No. 2116 Hydraulic Ram

No. 2116
HYDRAULIC RAM

av John H. Lienhard

Idag står tyngdlagen mot den otroliga lättheten i tillvaron. University of Houston’s College of Engineering presenterar denna serie om de maskiner som får vår civilisation att fungera, och de människor vars uppfinningsrikedom skapade dem.

Jag lärde mig just det mest överraskande: Uppfinnaren av varmluftsballongen uppfann också den självverkande hydrauliska rammen, och jag kan inte tänka mig två mer motsatta saker. Låt mig förklara den hydrauliska rammen: Anta att vi har en vattenreservoar och vill pumpa vatten till en plats ovanför den. Vatten kan inte rinna uppåt, men det kan ge energi när det rinner nedåt. Vi skulle kunna låta det rinna nedåt genom en turbin för att generera kraft till en pump.

Den hydrauliska rammen är en fattigmansersättning för en dyr turbin. Vatten rinner nedåt genom ett rör. När det rinner ut genom en ventil i den nedre änden får det tillräckligt hög hastighet för att plötsligt få ventilen att stänga. När detta sker ökar trycket i röret mycket kraftigt. Detta öppnar en andra ventil och driver ut vattnet genom den. Processen upprepas rytmiskt och automatiskt och ger upphov till ett högt klick-klack-ljud. Det är en underbart bekväm pump som drivs av den potentiella energin hos vattnet i reservoaren. Ingen motor behövs.

Det är väldigt långt ifrån varmluftsballonger, men den anslutande vävnaden är gjord av papper. Joseph Montgolfier och hans yngre bror Étienne var söner till pappersfabrikanten Pierre Montgolfier. Joseph var en förstklassig självlärd mekaniker och även han startade en pappersfabrik. Étienne studerade matematik och arkitektur. År 1782 började de två experimentera med ballonger av papper och silke. De gjorde en demonstrationsflygning inför Ludvig XVI ett år senare och flög sedan människor i sina ballonger. När ballongflygning sedan blev Paris nya åskådarsport drog sig bröderna tillbaka från den.

Den suveräne Étienne återgick till att arbeta med sin far. Han försökte också utveckla teorin om ballongflygning. Den blyge mekanikern Joseph fortsatte med andra uppfinningar — men ingen så värdefull som den hydrauliska baggen. Och han skapade den först för att tjäna sitt pappersbruk.

En brittisk uppfinnare hade tillverkat en primitiv hydraulisk ram 1772, men dess ventiler var tvungna att manipuleras för hand. Montgolfier gjorde en enorm förbättring när han skapade en pump som kunde lämnas att köras av sig själv i till exempel dränerings- och återvinningsprojekt för mark.

Det var 1796. Ett år senare tog Matthew Boulton, tillverkaren av Boulton-Watt ångmaskiner, ett brittiskt patent på Montgolfiers vägnar. Många andra patent följde och hydrauliska ramar fick stor användning under 1800-talet. Till slut började elmotorer ersätta dem. Men i takt med att vi söker efter lämplig teknik för utvecklingsländer gör de en comeback.

Bröderna Montgolfier var alltså en studie i kontraster. Unge Étienne, intellektuell med starka sociala instinkter – han gav sig till och med in i politiken. Och Joseph, det praktiska geniet, som var i två världar: han använde mycket offentligt flyktigt papper och varmluft för att uppfylla en urgammal dröm. Sedan vände han sig om för att använda sig av järnrörets kroppsliga soliditet och vatten som är hårt som järn för att utföra våra praktiska uppdrag – utom synhåll och utan att tänka på det.

Jag är John Lienhard vid University of Houston, där vi är intresserade av hur uppfinningsrika hjärnor fungerar.

(Temamusik)
W. A. Smeaton, Montgolfier, Étienne Jacques de & Montgolfier, Michel Joseph de, C. C. Gillispie, red., Dictionary of Scientific Biography, Vol. IX (New York: Charles Scribner’s Sons, 1974). (Bilden av Joseph Montgolfier ovan är en artighet av National Air and Space Museum.)

För en underbart tydlig 1900-talsbehandling av hydraulisk ram, skriven för användning i utvecklingsländer, se S. B. Watt, A Manual on the Hydraulic Ram for Pumping Water. (Silsoe, Bedford, UK: Intermediate Technology Development Group, 1975) Jag är mycket tacksam mot denna källa för det schematiska diagrammet nedan.

Se även: http://en.wikipedia.org/wiki/Hydraulic_ram

En lågprishydraulisk ram som kan tillverkas av vanliga standarddelar.

The Engines of Our Ingenuity is Copyright © 1988-2006 by John H. Lienhard.