مبدأ عمل آلة “البرج” في عملية الضخ

1995 أصول الحيل الهندسية

جلال شوقي

KFAS

عملية الضخ آلة البرج الفيزياء

نتخذ قدرين من نحاس، قطر كل واحد 3 أشبار، في ارتفاع ذراعين، وهما أ ب، ويتخذ في وسط كل واحدة برج ثابت قائم، وهو ج د، ويتخذ باب منشف في أسفله، وهو هـ، ويتخذ له مدفع، وهو و ز، ونتخذ للبرج غرابا، وهو ح.

ونتخذ في الغراب باب المدفع، وهو ط، ثم نتخذ قناتين نركبهما (1) على رأس الغراب فوق باب المدفع، ويكون ارتفاع كل واحدة عشرة أذرع، وهما ي ك.

ونتخذ في طرف المدفع، عند علامة و في طرف الخارج سهما، وهو المغمز، ونشد بالمدفع نرمادجتين مثلما عملنا على البئر.

ونتخذ لرأس القدرين غطاء، وغطاءهما (2) م م، فبالاضطرار انه اذا دفع المدفع، ينشف الماء من القدر إلى البرج، لأن باب المنشف يرفعه الهواء، فيجتذب الماء، فيدخل في البرج.

فإذا غمز المغمز انطبق باب المنشف، وانفتح باب المدفع، وصعد الماء في القناة وخرج رأسها (3) من علامة ل ل، وافرغ ذلك الى حوض يقبله، وهو س، وينبغي أن يكون ماء القدرين موجودا في كل حال. وذلك ما أردنا أن نبين، وهذه صورة ذلك)).

شرح وتحليل:

لعل هذه الآلة هي أول إشارة الى عملية الضخ باستخدام الكابس piston، والأسطوانة cylinder وتسمى البرج ج د في المتن، كذا صمام للسحب هـ وسمى ((باب المنشف))، وصمام للطرد ط وسمى ((باب المدفع)).

وتشتمل هذه الحيلة على اسطوانتين منفصلتين تعمل كل واحدة منهما برافعة ((مغمز)) مستقلة، بينما يصب الماء الجاري ضخه من الاسطوانتين في وعاء واحد مشترك س، وذلك بواسطة أنبوبي الأسطوانتين ح ل، ي ل.

ولعل هذه الصورة للمضخة الماصة الكابسة هي أول سجل لها في تاريخ الهندسة، حيث تشتمل المضخة على العناصر الأساسية الآتية: الاسطوانة ((البرج))، والكابس وذراعه، وباب المنشف ((صمام السحب))، وباب المدفع ((صمام الطرد)) فضلا عن أنبوبي التصريف ورافعتي التشغيل

ومن المرجح أن هذه المضخة كانت النموذج الرائد لمضخة هيرون السكندري، تلك المضخة التي ساد استعمالها في إطفاء الحرائق لعدة قرون بعد الميلاد hero's fire engine.