История насоса: от древности до наших дней

Без насосов сложно представить жизнь современного человека. Ведь именно они качают воду в нашем водопроводе, благодаря чему мы у себя дома без проблем можем помыть руки, посуду, принять ванну или душ. В древности наши предки о такой роскоши могли лишь мечтать. Более того, помимо перекачки воды, существует и тепловой насос, который перекачивает теплый воздух для отопления помещения. Но какой была история этих важных приборов, об этом читайте далее.

Первые прототипы

Уже жители первых развитых цивилизаций активно понимали, какое большое значение имеет вода. Но транспортировка этой драгоценной жидкости создавала множество проблем. Еще до формальной разработки насоса человек создал несколько первых устройств, пытаясь облегчить получение воды.

Например, жители Месопотамии, живущие на территории современного Ирана, Ирака, Сирии и Турции, изобрели тип рычага, который использовался на берегах рек и ручьев. Такие первые протонасосы походили на качели. На одном конце было ведро, а на другом противовес. Когда кто-то нажимал на рычаг, ведро погружалось в источник и набирало воду, а противовес на другой стороне рычага вытаскивал ведро, когда оно наполнялось.

У древних египтян был похожий механизм, называемый шадуф, который они использовали на берегу реки Нил. Хотя это была скорее ковшовая система колодезного типа, а не совсем насос в современном его понимании.

Древняя Греция и винт Архимеда

Первый настоящий насос был изобретен в Древней Греции около 200 г. до н. э.

И деятельное участие в его появлении принял знаменитый античный ученый и изобретатель Архимед. Как он любил говорить «Дайте мне точку опоры и я переверну мир». В частности Архимеду принадлежат и лавры изобретателя первого в истории винтового насоса (известного также как «винт Архимеда»). Историки полагают, что это гениальное изобретение появилось из-за необходимости откачивать трюмные воды из «Сиракузии», военного корабля, который также перевозил товары из Сиракуз, родины Архимеда.

Большое винтовое лезвие внутри большого цилиндра вращалось вручную. При вращении винта цилиндр перекачивал воду с низких уровней корабля на более высокие. Этот тип элементарного насоса мог не только перекачивать жидкость, но вскоре его начали использовать и для удобного перемещения зерна и угля. По сути, Архимед открыл и использовал основной принцип работы насоса, а люди впоследствии дали ему множество различных форм развитий, среди которых, например, в современности весьма востребован геотермальный тепловой насос, использующий аккумулируемую из грунта энергию для нагрева теплоносителя.

Силовой насос

Ктесибию, греческому изобретателю и математику, жившему в Александрии (Египет) примерно в то же время, что и Архимед, приписывают создание еще одного типа раннего насоса, который был столь же инновационным на то время. Главная инновация была в том, что это был насос с ручным управлением, он использовал два цилиндра для вытягивания воды вверх под давлением. Это был первый в истории насос поршневого типа – когда два цилиндра поочередно двигались вверх и вниз, таким образом, транспортировка воды происходила, по сути, непрерывно. Между каждым тактом вообще не было перерывов, как в однопоршневом насосе.

Насосы в средние века и новое время

Во время средних веков люди все также продолжали пользоваться все теми же античными насосами, изобретенными во времена Архимеда и Ктесибия, не принося в их нехитрую конструкцию ничего нового.

Только в эпоху Возрождения насосы в том виде, в котором мы их знаем, начали получать реальное развитие. Далее приведем краткую хронологию истории развития насосов:

• 1475 г. – итальянский инженер Франческо ди Джорджио воплотил в своих рисунках первую идею центробежного насоса.
• 1588 г. – другой итальянский инженер Агустино Рамелли описал в своей книге изобретений шиберный водяной насос.
• 1593 г. – француз Николя Гролье де Сервьер разработал первый шестеренный насос.
• 1636 г. – Паппенгейм изобрел первый роторный шестеренный насос.
• 1650 – Отто фон Герике создал поршневой вакуумный насос, отличавшийся использованием кожаных шайб для предотвращения утечек.
• 1675 г. – англичанин сэр Сэмюэл Морленд запатентовал набивной плунжерный насос.
• 1687 – Дени Папен, родившийся во Франции, построил первый настоящий центробежный насос, использующий центробежную силу и лопастной механизм для перемещения воды на высоких скоростях.
• 1738 г. – было получено знаменитое уравнение механики жидкости Даниэлем Бернулли, позволяющее значительно усовершенствовать устройство насосов.
• 1792 – Джеймс Уатт, известный своими инновациями в области паровых двигателей, изобрел машину с качающимся поршнем.
• 1790 г. – впервые была использована энергия пара для привода насосов.
• 1845 г. – для лодок был использован первый паронасосный двигатель.
• 1849 г. – построен первый цельнометаллический насос.
• 1851 г. – Джон Аппольд из Великобритании представил изогнутый лопастной центробежный насос.
• 1859 г. – изобретен диафрагменный насос.

Современные насосные технологии

В течение следующих ста лет после Гражданской войны в США технология насосов продолжала развиваться, в первую очередь, совершенствуя существующие типы насосов для удовлетворения потребностей растущих городов.

Впрочем, многие из самых ранних типов насосов все еще используются сегодня, хотя и в более сложных формах. Античный винтовой насос Архимеда превратился в спиральный насос, который используется для орошения и осушения земель. Поскольку механика проста, ремонт не составляет труда даже в бедных районах, что делает возможным его широкомасштабное использование. Аналогично, пластинчато-шиберные и шестеренные насосы весьма популярны. Они используются не столько для перемещения воды, сколько для нефти и других жидкостей с вязкостью, отличной от вязкости воды. Также неизменным спросом пользуются лучшие тепловые насосы воздух-вода, узнать больше о которых можно перейдя по ссылке.

Хотя современные насосы прошли долгий путь со времен Архимеда, они по-прежнему нуждаются в уходе. Регулярное техническое обслуживание и ремонт могут продлить срок службы насосов и помочь предотвратить проблемы, связанные с коррозией, засорением и другими последствиями износа.