Учебная установка для демонстрации движения с ускорением Советский патент 1983 года по МПК G09B23/06 

Илобретеяие относится к учоби()-;1абораторному обору,а,ованию и может быть исиользова1 0 в учебном процессе по курсу физики в нысших и средних специальных, учебных заведениях.

Наиболее близкой к предлагаемой являет;я учебная установка для детоцейтранин движения с ускорением, содержащая ка,)сгку с двигателем, опорные элементы которой расположены на газоетатичееких п;;|равляюи1их 1 j.

Медостатком извеетног о устройства является малый диапазон эксплуатационпьгх рд)зможпостей установки.

Цель изобретения -- расширение эксплуатационных возможностей установки.

Поставленная цель достигается тем, что li учебной устагизвке для демонстра1,гл .1.в;.:(.ч-:11я с ускорепием, содержаи 1,ей ку)е11 у С днигате.;ем, опорные элементы которой )аснол(коны на газостатических ), двигате.п. вьпюлнен в виде , рбм liiii, лопаткн которой расположены за пределами каретки i-ianpoTHB отверстий газос- -атнчес:ких направляющих, причем турбнч;; установлена с возможностью поворога iia 180 к горизонтальной плоскости.

Лчебпая установка имеет фикеаторы по/южепия лопато ;, и|)н этом лопатки устааоилсмп HapiiitpiiO.

jiu (Г;кг. i изображена учебная установ:ха, вид; на фиг. 2 - разрез А-А

щ фиг. i; на (риг. 3 - разрез Б--Б на

. 1; ча фиг. 4 -- дв1 гатель устаиовки

:, увелнчегаол масиггабе; на фиг. 5 двиr;:i4:,;L; ii у вол:;чег ном маси1табс, вариант ;зы; ол :сния: на фиг. G - вид В на фиг. 5; ;:а фиг. 7 -д8игате.п с регулируемым угчол ;ггак1-1 лоиатк;-, вариант вь пол1-1ення; га (риг. Я -- то же, вид слева.

лста 1овка е().аержит установленные на осп(1ва:1ии 1 газостатические наиравляю uj е :, И «е о;цие радиа.чьные отверстия 3, ) 15ДОЛ1, направляющих 2. П;-; н;п;рав;1И1ои1Их 2 напротив отверстий 3 размещена каретка 4 с .двигателем, ..,l:i,iм в виде устаповленной lia. ней ;к}:;о|К;: о а а 80 чурбины с бесконечным пал.. сс) -из лопаток 5, закрепле -1Ш)1х между пееу|цими э;1ементами 6 и 7, мсж;1У которыми устгикшлеио основание 8, опирающееся па каретки 4 и п(иво:1яю1цее yt: ганав п нать турбину ii одном из двух нолоячсний с поворотом па 180°.

Установка имеет пабог) ст емпых с ра.з.|П-1ччы,1 чис.юм . 5 -- от 1 до 4 иа каж.дой стороне турбииьг ЛопатKi; 5 расноложе 5ы luie реде.г|ов каретки 4 (.|Тив pajuiajibubix отверстий i. Каретка 4 имеет буферы 9. Несущие элементы могут бы(Т- выполнены в виде одинаковых нластип 0, на которых симметрично но всей дл.. закреилегн- 1 лонатки о посредством сте):Кпей 11. установ.леипьгх па буферах 9.

Поворот турбины на 180 в этом е.чучае осугцеетвляется их врапрением вокруг стержня 11.

Лопатки 5 .могут иметь регулируемый угол атаки вследствие их гиарнирного соединения с несущим элементом 12 и их фиксации с помощью подвижной нланки 13.

На входе в газо.етатические направляющие 2 на штуцере 14 с нродольн1э1ми отверстиями 15 установлен раепределительный клапан, В щолнеги1ый в виде новоротной втулки 16 с отверстиями 17, одинаковыми но размерам с отверетия.ми 5.

Для новорота втулки 16 имеется закрепленный на ней рычаг 18, пружина 19 и ограничительные уноры 20 и 21. Дистанционное управление рычагом 18 осуществляется электрома1Л1нтом 22.

Учебная установка работает сле.аующим образом.

Каретку 4 устанавливают в из крайних положений на газоетатичееки.х направлениях 2.

Поворотная втулка 16 посредством пружины 19 и упора 20 занимает исходное положение, при котором отверетия Г/ совмещень: е отверстиями 15 И1туцера 14. При этом воздух от источника сжато1-о воздуха выходит в ат.юсферу и давление воздуха в газостатических нанрав.,их 2 падает до минимума, исключающего движение каретки 4.

Для приведения каретки 4 ;з .движение новоротную втулку 16 с помощью рьгчага 18 вручную и.ти .чистандио1Н-и) электромагнитом 22 устанав,1ивают в .ijiyi-oe крайиее положение до упора 21, npi-; котором отверстия 15 1.птуцера 14 Юрекрываются иеремьнтками вту;1ки 16. При этом давление в газостатичееких направляю1.их 2 .iiHOвенно достигает рабочего зпаче1-п Я;, между кареткой 4 и газоетатическими паправляющи.ми 2 образуется воздушная к;-л,уи1ка, исключающая Tpein-ie меж.тх- При этом вертикальный поток , выходящий КЗ отверстий 6, не пеоскрываемых кареткой 4, воздействует на лопатки 5 двигателя и создает горизо1-Г алы о наиравлепную си.ту, сообш.ающу1о каретке 4 движение с ускореиие.м.

При необходимоети .аемонст-рации движения каретки 4 в нротивоположпом направлении турбину переставляют на каретке 4, провернув ее на 180

Пзменяя сжат;)го воздуха в газостат1П1Сских пагравлениях 2. испо.тьзуя турбины с различ11ым ч 1слом лопаток 5 и изменяя угол атак лопаток 5, изменяют величину горизонтально направленной силы, действуюпгей иа лопатки 5 и соответственно величину ускорения движения каретки 4.

Угол атаки лопаток 5 регулируют путем их одновременпого поворота посредством перемещения планки 13 и последующей ее фиксации винтом.

Изобретение повыщает удобство пользования благодаря дистанционному управлению пуском каретки и созданию движущей силы за счет использования энергии вертикального потока воздуха, выходящего из радиальных отверстий газостатических направляющих, которая используется и для создания воздущной подущки между карет; - 4

го

кой и направляющими. Благодаря отсутствию сухого трения между подвижными ;ieталями установки повышается чистота эксперимента.

Кроме того, благодаря наличию реверсивного движения каретки, использованию набора съемных турбин с различным числом лопаток и изменению угла атаки лопаток увеличивается число возможных экспериментов с различными кинематическими характеристиками.

Б-Б

Фиг.З

1. УЧЕБНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ДЕМОНСТРАЦИИ ДВИЖЕНИЯ С УСКОРЕНИЕМ, содержащая каретку с двигателе.м, опорные элементы которой расположены на газостатических направляющи.х, отличающаяся тем, что, с целью расширения эксплуатационных возможностей установки, двигатель выпо,1нен в виде турбины, лопатки которой расположены за пределами каретки напротив отверстий газостатических направляющих, причем турбина установлена с возможностью поворота на 180° в горизонтальной плоскости. 2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что она имеет фиксаторы положения лопаток, при этом лопатки установлены шарнирно. От источника, сжатого воздуха 4 ел го 4 00 Л t и /

,/L xy|/ XXXXXXJ t/ y X/XX/XXXX/X VyX

/

хххУЗ

6-6

.f

10 5фиг.5