Как работи помпата за стомна?

В продължение на стотици години, помпите за кани позволяват на хората да извличат вода от подземни кладенци с относително малко усилия (в сравнение с изтеглянето на кофи от поток), разходи (в сравнение с изграждането на аквадукти за отклоняване на топящия се лед от планините) и опасност от замърсяване (в сравнение с открит кладенец с потапяне с въже и кофа) система). Системата за стомна помпа използва серия от специални бутала, за да създаде вакуум, който позволява на естественото налягане на атмосферата да изтласка водата нагоре през тръба.

За да задейства стомна помпа, потребителят трябва да натиска дългата дръжка нагоре и надолу многократно. Дръжката се свързва със специално бутало с отвор в центъра и метален капак, прикрепен с панта (Фигура 1). Когато дръжката е нагоре, буталото е в най-ниското си положение. Когато дръжката се изтегли надолу, буталото се движи нагоре към най-високото си положение.

Ако в тръбите няма вода, издърпването на дръжката надолу повдига буталото, което увеличава общия обем на тръбата и причинява лек спад на налягането. За да се изравни това налягане, въздухът от повърхността започва да тече през отвора в буталото надолу към тръбата. Този въздушен поток улавя металния капак и го избутва през отвора, като уплътнява буталото.

Между буталото и дъното на тръбата има неподвижна, запечатана метална плоча с отвор и шарнирно метално капаче (Фигура 1). Тъй като буталото продължава да се движи нагоре, обемът между плочата и буталото продължава да се увеличава, което намалява налягането в пространството.

Всяка помпа за кани включва малка, пасивна тръба, която минава от повърхността надолу към кладенеца. Това се прави, за да се направи налягането на кладенеца чрез излагането му на земната атмосфера. Когато налягането между плочата и буталото намалее, въздухът от атмосферата се втурва в тръбата и се натиска срещу кладенечната вода в опит да изравни налягането. Това налягане надолу от тръбата принуждава водата нагоре в тръбата, намалявайки обема между водата и металната плоча, увеличавайки налягането. Това налягане принуждава клапата да се отвори, когато въздухът се втурва, за да изравни налягането в пространството на плочата-бутало. В този момент дръжката е в най-високата си позиция.

Бутането на дръжката нагоре премества буталото надолу, увеличавайки налягането вътре в камерата. За да се изравни налягането, въздухът тече надолу през металната плоча, причинявайки капака да се затвори. Чрез затваряне налягането между плочата и кладенеца се фиксира на място, спирайки водата на настоящата й височина вътре в тръбата.

Когато буталото се движи надолу и плочата е затворена, налягането между тях се увеличава. Това отваря металния капак на буталото, което позволява изравняването на налягането с атмосферата. Когато буталото се движи отново нагоре, то намалява налягането до суб-атмосферни условия и позволява на въздуха от тръбата да изтласка водата още по-далеч.

След няколко цикъла на люлеене нагоре и надолу, водата в тръбата най-накрая достига неподвижната плоча. След като това се случи, люлката "нагоре" изтегля вода през отвора в чинията. По време на възходящия спад спадът на налягането кара водата да тече обратно надолу през отвора, докато металната клапа бързо се завърти, задържайки водата.

Когато буталото натисне надолу върху повърхността на тази уловена вода, водата изтича в горната част на камерата през отвора в буталото, докато достигне най-ниското си положение. Следващото люлеене надолу кара металното капаче на буталото да се затвори - и буталото повдига водата нагоре и навън от крана.