เหยือกปั๊มทำงานอย่างไร?

เป็นเวลาหลายร้อยปีที่เครื่องสูบน้ำแบบเหยือกช่วยให้ผู้คนสามารถดึงน้ำจากบ่อน้ำใต้ดินได้โดยใช้ความพยายามเพียงเล็กน้อย (เมื่อเทียบกับการลากถังจากลำธาร) ค่าใช้จ่าย (เทียบกับการสร้าง aquaducts เพื่อเปลี่ยนเส้นทางน้ำแข็งละลายจากภูเขา) และอันตรายจากการปนเปื้อน (เทียบกับบ่อน้ำเปิดที่มีการจุ่มเชือกและถัง ระบบ). ระบบปั๊มเหยือกใช้ลูกสูบพิเศษหลายชุดเพื่อสร้างสุญญากาศที่ช่วยให้แรงดันธรรมชาติของบรรยากาศดันน้ำขึ้นผ่านท่อ

ในการใช้งานปั๊มเหยือก ผู้ใช้ต้องดันด้ามยาวขึ้นและลงซ้ำๆ ที่จับเชื่อมต่อกับลูกสูบพิเศษที่มีรูตรงกลางและแผ่นโลหะติดกับบานพับ (รูปที่ 1) เมื่อแฮนด์ยกขึ้น ลูกสูบจะอยู่ที่ตำแหน่งต่ำสุด เมื่อดึงมือจับลง ลูกสูบจะเคลื่อนขึ้นไปยังตำแหน่งสูงสุด

หากไม่มีน้ำในท่อ การดึงที่จับลงจะทำให้ลูกสูบยกขึ้น ซึ่งจะเป็นการเพิ่มปริมาตรรวมของท่อและทำให้แรงดันตกเล็กน้อย เพื่อให้ความดันนี้เท่ากัน อากาศจากพื้นผิวจะเริ่มไหลผ่านรูในลูกสูบลงไปที่ท่อ การไหลของอากาศนี้จับแผ่นโลหะและดันไปเหนือรูเพื่อปิดผนึกลูกสูบ

ระหว่างลูกสูบกับด้านล่างของท่อจะมีแผ่นโลหะที่ปิดสนิทอยู่นิ่งซึ่งมีรูและแผ่นโลหะแบบบานพับ (รูปที่ 1) ขณะที่ลูกสูบยังคงเคลื่อนที่ขึ้น ปริมาตรระหว่างจานและลูกสูบยังคงเพิ่มขึ้น ซึ่งลดความดันภายในช่องว่าง

ปั๊มเหยือกทุกอันมีท่อแบบพาสซีฟขนาดเล็กที่ไหลจากพื้นผิวลงสู่บ่อน้ำ สิ่งนี้ทำขึ้นเพื่อเพิ่มแรงดันให้กับบ่อน้ำโดยเปิดเผยสู่ชั้นบรรยากาศของโลก เมื่อความดันระหว่างเพลตและลูกสูบลดลง อากาศจากบรรยากาศจะพุ่งเข้าไปในท่อและดันเข้ากับน้ำในบ่อเพื่อพยายามทำให้แรงดันเท่ากัน แรงดันที่ลดลงจากท่อนี้ดันน้ำขึ้นสู่ท่อ ทำให้ปริมาตรระหว่างน้ำกับแผ่นโลหะลดลง ทำให้แรงดันเพิ่มขึ้น แรงดันนี้บังคับให้แผ่นปิดเปิดออกเมื่ออากาศพุ่งเข้ามาเพื่อให้แรงดันเท่ากันในพื้นที่ลูกสูบจาน ณ จุดนี้ ที่จับอยู่ที่ตำแหน่งสูงสุด

การดันที่จับขึ้นจะทำให้ลูกสูบเคลื่อนลง และเพิ่มแรงดันภายในห้องเพาะเลี้ยง เพื่อให้แรงดันเท่ากัน อากาศจะไหลผ่านแผ่นโลหะทำให้ฝาพับปิดลง เมื่อปิดฝา แรงดันระหว่างเพลตและบ่อน้ำจะถูกล็อคเข้าที่ โดยระงับน้ำไว้ที่ระดับความสูงปัจจุบันภายในท่อ

เมื่อลูกสูบเคลื่อนลงและปิดเพลท แรงดันระหว่างลูกสูบจะเพิ่มขึ้น วิธีนี้จะทำให้แผ่นโลหะของลูกสูบเปิดออก ทำให้แรงดันสมดุลกับบรรยากาศ เมื่อลูกสูบเลื่อนขึ้นอีกครั้ง ความดันจะลดไปยังสภาวะย่อยและช่วยให้อากาศจากท่อดันน้ำขึ้นได้อีกไกล

หลังจากรอบวงสวิงขึ้นและลงสองสามรอบ ในที่สุดน้ำในท่อก็ถึงแผ่นที่อยู่กับที่ เมื่อสิ่งนี้เกิดขึ้น การแกว่ง "ขึ้น" จะดึงน้ำผ่านรูในจาน ในระหว่างการแกว่งขึ้น แรงดันที่ลดลงจะทำให้น้ำไหลกลับลงไปในรูจนกระทั่งแผ่นโลหะปิดลงอย่างรวดเร็วเพื่อกักเก็บน้ำไว้

เมื่อลูกสูบกดลงบนพื้นผิวของน้ำที่ติดอยู่นี้ น้ำจะไหลเข้าสู่ด้านบนของห้องผ่านรูในลูกสูบจนกว่าจะถึงตำแหน่งต่ำสุด การแกว่ง "ลง" ครั้งถัดไปทำให้แผ่นปิดโลหะของลูกสูบปิดลง และลูกสูบจะยกน้ำขึ้นและออกจากก๊อกน้ำ