Kort na zijn introductie nam het waterpistool zijn plaats onder het populairste zomerspeelgoed van de hele tijd, en het is gemakkelijk om te zien waarom: wanneer je een kind bent, of een kind, wat een betere manier om af te koelen Op een hete middag dan het voeren van een epische watergevecht tegen je vrienden en familie?

Toy Image Gallery

In de loop van de jaren zijn deze speelgoed aanzienlijk geëvolueerd. Dienstig jaar geleden was een typische water krijger alleen gewapend met een klein spuitpistool, die een vrij kort bereik en een nog beperkte munitie-reservoir had. Tegenwoordig vind je een hele arsenaal van waterwapens in de meeste speelgoedwinkels, compleet met watermachine kanonnen, waterbazooka's en zelfs watergranaatlancers.

In dit artikel zullen we erachter komen hoe deze zomer Staples produceren hun drenkende ontploffing. We zullen het pad van waterpistolen van de traditionele spuitende pistolen naar gemotoriseerd water Uzis volgen en tot slot naar de waterstralen van de pompactiviteiten die de markt domineren.

Inhoud
  1. De klassieker Waterpistool
  2. Het gemotoriseerde waterpistool
  3. De Super Soaker
  4. Super Soaker-onderdelen

Het klassieke waterpistool

eerder De 1980s, waterpistolen hadden redelijk beperkte mogelijkheden. Handheld-pistolen konden alleen water op korte afstand schieten. Ze schoten een zwakke, smalle stroom en je moest naar een spie rennen om ze na elke shoot-out na te vullen. Deze wapens zijn natuurlijk nog steeds geweldig speelgoed en ze zijn een prachtige demonstratie van basi-sanitairprincipes.

In een klassiek spuitpistool zijn er slechts een paar basisonderdelen:

    Er is een
  • triggerhendel , die een kleine pomp activeert
  • Deze pomp is bevestigd aan een plastic buis die water uit de Onderkant van het reservoir (in de meeste gevallen is het reservoir de hele binnenkant van het pistool).
  • De pomp dwingt dit water naar beneden een smalle vat en een Klein gat bij de snuit van het pistool.
  • Het gat, of mondstuk , richt het stromende water in een geconcentreerde stroom

Het enige complexe element in dit ontwerp is de waterpomp en het is ongeveer zo simpel als ze komen. Het hoofdverschuivende element is een zuiger , gehuisvest in een cilinder . Binnen de cilinder is een kleine veer . Om de pomp te bedienen:

  • Trek de trekker terug en duwt de zuiger in de cilinder.
  • Dit comprimeert de veer, waardoor het de zuiger terug uit de cilinder kan duwen wanneer U maakt de trigger vrij.

Deze twee slagen van de zuiger, in de cilinder en weer, vormen de volledige pompcyclus.

De Downstreek , de Zuiger die ingrijpt, krimpt het volume van de cilinder, dwingt water of lucht uit de pomp. De Uiteindelijk , de veer duwt de zuiger terug, breidt het cilindervolume uit, zuigt water of lucht in de pomp. In een waterpistool moet je water in het reservoir zuigen en het door het vat erboven uitstralen. Om al het water door het vat te laten bewegen, moet de pomp alleen water dwingen - het kan geen water in het reservoir dwingen. Met andere woorden, het water moet in slechts één richting door de pomp bewegen.

Het apparaat dat dit mogelijk maakt, wordt een eenrichtingsklep genoemd. De eenrichtingsklep in een basisch squirtpistool bestaat uit een kleine rubberen bal die netjes in een kleine zegel rust. Er zijn twee eenrichtingskleppen: een tussen het reservoir en de pomp, en een andere tussen de pomp en het mondstuk.

Dit pompontwerp is mooi in zijn eenvoud, maar het heeft twee grote beperkingen:

    De
  • hoeveelheid water in elke explosie wordt beperkt door de grootte van de pompcilinder. De grootte van de pompcilinder wordt op zijn beurt bepaald door het bereik van het triggermechanisme. Om meer water te comprimeren en uit te breiden, moet u duwen en de zuiger op grotere afstand trekken, wat betekent dat de trekker verder terugtrok.
  • De
  • Duur van de BLAST is ook beperkt. Elke trek op de trigger creëert slechts een kleine burst. TotSquirt water, je moet blijven knijpen en de trigger losmaken.

In de hele geschiedenis van waterpistools hebben ontwerpers met deze problemen worstelen om een beter pompsysteem te creëren. In het volgende gedeelte bekijken we twee eenvoudige waterpistoolontwerpen die het bereik, druk en duur van de stroom verhogen. Dan controleren we het pistoolontwerp dat alle andere waterwapens wegbleek.

Het gemotoriseerde waterpistool

In de laatste sectie zagen we dat het basispun een eenvoudige zuiger gebruikt, een cilinderpomp en twee eenrichtingskleppen. Aangezien de pomp is geactiveerd door de trigger heen en weer te verplaatsen, is dit ontwerp vrij beperkt in de omvang, bereik en duur van de bursts.

Een eenvoudige oplossing voor dit probleem is om de grootte van de pompcilinder te vergroten en de trigger. Dit is het basisidee achter klassiek Water Bazookas zoals die hieronder wordt getoond. In dit ontwerp is het triggermechanisme helemaal niet echt een trigger - het is meer als een spuit . In wezen houdt u de zuiger in de ene hand en de cilinder in de andere. Om water uit het reservoir te zuigen, trekt u de zuiger en cilinder uit elkaar. Om het water te verdrijven, duw je ze weer bij elkaar.

Dit geeft je veel meer water om in elk schot mee te werken. Als je de zuiger in de cilinder met grote kracht duwt, kun je het water een goede afstand neerzetten. Als je het langzamer duwt, kun je de duur van de explosie uitbreiden. Sommige waterbazooka's hebben geen bijgevoegd waterreservoir: om ze te laden, moet je door het vat water inzuigen, zoals je een spuit zou vullen.

Uiteraard vereist dit ontwerp veel meer werk van de shooter dan het conventionele spuitpistool, dus het is niet bijzonder gebruikersvriendelijk. De jaren tachtig zagen de komst van een nieuw soort waterpistool dat bijna al het werk zelf deed. U kunt in het diagram hieronder zien dat deze wapens in principe op dezelfde manier werken als het conventionele spuitpistool, behalve dat de pomp wordt aangedreven door een kleine motor in plaats van door de trigger. De trigger is slechts een schakelaar die een elektrisch schakeling voltooit, zodat de batterij de motor kan vermogen. De motor beweegt een reeks tandwielen, die een kleine nok verplaatsen. De roterende cam heeft een uitgebreide hendel die de zuiger vangt, trekt het terug en laat het dan los, waardoor een veer het naar voren kan duwen. Op deze manier beweegt de motor de zuiger in en uit de cilinder, tekent het water in vanuit het reservoir op de Upstroke en draait u het in de loop in de downstroke.

Aangezien de pomp wordt geactiveerd door een draaimotor In plaats van een trigger kan het ontwerp een enigszins uitgebreide cilindergrootte hebben zonder het moeilijker te maken om te schieten. Dit breidt het ontploffingsbereik enigszins uit. Maar het echte voordeel van dit ontwerp is dat de shooter niet hoeft te blijven pompen van de trekker om water voortdurend neer te schieten. Als u de trekker ingedrukt houdt, wordt de motor gepompt, waarbij een snelle reeks uitbarstingen uitstraalt, zoals het voortdurende vuur van een machinegeweer.

Beide pistoolontwerpen zijn een aanzienlijke stap van het gewone squirtpistool, Maar ze hebben nog steeds aanzienlijke beperkingen. Blasting De Bazooka vereist een goed stukje spierkracht van de shooter, en de waterstroom van de gemotoriseerde geweer is nog steeds redelijk zwak. In het volgende gedeelte kijken we naar het waterpistool-ontwerp dat de industrie een revolutie teweeggebracht, het opbouwen van ontploffingen die 50 voet (15 m) of meer bereiken.

De Super Soaker

als wij Zag in de laatste twee secties, het grootste probleem met conventionele waterpistolen is dat ze geen zeer krachtige stroom produceren. Dit komt omdat de waterdruk moet worden gegenereerd met elke opname, hetzij door de shooter of door een gemotoriseerd systeem. Het is niet haalbaar om een hogedrukstroom te produceren, omdat het zou betekenen dat het in 1982 veel kracht in een korte tijd toepast.

In 1982 kwam een nucleaire wetenschapper met de naam Lonnie Johnson met een ingenieuze oplossing voor dit probleem. In zijn vrije tijd werkte hij aan een nieuw warmtepompsysteem dat het bewegende water naar regel zou gebruikene temperatuur. Laat op een avond bevestigde hij een model van het pompmechanisme aan de wastafel en werd geschrokken door de krachtige waterstraal die door de kamer schoot. In dat moment werd hij getroffen door het idee voor een waterpistool dat perslucht zou gebruiken om druk te geven voor een waterstraal.

Om zijn idee een realiteit te maken, leverde Johnson de hulp aan van een volleerde uitvinder genaamd Bruce d'Andrade . Samen kwamen d'Andrade en Johnson met het basisontwerp dat de Super Soaker zou worden.

Super Soakers zijn gebouwd rond een pompmechanisme, maar het verplaatsen van de pomp rijdt niet echt water uit het pistool; Het dient om waterdruk

voor de explosie op te bouwen. In de eerste golf van Super Soakers bouwde je deze druk op door lucht rechtstreeks in een enkel waterreservoir te pompen. Terwijl je in meer lucht hebt gepompt, werd het steeds meer gecomprimeerd en zo een grotere druk toegepast op het water binnen.

In latere modellen bouwde je druk door water te pompen in plaats van lucht.

In tegenstelling tot Zijn voorgangers, dit pistool heeft twee waterreservoirs (gelabeld

a en B ), die via een netwerk van buizen zijn verbonden. Om het pistool te laden, vult u het grotere reservoir (A) met water. Om het pistool voor een ontploffing te vullen, trekt u de pomphendel (C) in en uit verschillende keren. De pomphendel is verbonden met een lange, smalle zuiger (D), die heen en weer beweegt in een cilinder (E). Deze pomp is vergelijkbaar met die in een squirt-gun pistol en het is afhankelijk van hetzelfde ene-weg-klepsysteem om de richting van de waterstroom te regelen. De eerste klep (F) is gepositioneerd tussen het grote waterreservoir en het pompmechanisme en de tweede klep (G) is gepositioneerd tussen de pomp en het kleinere waterreservoir, dat voedt in het vat van het pistool (H). Op de aanloop van de pompcyclus, wanneer u de pomphendel naar buiten trekt, trekt de terugwerende zuiger in water uit het grote reservoir hierboven. De tweede eenrichtingsklep (G) houdt water van stroom uit het kleinere reservoir (B). Op de uitloop van de pompcyclus, wanneer u de pomphendel in duwt, drijft de plunging-zuiger het water uit de cilinder, door de tweede eenrichtingsklep (G) en in het kleine reservoir (B). De eerste eenrichtingsklep (F) houdt het onder druk gehouden water van het stroomomen in het grote reservoir (A).

Maar wat is dit alles? In het volgende gedeelte plaatsen we de stukken samen om te zien hoe de Super Soaker zo'n krachtige explosie bouwt

Super Soaker-onderdelen

Het doel van het pompsysteem in een Super Soaker is tot

Comprimeer lucht

. Elke keer dat je water van het grote reservoir in het kleine reservoir rijdt, duwt het tegen alle lucht binnen. Lucht is een samendrukbare vloeistof - u kunt zijn volume verlagen door deze te knijpen - maar water is dat niet. Wanneer u meer en meer water aan het kleine reservoir toevoegt, neemt het een groter en groter volume in. Aangezien er een beperkte hoeveelheid ruimte in het reservoir is, comprimeren deze grotere volumes water de lucht in het pistool, zodat het een veel hogere druk heeft dan de lucht buiten het pistool. Dit kussen van hogedruk lucht duwt op al het water in het reservoir; Het water drukt op de zijkanten van het pistool en probeert naar buiten om de drukbalans te herstellen. Het enige dat het water in het pistool houdt, is het triggermechanisme. De trigger is gewoon een

-hendel

bevestigd aan het geweerhuis. Een stijve lengte van metaal die aan de behuizing is bevestigd, houdt het bovenste deel van deze hendel tegen de flexibele plastic buis die leidt naar het vat van het pistool, waardoor er geen water kan doorkomen. Wanneer je de trigger terug trekt, buigt de metalen stuk, en de hendel brengt de plastic buis uit. Met deze doorgang open, kan de onder druk staande lucht al het water uit het pistool duwen, een druk-evenwicht met de lucht buiten herstellen. Als u voldoende druk opbouwt, wordt het water verdreven op een zeer hoge snelheid. Omdat elk beetje water het luchtkussen verder comprimeert, de FORCE van de Blast is afhankelijk van hoeveel water u in het kleine reservoir inpompt. Bij een hoog-voldoende drukniveau kan de uiterlijke kracht van het perslucht en onder druk gehouden water de structurele integriteit van het sanitair in het pistool overschrijden, waardoor het lekt. Om dit te voorkomen, is het triggermechanisme ontworpen om wat water door te laten wanneer de druk een bepaald niveau bereikt. Dit ' Lekniveau ' wordt bepaald door de sterkte van het metaal dat de trigger bekleedt. In wezen is dit stuk metaal als een gewone veer, en de visserij wordt bepaald door de samenstelling ervan. Als het metaal meer rigide is, zal het een hoger waterdrukniveau nemen om het uit de weg te duwen. Als je een meer flexibel stuk hebt, laat het pistool wat water lekken tegen een lagere druk.

In de late jaren negentig kwam er een nieuwe golf van Super Soaker-wapens uit die op een hogere drukniveaus opschepte. Deze wapens, ontwikkeld door Bruce D'Andrade, bevatten het constante druksysteem of CPS. De hoofdcomponent in dit systeem is een eenvoudige waterblaas . Deze blaas is als een ballon, maar het is gemaakt van veel rigide materiaal. Deze wapens hebben hetzelfde soort pomp als andere Super Soakers, maar het water en de lucht worden in de waterblaas gedreven in plaats van in een plastic reservoir. Terwijl je meer water inpompt, breidt de blaas uit, op dezelfde manier breidt een ballon uit terwijl je er meer lucht in blaast. Wanneer het is uitgerekt, wil de blaas terugkeren naar de natuurlijke vorm, dus het is een groot deel van de druk op het water toepast. Wanneer je de trigger trekt en de doorgang op de pistoolbarrel opent, drijft deze druk al het water uit het pistool. Dit zorgt voor veel krachtiger waterstralen dan alleen met perslucht kan worden bereikt.

Dit zijn slechts twee soorten pomp-gebaseerde waterpistolen. Lonnie Johnson en Bruce d'Andrade's eerste Super Soaker en de latere toevoeging van de waterblaas hebben een hele lijn waterwapens gelanceerd. Voor extra munitie haken sommige ontwerpen aan op een enorm waterreservoir dat je draagt als een rugzak. Andere geweren zijn geconfigureerd, zodat u tegelijk naar voren kunt schieten, achteruit en zijwaarts. Dit heeft de wereld van waterpistolen drastisch veranderd. In het verleden wisten kinderen precies wat ze moesten verwachten toen ze naar de speelgoedwinkel gingen voor een nieuw waterpistool. Tegenwoordig zijn de planken aangevuld met elke zomer een breed scala aan nieuwe ontwerpen. Tenzij je onlangs in de speelgoedwinkel bent geweest, heb je geen idee wat je buren zouden kunnen brengen naar het volgende grote watergevecht.