在不通自来水的农村和城镇郊区，我们常常可看到居民楼的顶上放着一个大大的水箱，它能起到调蓄水、增压等作用。但水箱在让居民用上“自来水”的同时，也存在积垢、滋生细菌、耗费资金等问题。有一次我听妈妈说，家里每个月的水费差不多要100元，为了减轻家庭负担，我便开始琢磨发明一部自控抽水机，从家里的水井直接抽水。
　　自控抽水机怎样才能像自来水一样，一拧开关就直接从水龙头里流出水来？我思考了好些日子。一个偶然的机会，我从家用热水器中得到了启发：热水器的喷头开关一打开，马上出水，液化气同时点燃。也就是说，我要发明的这个抽水系统跟热水器的原理是一样的。于是，我反复研究热水器的原理和构造，形成了初步的设计：在抽水机的进水口处安装一个自动单向开关水阀，在抽水机的出水口安装一个自动加压器。自动加压器是一个压力感应器，当水管内的压力小于感应器所调的压力，感应器的开关就马上接通电源，抽水机抽水；当抽水机加压大于所调的感应器的压力，感应器就马上关闭抽水机的电源，此时自动开关水阀关闭，保持水管内有比感应器更大的压力。
　　就这样，参照热水器的自动出水并同时点火的原理，我解决了抽水机自动抽水的问题。但是自来水是要用大型抽水机和经过加压器加压，才能一开水龙头就流出来的，而我要发明的这个抽水系统如何能自控抽取未经加压的井水呢？在物理老师许民辉的指导和帮助下，我想到了利用杠杆原理来解决这个问题：在出水管上连接一个密封式小型储水箱，水箱的顶部安装减压阀和单向开关阀，内部连接带有浮子的金属丝做成的杠杆。
　　小型水箱既可以使管内的水压更大更平衡，又可以增强自控抽水的灵敏性。它的工作原理是：当水进入小型水箱时，水箱可以通过单向开关阀向外排出空气，使小型水箱内注入一定量的水，水箱内的浮子在水的浮力作用下带动金属丝杠杆，使单向开关阀阻塞闭合，水箱内的气压也使单向开关阀闭合得更紧密，水箱内的压缩空气使水压增大。经过一段时间抽水后，井水可能会变少，此时，小型水箱内的剩余水压就会加快水往低处流动的速度，也增强了水压，这样就可以使直接抽取的水和水箱内的水直供用水点，如果停电了，抽水机就会停止工作，那么小型水箱内原有的水压使水快速地向用水点供应，当水箱内的水排减到一定程度时，单向开关阀就打开，让空气进入到箱内，这样会加快水流速度。
　　就这样，“家庭自控抽水系统”的雏形诞生了，但它能不能应用到实际当中？又好不好用呢？我和父亲上街购买了所需材料、器材：小型抽水机、自动加压器、水阀、储压瓶、感应开关，还有水管及接头、电线、电闸等，然后一起动手组装。机器组装好后，一试，用起来果然跟自来水一样好用。
　　该产品如果得以批量生产，广大城镇、农村尤其是偏远山区等不通自来水的地方就可以甩掉那些现有的、笨重的水箱，让人们用上放心、干净的水，同时还为他们节省了一笔不小的开支。
　　（指导老师：许民辉　黄宏权）
　　（注：本设计荣获全国创新项目金牌和中国科普界最高荣誉奖之一的高士其科普奖。）