Ako funguje džbánová pumpa?

Po stovky rokov džbánové čerpadlá umožňovali ľuďom získavať vodu z podzemných vrtov s relatívne malým úsilím (v porovnaní s vyťahovaním vedier z potoka), náklady (v porovnaní so stavbou akvaduktov na odvádzanie topiaceho sa ľadu z hôr) a nebezpečenstvo kontaminácie (v porovnaní s otvorenou studňou s ponorom do lana a vedra) systém). Systém džbánovej pumpy využíva sériu špeciálnych piestov na vytvorenie vákua, ktoré umožňuje prirodzenému tlaku atmosféry tlačiť vodu hore potrubím.

Ak chcete prevádzkovať džbánové čerpadlo, musí užívateľ opakovane tlačiť na dlhú rukoväť hore a dole. Rukoväť je spojená so špeciálnym piestom s otvorom v strede a kovovou chlopňou pripevnenou pomocou pántu (obrázok 1). Keď je rukoväť hore, piest je v najnižšej polohe. Keď je rukoväť zatiahnutá nadol, piest sa posúva nahor do svojej najvyššej polohy.

Ak v potrubiach nie je voda, potiahnutím rukoväte nadol sa zdvihne piest, čo zväčšuje celkový objem potrubia a spôsobuje mierny pokles tlaku. Na vyrovnanie tohto tlaku začne vzduch z povrchu prúdiť otvorom v pieste až k potrubiu. Tento prúd vzduchu zachytáva kovovú chlopňu a tlačí ju cez otvor, čím utesňuje piest.

Medzi piestom a dnom potrubia je stacionárna utesnená kovová doska s otvorom a sklopnou kovovou chlopňou (obrázok 1). Keď sa piest naďalej posúva nahor, objem medzi doskou a piestom sa neustále zväčšuje, čo znižuje tlak vo vnútri priestoru.

Súčasťou každého džbánového čerpadla je malá pasívna trubica, ktorá vedie od povrchu smerom k studni. To sa robí za účelom natlakovania studne jej vystavením zemskej atmosfére. Keď tlak medzi doskou a piestom klesá, prúdi vzduch z atmosféry do trubice a tlačí proti vode zo studne v snahe vyrovnať tlak. Tento tlak smerom dole z trubice núti vodu hore do potrubia, čím sa zmenšuje objem medzi vodou a kovovou doskou a zvyšuje sa tlak. Tento tlak núti klapku otvoriť, keď sa do nej vrhá vzduch, aby sa vyrovnal tlak v priestore tanier-piest. V tomto okamihu je rukoväť v najvyššej polohe.

Stlačením rukoväte nahor sa piest posunie nadol, čím sa zvýši tlak vo vnútri komory. Na vyrovnanie tlaku prúdi vzduch dole cez kovovú platňu a spôsobuje preklopenie klapky. Preklopením sa tlak medzi doskou a studňou zafixuje na danom mieste a voda sa pozastaví v jej súčasnej výške vo vnútri potrubia.

Keď sa piest posúva nadol a doska je utesnená, tlak medzi nimi sa zvyšuje. Týmto sa kovová chlopňa piestu otvorí a tlak sa vyrovná s atmosférou. Keď sa piest opäť pohne nahor, zníži tlak na podatmosférické podmienky a umožní vzduchu z trubice tlačiť vodu ešte ďalej.

Po niekoľkých cykloch hojdania hore a dole sa voda v potrubí konečne dostane na stacionárny tanier. Akonáhle sa to stane, hojdačka „hore“ nasaje vodu cez otvor v doske. Počas vzostupu, pokles tlaku spôsobí, že voda bude tiecť späť dolu cez otvor, až kým sa kovová chlopňa rýchlo nezatvorí a nezachytí vodu.

Keď piest zatlačí na povrch tejto zachytenej vody, voda prúdi do hornej časti komory otvorom v pieste, kým nedosiahne svoju najnižšiu polohu. Nasledujúci výkyv „nadol“ spôsobí preklopenie kovovej chlopne piestu - a piest zdvihne vodu hore a von z kohútika.