كيف تعمل مضخة القاذف؟

منذ مئات السنين ، سمحت مضخات الأباريق للناس باستخراج المياه من الآبار الجوفية بجهد ضئيل نسبيًا (مقارنة بسحب الدلاء من مجرى مائي) ، المصاريف (مقارنة ببناء القنوات المائية لتحويل الجليد الذائب من الجبال) وخطر التلوث (مقارنة ببئر مفتوحة مع غمس بالحبال والدلو النظام). يستخدم نظام مضخة الإبريق سلسلة من المكابس الخاصة لإنشاء فراغ يسمح للضغط الطبيعي للغلاف الجوي بدفع المياه لأعلى عبر أنبوب.

لتشغيل مضخة إبريق ، يجب على المستخدم دفع المقبض الطويل لأعلى ولأسفل بشكل متكرر. يتصل المقبض بمكبس خاص به فتحة في المنتصف ورفرف معدني متصل بمفصلة (الشكل 1). عندما يكون المقبض لأعلى ، يكون المكبس في أدنى موضع له. عندما يتم سحب المقبض لأسفل ، يتحرك المكبس لأعلى باتجاه أعلى موضع له.

إذا لم يكن هناك ماء في الأنابيب ، فإن سحب المقبض لأسفل يرفع المكبس ، مما يزيد من الحجم الكلي للأنبوب ويسبب انخفاضًا طفيفًا في الضغط. لموازنة هذا الضغط ، يبدأ الهواء من السطح بالتدفق عبر الفتحة الموجودة في المكبس وصولاً إلى الأنبوب. يمسك تدفق الهواء هذا بالسديلة المعدنية ويدفعها فوق الفتحة ، مما يؤدي إلى إحكام إغلاق المكبس.

يوجد بين المكبس وقاع الأنبوب صفيحة معدنية ثابتة ومختومة بفتحة وغطاء معدني مفصلي (الشكل 1). مع استمرار المكبس في التحرك لأعلى ، يستمر الحجم بين اللوح والمكبس في الزيادة ، مما يقلل الضغط داخل الفراغ.

تتضمن كل مضخة إبريق أنبوبًا صغيرًا سلبيًا يمتد من السطح إلى البئر. يتم ذلك للضغط على البئر عن طريق تعريضه لجو الأرض. عندما ينخفض ​​الضغط بين الصفيحة والمكبس ، يندفع الهواء من الغلاف الجوي إلى الأنبوب ويدفع ماء البئر في محاولة لمعادلة الضغط. يدفع هذا الضغط النزولي من الأنبوب الماء إلى الأعلى داخل الأنبوب ، مما يقلل الحجم بين الماء واللوحة المعدنية ، مما يؤدي إلى زيادة الضغط. يجبر هذا الضغط السديلة على الفتح بينما يندفع الهواء للداخل لموازنة الضغط في مساحة لوحة المكبس. في هذه المرحلة ، يكون المقبض في أعلى موضع له.

يؤدي دفع المقبض لأعلى إلى تحريك المكبس لأسفل ، مما يؤدي إلى زيادة الضغط داخل الحجرة. لموازنة الضغط ، يتدفق الهواء لأسفل عبر اللوح المعدني ، مما يتسبب في إغلاق الغطاء. عن طريق التقليب ، يتم قفل الضغط بين اللوح والبئر في مكانه ، مما يؤدي إلى تعليق الماء عند ارتفاعه الحالي داخل الأنبوب.

عندما يتحرك المكبس لأسفل وتغلق اللوحة ، يزداد الضغط بينهما. يؤدي هذا إلى قلب الغطاء المعدني للمكبس ، مما يسمح للضغط بالتوازن مع الغلاف الجوي. عندما يتحرك المكبس لأعلى مرة أخرى ، فإنه يقلل من الضغط في ظروف الغلاف الجوي الفرعي ويسمح للهواء من الأنبوب بدفع الماء لأعلى أكثر.

بعد بضع دورات تأرجح صعودًا وهبوطًا ، يصل الماء الموجود في الأنبوب أخيرًا إلى اللوحة الثابتة. بمجرد حدوث ذلك ، فإن التأرجح "لأعلى" يسحب الماء من خلال الفتحة الموجودة في اللوحة. أثناء الحركة الصاعدة ، يتسبب انخفاض الضغط في تدفق المياه مرة أخرى لأسفل عبر الفتحة حتى ينغلق الغطاء المعدني سريعًا ، مما يحبس الماء.

عندما يضغط المكبس لأسفل على سطح هذا الماء المحاصر ، يتدفق الماء إلى الجزء العلوي من الحجرة من خلال الفتحة الموجودة في المكبس حتى يصل إلى أدنى موضع له. يؤدي التأرجح التالي "لأسفل" إلى قلب الغطاء المعدني للمكبس لإغلاقه - ويرفع المكبس الماء لأعلى ويخرج من الصنبور.