Цепной насос: история и применение в древности и средневековье.
Chain pump
Цепной насос: принцип работы, история и применение древнейшей конструкции для подъема воды. Использовался в Месопотамии, Европе и Китае с 700г. до н.э.
Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Тип водяного насоса
Цепной насос – это тип водяного насоса, в котором несколько круглых дисков расположены на бесконечной цепи. Одна часть цепи погружается в воду, а цепь проходит через трубу, немного превышающую диаметр дисков. По мере подъема цепи по трубе вода задерживается между дисками и поднимается, выталкиваясь наверху. Цепные насосы использовались на протяжении веков в древнем Ближнем Востоке, Европе и Китае.
Type of water pump
The chain pump is type of a water pump in which several circular discs are positioned on an endless chain. One part of the chain dips into the water, and the chain runs through a tube, slightly bigger than the diameter of the discs. As the chain is drawn up the tube, water becomes trapped between the discs and is lifted to and discharged at the top. Chain pumps were used for centuries in the ancient Middle East, Europe, and China.
На Ближнем Востоке и в Европе
Самые ранние свидетельства об этом устройстве встречаются в вавилонском тексте, датируемом примерно 700 годом до н.э. Обычно они приводились в движение людьми или животными. Затем устройство появилось в Древнем Египте около 200 года до н.э., с парой зубчатых колёс. Версия цепного насоса использовалась в Древней Греции и Риме, иногда с ковшами или черпаками, закреплёнными на цепи, которые, проходя через верхний шкив, выливали воду; образец II века н.э. сохранился в Лондоне. Филон Византийский описывал подобное устройство во II веке до н.э.; историк Витрувий упоминал о них около 30 года до н.э. Фрагменты зубчатых колёс, кривошипа и дисков от трюмного насоса римской баржи I века н.э. были обнаружены на озере Неми. Цепные насосы использовались в европейских шахтах в эпоху Возрождения; минералог Георг Агрикола изобразил их в своей книге «De re metallica» (1556). Они применялись на верфях, и несколько из них входили в состав комплекса Портсмутских блочных мельниц. Цепные насосы широко использовались на военных кораблях того времени для откачки воды из трюма, и примеры их применения для орошения с небольшим подъёмом известны в XIX веке.
The earliest evidence for this device is in a Babylonian text from about 700 B. C. They were commonly powered by humans or animals. The device then appeared in ancient Egypt from about 200 B. C., featuring a pair of gear wheels. A version of the chain pump was used in Ancient Greek and Roman, sometimes with pots, or scoops fixed to the chain, which, as they passed over the top pulley, tipped the water out; a 2nd century example is preserved in London. Philo of Byzantium wrote of such a device in the 2nd century B. C.; the historian Vitruvius mentioned them around 30 B. C. Fragments of the cogs, crank, and discs, of a Bilge pump, from a 1st Century Roman barge, were unearthed at Lake Nemi. Chain pumps were used in European mines during the Renaissance; mineralogist Georg Agricola illustrated them in his De re metallica (1556). They were used in dockyards, and several formed part of the Portsmouth Block Mills complex. Chain pumps were commonly used on naval vessels of the time to pump the bilges, and examples are known in the nineteenth century for low lift irrigation.
Китай
Цепные насосы также использовались в древнем Китае, по крайней мере, с I века нашей эры. В Китае их также называли «драконьими позвоночниками». Одним из самых ранних описаний является описание философа династии Хань Ван Чона (27–97 гг. н.э.) около 80 года н.э. В отличие от западных, китайские цепные насосы были похожи на насосы с квадратными ковшами, а не на ведра в форме груши. Иллюстрации таких китайских цепных насосов показывают, как они поднимают воду по наклонному каналу. Некоторые из них приводились в движение гидравликой, когда поток воды воздействовал на горизонтальное водяное колесо, которое, в свою очередь, вращало вертикальное колесо, а другие – горизонтальным механическим колесом, приводящим в движение вертикальное колесо, которое тянули волы. Существовали также цепные насосы с квадратными ковшами, приводимые в движение педалями. С I века нашей эры цепные насосы получили широкое распространение по всей китайской сельской местности. Китайские цепные насосы с квадратными ковшами использовались в основном для орошения, хотя находили применение и в общественных работах. Известный евнух восточной династии Хань Чжан Ран (ум. 189 г. н.э.) однажды приказал инженеру Би Лану (畢嵐) построить серию цепных насосов с квадратными ковшами за пределами столицы Луоян. Эти насосы обслуживали дворцы и жилые помещения Луояна; вода, поднимаемая цепными насосами, подавалась по трубопроводной системе. В период сельскохозяйственного расширения в Китае Сун (X–XIII века н.э.) технология подъема воды была усовершенствована. На протяжении нескольких столетий они использовались для перемещения воды в целях дренажа или орошения. Самая простая конструкция, известная как противовесное ведро или «свап» или «колодезный журавль», была широко распространена в то время. Более сложная конструкция, «цепной насос с квадратными ковшами», была изобретена за несколько столетий до развития технологий Сун, но ранее не использовалась в сельском хозяйстве. Они стали более распространенными к концу первого тысячелетия нашей эры. С XIII века китайцы также использовали ветряные мельницы (приобретенные на Ближнем Востоке) для привода цепных насосов с квадратными ковшами. Однако помимо конструкции с квадратными ковшами существовали и другие типы цепных насосов. В энциклопедической книге Сун Инсиня (1587–1666) «Тяньгун Кайву» (1637) содержится описание и иллюстрация цилиндрического цепного насоса, приводимого в движение водяными колесами и поднимающего воду из реки на возвышенную равнину сельскохозяйственных культур. Вклад цепных насосов в рост сельского хозяйства в эпоху Сун был восхвален поэтами, такими как Ли Чукуан (李处权) XII века. Правительство Сун активно распространяло эту технологию, внедряя насосное оборудование и цепные насосы в те районы, которые еще не были с ней знакомы.
Chain pumps were also used in ancient China from at least the 1st century A. D. In China, they were also called dragon backbones. One of the earliest accounts was a description by the Han Dynasty philosopher Wang Chong (A. D. 27–97) around A. D. 80. Unlike those found in the West, chain pumps in China resembled the square pallet type instead of the pear shaped bucket. Illustrations of such Chinese chain pumps show them drawing water up a slanted channel. These were sometimes powered by hydraulics of a rushing current against a horizontal water wheel acting against a vertical wheel, and others by a horizontal mechanical wheel acting upon a vertical wheel that was pulled by the labor of oxen. There were also square pallet chain pumps operated by pedals. From the 1st century onwards, chain pumps were widespread throughout the Chinese countryside. Chinese square pallet chain pumps were used mostly for irrigation, though they found use in public works as well. The infamous Eastern Han court eunuch Zhang Rang (d. A. D. 189) once ordered the engineer Bi Lan (畢嵐) to construct a series of square pallet chain pumps outside the capital city Luoyang. These chain pumps serviced the palaces and living quarters of the Luoyang; the water lifted by the chain pumps was brought in by a pipe system. During the period of agricultural expansion in Song China (10th 13th centuries CE), the technology of water rising devices was improved. For some centuries they had been used for moving water for drainage or irrigation purposes. The simplest design, known as the counterbalanced bucket or 'swape' or 'well sweep' was in common use at that time. A more complicated design, the 'square pallet chain pump', was introduced several centuries before the growth in Song technology, but had not seen prior use for farming. They became more common around the end of the first millennium AD. From the 13th century onwards, the Chinese also used windmills (acquired from the Middle East) to power square pallet chain pumps. Yet there were other types of chain pumps besides the square pallet design. In Song Yingxing's (1587–1666) encyclopedic book the Tiangong Kaiwu (1637), there is description and illustration of a cylinder chain pump, powered by waterwheels and leading water up from the river to an elevated plain of agricultural crops. The contribution of chain pumps to agricultural growth during the Song was extolled by poets such as Li Chuquan (李处权) of the twelfth century. The Song government actively spread the technology, introducing pumping equipment and chain pumps to those areas as yet unfamiliar with the technique.