Přísavka - Suction cup
Přísavky , také známý jako výhonek , je zařízení nebo objekt, který využívá negativní tlak kapaliny ze vzduchu nebo vody, aby dodržovaly neporézních povrchů, vytváří částečné vakuum .
Přísavky jsou periferními rysy některých zvířat, jako jsou chobotnice a chobotnice , a byly uměle reprodukovány pro mnoho účelů.
Teorie
Pracovní plocha přísavky je vyrobena z pružného, pružného materiálu a má zakřivený povrch. Když je střed přísavky přitlačen na plochý neporézní povrch, zmenší se objem prostoru mezi přísavkou a plochým povrchem, což způsobí vytlačení vzduchu nebo vody mezi šálkem a povrchem za okraj kruhového poháru. Dutina, která se vyvíjí mezi šálkem a plochým povrchem, obsahuje málo nebo žádný vzduch nebo vodu, protože většina tekutiny již byla vytlačena z vnitřku šálku, což způsobilo nedostatek tlaku. Rozdíl tlaku mezi atmosférou na vnější straně šálku a nízkotlakou dutinou na vnitřní straně šálku udržuje šálek přilepený k povrchu.
Když uživatel přestane vyvíjet fyzický tlak na vnější stranu šálku, elastická látka, ze které je šálek vyroben, má tendenci obnovit svůj původní zakřivený tvar. Doba, po kterou lze sací účinek udržovat, závisí hlavně na tom, jak dlouho trvá, než vzduch nebo voda unikne zpět do dutiny mezi šálkem a povrchem, čímž se vyrovná tlak s okolní atmosférou. To závisí na pórovitosti a rovinnosti povrchu a vlastnostech okraje šálku. K udržení těsnosti se často používá malé množství minerálního nebo rostlinného oleje.
Výpočty
Síla potřebná k oddělení ideální přísavky jejím vytažením přímo z povrchu je dána vzorcem:
kde:
- F je síla ,
- A je plocha povrchu pokrytá šálkem,
- P je tlak mimo pohár (obvykle atmosférický tlak )
To je odvozeno z definice tlaku, která je:
Například přísavka o poloměru 2,0 cm má plochu (0,020 m) 2 = 0,0013 metrů čtverečních. Pomocí silového vzorce ( F = AP ) je výsledkem F = (0,0013 m 2 ) (100 000 Pa) = asi 130 newtonů .
Výše uvedený vzorec vychází z několika předpokladů:
- Vnější průměr šálku se po vytažení šálku nemění.
- Do mezery mezi šálkem a povrchem neuniká vzduch.
- Tažná síla je aplikována kolmo na povrch, aby kelímek nesklouzl do strany ani se neodlepil.
Umělé použití
Věří se, že umělé přísavky byly poprvé použity ve třetím století před naším letopočtem a byly vyrobeny z tykví . Byli zvyklí odsávat „špatnou krev“ z vnitřních orgánů na povrch. Předpokládá se, že tento postup vynalezl Hippokrates .
První moderní přísavkové patenty byly vydány americkým patentovým a známkovým úřadem v 60. letech 19. století. TC Roche byl oceněn americkým patentem č. 52 748 v roce 1866 za „fotografickou namáčecí tyčinku“; patent popisuje primitivní přísavný prostředek pro manipulaci s fotografickými deskami během vývojových postupů. V roce 1868 si Orwell Needham nechal patentovat rafinovanější přísavný design, americký patent č. 82 629, nazývající svůj vynález „atmosférickým knoflíkem“ určeným pro obecné použití jako prostředek pro otevírání držadla a zásuvky.
Přísavky mají řadu komerčních a průmyslových aplikací:
- Připevnění předmětu na rovný, neporézní povrch, jako jsou dveře chladničky nebo dlaždice na zdi. To se také používá pro kotvení lodí
- Chcete -li přesunout předmět, například skleněnou tabuli nebo vyvýšenou dlažbu, připevněte přísavku k ploché neporézní části předmětu a poté objekt posuňte nebo zvedněte.
- V některých hračkách, jako jsou šipky Nerf .
- Pístky na záchod
- Šplhat téměř nebo úplně svisle nahoru nebo dolů po rovném, neporézním povrchu, jako jsou boky některých budov. Toto je součást stavění , které je také známé jako městské lezení.
- Chcete -li udržet předmět nehybný, když je na něm zpracováno, například držení kusu skla při provádění broušení hran.
25. května 1981, Dan Goodwin , aka SpiderDan, zmenšil Sears Tower , bývalou nejvyšší budovu světa, pomocí dvojice přísavek. Pokračoval ve škálování renesančního centra v Dallasu, hotelu Bonaventure v Los Angeles, World Trade Center v New Yorku, Parque Central Tower v Caracasu, televizní stanice Nippon v Tokiu a Millenium Tower v San Francisku.