Kako deluje črpalka za vrč?

Stotine let vrče črpalke ljudem omogočajo, da z razmeroma malo truda črpajo vodo iz podzemnih vodnjakov (v primerjavi z vlečenjem žlic iz potoka) stroški (v primerjavi z gradnjo vodovodov za preusmeritev taljenja ledu iz gora) in nevarnost kontaminacije (v primerjavi z odprtim vodnjakom s potapljanjem vrvi in ​​vedra sistem). Sistem vrč črpalke uporablja vrsto posebnih batov, da ustvari vakuum, ki omogoča naravnemu tlaku ozračja, da potiska vodo skozi cev.

Za upravljanje črpalke za vrč mora uporabnik večkrat potisniti dolgi ročaj gor in dol. Ročaj se poveže s posebnim batom z luknjo v sredini in kovinsko loputo, pritrjeno s tečajem (slika 1). Ko je ročaj dvignjen, je bat v najnižjem položaju. Ko se ročaj povleče navzdol, se bat premakne navzgor v najvišji položaj.

Če v ceveh ni vode, povlečete ročaj navzdol, dvigne bat, kar poveča skupno prostornino cevi in ​​povzroči rahel padec tlaka. Da bi izenačili ta tlak, zrak s površine začne teči skozi luknjo v batu navzdol do cevi. Ta zračni tok zajame kovinsko loputo in jo potisne čez luknjo ter zatesni bat.

Med batom in dnom cevi je nepremična, zatesnjena kovinska plošča z luknjo in tečajno kovinsko loputo (slika 1). Ko se bat še naprej premika navzgor, se prostornina med ploščo in batom še naprej povečuje, kar zmanjša tlak v prostoru.

Vsaka vrč črpalka vključuje majhno, pasivno cev, ki teče od površine navzdol do vodnjaka. To se naredi za pritisk na vodnjak tako, da se izpostavi zemeljski atmosferi. Ko se tlak med ploščo in batom zmanjša, zrak iz ozračja požene v cev in potisne vodo iz vodnjaka, da bi izenačil tlak. Ta pritisk iz cevi navzdol sili vodo navzgor v cev, zmanjšuje prostornino med vodo in kovinsko ploščo in povečuje tlak. Ta tlak prisili loputo, da odteče, da zrak izenači tlak v prostoru plošče-bata. V tem trenutku je ročaj v najvišjem položaju.

Potiskanje ročaja navzgor premakne bat navzdol in poveča pritisk v komori. Za izenačitev tlaka zrak teče navzdol skozi kovinsko ploščo, zaradi česar se loputa zapre. Z zaprtjem se tlak med ploščo in vodnjakom zaskoči, tako da voda zadrži vodo na svoji trenutni višini znotraj cevi.

Ko se bat premakne navzdol in je plošča tesno zaprta, se tlak med njimi poveča. S tem se kovinska loputa bata odpre, tako da se tlak izenači z ozračjem. Ko se bat znova premakne navzgor, zmanjša tlak do sub-atmosferskih razmer in omogoča, da zrak iz cevi potisne vodo še dlje.

Po nekaj nihajnih ciklih navzgor in navzdol voda v cevi končno doseže mirujočo ploščo. Ko se to zgodi, gugalnica navzgor potegne vodo skozi luknjo na plošči. Med vzponom padec tlaka povzroči, da voda teče nazaj navzdol skozi luknjo, dokler se kovinska loputa hitro ne zapre in vodo ujame.

Ko bat pritisne navzdol na površino te ujete vode, voda teče v vrh komore skozi luknjo v batu, dokler ne doseže najnižjega položaja. Naslednji zamah navzdol povzroči, da se kovinska loputa bata zapre - in bat dvigne vodo navzgor in ven iz pipe.