓沙粒在水流的推動下在構(gòu)成閉合回路的流道內(nèi)循環(huán)運動，達到預期的演示效果。由于輔助流道6與流體泵的出流口11相連通，因此流體出口7能夠得到足夠的液流供應。在本實施例中，流體泵的進流口10位于主流道2的側(cè)壁上部，即側(cè)壁的偏上位置處，因此即使不設(shè)置濾網(wǎng)，也不會有粒徑較大的沙粒進入該進流口10。當然，也可以將上述進流口10設(shè)置在流道的底部，此時則需增設(shè)過濾網(wǎng)等類似過濾部件。另外，本例中流體泵的進流口10設(shè)置在流體泵出流口11的前方，從而可以利用出流口11的射流沖擊進流口附近的水流和沙粒，避免沙粒在進流口10處出現(xiàn)淤積。本實施例中的主流道2采用了上方敞口的形式。同時，流體出口7朝向上方，但其采取了隱藏于基體中的形式，在流道4的側(cè)壁設(shè)置了將其與流道相連通的開口13，這有助于使其出流更為隱蔽，讓模型的演示效果更好。
實施例2如圖6～8所示，本實施例中的模型與實施例1相似，所不同的是，本實施例中的流體出口7設(shè)置于流道4的另一側(cè)。同時，為了讓流體出口7的出流更為隱蔽，本實施例中除設(shè)置了擴寬段形式的流體減壓結(jié)構(gòu)8外，還在流體出口7的前方增設(shè)了減壓網(wǎng)罩14，該減壓網(wǎng)罩14實際上是另一種結(jié)構(gòu)形式的流體減壓結(jié)構(gòu)。
實施例3如圖9～13所示，本實施例中的模型與實施例1相似，所不同的是，本實施例中設(shè)置了將主流道的上部開口封閉的片狀透明體15。此處的片狀透明體15為玻璃片，該玻璃片也可由透明塑料片等類似材料代替。
實施例4如圖14所示，本實施例中的模型與實施例1相似，所不同的是，本實施例中的主流道不是構(gòu)成閉合流體回路的循環(huán)流道，與此相對應，也未設(shè)置用于推動水流的流體泵。在本實施例中，所設(shè)置的主流道2具有與外部相通的進流口16和出流口17，同時，輔助流道6也具有與外部相通的進流口。此處，輔助流道6和主流道2共用一個進流口16。當由進流口16適量引入自來水，同時由出流口17適量排出模型中的水流時，就可以在模型內(nèi)形成流動的水流，且水流的流動狀態(tài)與實施例1相似。在本實施例中，由進流口16引入的自來水通過噴流口11(相當于實施例1中的流體泵的出流口)噴入主流道2。
權(quán)利要求1.一種流體演示模型，具有模型基體，在模型基體上設(shè)置有主流道，在所述主流道內(nèi)盛裝有固態(tài)物，所述主流道具有分叉口，其特征是設(shè)置有輔助流道，在主流道的分叉口附近設(shè)置有與所述輔助流道相連通的流體出口。
2.如權(quán)利要求1所述的模型，其特征是在流體出口處設(shè)置有流體減壓結(jié)構(gòu)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的模型，其特征是所述主流道為構(gòu)成閉合流體回路的循環(huán)主流道，在基體上設(shè)置有流體泵，所述流體泵的進流口和出流口均位于所述循環(huán)主流道內(nèi)，所述輔助流道與流體泵的出流口相連通。
4.如權(quán)利要求3所述的模型，其特征是所述流體泵的進流口位于主流道的側(cè)壁上部。
5.如權(quán)利要求3所述的模型，其特征是在所述流體泵的進流口設(shè)置在流體泵出流口的前方。
6.如權(quán)利要求1或2所述的模型，其特征是所述主流道具有與外部相通的進流口和出流口，所述輔助流道具有與外部相通的進流口。
專利摘要一種流體演示模型，具有模型基體，在模型基體上設(shè)置有主流道，在所述主流道內(nèi)盛裝有固態(tài)物，所述主流道具有分叉口，其特征是設(shè)置有輔助流道，在主流道的分叉口附近設(shè)置有與所述輔助流道相連通的流體出口。本實用新型的模型通過設(shè)置上述由流體出口和輔助流道構(gòu)成的輔助出流結(jié)構(gòu)，在主流道的分叉口附近增加液流量，從而可以明顯地改變特定流道的流體與固定顆體的比例，相應直觀地演示出實際河流的分岔處所發(fā)生的水沙比例的變化。同時，本實用新型的流體演示模型不但能夠在低流速、低水深的情況下演示出上述水沙比例的變化，而且可以不必過于追求模型的仿真，從而便于低難度地批量制作演示模型。
文檔編號G09B25/06GK2582083SQ0224442
公開日2003年10月22日 申請日期2002年10月15日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月15日
發(fā)明者蘇強 申請人:蘇強