簡単なスプレーボトルを分解して、リザーバーからノズルに一方向にのみ流体が流れるようにする方法を確認しました。これは、スプリングと小さなボールの2つのプラスチックでできた簡単なチェックバルブを使用して行うことができます。これは難しい問題を解決する簡単な方法です。
一方向の流れ
多くの場合、一方向のトラフィックを制限すると便利です。簡単な使用例はスプレーボトルです。 3つの主要なコンポーネントを備えた単純化されたスプレーボトルを考えてみましょう。流体を保管するためのコンテナ、スプレーされる流体の保管領域、および流体を分配する宇宙空間に接続するノズルです。リザーバーから液体を取り出し、グレーディングエリアに入れてから、外部に分配する必要があります。
流体は専門用語のように聞こえますが、この場合、それは重要な用語です。流体とは、流れるものすべてを指します。つまり、その粒子は固定されていません。これは、気体と液体の両方が流体であることを意味します。移動可能な粒子は、移動して自分自身を押す粒子であるため、注意を払う必要があります。
スプレーボトルの主なユーザーインターフェースはトリガーです。グレーディングエリアまで伸びるプッシュロッド付きのシンプルなレバーです。トリガーを押すと、流体がグレーディング領域に押し出され、ノズルから流出します。トリガーが解放された後、スプリングがトリガーを押し戻し、真空効果を生み出し、液体をリザーバーからグレーディング領域に引き出し、次のトリガーで循環し続けます。
なぜこのように機能するのか
ここで2つの重要なことが起こりました。まず、プランジャーが流体に圧力を加えると、プランジャーはノズルを通って外側にのみ移動できます。液体が水タンクに戻るだけの場合は、水タンクから水を引き出して水を押し戻す簡単な機械があります。これはあまり役に立ちません。
同様に、トリガーが引き出されると、リザーバーからグレーディング領域を補充する必要があります（外部からの液体からではありません）。水スプレーボトルの場合、外部流体は空気です。作業エリアに空気が補充された場合、スプレーしようとすると、ノズルから空気が排出されるだけです。これも少量の空気を噴霧するシンプルな機械になります。繰り返しますが、あまり役に立ちません。
これらの問題を解決する
両方の問題は、流体が一方向にのみ移動できるようにする単純な接続を使用することで解決されます。リザーバーとリザーバーの間にリザーバーを配置すれば、リザーバーからリザーバーに流体が戻ることを心配する必要はありません。これで最初の問題は解決しました。また、流体がグレーディングからノズルにのみ移動できるようにノズルをノズルに配置すると、トリガーが解放されたときに、空気がグレーディング領域に入ることがなくなります。
非常に役立ちます。ボール、スプリング、および一端に穴のあるシリンダーの3つの主要コンポーネントを使用して、非常に単純な一方向接続を構築できます。
スプリングがボールを円形の穴に向かって押します。これは、ボールがボールをブロックするため、スプリング側の液体がボール穴を通過しないことを意味します。スプリングからの圧力と右側の流体からの圧力により、ボールが穴に近づき、流体が左側に流れる余地がなくなります。
次に、プランジャーを使用して左側に圧力を加えます。これにより、左側の流体がボールに向かって押し出されます。圧力が右側からの圧力（スプリングからの圧力と右側からの流体）よりも大きい場合、ボールが押し戻され、左側からの流体の一部が穴を通ってボールの周りに逃げることができます。これで、流体は左から右に正常に流れます。圧力をかけるのをやめると、右側からの圧力が再び支配し、ボールをしっかりと穴に押し戻し、シールを形成します。
流体圧力について話していることに注意してください。圧力は、水、油、空気、またはその他の流体から発生する可能性があります。ストレスの一般的な概念は誰にとっても同じです。多くの小さな粒子が表面で跳ね返ります。
片側に圧力をかけることができれば、流体が一方向にのみ流れるように圧力をかけることができます。
遷移領域からノズルへの流れを可能にする一方向接続を作成しましょう。ステージングエリアで水を押すと、水がノズルから強制的に流れますが、トリガーを放すと、空気は再び入りません。ここで、スプリングを押してバルブを開く力は、結果として生じる圧力です。からトリガーを引きます。
また、液体がリザーバーからステージングエリアにのみ流れるようにする必要があります。そこに一方向の接続も追加します。
これも理にかなっています。トリガーを緩めるときは、貯水池から水を引き出したいのですが、同じ水を押すときは、貯水池に戻さないようにします。ここで、スプリングを押してバルブを開く力は、スプリング側の真空によって発生する圧力です。
これらの2つの逆止弁により、流体の流れの方向を正確に制御し、水をうまく噴霧することができます。
ノズルからバルブをチェックします。ボールはどちらの方向を指す必要がありますか？
手動でバルブを開くことができるようにしたい場合はどうなりますか？実際、これが自動車や自転車のタイヤのエアバルブの背後にある原理です。ボールの代わりに、スプリングが特殊な形状のピンにシールを形成させます。ピンの一部がバルブから突き出ているため、バルブの反対側からピンを押すことができます。
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