چرخ فالکریک
سال‌های سال قبل برای متصل کردن گلاسکو به غرب اسکاتلند از دو کانال "فورت" و "کلاید" که در سال 1777 طراحی شده بود و بین بندر‌های "گرنگموت" و "فالکریک" قرار داشت، استفاده می شد. .
ساخت "کانال یونیون" بین "فالکریک" و" ادین برا" در اسکاتلند سال 1822 پایان یافت. به علت تفاوت ارتفاع 25 متری، این دو کانال با استفاده از 11 قفل به یکدیگر متصل شدند.
در سال 1963 بعد از 150 سال استفاده از این کانال‌های 11 قفله، پیشنهاد استفاده از چرخ‌های بادی به شکل چرخ و فلک برای متصل کردن این دو کانال مطرح شد و سال 2002 در نهایت "چرخ فالکریک"به بهره برداری رسید..
چرخ به همراه محوری که در دو انتهای آن روی یاتاقان‌های مخصوص ( Slewing Bearing ) قرار گرفته اند گردش می‌کند. حلقه بیرونی این یاتاقانها روی پایه بتونی قرار گرفته وحلقه داخلی این یاتاقانها دارای چرخدنده داخلی است و به شکل یک حلقه گردنده عمل می‌کند. این حلقه چرخان بوسیله مجموعه‌ای از 10 موتور هیدرولیک که در بخش ثابت یاتاقان قرار گرفته اند حرکت می‌کند. حرکت این موتورها توسط یک پمپ هیدرولیک که بوسیله یک موتور الکتریکی فعال میشود، صورت می‌گیرد. محور هر یک از این موتورها به چرخدنده‌ای متصل است که بصورت چرخدنده سیاره‌ای ثابت عمل می‌کنند. در نهایت چرخ با سرعت زاویه‌ای 1/8( یک هشتم ) دور در دقیقه می‌چرخد
این طرح، تنها حامل چرخشی جابه‌جایی قایق در جهان است. در این پروژه از دو بازو استفاده شده که در کنار هر کدام از آنها محفظه‌های بزرگی که آب در آنها است جاسازی شده است قایقها به این محفظه‌ها که شبیه وان‌های بزرگ پر آب هستند وارد شده و پس از قفل شدن درب این محفظه‌ها بازوها شروع به چرخش می‌کنند و پس از انتقال قایقها به ارتفاع مورد نظر در آنها باز شده و قایقها به حرکت خود ادامه می‌دهند. جالب اینجاست که این چرخه تنها 15 دقیقه به طول می‌انجامد
طراحی و معماری این چرخ تحت نظارت و حمایت موسسه طراحی RMJM کشور اسکاتلند صورت گرفته و در ابتدا توسط شرکت مهندسی نیکول راسل طراحی گردیده است. این چرخ که قطر کلی آن 35 متر می‌باشد تشکیل شده از دو بازو که هر کدام تا 15 متر نسبت به محور مرکزی با قطر 3.5 متر امتداد دارند و شکل آنها شبیه به تبرهای دوسر است که در جنگهای قرون وسطای اروپا مورد استفاده قرار می‌گرفتند
این دو بازو در فاصله 25 متری از یکدیگر قرار گرفته اند و دو مخزن (جایگاه حمل قایقها) در حالی که از آب پر می‌شوند با ظرفیت80000 گالن ( 302 تن) بین آنها قرار دارند. این دو مخزن حمل، فارغ از آنکه در حال حمل قایق باشند یا خیر، همواره وزن ثابتی داشته و در مجموع 600 تن وزن دارند. این موضوع به قانون ارشمیدس بر می‌گردد که می‌گوید " هر جسم شناور به میزان وزن خود آب را جابجا می‌کند" و لذا در زمانیکه قایق در مخزن قرار می‌گیرد،به میزان وزن قایق آب از مخزن حمل خالی میشود و در نتیجه مقدار وزن مخزنها همواره ثابت می‌ماند. این چرخ در مدت زمان 5.5 دقیقه، با صرف توان بسیار اندک،180 درجه می‌چرخد و توان مصرفی آن تنها 22.5 کیلووات است که بوسیله موتور برق تامین می‌گردد. به بیان دیگر می‌توان گفت انرژی مصرفی 1.5 کیلو وات ساعت در مدت زمان 4 دقیقه می‌باشد که تقریباً می‌توان آنرا برابر با انرژی لازم برای جوش آوردن 8 عدد کتری آب در نظر گرفت. این سیستم، تنها بالابر حمل قایق در نوع خود می‌باشد و نشانی از توانمندی مهندسی در کشور اسکاتلند است.
مخازن مذکور در واقع می‌بایستی با همان سرعت گردش چرخ، اما در خلاف جهت چرخش آن، بگردند تا از سقوط قایقها یا ریختن آب از مخازن جلوگیری شود. انتهای هر کدام از این مخازن، در دو سمت، به چرخهایی مجهزند که روی سطح داخلی حفره‌های 8 متری (روی بازوها) حرکت می‌کنند. لذا مخازن به این چرخها تکیه داشته و امکان چرخش دارند. گردش مخازن توسط مجموعه‌ای از چرخدنده‌ها کنترل میشود. این مجموعه شامل سه چرخدنده حلقه‌ای 8 متری و دو چرخدنده کوچک مابین آنها میشود که همگی دارای دنده‌های خارجی هستند. چرخدنده بزرگ مرکزی، بصورت یک چرخدنده خورشیدی ثابت عمل می‌کند و برای جلوگیری از حرکت آن، جدا از محور در سمت موتور خانه و روی پایه بتنی نصب شده است.چرخدنده‌های کوچک، بصورت چرخدنده‌های سیاره‌ای عمل کرده و روی بازو ( سمت موتورخانه) نصب می‌شوند. وقتی موتورها چرخ و بازوها را می‌گردانند چرخدنده‌های سیاره‌ای کوچک با چرخدنده خورشیدی مرکزی درگیر می‌شوند و در نتیجه چرخدنده‌های سیاره‌ای با سرعت بیشتری نسبت به چرخ ولی در همان جهت شروع به گردش می‌کنند. چرخ دنده‌های سیاره‌ای مذکور، سپس با چرخدنده‌های حلقه‌ای بزرگی که به انتهای هر یک از مخازن متصل و ثابت شده اند درگیر شده و باعث گردش آنها با سرعت برابر با چرخ و در جهت عکس آن می‌گردند. در نتیجه مخازن در طول حرکت همواره پایدار و کاملا تراز خواهند ماند.
چاله بارانداز: این چاله در واقع محلی خشک و عایق شده نسبت به آب می‌باشد و در صورت ورود آب به چاله پمپهای تعبیه شده در آن آب را تخلیه می‌کنند. هنگامی که پس از گردش چرخ، بازوها بصورت عمودی قرار گرفتند و سیستم متوقف شد، دریچه مخزن باز شده و ورود و خروج قایقها را ممکن می‌سازد. در واقع فضای زیر مخزن حمل در این حالت خالی می‌ماند. در صورتی که چنین چاله‌ای در نظر گرفته نمی‌شد، هر بار در گردش چرخ بازوها وارد آب می‌شدند و در این حالت مشکلات زیادی از جمله اغتشاشات آب و عدم پایداری مخزن و نیز نیاز به توان بیشتر برای غلبه بر ویسکوزیته (چسبندگی) آب بوجود می‌آمد
پاسخ با نقل قول
علاقه مندی ها (بوک مارک ها)