Гидравлическое колесо с обратным овершотом - Reverse overshot water-wheel

Часто используется в шахтах и, возможно, где-либо еще (например, в сельскохозяйственных дренажах), обратный промах водяное колесо было римским нововведением, которое помогло удалить воду из самых нижних уровней подземных выработок. Это описывается Витрувий в его работе De Architectura опубликовано около 25 г. до н. э. Остатки таких систем, найденные в римских рудниках во время более поздних горных работ, показывают, что они использовались последовательно, чтобы поднимать воду на значительную высоту.

Витрувий

Колесо дренажное с шахт Rio Tinto

Римский автор Витрувий дает подробные инструкции по конструкции обезвоживающих устройств и описывает три варианта «барабанной перепонки» в главе X De Architectura. Это большое колесо с коробками, которые в первом варианте охватывают весь диаметр колеса. В ящиках просверливаются отверстия, позволяющие воде проникать в них, так что когда ящик погружается в воду, он входит и поднимается при вращении колеса. Когда он достигает вершины поворота, вода вытекает в канал. Затем он описывает второй вариант, в котором ящики прикрепляются только к концам колеса, так что, хотя объем переносимой воды намного меньше, она переносится на большую высоту. Последний вариант - это бесконечные цепочки ковшей, и можно достичь гораздо большей подъемной силы, хотя требуются большие усилия.

Плиний Старший

Плиний Старший вероятно имеет в виду такие устройства при обсуждении серебряных / свинцовых рудников в своем Naturalis Historia. Испания произвела больше всего серебро в свое время многие из серебряные рудники было начато Ганнибалом. В одной из крупнейших были галереи, уходящие в гору на расстояние от одной до двух миль, «водные люди» (по-латыни «акватини») осушали шахту, и они

стояли день и ночь сменами, измеряемыми лампами, выливая воду и создавая ручей.

Что они стоял предполагает, что они управляли колесами, стоя наверху, чтобы повернуть шипы, а непрерывная работа производила устойчивый поток воды.

Примеры

Последовательность колес, найденных в шахтах Rio Tinto

Фрагменты таких машин были обнаружены в шахтах, вновь вскрытых в г. Викторианская эпоха в Испании, особенно в Рио Тинто, где в одном примере использовалось не менее 16 таких колес, работающих попарно, каждая пара колес поднимала воду примерно на 3,5 метра (11 футов), таким образом, общий подъем составлял 30 метров (98 футов). Система была тщательно спроектирована, и над ней работали люди, ступавшие по рейкам по бокам каждого колеса. Это не единичный пример, потому что Оливер Дэвис упоминает примеры из медного рудника Фарсис и Логроньо в Испания, а также из Дачия. Золотые месторождения в Дакии, ныне современные Румыния были особенно богаты и интенсивно работали после успешного римского вторжения при Траян. По словам Оливера Дэвиса, одна такая последовательность обнаружена в Руда в Уезд Хунедоара в современном Румыния была глубиной 75 метров (246 футов). Если бы он работал, как пример Rio Tinto, ему потребовалось бы как минимум 32 колеса.

Одно такое колесо из Испании было спасено, и часть его сейчас выставлена ​​в британский музей. Некоторые компоненты пронумерованы, что позволяет предположить, что он был предварительно собран над землей перед установкой в ​​подземных переходах. В 30-е годы XX века в глубоких выработках на месторождении был обнаружен фрагмент деревянного ведра от дренажного колеса. Dolaucothi золотой рудник на западе Уэльс, и теперь сохраняется в Национальный музей Уэльса в Кардифф. Это было углерод датирован примерно до 90 г. н.э. На глубине 50 метров (160 футов) ниже известных открытых выработок можно сделать вывод, что дренажное колесо было частью последовательности, подобной той, что обнаружена в Испания. Форма края одного из подъемных ковшей практически идентична испанской, что позволяет предположить, что для изготовления устройств использовался шаблон.

Улитка

Римский винт для обезвоживания шахт в Испании

Еще одним широко использовавшимся устройством был Архимедов винт, и примеры таких дренажных машин также были найдены на многих старых шахтах. На изображениях показаны винты, приводимые в движение человеком, наступающим на внешний корпус, чтобы повернуть все устройство как одно целое. Они также использовались последовательно, что увеличивало подъем воды из рабочих. Однако с ними, должно быть, было труднее работать, так как пользователю приходилось стоять на наклонной поверхности, чтобы повернуть винт. Чем круче наклон, тем больше риск соскальзывания пользователя с вершины винта. Несомненно, обратное водяное колесо было легче использовать с горизонтальной поверхностью протектора. С другой стороны, винт мог управляться кривошипная ручка приспособлен к центральному ось, но это было бы более утомительно, поскольку вес оператора не ложится на кривошип, как это происходит при движении сверху.

Как и обратное водяное колесо, улитка использовалась для многих других целей, помимо осушения шахт. Орошение сельскохозяйственных угодий было бы наиболее популярным приложением, но для любой деятельности, связанной с подъемом воды, использовались бы эти устройства.

Водяные колеса

Множественные последовательности водяных колес использовались в других местах Римская империя, например, известный пример на Barbegal на юге Франция. Эта система также представляла собой штабель из 16 колес, но работала как обычное колесо с перегрузом, колеса приводили в движение каменные мельницы и использовались для измельчения зерна. В водяные мельницы были выполнены из кладки акведук снабжение римского города в Арль, и остатки каменной кладки все еще видны на земле сегодня, в отличие от подземных дренажных систем шахт, которые были разрушены более поздними горными работами. Другие подобные последовательности мельниц существовали на Яникул в Рим, но были покрыты и изменены более поздними зданиями, построенными на них.

Смотрите также

Рекомендации

  • Бун, Г. К. и Уильямс, К. Колесо дренажа Dolaucothi, Журнал римских исследований, 56 (1966), 122-127.
  • Палмер, RE, Заметки о древнем шахтном оборудовании и системах, Труды Горно-металлургического института, 36 (1928), 299-336.
  • Дэвис, Оливер, Римские рудники в Европе, Оксфорд (1935).