Клавертонская насосная станция: История и восстановление инженерного памятника

Введение

Насосная станция в Сомерсете, Англия.

Насосная станция была построена Джоном Ренни между 1809 и 1813 годами для решения проблем с водоснабжением канала. Она использует деревянное колесо подпора шириной 7,3 метра для привода двух чугунных качающихся балок Боултона и Уатта длиной 5,5 метров, которые приводят в действие подъемные насосы, поднимающие воду на 14,6 метра вверх по каналу. С момента постройки насосная станция претерпела несколько изменений, включая разделение колеса на две секции шириной по 3,7 метра, разделенные зазором. Эксплуатация станции была прекращена в 1952 году, когда ее обслуживание и ремонт стали экономически нецелесообразными из-за снижения судоходства на канале. В 1960-х и 1970-х годах реставрационные работы были проведены студентами Батского университета и фондом Kennet and Avon Canal Trust, которые заменили и отремонтировали здания и оборудование, вернув насосную станцию в рабочее состояние к 1978 году. В настоящее время она принадлежит организации Canal and River Trust и обслуживается благотворительной организацией Claverton Pumping Station Trust CIO, открытой для посещения как музей промышленного наследия.

Описание

В Клэртоне канал Кеннет и Эйвон прорезан в склоне долины Эйвон над рекой Эйвон. Насосная станция расположена в насосной камере, построенной из бататского камня, которая находится на уровне реки и отделена от канала железнодорожной линией Wessex Main Line. Станция была спроектирована Джоном Ренни и построена компанией Fox из Бристоля. Насосная камера имеет вальмовую крышу из шифера. Колесная камера выступает к западу от насосной камеры и имеет обшивку из досок. Восточная торцевая стена имеет три двери, обеспечивающие доступ к самому колесу. Вода проходит через регулирующие затворы, которые можно поднимать или опускать с помощью ручного привода, а затем приводит в действие водяное колесо с нижним боковым подводом. Колесо шириной 7 метров (24 фута) состоит из двух секций, каждая шириной 4 метра (12 футов) и диаметром 5 метров (17 футов), между которыми есть зазор. Колесо имеет по 48 деревянных лопастей на каждом из шести чугунных ободов. Эти лопасти поддерживают 96 плавающих досок размером 4 метра (12 футов) в длину, каждая из которых соединена с уплотнительной доской, прикрепленной непосредственно к ободу. Первоначальный выбор древесины для колеса неизвестен, но с 1983 года лопасти изготавливаются из ироко из-за его долговечности даже в условиях циклического погружения и высыхания при периодической работе. Колесо более эффективно, чем колеса с нижним подводом. При полной мощности колесо использует 2 тонны (2 тонны) воды в секунду и вращается пять раз в минуту. Водяное колесо приводит в движение гибкую муфту, соединенную с ведущим колесом диаметром 5 метров (16 футов), которое имеет 408 (204 пары) вручную подогнанных деревянных зубьев, взаимодействующих с чугунной шестерней длиной 2 метра (5 футов), увеличивая скорость до 16 оборотов в минуту. Оттуда кривошипы приводят в движение вертикальные шатуны, которые передают энергию двум литым железным качающимся балкам длиной 5 метров (18 футов), изготовленным компанией Boulton and Watt. Каждая балка приводит в движение подъемный насос диаметром, который также получает воду из мельничного рукава. Каждый ход насоса поднимает 230 литров (50 имперских галлонов) воды в канал по чугунной трубе диаметром 46 метров (150 футов). При полностью открытом затворе расход составляет 73 кубических фута в секунду, и из-за накопления отработанной воды в отводящем канале рабочий напор снижается до 1 метра (4 фута), что дает потенциальную мощность 34 3/4 л.с. Выходная мощность, рассчитанная на основе количества воды, поднятой в канал в минуту, составляет 24 л.с., что соответствует эффективности 62%.

At Claverton, the Kennet and Avon Canal is cut into the side of the Avon valley above the River Avon. The pumping station is in a pump house built of Bath Stone, which is at river level and separated from the canal by the Wessex Main Line. It was designed by John Rennie and built by Fox of Bristol. The pump house has a slate hipped roof. The wheelhouse projects to the west of the pump house and has weatherboard sides. The east gable wall has three doors allowing access to the wheel itself. The water passes over depressing sluices which can be raised or lowered by hand cranking, and then powers a breastshot water wheel. The 24 feet (7 m) wide wheel is in two sections, each 12 feet (4 m) wide and 17 feet (5 m) in diameter, with a gap between them. The wheel has 48 wooden starts on each of the six cast iron rims. These starts support 96 float boards each of which is by by 12 feet (4 m), and is paired with a seal board bolted directly to the rim. The original timber selection for the wheel is not known, but since 1983 the starts have been made from Iroko due to its longevity even in conditions where it is cycled between submerged and dry due to intermittent running. but more efficient than undershot wheels. At full power the wheel uses 2 tons (2 tonnes) of water per second and rotates five times a minute. The water wheel drives a flexible coupling to a pit wheel with a diameter of 16 feet (5 m), which has 408 (204 pairs) hand fitted wooden teeth that mesh with a 5 feet (2 m) cast iron gear, increasing the speed to 16 rpm. From there, cranks drive vertical connecting rods that transfer the energy to two 18 feet (5 m) long cast iron rocking beams made by Boulton and Watt. Each beam drives an diameter lift pump, which also takes its supply from the mill leat. Each pump stroke raises 50 imperial gallons (230 litres) of water to the canal via 150 feet (46 m) of diameter cast iron pipe. With the sluice fully depressed the flow is 73 ft3/s and due to the build up of spent water in the tail race the working head is reduced to 4 feet (1 m), giving a potential power of 343/4 hp. The output power, calculated from the water lifted into the canal per minute, is 24 hp representing an efficiency of 62%.

Строительство

Идея восточного-западного водного пути через южную Англию впервые была упомянута в елизаветинскую эпоху, между 1558 и 1603 годами, чтобы воспользоваться близостью рек Эйвон и Темза, расположенных всего в 3 милях (5 км) друг от друга в самой близкой точке. Планы строительства водного пути были отложены до начала XVIII века. В 1723 году открылся судоходный путь Kennet Navigation через Рединг. В 1727 году был открыт судоходный путь по Авону из Бристоля в Бат. В 1788 году был предложен так называемый «Западный канал» для улучшения торговых и транспортных связей с такими городами, как Хангерфорд, Марлборо, Уилтшир, Калн, Чиппенхэм и Мелкшем. В следующем году инженеры Барнс, Симкок и Уэстон представили предлагаемый маршрут этого канала, хотя существовали сомнения в достаточности водоснабжения. Название было изменено с «Западный канал» на «Кеннет и Эйвон» во избежание путаницы с «Великим западным каналом», который предлагался одновременно. В 1793 году Джон Ренни провел дополнительное обследование, и маршрут канала был изменен, чтобы пролегать более южным курсом через Грейт-Бедуин, Девиз, Троубридж и Ньюбери. Предложенный маршрут был принят компанией Kennet and Avon Canal Company. В июле 1793 года Ренни предложил дальнейшие изменения маршрута, включая строительство туннеля Брюса в лесу Савернейк. Затяжные переговоры о правах на воду с владельцами медной мельницы Saltford и около 30 других мельниц на реке между Батом и Бристолем задержали строительство до 1809 года; водяное колесо было установлено в марте 1810 года. Дальнейшие задержки, связанные с получением конкретного оборудования, привели к тому, что насосная станция открылась только в начале 1813 года, и до тех пор лодкам было запрещено использовать шлюзы Бата в периоды малого количества осадков.

Работа и упадк

Насосная станция работала непрерывно, обеспечивая водой растущий трафик на канале. Ширина водяного колеса, которое опиралось на подшипники с обоих концов, приводила к провисанию средней части, создавая нагрузку на подшипники и распорки. В 1840-х годах систему распорок заменили на натяжные стержни для усиления и облегчения колеса, одновременно с улучшением насосов. Эти изменения не принесли успеха, и в 1850-х годах был добавлен центральный подшипник, разделивший колесо на две части. Открытие Великой западной железной дороги в 1841 году привело к значительному сокращению трафика по каналу, несмотря на снижение тарифов канальной компанией. В 1852 году железнодорожная компания взяла на себя управление каналом. В 1877 году канал показал дефицит в размере 1920 фунтов стерлингов и впоследствии больше не получал прибыли. Канал Сомерсетского угля и канал Уилтс и Беркс, которые обеспечивали часть грузопотока на Кеннет и Эйвон, включая грузы из угольного бассейна Сомерсета, были закрыты в 1904 и 1906 годах соответственно. В Клэртоне требовался ряд мелких ремонтов колеса и насоса, а колесо приходилось регулярно выравнивать в конце XIX и начале XX веков. 408 зубьев из "зеленого дуба" на ведущем колесе также приходилось заменять несколько раз из-за поломки дубовых зубьев. Британская транспортная комиссия установила центробежный насос для поддержания установленного законом минимального уровня воды.

Реставрация

После закрытия насосная станция находилась в запустении до конца 1960-х годов, когда Kennet and Avon Canal Trust предложил British Waterways Board провести обследование и оценить возможность восстановления насосной станции в рабочем состоянии с помощью студентов из Университета Бата. Работы начались в 1969 году: инженерные студенты из Бата выполняли работы под руководством Джона Батта, а траст обеспечивал финансирование. Внутри здания заменили сгнившие деревянные конструкции и установили электрическое освещение. Для проведения работ на шлюзах и водяном колесе лейт был перекрыт плотиной. Специализированные работы по дереву и металлу выполняли ученики из British Aircraft Corporation в Филтоне. К 1972 году был достигнут определенный прогресс; Джон Батт вышел на пенсию, а Деррик Дадден занял должность менеджера по восстановлению, и больше добровольцев из Canal Trust помогали в выполнении работ. Из пруда удалили ил, заменили люки и восстановили водяное колесо. Были заменены 408 дубовых зубьев на колесе, а насосы отремонтированы с использованием новой веревочной набивки. К февралю 1976 года все оборудование было в рабочем состоянии, и воду можно было перекачивать из реки в канал. Насосная станция была торжественно вновь открыта в 1978 году. В 1981 году British Waterways установила два электрических насоса и передала старый дизельный насос Kennet and Avon Canal Trust для сохранения. Wessex Water Authority одобрила забор воды из реки Эйвон в Клэртоне объемом в сутки для перекачки на восток; стоимость насосов составила 175 000 фунтов стерлингов. С 2012 по 2016 год на насосной станции была проведена очередная реставрация деревянных конструкций, включавшая замену всех 288 лопастей водяного колеса, всех 96 плавающих и уплотнительных досок, а также 408 дубовых зубьев ковшового колеса. Насосная станция Клэртона была удостоена Красного колеса Национального транспортного фонда, в знак признания ее исторической значимости для транспортного наследия Великобритании. Реставрационные работы получили награду "Инженерное наследие" от Института инженеров-механиков и заняли первое место в категории "Наследие и сохранение" на Living Waterways Awards 2019 года.

After its closure the pumping station lay derelict until the late 1960s, when the Kennet and Avon Canal Trust proposed to the British Waterways Board that students from the University of Bath conduct a survey and report on the viability of returning the pumping station to working order. Work started in 1969 with engineering students from Bath providing the labour under the supervision of John Butt, and the trust providing the funding. Within the building, rotten woodwork was replaced and electric lighting installed. To allow work on the sluices and the waterwheel the leat was dammed. Specialist wood and metal work was undertaken by apprentices from the British Aircraft Corporation at Filton. By 1972 some progress had been made; John Butt retired and Derrick Dudden took over as restoration manager, with more volunteers from the Canal Trust helping to provide the labour. Silt was removed from the pond, hatches replaced and the waterwheel restored. The 408 oak teeth on the pit wheel were replaced and the pumps overhauled with new rope packing. By February 1976 all the machinery was working and water could be pumped from the river to the canal. The pumping station was formally re opened in 1978. In 1981, British Waterways installed two electric pumps and presented the old diesel pump to the Kennet and Avon Canal Trust for preservation. Wessex Water Authority agreed to the extraction of per day from the Avon at Claverton to be pumped east; the cost of the pumps was £175,000. From 2012 to 2016 the pumping station underwent another restoration of the woodwork, which involved replacing all 288 starts on the waterwheel, and all 96 float and seal boards, as well as the 408 oak teeth of the pit wheel. Claverton Pumping Station was awarded a National Transport Trust Red Wheel, recognising its historical importance to transport heritage in the United Kingdom. The restoration work received an Engineering Heritage Award from the Institution of Mechanical Engineers and won first place in the Heritage and Conservation category of the Living Waterways Awards 2019.

Настоящее время

Насосная станция обслуживается добровольцами и открыта регулярно, за исключением периодов зимнего обслуживания. В зависимости от количества добровольцев колесо может быть неподвижным или работать в режиме перекачки. Дни работы насоса объявляются заранее, но всегда зависят от уровня воды в реке и состояния старого оборудования. В здании насосной станции также представлена действующая модель насосной станции.