Hoe Spuitbussen Werken

{h1}

Spuitbussen leveren alles van haarlak tot reinigingsproducten tot slagroom. Meer informatie over aërosolsystemen hier.

Je hebt waarschijnlijk nog nooit van Eric Rotheim gehoord, maar je bent ongetwijfeld bekend met zijn werk. Rotheim, een Noorse ingenieur en uitvinder, bedacht meer dan 75 jaar geleden het eerste spuitbusontwerp. De technologie is in de loop der jaren enigszins geëvolueerd, maar de illustraties in het Amerikaanse octrooi van Rotheim uit 1931 tonen de meeste van de belangrijkste elementen die worden gevonden in de spuitbussen van vandaag de dag.

In eerste instantie had de innovatie van Rotheim niet veel invloed op de wereld. Pas in de Tweede Wereldoorlog, toen het Amerikaanse leger een spuitbus introduceerde voor het toedienen van insecticide, beseften de mensen het potentieel van het apparaat volledig. De gemakkelijk te gebruiken blikken waren een onschatbare hulp voor soldaten in de Stille Oceaan, waar ziektedragende insecten een dodelijke bedreiging vormden.

In de jaren na de oorlog hebben fabrikanten deze technologie aangepast voor een breed scala aan toepassingen. Tegenwoordig zijn er duizenden producten verpakt in spuitbussen - alles van haarlak tot frituurolie tot medicijnen. In deze editie van Hoe dingen werken, we zullen het basisprincipe achter deze apparaten onderzoeken, evenals de belangrijkste mechanische elementen die aan het werk zijn.

Een paar woorden over vloeistoffen

Spuitbussen zijn er in alle soorten en maten, waarin allerlei materialen zijn ondergebracht, maar ze werken allemaal op hetzelfde basisconcept: één hogedrukfluïdum wordt uitgezet om een ​​andere vloeistof door een mondstuk te dwingen.

Spuitbussen zijn er in alle soorten en maten, waarin allerlei materialen zijn ondergebracht, maar ze werken allemaal op hetzelfde basisconcept: één hogedrukfluïdum wordt uitgezet om een ​​andere vloeistof door een mondstuk te dwingen.

Het basisidee van een spuitbus is heel eenvoudig: één vloeistof opgeslagen onder hoge druk wordt gebruikt om een ​​andere vloeistof uit een blikje te drijven. Om te begrijpen hoe dit werkt, moet u iets weten over vloeistoffen en vloeistofdruk.

  • EEN vloeistof is elke substantie die bestaat uit vrij stromende deeltjes. Dit omvat stoffen in een vloeibare fase, zoals het water uit een kraan, maar ook stoffen in een gasvormige toestand, zoals de lucht in de atmosfeer.
  • De deeltjes in een vloeistof zijn losjes aan elkaar gebonden, maar ze bewegen zich met relatieve vrijheid. Omdat de deeltjes aan elkaar zijn gebonden, heeft een vloeistof met een constante temperatuur een vaste waarde volume.
  • Als u voldoende energie aan een vloeistof toevoert (door verwarming het), zullen de deeltjes zo veel trillen dat ze loskomen van de krachten die ze samenbinden. De vloeistof verandert in een gas-, een vloeistof waarin de deeltjes onafhankelijk van elkaar kunnen bewegen. Dit is het kookproces en de temperatuur waarbij het optreedt, wordt de substantie genoemd kookpunt. Verschillende stoffen hebben verschillende kookpunten: het heeft bijvoorbeeld meer warmte nodig om water van een vloeistof in een gas te veranderen dan in alcohol van vloeistof naar gas.
  • De kracht van individuele bewegende deeltjes in een gas kan tot aanzienlijke druk oplopen. Omdat de deeltjes niet aan elkaar gebonden zijn, heeft een gas geen ingesteld volume zoals een vloeistof: de deeltjes blijven naar buiten drijven. Op deze manier een gas breidt uit om elke open ruimte te vullen.
  • Naarmate het gas expandeert, neemt de druk af, omdat er in een bepaald gebied minder deeltjes zijn die ergens tegenaan botsen. Een gas oefent een veel grotere druk uit wanneer het is gecomprimeerde in een relatief kleine ruimte omdat er veel meer deeltjes rondbewegen in een bepaald gebied.

Een aerosol kan deze basisprincipes toepassen op één eenvoudig doel: een vloeibare substantie uitduwen. In de volgende sectie zullen we precies uitvinden hoe dit werkt.

Drijfgas en product

De plastic kop op een spuitbus kan naar beneden drukken op een klein ventiel, waardoor de onder druk staande inhoud van het blik naar buiten kan stromen.

De plastic kop op een spuitbus kan naar beneden drukken op een klein ventiel, waardoor de onder druk staande inhoud van het blik naar buiten kan stromen.

Een aërosol kan een vloeistof bevatten die goed kookt tot onder kamertemperatuur (heet het drijfgas) en een die kookt op een veel hogere temperatuur (de artikel). Het product is de stof die u daadwerkelijk gebruikt - bijvoorbeeld de haarspray of het insectenverdrijvend middel - en het drijfgas is het middel om het product uit het blik te krijgen. Beide vloeistoffen worden opgeslagen in een afgesloten metalen busje.

Er zijn twee manieren om dit aërosolsysteem te configureren. In het eenvoudigere ontwerp giet u het vloeibare product in, sluit u het blik af en pompt u een gasvormig drijfgas door het kleppensysteem. Het gas wordt onder hoge druk ingepompt, dus het drukt het vloeibare product met een grote hoeveelheid kracht naar beneden. U kunt zien hoe dit systeem werkt in het onderstaande schema.

Deze inhoud is niet compatibel op dit apparaat.

In dit blik loopt een lange plastic buis van de bodem van het blik omhoog naar een klepsysteem aan de bovenkant van het blik. De klep in dit diagram heeft een zeer eenvoudig ontwerp. Het heeft een klein, indrukbaar kopstuk met een smal kanaal er doorheen. Het kanaal loopt van een inlaat nabij de onderkant van het kopstuk naar een kleine mondstuk op de top. EEN de lente duwt het kopstuk naar boven, zodat de kanaalingang geblokkeerd wordt zegel.

Wanneer u het kopstuk omlaag drukt, schuift de inlaat onder de afdichting en opent een doorgang van de binnenkant van de bus naar buiten. Het hogedrukstuwgas drijft het vloeibare product door de plastic buis en naar buiten door het mondstuk. Het smalle mondstuk dient voor verstuiven de stromende vloeistof - verdeel het in kleine druppels, die een fijne straal vormen.

Kortom, dit is alles wat er is om een ​​eenvoudige gecomprimeerde gas spuitbus. In de volgende sectie zullen we kijken naar de meer populaire vloeibaar gas ontwerp, dat is net iets uitgebreider.

Waarom een ​​gebogen bodem?

In de meeste spuitbussen buigt de bodem naar binnen. Dit heeft twee functies:

  • De vorm versterkt de structuur van het blik. Als het blik een vlakke bodem had, zou de kracht van het gas onder druk het metaal naar buiten kunnen duwen. Een gebogen bodem heeft een grotere structurele integriteit, net als een architectonische boog of koepel. Met deze vorm wordt de meeste kracht uitgeoefend op de bovenkant van het gebogen metaal verdeeld over de stevige randen van het blik.
  • De vorm maakt het eenvoudiger om al het product te gebruiken. Het aftappen van een platte bodem kan zijn als het opzuigen van het laatste kleine beetje van een glas water door een rietje: je zou de bus naar één kant moeten kantelen, zodat het product zich onder de plastic buis zou verzamelen. Met een ontwerp met gebogen onderkant verzamelt het laatste stukje product zich in het kleine gebied rond de randen van het blik. Dit maakt het gemakkelijker om bijna alle vloeistof te ledigen.

Vloeibaar gas?

Hoe spuitbussen werken: product

In het laatste deel hebben we gekeken naar het eenvoudigste spuitbusontwerp, dat samengeperst gas gebruikt als drijfgas. In het meer populaire systeem is het drijfgas een vloeibaar gas. Dit betekent dat het drijfgas een vloeibare vorm krijgt wanneer het sterk wordt samengeperst, zelfs als het goed boven het kookpunt wordt gehouden.

Omdat het product vloeibaar is bij kamertemperatuur, wordt het eenvoudigweg ingeschonken voordat het blik wordt afgesloten. Het drijfgas moet echter onder hoge druk worden ingepompt nadat het blik is verzegeld. Wanneer het drijfgas onder voldoende hoge druk wordt gehouden, heeft het geen ruimte om uit te zetten in een gas. Het blijft in vloeibare vorm zolang de druk wordt gehandhaafd. (Dit is hetzelfde principe dat wordt gebruikt in een vloeibaar propaangrill.)

Zoals u in het onderstaande schema kunt zien, is het werkelijke blikontwerp in dit systeem met vloeibaar gemaakt gas precies hetzelfde als in het systeem met gecomprimeerd gas. Maar dingen werken een beetje anders als je de knop indrukt.

-

- Wanneer de klep open is, wordt de druk op het vloeibare drijfgas onmiddellijk verminderd. Met minder druk kan het beginnen koken. De deeltjes breken los en vormen een gaslaag aan de bovenkant van het blik. Deze gaslaag onder druk duwt het vloeibare product, evenals een deel van het vloeibare drijfgas, door de buis naar het mondstuk. Sommige blikjes, zoals blikjes met spuitbus, hebben een kogellager aan de binnenkant. Als je het blik schudt, helpt het rammelende kogellager om het drijfgas en het product te mengen, dus wordt het product in een fijne nevel geduwd.

Wanneer de vloeistof door het mondstuk stroomt, expandeert het drijfgas snel in gas. In sommige spuitbussen helpt deze actie het product te verstuiven, waardoor een uiterst fijne spray wordt gevormd. In andere ontwerpen vormt het verdampende drijfgas bellen in het product, waardoor een schuim ontstaat. De consistentie van het verdreven product is afhankelijk van verschillende factoren, waaronder:

  • De chemische samenstelling van het drijfgas en het product
  • De verhouding van drijfgas tot product
  • De druk van het drijfgas
  • De grootte en vorm van het klepsysteem

Fabrikanten kunnen een breed scala aan aërosolapparaten produceren door deze elementen in verschillende combinaties te configureren. Maar of het blik schuimende slagroom, dikke scheergel of een fijne mist van deodorant afschiet, het basismechanisme aan het werk is hetzelfde: de ene vloeistof duwt de andere.

Raadpleeg de links op de volgende pagina voor meer informatie over spuitbussen en de chemicaliën die erin worden gebruikt.

Voorzichtigheid en gevaar voor het milieu

Veel drijfgassen zijn brandbaar, dus het is gevaarlijk om spuitbussen rond een open vlam te gebruiken. Anders zou u kunnen eindigen met een per ongeluk vlammenwerper. Een ander mogelijk gevaar is inademen: Sommige spuitbussen, zoals slagroom-containers, gebruiken lachgas, dat schadelijk kan zijn als het in grote hoeveelheden wordt ingeademd. Ga naar deze site voor meer informatie over de drijfgassen die in spuitbussen worden gebruikt.

Tot de jaren 80 werden veel aërosolblikken voor vloeibaar gemaakt gas gebruikt chloorfluorkoolstoffen (CFK's) als drijfgas. Nadat wetenschappers concludeerden dat CFK's schadelijk waren voor de ozonlaag, 70 landen ondertekenden het Montreal Protocol, een overeenkomst om het gebruik van CFK in het volgende decennium geleidelijk af te schaffen. Tegenwoordig bevatten bijna alle spuitbussen andere drijfgassen, zoals vloeibaar petroleum gas, die geen ernstige bedreiging vormen voor het milieu.


Video Supplement: Bumper spuiten met Spraymax spuitbus.




WordsSideKick.com
Alle Rechten Voorbehouden!
Reproductie Van Materialen Toegestaan Alleen Prostanovkoy Actieve Link Naar De Site WordsSideKick.com

© 2005–2019 WordsSideKick.com