【制作方法】
本模型由泵壳、填料盒、泵轴、叶轮、泵座等部分组成。
泵壳:取一个直径为25毫米的小铁盒(如香脂盒),在底盒侧壁上钻一个直径4毫米的小孔,再在其上焊接一个直径4毫米、长15毫米的铁皮管作为出水管。在盒盖的中心钻一个直径5毫米的圆孔,将直径5毫米、长15毫米的铁皮管焊在孔上作为进水管。在盒底中心也钻一个直径5毫米的圆孔,孔上焊接一直径5毫米、长5毫米的圆铁皮管,作为轴承,如图5.17-7所示。
填料盒:如图5.17-8所示,用薄由铁片做成一个内径为9毫米、长15毫米的圆管,套在上述轴承的外面,并焊在泵壳上,作成填料盒。再用白铁片剪成一个外径12毫米、内径5毫米的大圆环。另取一块30×5毫米2的白铁片,卷成外径为9毫米的圆筒,将圆筒的轴线与圆环的圆心对准,焊在一起,做成填料盒的压盖,压盖中心的圆孔内缘应力求光滑,作为轴承来支承泵轴。
泵轴和叶轮:用长40毫米的8#铁丝(直径4毫米)做泵轴。剪两个直径20毫米的圆铁片,中心各钻一个圆孔,直径分别为4毫米、5毫米。再取6块15×5毫米2的白铁片做成叶片,弯成图5.17-9所示形状,相隔一定间距焊在上述4毫米孔径的圆铁片上。把另一块圆铁片焊于叶片的对侧。并使两块铁片的孔心对准。这就做成了叶轮。
把泵轴的一端插进叶轮上直径为4毫米的中心圆孔,并焊牢在该块圆铁片上,使叶轮和泵轴成为一个整体。在叶轮的两侧铁片圆孔周围,各焊一个钢铁丝圈,用以防止泵轴纵向跳动,使叶轮不致与泵壳相碰。泵轴的另一端安装一个小皮带轮,以便通过传动皮带和小电动机相连。皮带轮可以用圆形铅笔杆自制:将铅笔切下5毫米长的一段,沿铅笔杆圆周锉出浅槽,抽出笔心,并将笔心孔适当扩大,以便能紧套在泵轴上。
泵座:把一铁片焊在泵壳的下缘,用木螺丝把泵壳固定在木质底座上。
组装和密封:将泵轴由小铁盒底穿出,把叶轮安放在泵壳内。再把小铁盒盒盖盖严,接缝处涂上一层黄油,以防漏气。
把浸过机油的细棉线缠在轴上,或者在填料盒里装进适量黄油。
装好填料后,盖紧填料盒压盖;安上皮带轮,并在皮带轮的两侧面绕轴焊上铁丝圈,防止皮带轮左右滑动。组装完毕后的小水泵模型剖面如图5.17-10所示。
【使用方法】
用“131”玩具电机驱动小水泵,该电机固定在底座的一端。
水泵的出水管和进水管都套有橡皮管。
将水泵打开,可以讲解水泵的内部构造。然后,将水泵装好、封严。将进水管端橡皮管浸入水中,从出水口的橡皮管往水泵里注水(这时要用手堵住进水管末端)。水注满后,开动电机,叶轮飞快转动,在叶轮中心周围形成低压区(低于大气压强),水由进水管被大气压压进泵内。由于离心作用,水被叶片甩到边缘,由出水管排出。水就这样源源不断地从出水管扬了出去。用此教具可演示离心式水泵的工作过程,来讲解其工作原理。
演示时,还可以制造一些故障,如泵壳或填料盒里漏气,抽水前灌水太少,电动机反转等,使之抽不上水来,然后排除故障。这样不但可以使学生学到理论知识,还可以学到一些实际技术。
【参考资料】
图5.17-11是一种结构更简单的微型离心式水泵模型。其出水管的位置与图5.17-10相同(图中未画出),也在叶轮片的一侧。
本教具由长春市教育技术装备处藏凤军提供。
编者提示:本自制教具可辅以“压强”部分的物理实验教学。
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