苏格兰俱乐部(1)
也就是说,理论上,只要维持高速流体的速度不变,则它在单位时间内吸附的液体的量也是不变的——这就是高易设计整套系统的理论基础。
所以,这套系统的关键就在于怎样获得速度稳定的高速流体。
高易的设想是通过一台锅炉输出一个稳定的高压,形成一个稳定压差,在其他条件不变的情况下,稳定的压差间将会存在速度稳定的流体。
对于如何产生一个稳定的高压,高易是这样设计的,他将一根管子一端封死后加载上重物,使整根管子能提供五个大气压强,然后在管子侧面开一个孔槽。这根管子将作为压力阀的阀芯装在锅炉上。而锅炉的压力阀也呈管状,并且同阀芯之间通过如内燃机活塞上的扫气环结构形成密闭。压力阀外壁上开有一个孔接一根横管,此孔上方开一槽直至压力阀顶端,这一个槽接一根把整根槽都包含进去的扁管,扁管另一端开口为喇叭形。
当锅炉内压力超过五个大气压时,压力阀的管状阀芯上升,当管子上的孔槽同横管的开口相接的时候,横管内部将形成一个恒定的四个大气压的压差,锅炉内蒸汽将进入横管,接着进入文丘里管吸取固定量的那可丁酒精溶液,最后从喷口喷出。而当锅炉内大气压继续上升的时候,管状阀芯将继续上行,横管被关闭,横管内压差恢复为零,不再有气流流过。而此时,管状阀的孔槽将同横管上面的扁管相接,锅炉将通过阀芯、孔槽、扁管、喇叭口向外界排气。锅炉压力下降,管状阀回落,然后锅炉压力再次上升,新的一个循环开始。
而进入横管内的蒸汽除了吸取那可丁之外,还可分流一部分驱动机械结构,来完成对糖盘托架的步进控制。这一部分的机械设计是比较简单的,买一台现成打字机回来拆开看一下就明白了。高易也正是这么做的,他拆了一台打字机,然后放大了零件尺寸,找到钟表铺子让他们用黄铜打制了一套出来。他自己只额外设计了一个肘节式的机械延时器,这是为了确保文丘里管先把那可丁溶液喷出来之后,再进行托盘的步进动作。
高易所面临的真正问题是,每次从玻璃瓶里抽取液体的量总是无法恒定在误差范围之内。他给出的误差范围已经非常宽泛了,最大值和最小值跟标准值之比可以相差三倍,也就是说如果标准值是10,那么最大值可以是30,最小值可以是3。最大值和最小值之间相差十倍,然而就是这种程度的误差范围,这台机器最初都无法做到。
后来高易仔细分析原因,这才发现管状阀每次在横管前停留的时间都不一样,所以,虽然气压恒定,单位时间内吸附的液体的量是不变的,但是奈何单位时间的长短在变,因此每次抽取的液体总量肯定不可能相等。
高易的应对方法是,在横管内做了一个管状的活塞,这个活塞的侧面开有一条槽。当横管内存在压差的时候,将驱动这个活塞前行,当活塞侧面的槽的前端同通向文丘里管的管道相接的时候,气流通过这条槽进入文丘里管,而此时这个活塞继续前行,当这条槽的后端通过文丘里管道的开口后,这条管道将被关闭,即使有压差存在也不会再有气流进入。因此,理论上,由于槽的长度不变、管道横截面不变、压力恒定,进入文丘里管的总流量将不变,吸取的液体量也不会变。
然而,因为蒸汽是一种非常不友好的工作气体,变化激烈,还伴有湍流,所以效果依旧差强人意,不过至少没有3到30那么夸张了,大致维持在6到12这种水平上。
高易挺后悔的,事实上他最初的设计,是让蒸汽机去驱动一台变容抽气机,然后通过这台抽气机连接文丘里管来提供稳定的气压。不过后来想想要多造一台抽气机,太耗费时间,于是就作罢了。现在看来,其实也并没有节省下太多时间,而且效果实在不咋地,只能说将就着用。