玩具水枪的工作原理(2) 传统玩具水枪的设计原理

玩具水枪的工作原理(2) 传统玩具水枪的设计原理

20世纪80年代以前，水枪的性能相当有限。手持式水枪只能将水射出很短的距离。这些水枪射出的水流又细又弱，而且每次水射完之后都要跑到水龙头那里重新灌水。当然这些枪已经是很了不起的玩具，并且完美体现了管道供水系统的基本原理。 传统水枪只有几个基本零件：

1、包括使水枪内的微型水泵工作的扳机杆。 2、水泵连接着一根与贮水箱相通的塑料水管，以便从其底部抽水（大多数情况下，整把水枪就是一个贮水箱）。 3、水泵将水挤压入一根细管，然后从水枪口的小洞中喷出。 4、这个洞，或者说喷嘴，将流水调整为集束水流。

这种设计中唯一的复杂元件是水泵，但其原理与最初的水泵一样简单。其主要活动元件是位于液缸内的活塞。液缸内还有一个微型弹簧。要操作此泵您需要：

1、向后扣动扳机，将活塞推入液缸。 2、这会压缩弹簧，因此当您松开扳机时，弹簧会将活塞推出液缸。 3、活塞进出液缸的这两个冲程组成了一个完整的抽吸循环。     活塞进入的下行冲程会收缩液缸容积，将水或空气挤出水泵。弹簧将活塞推出的上行冲程会扩大液缸的容积，将水或空气吸入水泵。在水枪内，您需要从下方的贮水箱中吸水，然后通过上方的枪管将水喷出。为使所有的水都能通过枪管出去，水泵必须只能将水喷出，不能将水送回贮水箱。换言之，水只能沿一个方向通过水泵。

    单向阀就起到了这样的作用。简易喷射手枪中的单向阀由巧妙安装在微型密封件内的橡胶微球组成。共有两个单向阀：一个位于贮水箱和水泵之间，另一个位于水泵和喷嘴之间。扣动扳机，微型水泵处于下行冲程时，水的流向是反的。在微型水泵和储水箱之间的阀门里，橡胶微球受力向密封件内部移动，阻挡了水流；在微型水泵和枪管之间的阀门里，橡胶微球受力向外部移动。

    这样，水在压力的作用下便从枪口喷出。这种水泵设计合理简单，但存在着两大限制因素：

    首先，每次喷射的水­量受到泵缸容积的限制，而泵缸容积又取决于扳机机构的行程。要压缩并喷射更多的水，您就必须将活塞推拉更长的距离，这意味着要将扳机推拉到很后面。     喷射持续时间同样有限。每次扣动扳机只能产生很小的喷射水流。要想不断喷水，就必须不断扣动和松开扳机。     在水枪的整个历史中，设计师始终致力于通过不断摸索创造出更好的抽吸系统。下一节中，我们将会了解到两种能够提高水枪的射程、压力和持续时间的简易水枪设计。然后再来探究令所有其他喷水武器都黯然失色的水枪设计。