Jak funguje džbánová pumpa?

Po stovky let džbánová čerpadla umožňovala lidem získávat vodu z podzemních vrtů s relativně malým úsilím (ve srovnání s vytahováním lopat z potoka), náklady (ve srovnání se stavbou akvaduktů k odvádění tajícího ledu z hor) a nebezpečí kontaminace (ve srovnání s otevřenou studnou s máčením lana a lopaty Systém). Systém džbánové pumpy využívá řadu speciálních pístů k vytvoření vakua, které umožňuje přirozenému tlaku atmosféry tlačit vodu nahoru potrubím.

Pro provoz džbánového čerpadla musí uživatel opakovaně tlačit dlouhou rukojeť nahoru a dolů. Rukojeť je spojena se speciálním pístem s otvorem ve středu a kovovou chlopní připevněnou závěsem (obrázek 1). Když je rukojeť vzhůru, píst je v nejnižší poloze. Když je rukojeť stažena dolů, píst se posune nahoru do své nejvyšší polohy.

Pokud v potrubí není voda, zatažením za rukojeť dolů se zdvihne píst, což zvětší celkový objem potrubí a způsobí mírný pokles tlaku. Aby se tento tlak vyrovnal, vzduch z povrchu začne proudit otvorem v pístu dolů k trubce. Toto proudění vzduchu zachycuje kovovou klapku a tlačí ji přes otvor a utěsňuje píst.

Mezi pístem a dnem trubky je stacionární, utěsněná kovová deska s otvorem a sklopnou kovovou chlopní (obrázek 1). Jak se píst nadále pohybuje nahoru, objem mezi deskou a pístem se stále zvyšuje, což snižuje tlak uvnitř prostoru.

Každé džbánové čerpadlo obsahuje malou pasivní trubici, která vede z povrchu dolů ke studni. Důvodem je tlak na studnu vystavením zemské atmosféře. Když tlak mezi destičkou a pístem klesá, proudí vzduch z atmosféry do trubice a tlačí proti vodě studny ve snaze vyrovnat tlak. Tento tlak směrem dolů z trubice nutí vodu nahoru do potrubí, čímž se zmenšuje objem mezi vodou a kovovou deskou a zvyšuje se tlak. Tento tlak nutí klapku otevřít, jak se vrhá vzduch, aby se vyrovnal tlak v prostoru deskového pístu. V tomto okamžiku je rukojeť v nejvyšší poloze.

Stisknutím rukojeti nahoru se píst posune dolů a zvýší se tlak uvnitř komory. Aby se vyrovnal tlak, vzduch proudí dolů kovovou deskou, což způsobí odklopení klapky. Překlopením se tlak mezi destičkou a studnou zafixuje na místě a voda se v její aktuální výšce uvnitř potrubí pozastaví.

Když se píst pohybuje dolů a deska je utěsněna, tlak mezi nimi se zvyšuje. Tím se kovová klapka pístu otevře, což umožní vyrovnání tlaku s atmosférou. Když se píst znovu pohybuje nahoru, snižuje tlak na podatmosférické podmínky a umožňuje vzduchu z trubice tlačit vodu ještě dále.

Po několika cyklech výkyvu nahoru a dolů se voda v potrubí konečně dostane na stacionární desku. Jakmile k tomu dojde, houpačka „nahoru“ nasává vodu otvorem v desce. Během vzestupu pokles tlaku způsobí, že voda teče zpět dolů otvorem, dokud se kovová klapka rychle nevyklopí a nezachytí vodu.

Když píst tlačí dolů na povrch této zachycené vody, voda proudí do horní části komory otvorem v pístu, dokud nedosáhne své nejnižší polohy. Další švih „dolů“ způsobí, že se kovová klapka pístu zavře - a píst zvedne vodu nahoru a ven z faucetu.