液压柱塞泵

液压柱塞泵工作原理。

站在液压柱塞泵周围的孩子们图片来源：菲律宾原住民发展基金会

液压柱塞泵是一种水能（即水流高差产生的重力势能）驱动的水泵。在一些河段短且有高差的天然水域，液压柱塞泵可用来向海拔稍高的地区输水，且不需要使用电力或其它燃料。液压活塞利用水锤效应，通过加压，使流入水泵水流在泵内快速流动，进而将水位由原来的位置提升至高水位。整个过程只需要水力供能。

液压活塞泵在1772年被发明出来，并于19世纪广泛应用，但随着燃煤蒸汽引擎和柴油驱动泵的出现，这种泵逐渐被取代。近年来，因为使用环保可持续的能源，且便于当地生产，液压活塞泵又回到人们的视野之中。

液压活塞泵仅有两个活动部件，加装弹簧或加重型的排水阀（有时又称止回阀）和输水节止阀，建造成本底且易于维护，非常实用。此外，还有一根从抬升水源导流的导水管，以及一根输水管，这根输水管将导水管内的水抬升至高于水源的位置。

套管的理想长度是水源至水泵的垂直距离的5至12倍，或是管道直径的500至1000倍，取两数中最小值。这种长度可以让水流有1至2秒的缓冲。标准效率为60%，但可以高至80%。通常管道的形状是笔直的，但也可以弯曲，甚至卷成螺旋状。管道应是无弹性、牢固且坚硬的，否则会降低其功效。

简化版液压活塞如下图所示。首先，排污阀[4]开启，导出阀[5]闭合。导管[1]内的水在重力、加速度和动能的作用下流动，直到它迫使排污阀关闭。导管中的水流动力向闭合的排污阀冲击，引发水锤作用从而增加水泵压力，使导出阀[5]开启，并迫使水流向管道[3]。

因为水流被迫向上流动而非从水源向下流动，水流速度减缓。当水流逆转，止回阀关闭。当水流中断，排污阀因净水头重新开启，重复以上过程。

充满空气的压力容器[6]缓冲当排污阀关闭时产生的水压，同时使更多恒流通过管道，从而提高水泵效率。理论上来说压力容器并不是必需，但没有配备压力容器的水泵效率大幅下降，水泵压力骤增，同时会减少水泵的使用寿命。其中的一个问题是增压空气会逐步溶解到水中，直至消失。应对这一问题的解决措施是装置一个可以自动向循环内注入小气泡的排气阀。[5]