Історія насоса: від давнини до наших днів

Без насосів складно уявити життя сучасної людини. Адже саме вони качають воду в нашому водопроводі, завдяки чому ми у себе вдома без проблем можемо помити руки, посуд, прийняти ванну або душ. У давнину наші предки про таку розкіш могли лише мріяти. Більш того, крім перекачування води, існує і тепловий насос, який перекачує тепле повітря для опалення приміщення. Але якою була історія цих важливих приладів, про це читайте далі.

Перші прототипи

Вже жителі перших розвинених цивілізацій активно розуміли, яке велике значення має вода. Але транспортування цієї дорогоцінної рідини створювало багато проблем. Ще до формальної розробки насоса людина створила кілька перших пристроїв, намагаючись полегшити отримання води.

Наприклад, жителі Месопотамії, що живуть на території сучасного Ірану, Іраку, Сирії та Туреччини, винайшли тип важеля, який використовувався на берегах річок і струмків. Такі перші протонасоси були схожі на гойдалки. На одному кінці було відро, а на іншому противага. Коли хтось натискав на важіль, відро занурювалося в джерело і набирало воду, а противага на іншій стороні важеля витягувала відро, коли воно наповнювалося.

Стародавні єгиптяни мали подібний механізм під назвою шадуф, який вони використовували на березі річки Ніл. Хоча це була скоріше ковшова система колодязного типу, а не зовсім насос в сучасному його розумінні.

Стародавня Греція і гвинт Архімеда

Перший справжній насос був винайдений у Стародавній Греції близько 200 р. до н. е.

І діяльну участь в його появі взяв знаменитий античний вчений і винахідник Архімед. Як він любив говорити «Дайте мені точку опори і я переверну світ». Зокрема Архімеду належать і лаври винахідника першого в історії гвинтового насоса (відомого також як «гвинт Архімеда»). Історики вважають, що цей геніальний винахід з’явився через необхідність відкачувати трюмні води з «Сіракузії», військового корабля, який також перевозив товари з Сіракуз, батьківщини Архімеда.

Велике гвинтове лезо всередині великого циліндра оберталося вручну. При обертанні гвинта циліндр перекачував воду з низьких рівнів корабля на більш високі. Цей тип елементарного насоса міг не тільки перекачувати рідину, але незабаром його почали використовувати і для зручного переміщення зерна і вугілля.

Силовий насос

Ктесибію, грецькому винахіднику і математику, який жив в Олександрії (Єгипет) приблизно в той же час, що і Архімед, приписують створення ще одного типу раннього насоса, який був настільки ж інноваційним на той час. Головна інновація була в тому, що це був насос з ручним управлінням, він використовував два циліндра для витягування води вгору під тиском. Це був перший в історії насос поршневого типу – коли два циліндра по черзі рухалися вгору і вниз, таким чином, транспортування води відбувалася, по суті, безперервно. Між кожним тактом взагалі не було перерв, як в однопоршневому насосі.

Насоси в середні віки і новітні часи

Під час середніх віків люди все також продовжували користуватися все тими ж античними насосами, винайденими за часів Архімеда і Ктесибія, не приносячи в їх нехитру конструкцію нічого нового.

Тільки в епоху Відродження насоси в тому вигляді, в якому ми їх знаємо, почали отримувати реальний розвиток. Далі наведемо коротку хронологію історії розвитку насосів:

• 1475 р. – італійський інженер Франческо ді Джорджіо втілив у своїх малюнках першу ідею відцентрового насоса.
• 1588 р. – інший італійський інженер Агустіно Рамеллі описав у своїй книзі винаходів шиберний водяний насос.
• 1593 р. – француз Ніколя Грольє де Серв’єр розробив перший шестерневий насос.
• 1636 р. – Паппенгейм винайшов перший роторний шестерневий насос.
• 1650 р. – Отто фон Геріке створив поршневий вакуумний насос, який відрізнявся використанням шкіряних шайб для запобігання витоків.
• 1675 р. – англієць сер Семюель Морленд запатентував набивний плунжерний насос.
• 1687 р. – Дені Папін, який народився у Франції, побудував перший справжній відцентровий насос, використовуючи відцентрову силу та лопатевий механізм для переміщення води на високих швидкостях.
• 1738 р. – було отримано знамените рівняння механіки рідини Даніелем Бернуллі, що дозволило значно вдосконалити пристрій насосів.
• 1792 р. – Джеймс Ватт, відомий своїми інноваціями в парових двигунах, винайшов машину з поворотним поршнем.
• 1790 р. – вперше була використана енергія пари для приводу насосів.
• 1845 р. – для човнів був використаний перший паронасосний двигун.
• 1849 р. – побудований перший суцільнометалевий насос.
• 1851 р. – Джон Аппольд з Великобританії представив вигнутий лопатевий відцентровий насос.
• 1859 р. – винайдено діафрагмовий насос.

Сучасні насосні технології

Протягом наступних ста років після Громадянської війни в Америці технологія насосів продовжувала розвиватися, в першу чергу, вдосконалюючи існуючі типи насосів для задоволення потреб зростаючих міст.

Втім, багато з найбільш ранніх типів насосів все ще використовуються сьогодні, хоча і в більш складних формах. Античний гвинтовий насос Архімеда перетворився на спіральний насос, який використовується для зрошення та осушення земель. Оскільки механіка проста, ремонт не складає труднощів навіть у бідних районах, що робить можливим його широкомасштабне використання. Аналогічно, пластинчато-шиберні і шестеренні насоси вельми популярні. Вони використовуються не стільки для переміщення води, скільки для нафти та інших рідин з в’язкістю, відмінною від в’язкості води.

Хоча сучасні насоси пройшли довгий шлях з часів Архімеда, вони все ще потребують догляду. Регулярне технічне обслуговування та ремонт можуть продовжити термін служби насосів і допомогти запобігти проблемам, пов’язаним з корозією, засміченням та іншими наслідками зносу.