一种间歇喷泉的演示装置的制作方法

本技术涉及演示展品，具体是一种间歇喷泉的演示装置。

背景技术：

1、间歇喷泉是间断喷发的温泉，多发生于火山运动活跃的区域。其原理类似于一个巨大的、天然的“高压锅”：地下水在特定的地下空腔结构中被地热持续加热，经历“加热-沸腾-汽化增压-喷发-回流-再加热”的周期性自然物理过程。

2、当前的针对喷泉的演示装置大多为通过机械式的负压结构如气筒或负压泵等形成的喷泉演示装置，其结构在中国专利公开号为cn221651076u的名称为一种喷泉演示装置的文本中有所记载的。如引证专利记载的这类喷泉模拟装置虽然能够模拟水柱喷发的基本现象，但其驱动原理与真实地热间歇喷泉存在本质区别。真实的地热间歇喷泉依赖于地热能源和特定的地质结构，通过水受热汽化产生压力并周期性释放来实现喷发，而非依靠外部机械力制造负压。显然，现有喷泉演示装置无法精准模拟地热间歇喷泉的核心热力学过程与周期性规律，在科普教育、地质学研究辅助演示等应用场景中，存在原理性偏差，难以直观、准确地诠释自然界间歇喷泉的形成机制，导致其科普教育价值受限，因此亟待解决。

技术实现思路

1、为了避免和克服现有技术中存在的技术问题，本实用新型提供了一种间歇喷泉的演示装置，能够更加真实地模拟自然界间歇喷泉基于热力学原理的周期性喷发过程，有效帮助参观者深入理解间歇喷泉的形成机制，提升了科普教育的准确性和直观性。

2、为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

3、一种间歇喷泉的演示装置，包括固定在机架上部的接水槽、安装在机架下部的存水容器和用于加热存水容器的加热器，存水容器与接水槽的下部槽底之间通过引流管连通，且引流管与二者的贯穿处均密封配合，存水容器的液面与存水容器的上壁之间具有积聚蒸汽形成高压的蒸汽腔，常温状态下，引流管的下端位于存水容器的液面下方，且引流管的管体内充满水。

4、作为本实用新型进一步的方案：还包括与引流管上端间隔分布且位于其喷水路径上的挡水罩，挡水罩通过连接板与接水槽托架固定，以使得挡水罩的外缘与接水槽之间形成用于热水散热的散热间隔。

5、作为本实用新型再进一步的方案：所述加热器上固定有双层的防护罩，防护罩罩设在加热器的热源与存水容器外侧，且其上具有可被引流管贯穿的通孔。

6、作为本实用新型再进一步的方案：所述防护罩为透明材质制成。

7、作为本实用新型再进一步的方案：所述引流管包括由上而下依次布置的喷水管、中转软管和插入管。

8、作为本实用新型再进一步的方案：所述接水槽、引流管和存水容器均为透明材质制成，加热器的壳体上也具有可视存水容器的透明窗。

9、作为本实用新型再进一步的方案：还包括俯视角为u形构造的结构墙，机架布置在结构墙的内腔，结构墙的开口侧通过栏杆固定有显示控制器。

10、作为本实用新型再进一步的方案：所述存水容器上安装有压力传感器和温度传感器，压力传感器和温度传感器的输出端与显示控制器电连接，显示控制器的输出端与加热器电连接。

11、与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

12、1、本申请模拟了真实间歇喷泉的循环，即加热器对存水容器的水进行加热，部分水汽化（沸腾）产生蒸汽，蒸汽积聚导致存水容器内部压力升高。当压力足以克服引流管水柱重力及系统阻力时，高温水和蒸汽将推动引流管中的水柱向上从管口喷出，形成“喷泉”。喷出的水被接水槽收集，并通过引流管回流至存水容器。随着喷发进行，再结合后续的自然降温冷却，存水容器内压力降低，水流回并重新开始加热，进入下一个周期，从而实现间歇性喷发。上述模拟方式真实模拟了自然界间歇喷泉的核心形成机制，克服了现有技术依赖机械负压的原理性偏差，科普教育价值显著提升。

13、2、在引流管上端间隔分布且位于其喷水路径上的挡水罩，可以防止喷出的水四处飞溅，同时挡水罩与接水槽形成的散热间隔有助于热水冷却，模拟自然界中喷出热水的降温过程。

14、3、加热器上固定有双层的防护罩，防护罩罩设在加热器的热源与存水容器外侧，能有效防止参观者者意外触碰高温部件，提高装置的安全性。

15、4、防护罩为透明材质制成。方便观察加热器工作状态及存水容器底部区域的情况。

16、5、中转软管便于安装和调整引流管的位置，提升了装置装配的便捷性。

17、6、接水槽、引流管和存水容器均为透明材质制成，加热器的壳体上也具有可视存水容器的透明窗。全透明或关键部位透明的设计使得参观者能够清晰地观察装置内部水的流动、沸腾、喷发及回流的全过程，增强演示效果。

18、7、本申请最外围的主体设置为从俯视角度看呈u形构造的结构墙，构成机架和其上结构的半包围式放置空间，显示控制器通过栏杆等结构固定在结构墙的开口侧，进一步阻隔参观人员进入结构墙的内腔，同时，创造一个安全避免碰撞的演示环境，可有效避免装置被撞击倾倒而产生的热水飞溅烫伤的安全隐患，

19、同时，显示控制器可以观察温度、压力的周期性变化曲线或数值，从而深刻理解间歇喷泉的热力学原理和周期性规律；显示控制器还可以播放世界各地知名间歇喷泉的实景剪辑视频，加深参观者对间歇喷泉的理解以及提升参观者的观看兴趣。

20、8、存水容器上安装有压力传感器和温度传感器，压力传感器和温度传感器的输出端与显示控制器电连接，显示控制器的输出端与加热器电连接，尤其是显示控制器可根据接收的存水容器内的压力和温度信息，在喷泉喷发后关闭加热器，避免存水容器干烧。

1.一种间歇喷泉的演示装置，其特征在于，包括固定在机架（10）上部的接水槽（20）、安装在机架（10）下部的存水容器（40）和用于加热存水容器（40）的加热器（50），存水容器（40）与接水槽（20）的下部槽底之间通过引流管（30）连通，且引流管（30）与二者的贯穿处均密封配合，存水容器（40）的液面与存水容器（40）的上壁之间具有积聚蒸汽形成高压的蒸汽腔，常温状态下，引流管（30）的下端位于存水容器（40）的液面下方，且引流管（30）的管体内充满水。

2.根据权利要求1所述的一种间歇喷泉的演示装置，其特征在于，还包括与引流管（30）上端间隔分布且位于其喷水路径上的挡水罩（21），挡水罩（21）通过连接板（22）与接水槽（20）托架固定，以使得挡水罩（21）的外缘与接水槽（20）之间形成用于热水散热的散热间隔。

3.根据权利要求1或2所述的一种间歇喷泉的演示装置，其特征在于，所述加热器（50）上固定有双层的防护罩（60），防护罩（60）罩设在加热器（50）的热源与存水容器（40）外侧，且其上具有可被引流管（30）贯穿的通孔。

4.根据权利要求3所述的一种间歇喷泉的演示装置，其特征在于，所述防护罩（60）为透明材质制成。

5.根据权利要求1或2所述的一种间歇喷泉的演示装置，其特征在于，所述引流管（30）包括由上而下依次布置的喷水管（31）、中转软管（32）和插入管（33）。

6.根据权利要求1或2所述的一种间歇喷泉的演示装置，其特征在于，所述接水槽（20）、引流管（30）和存水容器（40）均为透明材质制成，加热器（50）的壳体上也具有可视存水容器（40）的透明窗。

7.根据权利要求1或2所述的一种间歇喷泉的演示装置，其特征在于，还包括俯视角为u形构造的结构墙（70），机架（10）布置在结构墙（70）的内腔，结构墙（70）的开口侧通过栏杆固定有显示控制器（80）。

8.根据权利要求7所述的一种间歇喷泉的演示装置，其特征在于，所述存水容器（40）上安装有压力传感器（42）和温度传感器（41），压力传感器（42）和温度传感器（41）的输出端与显示控制器（80）电连接，显示控制器（80）的输出端与加热器（50）电连接。