Invoering
Honderden jaren lang hebben waterkruikenpompen mensen in staat gesteld om met relatief weinig inspanning water uit ondergrondse putten te halen (vergeleken met emmers uit een beek halen), kosten (vergeleken met het bouwen van aquaducten om smeltend ijs van de bergen af te leiden) en gevaar voor besmetting (vergeleken met een open put met een touw-en-emmer dompelen systeem). Het pitcher-pompsysteem maakt gebruik van een reeks speciale zuigers om een vacuüm te creëren dat de natuurlijke druk van de atmosfeer toelaat om water door een pijp omhoog te duwen.
Mechanisme: de neerwaartse zwaai
Om een werperpomp te bedienen, moet de gebruiker de lange hendel herhaaldelijk op en neer duwen. Het handvat is verbonden met een speciale zuiger met een gat in het midden en een metalen flap die is bevestigd met een scharnier (Figuur 1). Als de hendel omhoog staat, staat de zuiger in de laagste stand. Wanneer de hendel naar beneden wordt getrokken, beweegt de zuiger omhoog naar de hoogste stand.
Als er geen water in de leidingen zit, wordt de zuiger omhoog getrokken door de hendel naar beneden te trekken, waardoor het totale volume van de leiding toeneemt en de druk iets daalt. Om deze druk gelijk te maken, begint lucht van het oppervlak door het gat in de zuiger naar de pijp te stromen. Deze luchtstroom vangt de metalen flap en duwt deze over het gat, waardoor de zuiger wordt afgesloten.
Tussen de zuiger en de onderkant van de buis bevindt zich een stationaire, afgedichte metalen plaat met een gat en een scharnierende metalen flap (Figuur 1). Naarmate de zuiger omhoog blijft gaan, blijft het volume tussen de plaat en de zuiger toenemen, waardoor de druk in de ruimte afneemt.
Elke werperpomp bevat een kleine, passieve buis die van het oppervlak naar de put loopt. Dit wordt gedaan om de put onder druk te zetten door deze bloot te stellen aan de atmosfeer van de aarde. Wanneer de druk tussen de plaat en de zuiger afneemt, stroomt lucht uit de atmosfeer de buis in en duwt tegen het bronwater in een poging de druk gelijk te maken. Deze neerwaartse druk van de buis dwingt water omhoog in de buis, waardoor het volume tussen het water en de metalen plaat afneemt en de druk toeneemt. Deze druk dwingt de klep open terwijl lucht naar binnen stroomt om de druk in de plaat-zuigerruimte gelijk te maken. Op dit punt staat de handgreep in de hoogste stand.
Mechanisme: The Up Swing
Door de hendel omhoog te duwen, beweegt de zuiger naar beneden, waardoor de druk in de kamer toeneemt. Om de druk gelijk te maken, stroomt er lucht door de metalen plaat naar beneden, waardoor de klep dichtklapt. Door dicht te klappen, wordt de druk tussen de plaat en de put op zijn plaats vergrendeld, waardoor het water op zijn huidige hoogte in de pijp wordt gesuspendeerd.
Wanneer de zuiger naar beneden beweegt en de plaat wordt afgesloten, neemt de druk tussen hen toe. Hierdoor klapt de metalen klep van de zuiger open, waardoor de druk gelijk wordt aan de atmosfeer. Wanneer de zuiger weer omhoog beweegt, wordt de druk verlaagd tot subatmosferische omstandigheden en kan lucht uit de buis het water nog verder omhoog duwen.
Mechanisme: het water gieten
Na een paar zwaaibewegingen op en neer, bereikt het water in de leiding eindelijk de stationaire plaat. Zodra dit gebeurt, trekt de "omhoog"-schommel water door het gat in de plaat. Tijdens de opwaartse beweging zorgt een drukdaling ervoor dat water door het gat terugstroomt totdat de metalen klep snel dichtklapt en het water vasthoudt.
Wanneer de zuiger op het oppervlak van dit ingesloten water drukt, stroomt het water in de bovenkant van de kamer door het gat in de zuiger totdat het zijn laagste positie heeft bereikt. De volgende "neerwaartse" zwaai zorgt ervoor dat de metalen klep van de zuiger dichtklapt - en de zuiger tilt het water omhoog en uit de kraan.