相信很多人從小就聽說過這樣一句話，“人往高處走，水往低處流”，從此不管這句話對不對，明不明白是什么意思，但這句話在人們腦海里已經(jīng)是根深蒂固的存在著。

水為什么是往低處流的，這很多人的疑問，其實(shí)這是個物理知識，物體能夠運(yùn)動都是受到了外力的作用，而運(yùn)動的方向就是向它施加最大力的方向，水在地球上會受到很多不同大小力的作用，而受到地球向下的引力是最大的，因此水就是向下流動的。

而要是說水能往高處流，那你肯定在想，一定是借助什么機(jī)器或者是人力的幫助而實(shí)現(xiàn)的，像以油或者電作為動力的抽水機(jī)就可以，不然是不可能實(shí)現(xiàn)的，但確實(shí)有這么一個利用簡易的裝置，不借用機(jī)器或者人力就能實(shí)現(xiàn)將低處的水提升送到高處去，這就是水錘泵。

水錘泵是一種以流動的水作為沖擊動力，從而產(chǎn)生水錘效應(yīng)，將低處的水提升到高處的提水裝置，是一種將動能轉(zhuǎn)換成壓力能的簡單機(jī)械，水錘泵主要用于山區(qū)，丘陵以及平原河流或水庫周圍的灌溉，養(yǎng)殖以及飲用水等。

水錘泵的最大優(yōu)點(diǎn)就是，不需要消耗電力等任何能源，而且水錘泵的結(jié)構(gòu)簡單，就是由進(jìn)出水口，壓力罐，泵體，輸水閥以及泄水閥這幾部分組成的。

利用落差流動的水流突然受阻后，水流的慣性產(chǎn)生水錘效應(yīng)，產(chǎn)生比正常壓力高很多倍的水流沖擊力。

利用這種壓力產(chǎn)生的能量，可以自動將水輸送到20-100倍于進(jìn)水落差的高處，最大的提升高度能達(dá)到300米，只要有一定落差的流動的水流，水錘泵就不需要任何的輔助機(jī)械，而實(shí)現(xiàn)從低處往高處持續(xù)穩(wěn)定的提水，非常的經(jīng)濟(jì)節(jié)能環(huán)保。

水錘泵的發(fā)展

水是人類賴以生存的源泉，也是萬物之本，但是受制于地勢和環(huán)境的限制，不能充分地利用這種重要的資源。

為了利用水資源，人類很早就開始利用流水，人力以及畜力提供的動力來將水從低處提升到高處，但是由于設(shè)備和提供的動力有限所以效率不高，后來又發(fā)明了效率更高的抽水泵，但是這些機(jī)械設(shè)備需要使用能源才能驅(qū)動其不斷的運(yùn)行。

在1772年，有個英國人約翰（John Whitehurst)發(fā)明了一種簡易的手動水錘泵。

1796年，法國人約瑟夫邁克爾兄弟，在原來約翰所發(fā)明的水錘泵的基礎(chǔ)上又增加了一個閥門，使得這種新的水錘泵實(shí)現(xiàn)了持續(xù)不斷自動供水。

1809年，在美國頒發(fā)了第一個水錘泵的專利，并開始在市場上銷售。

水錘泵這種簡單便宜的提水裝置也被稱為人力歷史上最重要的發(fā)明之一，一百多年來經(jīng)過不斷的優(yōu)化改進(jìn)，水錘泵使用成本低的特點(diǎn)，已經(jīng)成為部分行業(yè)最重要的提水裝置。

水錘現(xiàn)象

說到水錘現(xiàn)象你或許沒有聽說過，但你也許曾經(jīng)感受過，那就是有時候你關(guān)閉水龍頭閥門后，整個水管就會震動起來，水管內(nèi)也會有水的咚咚響聲，而且這個震動有時還會隨著水管傳遞到建筑物中，這種現(xiàn)象用塑料水管時更為明顯，其實(shí)這就是水錘現(xiàn)象。

水在壓力管路中受慣性會持續(xù)快速的向前流動，當(dāng)關(guān)閉閥門后水流就會被截?cái)啵顾牧魉偻蝗话l(fā)生變化，就會造成水管內(nèi)的壓力突然增大并會產(chǎn)生很大的沖擊力，這種沖擊力就是水錘的由來，相反關(guān)閉的閥門突然打開后同樣也會產(chǎn)生這種現(xiàn)象，這種水力現(xiàn)象被稱為水擊或水錘。

這種水錘現(xiàn)象由于沖擊力很大，如果壓強(qiáng)過高就會對水管造成很大的傷害，長時間的水錘現(xiàn)象會造成水管或閥門的損壞，為了減小水錘現(xiàn)象對管道的損壞，在管路中就需要安裝一些緩沖設(shè)備。

水錘泵的工作原理

我們知道水錘有很大的沖擊力，所以人們就利用了水錘這種自然現(xiàn)象，制造出了可自動泵水的水力機(jī)械水錘泵。

水錘泵利用流水的動力讓泄水閥與揚(yáng)水閥周期性的開關(guān)，從而產(chǎn)生水錘壓力把水從低處提升到高處。

水錘泵的原理是利用水在流動中突然受阻后，產(chǎn)生比正常壓力高十倍以上的瞬間水錘壓力實(shí)現(xiàn)提水。

水錘閥在工作前，泄水閥在彈簧的作用下處于開啟狀態(tài)，輸水閥的彈簧在自身重力的作用下處于關(guān)閉狀態(tài)，當(dāng)打開水錘泵時，水從高處由進(jìn)水管經(jīng)過打開的泄水閥向外流出，當(dāng)泵體內(nèi)水量增加，泄水閥內(nèi)側(cè)的壓力就會增加到大于泄水閥彈簧壓力時，水會推動泄水閥關(guān)閉，就會發(fā)生水錘現(xiàn)象。

此時水錘泵內(nèi)的壓力會快速增加，輸水閥就會打開，部分水被壓入到壓力罐中，當(dāng)壓力罐內(nèi)的水壓強(qiáng)增加到大于揚(yáng)水管內(nèi)的壓力時，水就會從出水口流出來。

泄水閥的壓力下降后在彈簧和負(fù)壓的作用下又會重新打開，輸水閥在自重和彈簧壓力以及空氣室內(nèi)水壓力的固體作用下重新關(guān)閉，在水流的作用下上述動作自動重復(fù)運(yùn)行。

隨著人類越來越重視低碳環(huán)保的今天，水錘泵這種具有低碳環(huán)保，節(jié)省能源的提水設(shè)備將發(fā)揮巨大的作用，水錘泵可以充分利用水資源，更深一步發(fā)展甚至可以用作小型水力發(fā)電，為低碳經(jīng)濟(jì)和環(huán)境保護(hù)做貢獻(xiàn)。

備注：文中Gif截取自Youtube《Animation How ram pump works Explained in detail.》《El ariete hidraulico video informativo》多克，文中圖片截取自《How does a Water Hammer Pump work》