ทำไมขวดสเปรย์ถึงใช้งานได้?

ฉันแยกขวดสเปรย์แบบง่ายๆ เพื่อดูว่ามันทำให้ของเหลวไหลจากอ่างเก็บน้ำไปยังหัวฉีดในทิศทางเดียวได้อย่างไร ซึ่งสามารถทำได้โดยใช้เช็ควาล์วธรรมดาที่ทำจากพลาสติก 2 ชิ้น สปริงและลูกบอลขนาดเล็ก นี่เป็นวิธีง่ายๆ ในการแก้ปัญหาที่ยาก

ง่ายๆ กระป๋องฉีด

การไหลแบบทิศทางเดียว

มักจะเป็นประโยชน์ในการจำกัดการจราจรในทิศทางเดียว กรณีใช้งานอย่างง่ายอยู่ในขวดสเปรย์ ลองพิจารณาขวดสเปรย์แบบง่ายที่มีส่วนประกอบหลักสามอย่าง: ภาชนะสำหรับเก็บของเหลว พื้นที่จัดเก็บสำหรับของเหลวที่จะฉีดพ่น และหัวฉีดที่เชื่อมต่อกับพื้นที่รอบนอกที่เราจะจ่ายของเหลว เราจำเป็นต้องนำของเหลวออกจากอ่างเก็บน้ำ ใส่ลงในบริเวณคัดเกรด แล้วแจกจ่ายออกไปภายนอก

ของไหลฟังดูเหมือนคำศัพท์ทางเทคนิค แต่ในกรณีนี้ เป็นคำศัพท์ที่สำคัญ ของไหลหมายถึงสิ่งที่ไหลซึ่งหมายความว่าอนุภาคไม่ได้รับการแก้ไข ซึ่งหมายความว่าทั้งก๊าซและของเหลวเป็นของเหลว เราควรใส่ใจกับอนุภาคที่เคลื่อนที่ได้เพราะเป็นอนุภาคที่เคลื่อนที่และดันตัวเอง

ส่วนต่อประสานผู้ใช้หลักของขวดสเปรย์คือทริกเกอร์ คันนี้เป็นคันโยกธรรมดาที่มีแกนดันที่ขยายไปถึงบริเวณคัดเกรด หลังจากกดทริกเกอร์ มันจะดันของเหลวในพื้นที่คัดเกรดแล้วไหลออกจากหัวฉีด หลังจากปล่อยไกปืน สปริงดันกลับ สร้างเอฟเฟกต์สุญญากาศ ดึงของเหลวออกจากอ่างเก็บน้ำไปยังพื้นที่คัดเกรด และหมุนเวียนต่อไปด้วยทริกเกอร์ถัดไป

ทำไมทำงานแบบนี้

สองสิ่งที่สำคัญเกิดขึ้นที่นี่ อย่างแรก เมื่อลูกสูบกดของเหลว มันสามารถเคลื่อนไปด้านนอกผ่านหัวฉีดเท่านั้น หากของเหลวกลับคืนสู่ถังเก็บน้ำ เราจะมีเครื่องง่ายๆ เพื่อดึงน้ำออกจากถังเก็บน้ำและดันน้ำกลับ นี้ไม่ได้เป็นประโยชน์มาก

ในทำนองเดียวกัน เมื่อดึงไกปืนออกมา จะต้องเติมบริเวณการคัดเกรดจากอ่างเก็บน้ำ (ไม่ใช่ของเหลวจากภายนอก) สำหรับขวดสเปรย์น้ำ ของเหลวภายนอกคืออากาศ หากเติมอากาศในพื้นที่ทำงาน การพยายามฉีดจะทำให้อากาศออกจากหัวฉีดเท่านั้น นี่จะเป็นเครื่องจักรง่ายๆ ที่ฉีดอากาศในปริมาณเล็กน้อยเท่านั้น อีกครั้งไม่เป็นประโยชน์มาก

แก้ปัญหาเหล่านี้

ปัญหาทั้งสองได้รับการแก้ไขโดยใช้การเชื่อมต่อง่ายๆ ที่ช่วยให้ของเหลวเคลื่อนที่ไปในทิศทางเดียวเท่านั้น ถ้าเราวางอ่างเก็บน้ำระหว่างอ่างเก็บน้ำกับอ่างเก็บน้ำ เราจะไม่ต้องกังวลว่าของเหลวจะไหลกลับจากอ่างเก็บน้ำไปยังอ่างเก็บน้ำ วิธีนี้ช่วยแก้ปัญหาแรกของเราได้ หากเราใส่หัวฉีดในหัวฉีดด้วยเพื่อให้ของไหลเคลื่อนจากการคัดเกรดไปยังหัวฉีดได้เท่านั้น เมื่อปล่อยไกปืน อากาศจะไม่เข้าสู่พื้นที่คัดเกรด

มีประโยชน์มาก เราสามารถสร้างการเชื่อมต่อทางเดียวที่ง่ายมากโดยใช้สามองค์ประกอบหลัก: ลูกบอล สปริง และกระบอกสูบที่มีรูที่ปลายด้านหนึ่ง

สปริงดันลูกบอลไปทางรูวงกลม ซึ่งหมายความว่าของเหลวใด ๆ ที่ด้านสปริงจะไม่ผ่านรูบอลเพราะลูกบอลจะปิดกั้นลูกบอล แรงดันจากสปริงและแรงดันจากของเหลวทางด้านขวาจะดันลูกบอลให้เข้าใกล้รูมากขึ้น เพื่อให้แน่ใจว่าไม่มีที่ว่างให้ของเหลวไหลไปทางซ้าย

ตอนนี้ ลองใช้ลูกสูบเพื่อกดดันทางด้านซ้าย ซึ่งทำให้ของเหลวทางด้านซ้ายดันเข้าหาลูกบอล หากแรงดันมากกว่าแรงดันจากด้านขวา (จากสปริงและของเหลวจากด้านขวา) มันจะดันลูกบอลกลับ ปล่อยให้ของเหลวบางส่วนจากด้านซ้ายหนีรอบลูกบอลผ่านรู ตอนนี้ของเหลวไหลจากซ้ายไปขวาเรียบร้อยแล้ว เมื่อเราหยุดใช้แรงกด แรงกดจากด้านขวาจะครอบงำอีกครั้งและดันลูกบอลกลับเข้าไปในหลุมอย่างแน่นหนา ก่อตัวเป็นตราประทับ

โปรดทราบว่าเรากำลังพูดถึงแรงดันของเหลว แรงดันอาจมาจากน้ำ น้ำมัน อากาศ หรือของเหลวอื่นๆ แนวคิดทั่วไปของความเครียดนั้นเหมือนกันสำหรับทุกคน อนุภาคขนาดเล็กจำนวนมากกระดอนบนพื้นผิว

หากเราสามารถออกแรงกดที่ด้านใดด้านหนึ่ง เราสามารถทำให้มันอยู่ภายใต้ความกดดันเพื่อให้ของเหลวของเราไหลไปในทิศทางเดียวเท่านั้น

มาสร้างการเชื่อมต่อทางเดียวที่ช่วยให้สามารถไหลจากพื้นที่เปลี่ยนผ่านไปยังหัวฉีดได้ เมื่อเราดันน้ำเข้าไปในบริเวณสเตจ มันจะบังคับให้น้ำไหลผ่านหัวฉีด แต่เมื่อเราปล่อยไก อากาศจะไม่กลับเข้าไปอีก แรงที่ดันสปริงเพื่อเปิดวาล์วคือแรงดันที่เกิดขึ้น ดึงไกปืนจาก

นอกจากนี้เรายังต้องการให้แน่ใจว่าของเหลวสามารถไหลจากอ่างเก็บน้ำไปยังพื้นที่แสดงละครเท่านั้น นอกจากนี้เรายังเพิ่มการเชื่อมต่อทางเดียวที่นั่น

สิ่งนี้ก็สมเหตุสมผลเช่นกัน เมื่อเราคลายไกปืน เราต้องการให้มันดึงน้ำจากอ่างเก็บน้ำ แต่เมื่อเรากดน้ำเดิม เราไม่ต้องการให้กลับเข้าอ่างเก็บน้ำ แรงที่ดันสปริงเพื่อเปิดวาล์วคือแรงดันที่เกิดจากสุญญากาศที่ด้านสปริง

ด้วยเช็ควาล์วทั้งสองนี้ เราสามารถควบคุมทิศทางการไหลของของเหลวได้อย่างแม่นยำและสามารถฉีดน้ำได้สำเร็จ

ตรวจสอบวาล์วจากหัวฉีด ลูกควรชี้ไปทางไหน?

เกิดอะไรขึ้นถ้าเราต้องการเปิดวาล์วด้วยตนเอง? อันที่จริง นี่คือหลักการที่อยู่เบื้องหลังวาล์วลมของยางรถยนต์และจักรยาน แทนที่จะใช้ลูกบอล สปริงจะบังคับหมุดที่มีรูปร่างพิเศษเพื่อสร้างตราประทับ ส่วนหนึ่งของพินยื่นออกมาจากวาล์วเพื่อให้คุณสามารถดันจากอีกด้านหนึ่งของวาล์วได้