Su dəyirmanı: kəşf dəyəri, əhatə dairəsi, cihazı və iş prinsipi

2024 Müəllif: Henry Conors | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-02-12 03:46

Su dəyirmanının ixtirası texnologiyanın tarixi və inkişafı üçün böyük əhəmiyyət kəsb edirdi. İlk belə tikililər qədim Romada suyun daşması üçün istifadə edilmiş, sonralar un əldə etmək və digər sənaye məqsədləri üçün istifadə olunmağa başlamışdır.

İxtira Hekayəsi

Su çarxı qədim zamanlarda insanlar tərəfindən icad edilmişdir, bunun sayəsində insan etibarlı və sadə mühərrik əldə etmişdir, istifadəsi ildən-ilə genişlənir. Hələ eramızdan əvvəl I əsrdə Roma alimi Vitruvi “Memarlıq haqqında 10 kitab” traktatında belə bir quruluşu təsvir etmişdir. Onun hərəkəti su axınının bıçaqlarına təsirindən təkərin fırlanmasına əsaslanırdı. Və bu kəşfin ilk praktiki tətbiqi taxılların üyüdülməsi imkanı idi.

Dəyirmanların tarixi qədim insanların un əldə etmək üçün istifadə etdikləri ilk dəyirman daşlarından başlayır. Bu cür cihazlar əvvəlcə mexaniki idi, sonra un çarxını çevirən qulların və ya heyvanların fiziki gücündən istifadə etməyə başladılar.

Su dəyirmanının tarixi çay axınının gücü ilə idarə olunan təkərin dizaynından istifadə etməklə başladı.taxılın una çevrilməsi prosesi və bunun əsasını ilk mühərrikin yaradılması təşkil edirdi. Qədim maşınlar torpaq və əkin sahələrini suvarmaq üçün çaydan su çıxarmaq üçün istifadə edilən çadufonlar adlanan suvarma qurğularından təkamül yolu ilə əmələ gəlmişdir. Bu cür qurğular halqaya quraşdırılmış bir neçə çömçədən ibarət idi: fırlanma zamanı onları suya batırırdılar, çömçə çıxarırdılar və yuxarı qaldırdıqdan sonra onu çuxura çevirdilər.

Qədim yel dəyirmanlarının düzülüşü

Zaman keçdikcə insanlar su dəyirmanları tikməyə və suyun gücündən un istehsal etmək üçün istifadə etməyə başladılar. Üstəlik, düz ərazilərdə, çayların axınının aşağı sürətində təzyiqi artırmaq üçün bəndlər quruldu və bununla da suyun səviyyəsinin artması təmin edildi. Hərəkəti dəyirman cihazına ötürmək üçün təkərlərlə təmasda olan iki təkərdən hazırlanmış dişli mühərriklər icad edilmişdir.

Fırlanma oxları paralel olan müxtəlif diametrli təkərlər sistemindən istifadə edərək, qədim ixtiraçılar insanların xeyrinə yönəldilə bilən hərəkəti köçürə və çevirə bildilər. Üstəlik, diametri ikinci, kiçik olanı aşdıqca daha böyük təkər daha az fırlanma etməlidir. İlk təkər dişli sistemləri 2 min il əvvəl istifadə olunmağa başladı. O vaxtdan bəri ixtiraçılar və mexaniklər nəinki 2, həm də daha çox təkərdən istifadə edərək dişli çarxların bir çox variantını hazırlaya bildilər.

Qədim dövrün su dəyirmanının cihazı təsvir edilmişdirVitruvius, 3 əsas hissədən ibarət idi:

1. Su ilə fırlanan qanadları olan şaquli təkərdən ibarət mühərrik.
2. Ötürmə mexanizmi ikinci şaquli dişli təkərdir (ötürücü) və pinyon adlanan üçüncü üfüqi təkəri çevirir.
3. İki dəyirman daşından ibarət işə salma mexanizmi: yuxarı mexanizm dişli ilə idarə olunur və onun şaquli şaftına quraşdırılır. Un üçün taxıl yuxarı dəyirman daşının üstündə yerləşən vedrəyə tökülürdü.

Su təkərləri suyun axınına nisbətən bir neçə mövqedə quraşdırılıb: aşağı axın - yüksək axın sürəti olan çaylarda. Ən çox yayılmışlar, aşağı bıçaqlar tərəfindən suya batırılmış, sərbəst axın üzərində quraşdırılmış "asma" strukturlar idi. Sonradan onlar orta və üst pirsinqli su çarxlarından istifadə etməyə başladılar.

Mümkün olan maksimum səmərəlilik (səmərəlilik=75%) böyük çaylarda işləyən "kanoe" üzən dəyirmanların tikintisində geniş istifadə olunan yerüstü və ya toplu növlərin işi ilə verildi: Dnepr, Kür, s.

Su dəyirmanının kəşfinin əhəmiyyəti ondan ibarət idi ki, ilk antik mexanizm icad edildi və sonralar sənaye istehsalı üçün istifadə oluna bildi və bu mexanizm texnologiyanın inkişafı tarixində mühüm mərhələ oldu.

Orta əsr hidrotexniki qurğuları

Avropada ilk su dəyirmanları, tarixi məlumatlara görə, Böyük Karlın (340-cı il) hakimiyyəti dövründə Almaniyada vəromalılardan borc götürmüşdülər. Eyni zamanda, bu cür mexanizmlər 11-ci əsrin sonlarında Fransanın çaylarında quruldu. artıq 20 minə yaxın dəyirman var idi. Eyni zamanda, İngiltərədə onların sayı artıq 5,5 mindən çox idi.

Orta əsrlərdə su dəyirmanları bütün Avropada geniş yayılmışdı, onlardan kənd təsərrüfatı məhsullarının emalı (un dəyirmanları, yağ dəyirmanları, doldurucular), mədənlərdən suyun çıxarılması və metallurgiya istehsalında istifadə olunurdu. 16-cı əsrin sonlarında artıq 300 min var idi və 18-ci əsrdə. - 500 min. Eyni zamanda, onların texniki təkmilləşdirilməsi və güc artımının artması (600-dən 2220 at gücünə qədər) baş verdi.

Məşhur rəssam və ixtiraçı Leonardo da Vinçi də öz qeydlərində təkərlərin köməyi ilə suyun enerji və gücündən istifadə etməyin yeni yollarını tapmağa çalışıb. O, məsələn, təkərə verilən su axını ilə hərəkətə gətirilən şaquli mişarın dizaynını təklif etdi, yəni proses avtomatlaşdırıldı. Leonardo həmçinin hidravlik qurğulardan istifadə üçün bir neçə variantın çertyojlarını çəkdi: fəvvarələr, bataqlıqları qurutmaq yolları və s.

Su elektrik stansiyasının parlaq nümunəsi Versal, Trianon və Marli (Fransa) şəhərlərində fəvvarələr və sarayların su təchizatı üçün su təchizatı mexanizmi idi, bunun üçün çayda xüsusi olaraq bənd tikilmişdir. Sena. Su anbarından təzyiq altında 12 m ölçüdə 14 ədəd dibi delən təkərlərə su verilir, 221 nasosun köməyi ilə 162 m hündürlüyə qaldıraraq su kəmərinə, oradan saraylara və fəvvarələrə axır. Gündəlik verilən suyun həcmi 5 min m3^3.

Su dəyirmanı necə işləyir

Belə dəyirmanın dizaynı uzun əsrlər boyu dəyişməz qalmışdır. Tikinti üçün əsas material ağac idi, ondan anbar tikilir, təkərlər və vallar hazırlanırdı. Metal yalnız bəzi hissələrdə istifadə edilmişdir: oxlar, bərkidicilər, mötərizələr. Bəzən anbar daşdan tikilirdi.

Su enerjisindən istifadə edən dəyirman növləri:

1. Qırmızı - sürətli axan dağ çayları üzərində qurulmuşdur. Dizaynına görə, onlar müasir turbinlərə bənzəyir: bıçaqlar şaquli təkər üzərində bazaya bucaq altında düzəldilirdi, su axını düşəndə fırlanma baş verir və dəyirman daşı oradan hərəkət edir.
2. "Su" çarxının özünün döndüyü təkər. İki növ quruldu - aşağı və yuxarı döyüşlə.

Su bənddən yerüstü dəyirmanına gəldi, sonra o, öz çəkisi altında fırlanan xəndəkləri olan təkərlə çuxura yönəldildi. Aşağı döyüşdən istifadə edərkən, su axınına batırıldıqda hərəkətə gətirilən bıçaqları olan bir dizayn istifadə olunur. İşin səmərəliliyini artırmaq üçün tez-tez çayın nemət adlanan bir hissəsini bağlayan bənd istifadə olunurdu.

Aşağıdakı şəkildə tipik taxta su dəyirmanının cihazı göstərilir: fırlanma hərəkəti aşağı sürücüdən (təkərdən) gəlir [6], yuxarıda taxıl üçün vedrə (bunker) [1] və oluk [2], onu dəyirman daşlarına bəsləyir [3]. Nəticədə un nimçəyə [4] düşdü, sonra sinə və ya çantaya [5] töküldü.

Taxıl tədarükünün tənzimlənməsi dispenser, üyüdülmüş unun incəliyinə təsir edən deşikli xüsusi qutu vasitəsilə həyata keçirilirdi. Onu qəbul etdikdən sonra sinənin üstündə quraşdırılmış, kiçik mexanizmdən istifadə edərək salınan xüsusi ələkdən keçmək lazım idi.

Bəzi su dəyirmanları təkcə taxıl üyütmək üçün deyil, həm də dənli bitkilər hazırlanan darı, qarabaşaq və ya yulaf qabığını soymaq üçün istifadə olunurdu. Belə maşınlara kruperlər deyilirdi. Sahibkarlar dəyirman konstruksiyalarından yedəklər vurmaq, evdə toxunmuş parça keçələmək, yun daranmaq və s. üçün istifadə edirdilər.

Rusiyada tikinti dəyirmanları

Qədim rus salnamələrində su çarxları və dəyirmanların qeydinə 9-cu əsrdən rast gəlinir. Başlanğıcda, onlar yalnız taxıl üyütmək üçün istifadə olunurdu, bunun üçün onlara "un" və "çörək" ləqəbi verilirdi. 1375-ci ildə Şahzadə Podolski Korpatoviç Dominikan monastırına nizamnamə ilə taxıl dəyirmanı tikmək hüququ verdi. Və 1389-cu ildə belə bir bina vəsiyyəti ilə knyaz Dmitri Donskoyun həyat yoldaşına qaldı.

Velikiy Novqorodda dəyirmanın tikintisindən bəhs edən ağcaqayın qabığı sənədi 14-cü əsrə aiddir. 16-cı əsrin Pskov salnamələri. bütün yerli əhalinin cəlb olunduğu Volxov çayında belə bir quruluşun tikintisindən danışın. Çayın bir hissəsini bağlayan bənd tikildi, lakin güclü daşqın səbəbindən dağıldı.

Düz ərazidə Rusiyada su dəyirmanları doldurma çarxı ilə tikilirdi. 14-15 əsrlərdə. olan fırıldaqlı cihazlar görünməyə başladıtəkər şaquli mil üzərində üfüqi şəkildə yerləşdirilib.

Bu dizaynlar heç bir rəsm və diaqram olmadan öz-özünə öyrədilmiş ustalar tərəfindən tikilmişdir. Üstəlik, onlar nəinki artıq ucaldılmış strukturları köçürdülər, həm də hər dəfə öz cihazlarına öz yeniliklərini əlavə etdilər. Hələ Böyük Pyotrun dövründə Rusiyaya Avropa ölkələrindən bu sahədə öz bacarıq və biliklərini nümayiş etdirən ustalar gəlməyə başladı.

Pyotrun həmsöhbətlərindən biri, Uralda 12 böyük zavod tikən məşhur mühəndis Uilyam Genin onların işini hidroelektrik stansiyalardan təmin edə bildi. Sonralar su enerjisindən bütün Rusiyada dağ-mədən və metal emalı müəssisələrinin tikintisində mütəxəssislər tərəfindən geniş istifadə olundu.

XVIII əsrin əvvəllərində bütün ərazidə istehsalın işləməsi üçün hidravlik qurğulardan istifadə edən 3 minə yaxın manufaktura fəaliyyət göstərirdi. Bunlar metallurgiya, mişar, kağız, toxuculuq və digər müəssisələr idi.

Mədən və əritmə zavodunu enerji ilə təmin etmək üçün ən məşhur və unikal kompleks 1787-ci ildə mühəndis K. D. Frolov tərəfindən dünyada analoqu olmayan Zmeynoqorsk mədənində tikilmişdir. Buraya bənd, suqəbuledici qurğular daxil idi, buradan su yer altı quyulardan açıq kanala (uzunluğu 535 m) mişar dəyirmanı çarxının fırlandığı dəyirmana keçirdi. Daha sonra su növbəti yer altı kanaldan filizin mədəndən çıxarılması üçün maşının hidro çarxına, sonra üçüncü və dördüncü kanala axdı. Sonda o, uzunluğu 1 km-dən çox olan adadan keçərək bəndin altındakı çaya axıb, ümumi yolu 2 km-dən çox olub,ən böyük təkərin diametri 17 m-dir. Bütün strukturlar yerli materiallardan tikilmişdir: gil, ağac, daş və dəmir. Kompleks 100 ildən artıqdır ki, uğurla fəaliyyət göstərir, lakin bu günə qədər yalnız Zmeinoqorski mədəninin bəndi salamat qalıb.

Hidravlika sahəsində tədqiqatlar həm də üç təkərli hidravlik qurğunun istismarı əsasında rəngli şüşə müəssisəsinin yaradılmasında iştirak edərək öz elmi fikirlərini praktikada həyata keçirən məşhur alim M. V. Lomonosov tərəfindən aparılmışdır.. Daha iki rus akademikinin - D. Bernulli və L. Eylerin əsərləri hidrodinamika və hidrotexnika qanunlarından istifadədə dünya əhəmiyyəti qazanmış və bu elmlərin nəzəri əsasını qoymuşdur.

Şərqdə su enerjisindən istifadə

Çində su çarxlarının istifadəsi ilk dəfə 1637-ci ildə Sunn Yingxing kitabında ətraflı təsvir edilmişdir. Bu, onların metallurgiya istehsalı üçün istifadəsini ətraflı təsvir edir. Çin strukturları adətən üfüqi idi, lakin onların tutumu un və metal istehsal etmək üçün kifayət qədər yüksək idi.

Su enerjisindən istifadə ilk dəfə 30-cu illərdə başlamışdır. n. e., çinli bir məmurun su təkərlərinə əsaslanan qarşılıqlı mexanizm ixtirasından sonra.

Qədim Çində çayların kənarında yerləşən bir neçə yüz dəyirman tikilib, lakin 10-cu əsrdə. hökumət çaylarda naviqasiyanı əngəllədiyi üçün onları qadağan etməyə başladı. Dəyirmanların tikintisi qonşu ölkələrdə: Yaponiya və Hindistanda, Tibetdə tədricən genişləndi.

İslam ölkələrində su təkərləri

Ölkələrİnsanların İslam dininə etiqad etdiyi Şərq, əksər hallarda çox isti iqlimi olan ərazidir. Qədim dövrlərdən bəri müntəzəm su təchizatı çox vacib olmuşdur. Şəhərləri su ilə təmin etmək və onu çaydan qaldırmaq üçün su kəmərləri tikilir, dəyirmanlar tikilirdi ki, onlara "norias" deyirdilər.

Tarixçilərin fikrincə, ilk belə tikililər 5 min il əvvəl Suriya və digər ölkələrdə ucaldılıb. Ölkənin ən dərin çaylarından biri olan Orontes çayında liftlərin tikintisi çoxlu qanadlarla suyu götürərək su kəmərinə çatdıran nəhəng su dəyirmanlarının təkərləri şəklində geniş yayılmışdı.

Belə bir quruluşun parlaq nümunəsi Hama şəhərinin zəmanəmizə qədər gəlib çatmış, tikintisi 13-cü əsrə aid olan liftləridir. Onlar şəhərin həm bəzəyi, həm də simvolu olmaqla bu günə kimi işləməkdə davam edirlər.

Müxtəlif sənayelərdə hidroenergetikadan istifadə

Un əldə etməklə yanaşı, su dəyirmanlarının əhatə dairəsi aşağıdakı sənaye növlərini əhatə edirdi:

• meliorasiya və tarlalardakı əkinləri su ilə təmin etmək üçün;
• ağac emal etmək üçün su gücündən istifadə edən mişar dəyirmanı;
• metallurgiya və metal emalı;
• daşların və ya digər qayaların emalı üçün mədənçilikdə;
• toxuculuq və yun fabriklərində;
• mədəndən su qaldırmaq üçün və s.

Ən qədim istifadə nümunələrindən biridirsu gücü - Hierapolisdə (Türkiyə) mişar dəyirmanı, onun mexanizmləri qazıntılar zamanı aşkar edilmiş və 6-cı əsrə aiddir. n. e.

Bəzi Avropa ölkələrində arxeoloqlar Qədim Roma dövrünə aid köhnə dəyirmanların qalıqlarını aşkar ediblər. Bu dəyirmanlar mədənlərdə çıxarılan qızılı ehtiva edən kvarsın əzilməsi üçün istifadə olunurdu.

Suyun gücündən istifadə edən ən böyük kompleks, tarixi məlumatlara görə, 1-ci əsrdə tikilmişdir. Fransanın cənubunda Barbegal adı altında, 16 un dəyirmanını enerji ilə təmin edən 16 su çarxına sahib olan, beləliklə, yaxınlıqdakı Alert şəhərini çörəklə təmin edən. Burada hər gün 4,5 ton un istehsal olunurdu.

Janiculum təpəsindəki oxşar dəyirman kompleksi 3-cü əsrdə təchizat verirdi. imperator Aurelian tərəfindən yüksək qiymətləndirilən Roma şəhəri.

Öz əlinizlə su konstruksiyasının yaradılması

Su çarxı kimi memarlıq elementi hovuzlar, şəlalələr və ya fəvvarələrlə birlikdə populyarlıq qazandı. Əlbəttə ki, bu cür strukturlar praktiki deyil, dekorativ funksiyanı yerinə yetirir. Taxta hissələrlə işləmək bacarığı olan hər bir sahib öz əlləri ilə su dəyirmanı qura bilər.

Sahənin ərazisindən asılı olaraq ən azı 1,5 m, lakin 10 m-dən çox olmayan təkər ölçüsünü seçmək tövsiyə olunur. Dəyirman evi həm də gələcək təyinatına görə seçilir: inventar saxlamaq üçün bina, uşaqlar üçün oyun sahəsi və ərazini bəzəmək.

Ehtiyat hissələrinin istehsalı:

• su çarxı üçün əsas olaraq, bıçaqların bağlandığı velosiped və ya yıxılmış ağacı götürə bilərsiniz; Mərkəzdəonun ətrafında fırlanan borusu olmalıdır;
• hazır məhsul 2 dayaq üzərində podşipniklərə quraşdırılır, bunlar palıd ağacından, metal künclərdən, kərpicdən hazırlanır;
• təkərin yuxarı hissəsinə suyun qanadların üzərinə axdığı kanal uyğun olmalıdır; ya nasoslu şlanqdan gətirilir, ya da yağışdan sonra gəlir;
• xidmət müddətini artırmaq üçün bütün hissələrin emal edilməsi tövsiyə olunur: taxta - laklanmış, metal - korroziyaya qarşı boyanmış;
• suyu boş altmaq, kanalları çarpayılar istiqamətində və ya başqa konteynerə çəkmək;
• son mərhələdə bina dekorativ elementlərlə bəzədilib.

Kənddə dekorativ su dəyirmanı qurmaq mənzərəyə gözəl estetik əlavə olacaq.

Məşhur tarixi yel dəyirmanları

Ən böyük fəaliyyət göstərən su dəyirmanı "Lady Isabella" İrlandiya dənizindəki İnsan adasında Lexie kəndi yaxınlığında yerləşir. Bu struktur 1854-cü ildə yerli general-qubernatorun həyat yoldaşının şərəfinə özünü öyrədən mühəndis Robert Kasement tərəfindən ucaldılıb və onun tikintisinin məqsədi təbii ehtiyatların (sink, qurğuşun və s.) çıxarılması üçün yerli şaxtadan yer altı suların vurulması olub..).

Xüsusi kanallar çəkilib, onların vasitəsilə dağ çaylarından gələn su körpüdən keçib və diametri 22 m olan təkəri fırlatmaq üçün qidalanıb ki, bu təkər hələ də dünyada ən böyük hesab olunur və bunun sayəsində çoxlu turistlər artıq uğur qazanmışdıril.

Fransanın orijinal görməli yerlərindən biri Vernon şəhəri (Fransa) yaxınlığında yerləşən köhnə su dəyirmanıdır. Onun unikallığı ondadır ki, o, vaxtilə Sena çayının sahillərini birləşdirən köhnə daş körpünün 2 sütunu üzərində dayanır. Onun tikintisinin dəqiq tarixi məlum deyil, lakin bəzi mənbələrə görə, o, Aslan Ürəkli Riçardın müxalifəti dövründə ucaldılıb və strateji əhəmiyyətə malik olub. 1883-cü ildə məşhur rəssam Klod Mone onu kətanlarından birində əbədiləşdirdi.

Su dəyirmanının yaradılması texnologiyanın inkişafı tarixində mühüm addımdır, çünki o, kənd təsərrüfatı və digər məhsulların emalı üçün müxtəlif məqsədlər üçün istifadə oluna bilən ilk dizayn hesab edilir ki, bu da maşına doğru ilk addım idi. dünyada istehsal.