Cum funcționează o pompă Pitcher?

De sute de ani, pompele cu ulcior au permis oamenilor să extragă apa din puțurile subterane cu un efort relativ mic (comparativ cu tragerea găleților dintr-un pârâu), cheltuieli (în comparație cu construirea de acvaducte pentru a devia topirea gheții din munți) și pericol de contaminare (în comparație cu o fântână deschisă cu o scufundare cu frânghie și cupă sistem). Sistemul de pompă ulcior folosește o serie de pistoane speciale pentru a crea un vid care permite presiunii naturale a atmosferei să împingă apa în sus printr-o conductă.

Pentru a acționa o pompă ulcior, utilizatorul trebuie să împingă mânerul lung în sus și în jos în mod repetat. Mânerul se conectează la un piston special cu o gaură în centru și o clapă metalică atașată cu o balama (Figura 1). Când mânerul este ridicat, pistonul se află în poziția cea mai joasă. Când mânerul este tras în jos, pistonul se deplasează în sus către cea mai înaltă poziție.

Dacă nu există apă în conducte, tragerea mânerului în jos ridică pistonul, ceea ce mărește volumul total al conductei și provoacă o ușoară scădere a presiunii. Pentru a egaliza această presiune, aerul de la suprafață începe să curgă prin orificiul pistonului până la conductă. Acest flux de aer prinde clapa metalică și o împinge peste gaură, etanșând pistonul.

Între piston și fundul țevii se află o placă metalică staționară, sigilată, cu o gaură și clapă metalică articulată (Figura 1). Pe măsură ce pistonul continuă să se miște, volumul dintre placă și piston continuă să crească, ceea ce scade presiunea din interiorul spațiului.

Fiecare pompă de ulciu include un tub mic, pasiv, care trece de la suprafață până la fântână. Acest lucru se face pentru a presuriza fântâna prin expunerea ei la atmosfera pământului. Când presiunea dintre placă și piston scade, aerul din atmosferă se precipită în tub și împinge împotriva apei din puț, în încercarea de a egaliza presiunea. Această presiune descendentă din tub forțează apa în țeavă, scăzând volumul dintre apă și placa metalică, crescând presiunea. Această presiune forțează clapa să se deschidă în timp ce aerul se repede pentru a egaliza presiunea în spațiul plăcii-piston. În acest moment, mânerul se află în cea mai înaltă poziție.

Împingerea mânerului în sus deplasează pistonul în jos, crescând presiunea în interiorul camerei. Pentru a egaliza presiunea, aerul curge în jos prin placa metalică, provocând închiderea clapetei. Prin închidere, presiunea dintre placă și fântână este blocată la loc, suspendând apa la înălțimea actuală din interiorul conductei.

Când pistonul se deplasează în jos și placa este închisă etanș, presiunea dintre ele crește. Aceasta deschide clapeta metalică a pistonului, permițând presiunii să se egalizeze cu atmosfera. Când pistonul se deplasează din nou, reduce presiunea la condiții subatmosferice și permite aerului din tub să împingă apa în sus chiar mai departe.

După câteva cicluri de oscilare în sus și în jos, apa din țeavă ajunge în cele din urmă la placa staționară. Odată ce acest lucru se întâmplă, leagănul „sus” atrage apă prin orificiul din placă. În timpul creșterii, o scădere a presiunii face ca apa să curgă înapoi prin orificiu până când clapeta metalică se închide rapid, prinzând apa.

Când pistonul apasă în jos pe suprafața acestei ape captate, apa curge în partea superioară a camerei prin orificiul pistonului până când a atins poziția cea mai joasă. Următorul leagăn „în jos” face ca clapeta metalică a pistonului să se închidă - iar pistonul ridică apa în sus și în afara robinetului.