Представьте, что у вас есть труба с внутренним диаметром 100 мм, по которой течет вода. Если длина трубы около 25 м, то вес воды в трубе близок к 200 кг, учитывая, что один литр воды весит один кг. По сути, это одна из тех больших нефтяных бочек, наполненных водой.
Вода в основном несжимаема — это означает, что вы не можете вместить больше воды в контейнер, набивая ее под давлением, чем вы можете просто налить ее. Итак, давайте представим 200 литров воды в нефтяной бочке, свободно падающей под действием силы тяжести. Теперь давайте представим, что он ударяется о бетонный пол. Во-первых, остановка была бы внезапной, а сила и шум были бы велики. Это именно то, что делает поршневой насос: вода падает через насос, набирая скорость до тех пор, пока этой скорости не станет достаточно, чтобы закрыть сливной клапан. Внезапно появляется много воды, которая мгновением ранее двигалась с довольно большой скоростью, и мгновенно останавливается. Как вы можете себе представить, когда некуда деваться (например, бетонный пол в нашем примере), у нас есть много энергии, которую нужно рассеять.
Поместив односторонний клапан в гораздо меньшую линию, отходящую от основной трубы, мы можем использовать энергию основного потока воды, как таран, чтобы протолкнуть воду мимо одностороннего клапана и вверх по меньшей трубе.
Энергия внезапной остановки начинает рассеиваться по мере того, как вода выталкивается вверх по маленькой трубе. В конце концов энергия истощается, и поток воды останавливается, и в этот момент односторонний клапан закрывается, задерживая воду в меньшей подающей трубе, ожидая следующего удара молота нашего водяного тарана. В этот момент вода в магистрали (приводной трубе) полностью останавливается и даже начинает немного «отскакивать» от ударной волны первоначального «удара».
Именно это изменение направления потока создает небольшое отрицательное давление в насосе, которое позволяет сбросному или «хлопковому» клапану открываться под действием силы тяжести и запускать процесс заново.
Теперь стоит вернуться к тому моменту в цикле, когда вода проходит мимо одностороннего клапана, и углубиться в детали.
К выпускной стороне одностороннего клапана и ответвлению нагнетательной линии примыкает резервуар с захваченным в нем воздухом. Работа этого резервуара состоит в том, чтобы действовать как амортизатор и сглаживать скачки давления тарана. Без этого резервуара скачок давления может быть настолько большим, что это повлияет на срок службы насоса. После закрытия одностороннего клапана сжатый воздух в резервуаре вновь расширяется и продолжает выталкивать воду вверх по напорной трубе, что значительно увеличивает эффективность насоса. Предупреждаем тех, кто хочет обойтись без баллона с воздухом. Просто чтобы посмотреть, что произойдет, запустили, используя насос км 80-65-160,
поршень диаметром 100 мм с падением всего на 1 метр и подъемом на три метра. При этом удалось разорвать 50-миллиметровый обратный клапан на кусочки. Теперь клапан был хорошего качества из армированного стекловолокном пластика, рассчитанного на давление более 100 фунтов на квадратный дюйм.