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喷雾瓶将液体喷出的工作原理?

  • 发布日期:2021-11-09 10:03 阅读次数:30
  • 喷雾瓶是一种非常有用的装置,它是体现基本的管道抽水原理的很好的例子。喷雾瓶的头部只由几个零部件构成。它有一个扳柄,该扳柄能够触发一个小水泵。这个水泵与一根塑料管相连,这根吸管能将清洁液体从贮液器的底部吸上来。这个泵将液体压入到一个狭窄的腔体里,并将它们从喷雾器喷头的小孔里喷出。这个孔,或者说是喷嘴,能够使流动的液体聚在一起,成为集中的水流。
    这个设计中唯一一个复合体是液压泵,但它的结构也十分简单。它主要的活动元件是一个活塞,位于一个圆柱形的液压腔内。在液压腔内,有一个小弹簧。为了使液压泵运转,您要先将扳手往回扳,从而将活塞往液压腔里面推。运动的活塞将弹簧压缩,这样当您松开扳手时,活塞又被往液压腔外面推。活塞进出液压腔的两个冲程构成了一个完整的泵循环。

    在下行冲程中,活塞被往里推,压缩了液压腔的体积,从而将液体从泵里压出。在上行冲程中,弹簧将活塞往外推,扩大了液压腔的体积,从而将液体吸入泵中。在使用喷雾瓶时,您需要将清洁液体从下面的贮液器里吸上来,然后再将它从上面的腔体里挤压出去。为了获得所有流入腔体里的液体,泵只能将液体往上压——而不能将液体压回到贮液器里。换句话说,液体只能单向地流经泵。

    实现这一功能的设备称为单向阀。喷雾瓶在它的抽水系统里有两个单向阀:一个位于泵和贮液器之间,另一个位于泵和喷嘴之间。通常,位于泵和贮液器之间的单向阀包含一个小橡皮球,这个橡皮球被轻巧地放置在一个小封筒里。封筒的边缘有棱角,所以橡皮球不会从封筒里落下去。根据设计,当您没有进行抽水的时候,小球依靠自身的重力或者一个小弹簧的弹力,抵在封筒上,从而堵住了流通水的通道。当活塞向外运动(当您松开扳手)时,扩大的液压腔会将小橡皮球吸离封筒,将液体从下面吸上来。由于小球被抬起,所以液体就能够不受阻碍地从贮液器内流入。当您压下扳手时,流动液体的外力又将小球推回到封筒上,堵住了泵与贮液器之间的通道。因此,受压的液体只能流向上方的小腔体。

    位于泵和喷嘴之间的单向阀是一个杯形的装置,它被安顿在腔体末端。在上行冲程中,由于泵内的压力小于外界气压,杯形装置被拉紧贴在腔体上,所以空气不能从喷嘴流入。在下行冲程中,被压出的液体将杯形装置轻微地推离腔体,然后从喷嘴里流出。如果没有第二个单向阀,就会由于缺少吸力(没有气压降),泵系统无法将液体从贮液器里吸上来。此时,上行冲程并不会降低泵里的气压;它只会吸入更多的空气来保持泵内部的压力。

    第二个单向阀也可以被作为一个关紧系统。当您将喷头旋紧,杯形阀就会被紧压在腔体上,这样就不能压出任何液体。当您将喷头旋开,就会有足够的空间让杯形阀前后移动。

    第一次使用喷雾瓶时,在喷出清洁液体之前,您先要按压几次扳手。导致这一滞后的原因有两个:

    开始抽取液体时,扳枪要开始一个下行冲程,而不是上行冲程(活塞处于液压腔外)。当您第一次往回拉扳手时,活塞被往里推,但没有液体被抽出;液压腔里只有空气。活塞自己滑出,才能从贮液器里吸出液体。
    当活塞开始第一次上行冲程时,泵开始从贮液器里汲取清洁液。但同时,它也将连接贮液器的塑料管里的空气一起吸了上来。当您开始喷洒清洁液之前,您要先利用泵的机制将空气去除掉。因此,您也许需要来回扳动扳手几次。
    这一简单的泵设计称为往复式活塞泵,应用范围很广。除了可以压出水、空气和其他的液体外,这一设计还可以用来从地下抽取水和油。甚至在大家的体内,也有往复泵系统:您的心脏扩张时,通过一个单向阀吸入低压血;心脏收缩时,将高压血从另一个单向阀压回到您的身体。同样的基本机制,让一个普通的喷雾瓶工作,也让大家得以生存在这个世界上!

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