Jak działa pompa dzbanka?

Od setek lat pompy dzbankowe pozwalają ludziom wydobywać wodę z podziemnych studni przy stosunkowo niewielkim wysiłku (w porównaniu do ciągnięcia wiader ze strumienia), koszt (w porównaniu z budową akweduktów w celu odprowadzania topniejącego lodu z gór) i niebezpieczeństwo skażenia (w porównaniu do otwartej studni z zanurzaniem linowo-wiaderkowym system). System pompy dzbanka wykorzystuje szereg specjalnych tłoków do wytworzenia podciśnienia, które pozwala naturalnemu ciśnieniu atmosfery na wypychanie wody przez rurę.

Aby uruchomić pompę dzbanka, użytkownik musi kilkakrotnie popchnąć długi uchwyt w górę iw dół. Uchwyt łączy się ze specjalnym tłokiem z otworem pośrodku i metalową klapką przymocowaną zawiasem (rysunek 1). Gdy uchwyt jest podniesiony, tłok znajduje się w najniższym położeniu. Gdy uchwyt jest pociągnięty w dół, tłok przesuwa się w górę do najwyższej pozycji.

Jeśli w rurach nie ma wody, pociągnięcie rączki w dół podnosi tłok, co zwiększa całkowitą objętość rury i powoduje niewielki spadek ciśnienia. Aby wyrównać to ciśnienie, powietrze z powierzchni zaczyna przepływać przez otwór w tłoku do rury. Ten przepływ powietrza chwyta metalową klapkę i popycha ją przez otwór, uszczelniając tłok.

Pomiędzy tłokiem a dnem rury znajduje się nieruchoma, uszczelniona metalowa płyta z otworem i zawiasową metalową klapką (rysunek 1). Gdy tłok nadal porusza się w górę, objętość między płytą a tłokiem nadal rośnie, co zmniejsza ciśnienie w przestrzeni.

Każda pompa dzbanka zawiera małą, pasywną rurkę, która biegnie od powierzchni do studni. Odbywa się to w celu zwiększenia ciśnienia w studni poprzez wystawienie jej na działanie atmosfery ziemskiej. Gdy ciśnienie między płytą a tłokiem spada, powietrze z atmosfery wpada do rury i napiera na wodę studzienną, próbując wyrównać ciśnienie. To ciśnienie w dół z rury wpycha wodę do rury, zmniejszając objętość między wodą a metalową płytą, zwiększając ciśnienie. To ciśnienie wymusza otwarcie klapy, gdy powietrze wdziera się w celu wyrównania ciśnienia w przestrzeni płyta-tłok. W tym momencie uchwyt znajduje się w najwyższej pozycji.

Pchnięcie uchwytu w górę powoduje ruch tłoka w dół, zwiększając ciśnienie wewnątrz komory. Aby wyrównać ciśnienie, powietrze przepływa w dół przez metalową płytkę, powodując zamknięcie klapki. Po zamknięciu, ciśnienie między płytą a studnią zostaje zablokowane, zawieszając wodę na obecnej wysokości wewnątrz rury.

Kiedy tłok przesuwa się w dół, a płyta jest szczelnie zamknięta, ciśnienie między nimi wzrasta. Spowoduje to otwarcie metalowej klapki tłoka, umożliwiając wyrównanie ciśnienia z atmosferą. Kiedy tłok ponownie porusza się w górę, zmniejsza ciśnienie do warunków poniżej atmosfery i pozwala powietrzu z rurki na jeszcze większe wypychanie wody.

Po kilku cyklach wahań w górę iw dół woda w rurze w końcu dociera do nieruchomej płyty. Gdy to nastąpi, huśtawka „w górę” wciąga wodę przez otwór w talerzu. Podczas wznoszenia spadek ciśnienia powoduje, że woda spływa z powrotem przez otwór, aż metalowa klapka szybko się zamyka, zatrzymując wodę.

Kiedy tłok naciska na powierzchnię tej uwięzionej wody, woda wpływa do górnej części komory przez otwór w tłoku, aż osiągnie swoje najniższe położenie. Kolejne przesunięcie w dół powoduje, że metalowa klapka tłoka zamyka się, a tłok unosi wodę w górę i wychodzi z kranu.