Come funziona una pompa idraulica del pistone?

Le pompe a pistone esistono da molti decenni e sono popolari per due motivi principali:

Non hanno bisogno di una fonte di alimentazione esterna - il forza dell'acqua in movimento dà loro il potere di cui hanno bisogno.
Sono estremamente semplici, con solo due parti mobili.

L'idea alla base di una pompa ariete è semplice. La pompa utilizza il quantità di moto di una quantità relativamente grande di acqua in movimento per pompare una quantità relativamente piccola di acqua in salita.

Per utilizzare una pompa a pistone, devi avere un fonte d'acqua situata sopra la pompa . Per esempio, devi avere uno stagno su una collina in modo da poter localizzare la pompa sotto lo stagno. Fai scorrere un tubo dallo stagno alla pompa. La pompa ha una valvola che consente all'acqua di fluire attraverso questo tubo e aumentare la velocità.

Quando l'acqua raggiunge la sua velocità massima, questa valvola si chiude.
Mentre si chiude sbattendo, l'acqua che scorre sviluppa una grande pressione nella pompa a causa della sua inerzia.
Le forze di pressione aprono una seconda valvola.
L'acqua ad alta pressione scorre attraverso la seconda valvola al tubo di mandata (che di solito ha una camera d'aria per consentire al tubo di mandata di catturare quanta più acqua ad alta pressione possibile durante l'impulso).
La pressione nella pompa diminuisce. La prima valvola si riapre per consentire all'acqua di fluire e aumentare nuovamente lo slancio. La seconda valvola si chiude.
Il ciclo si ripete.

Il tubo di mandata può salire a una certa distanza sia dalla pompa che dalla sorgente dell'acqua. Per esempio, se la pompa è 10 piedi sotto lo stagno, il tubo di mandata potrebbe trovarsi fino a 100 piedi sopra la pompa.

Puoi vedere che l'unico grande svantaggio di una pompa ariete è che spreca molta acqua . Tipicamente, solo il 10% circa dell'acqua che consuma costituisce effettivamente il tubo di mandata. Il resto defluisce dalla pompa mentre l'acqua aumenta la quantità di moto.

Non succede nulla di magico in una pompa ariete. Un design diverso che realizza la stessa cosa potrebbe funzionare in questo modo:

L'acqua scorre in discesa dallo stagno e aziona una ruota idraulica.
La ruota idraulica è collegata a una pompa convenzionale con trasmissione ad albero (una pompa alternativa, una pompa centrifuga, eccetera.)
La pompa sposta l'acqua in salita.

Questo design ha più parti mobili, ma fa la stessa cosa e ha il vantaggio che si adatta a qualsiasi dimensione molto facilmente. L'idea di utilizzare l'energia dell'acqua che scorre è in circolazione da molto tempo!