¿Cómo bombean líquido las botellas de spray?

Las botellas pulverizadoras son un tipo de máquina extremadamente útil y una excelente demostración de los principios básicos de plomería. El cabezal de una botella pulverizadora se compone de sólo unas pocas piezas. Tiene una palanca gatillo que activa una pequeña bomba . Esta bomba está conectada a un tubo de plástico que extrae líquido de limpieza del fondo del depósito. La bomba fuerza este líquido a bajar por un cañón estrecho y salir por un pequeño agujero en la boca del arma. El orificio, o boquilla , sirve para concentrar el líquido que fluye de modo que forme una corriente concentrada.

El único elemento complejo en este diseño es la bomba de fluido, y es tan simple como parece. El principal elemento móvil es un pistón, alojado dentro de un cilindro. Dentro del cilindro hay un pequeño resorte. Para operar la bomba, aprieta el gatillo hacia atrás, empujando el pistón dentro del cilindro. El pistón en movimiento comprime el resorte, de modo que cuando suelta el gatillo, el pistón sale del cilindro. Estas dos carreras del pistón, dentro y fuera del cilindro, constituyen el ciclo completo de la bomba.

La carrera descendente, cuando el pistón empuja hacia adentro, reduce el área del cilindro, expulsando el fluido de la bomba. La carrera ascendente, el resorte que empuja el pistón hacia afuera, expande el área del cilindro y succiona líquido hacia la bomba. En una botella con atomizador, debes aspirar líquido de limpieza del depósito de abajo y expulsarlo a través del barril de arriba. Para que todo el fluido se mueva a través del barril, la bomba solo debe forzar el fluido hacia arriba; no puede forzar el regreso del fluido al depósito. En otras palabras, el fluido debe moverse a través de la bomba en una sola dirección.

El dispositivo que hace esto posible se llama válvula unidireccional . Una botella rociadora tiene dos válvulas unidireccionales en el sistema de bombeo: una entre la bomba y el depósito y otra entre la bomba y la boquilla. Normalmente, la válvula entre la bomba y el depósito consta de una pequeña bola de goma que descansa cuidadosamente dentro de un pequeño sello . Los lados del sello están en ángulo para que la bola no se caiga. Dependiendo del diseño, la gravedad o un pequeño resorte mantienen esta bola contra el sello para bloquear el paso del agua cuando no se está bombeando. Cuando el pistón se mueve hacia afuera (cuando sueltas el gatillo), el área de expansión del cilindro succiona el líquido que se encuentra debajo, sacando la bola del sello. Dado que la bola se levanta, el líquido fluye libremente desde el depósito. Pero cuando aprietas el gatillo, la fuerza hacia afuera del fluido en movimiento empuja la bola hacia el sello, bloqueando el paso hacia el depósito. En consecuencia, el fluido presurizado se empuja únicamente hacia el interior del cañón.

En un mecanismo de pulverización, la válvula unidireccional entre la bomba y la boquilla es una especie de copa que encaja en el extremo del cilindro. En la carrera ascendente, la presión interna de la bomba empuja la copa contra el cilindro, por lo que el aire no puede fluir a través de la boquilla. En la carrera descendente, el líquido que sale levanta ligeramente la copa del cañón y fluye a través de la boquilla. Sin esta segunda válvula unidireccional, el sistema de bomba no podría extraer fluido del depósito porque no habría succión (no habría caída en la presión del aire). La carrera ascendente no reduciría la presión del aire en la bomba; solo aspiraría más aire para mantener esa presión.

Esta válvula también funciona como sistema de cierre. Cuando enroscas la boquilla, empuja la copa de la válvula firmemente contra el cilindro, por lo que no puedes expulsar ningún líquido. Cuando aflojas la pieza de la boquilla, hay suficiente espacio para que la copa de la válvula se mueva hacia adelante y hacia atrás.

Cuando usa una botella rociadora por primera vez, debe apretar el gatillo un par de veces para rociar el líquido limpiador. Hay dos cosas que causan este retraso:

• Antes de comenzar a bombear, la pistola está configurada para una carrera descendente, no una carrera ascendente (el pistón está ubicado fuera del cilindro). Cuando aprietas el gatillo por primera vez y el pistón empuja hacia adentro, no hay líquido para bombear; solo hay aire en la cámara del cilindro. El pistón tiene que deslizarse hacia afuera para aspirar el líquido del depósito.
• En esta primera carrera ascendente, la bomba comienza a aspirar el líquido de limpieza del depósito. Pero también aspira el aire que se encuentra en el tubo de plástico que conduce al depósito. Antes de poder comenzar a rociar el líquido de limpieza, debe impulsar este aire a través del mecanismo de la bomba. Esto puede requerir un par de movimientos descendentes y ascendentes.

Este diseño de bomba simple, llamado bomba de pistón alternativo , se utiliza para una variedad de tareas. Además de presurizar agua, aire y muchos otros fluidos, este diseño también puede extraer agua y petróleo del subsuelo. Incluso tenemos bombas recíprocas integradas en nuestros cuerpos: su corazón se expande para aspirar sangre de baja presión a través de una válvula unidireccional y se contrae para forzar la sangre de alta presión a través de otra válvula unidireccional, de regreso a su cuerpo. ¡El mismo mecanismo básico que hace funcionar una botella de spray común también sirve para mantenerte con vida!

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