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水排原理简介

时间:2016-03-24 浏览次数:2487


水排原理简介


      水排是我国古代一种冶铁用的水力鼓风装置,在公元31年由杜诗创制,其原动力为水力,通过曲柄连杆机构将回转运动转变为连杆的往复运动。人类早期的鼓风器大都是皮囊,我国古代又叫“橐”。一座炉子用好几个橐,放在一起,排成一排,就叫“排囊”或“排橐”。用水力推动这种排橐,就叫“水排”。

杜诗创制的水排,具体的结构当时缺乏记载,一直到元朝王祯在他著的《王祯农书》中,才对水排作了详细的介绍。

       “其制,当选湍流之侧,架木立铀,作二卧轮;用水激下轮。则上轮所用弦通缴轮前旋鼓,棹枝一侧随转。其棹枝所贯行桄而推挽卧铀左右攀耳,以及排前直木,则排随来去, 揙冶甚速,过于人力。”

——王帧《农书》

       选择湍急的河流的岸边,架起木架,在木架上直立一个转轴,上下两端各安装一个大型卧轮,在下卧轮(水轮)的轮轴四周装有叶板,承受水流,是把水力转变为机械转动的装置;在上卧轮的前面装一鼓形的小轮(“旋鼓”),与上卧轮用“弦索”相联(相当于传送皮带);在鼓形小轮的顶端安装一个曲柄,曲柄上再安装一个可以摆动的连杆,连杆的另一端与卧轴上的一个“攀耳”相联,卧轴上的另一个攀耳和盘扇间安装一根“直木”(相当于往复杆)。这样,当水流冲击下卧轮时,就带动上卧轮旋转。由于上卧轮和鼓形小轮之间有弦索相连,因此上卧轮旋转一周,可使鼓形小轮旋转几周,鼓形小轮的旋转又带动顶端的曲柄旋转,这就使得和它相连的连杆运动,连杆又通过攀耳和卧轴带动直木往复运动,使排扇一启一闭,进行鼓风。

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