Як працює насос для глека?

Протягом сотень років глекові насоси дозволяли людям витягувати воду з підземних колодязів із відносно невеликими зусиллями (порівняно з витягуванням ковшів із струмка) витрати (у порівнянні з будівництвом аквадуків для відведення талого льоду з гір) та небезпека забруднення (порівняно з відкритою свердловиною із зануренням мотузки система). Система глекових насосів використовує серію спеціальних поршнів для створення вакууму, який дозволяє природному тиску атмосфери підштовхувати воду через трубу.

Для роботи насоса для глека користувач повинен кілька разів штовхати довгу ручку вгору-вниз. Рукоятка з'єднується зі спеціальним поршнем із отвором у центрі та металевою заслінкою, прикріпленою шарніром (рисунок 1). Коли ручка піднята, поршень знаходиться в найнижчому положенні. Коли рукоятку опускають вниз, поршень рухається вгору до найвищого положення.

Якщо в трубах немає води, потягнувши рукоятку вниз, піднімається поршень, що збільшує загальний об’єм труби і спричиняє невелике падіння тиску. Для вирівнювання цього тиску повітря з поверхні починає надходити через отвір у поршні до труби. Цей потік повітря захоплює металеву заслінку і штовхає її через отвір, герметизуючи поршень.

Між поршнем і днищем труби знаходиться нерухома, герметична металева пластина з отвором і шарнірним металевим клапаном (рисунок 1). Коли поршень продовжує рухатися вгору, об’єм між пластиною та поршнем продовжує збільшуватися, що зменшує тиск усередині простору.

Кожен насос для глека включає невелику пасивну трубку, яка проходить від поверхні до свердловини. Це робиться для тиску на свердловину, піддаючи її атмосфері Землі. Коли тиск між пластиною і поршнем зменшується, повітря з атмосфери надходить у трубку і штовхає воду з колодязя, намагаючись вирівняти тиск. Цей тиск вниз від трубки змушує воду підніматися в трубу, зменшуючи об’єм між водою та металевою пластиною, збільшуючи тиск. Цей тиск змушує клапан відкриватися, коли повітря надходить, щоб вирівняти тиск у просторі поршневої пластини. У цей момент ручка знаходиться у найвищому положенні.

Натискання рукоятки вгору приводить до переміщення поршня вниз, збільшуючи тиск всередині камери. Для вирівнювання тиску повітря стікає крізь металеву пластину, змушуючи закрити кришку. Перевертаючи, тиск між плитою та свердловиною замикається на місці, зупиняючи воду на поточній висоті всередині труби.

Коли поршень рухається вниз і пластина закривається, тиск між ними зростає. Це розкриває металеву заслінку поршня, дозволяючи тиску зрівнятися з атмосферою. Коли поршень знову рухається вгору, він знижує тиск до атмосферних умов і дозволяє повітрю з трубки підштовхувати воду ще далі.

Після кількох циклів коливань вгору-вниз вода в трубі нарешті доходить до нерухомої пластини. Як тільки це станеться, гойдалка "вгору" всмоктує воду через отвір у тарілці. Під час підйому падіння тиску змушує воду текти назад через отвір, поки металевий клапан швидко не перевернеться, закриваючи воду.

Коли поршень тисне на поверхню цієї захопленої води, вода стікає у верхню частину камери через отвір у поршні, поки не досягне найнижчого положення. Наступний поворот "вниз" призводить до того, що металевий клапан поршня закривається - і поршень піднімає воду вгору і виходить із крана.