▪ Το Ωρολόγιον του Αρχιμήδους

Σύγχρονος ή κατά τι νεότερος του Κτησίβιου ήταν ο μεγάλος Συρακούοιος μηχανικός Αρχιμήδης (287-212 π.Χ.), που σπούδασε για μακρύ χρονικό διάστημα στην Αλεξάνδρεια.

Στο αμφισβητούμενο από μερικούς έργο του «Ωρολόγιον του Αρχιμήδους», που σώθηκε στα αραβικά [μεταφράστηκε στα γερμανικά από τους Βίντεμαν -Χάουζερ (Wiedemann-Hauser), Halle 1918 και στα ελληνικά από τον Ι. Σακά, Αθήνα 1973], υπάρχει η περιγραφή ενός πολύπλοκου μηχανισμού υδραυλικού ωρολογίου με πολλά πάρεργα και ενός αντίστοιχου με του Κτησιβίου δοχείου ελέγχου ροής (οχ. 3).

Η περιγραφή του κινητήριου μηχανισμού του ωρολογίου είναι συνοπτικά η εξής:

Κατασκευάζεται από χαλκό υδροδοχείο ύψους 3 σπιθαμών =75 εκ. και διαμέτρου 2 σπ.=50 εκατοστών.

Γεμίζεται με νερό και τοποθετείται σε αυτό πλωτήρας σε σχήμα ανάστροφου ημισφαιρίου ύψους 4 δακτύλων = 16 εκ. και διαμέτρου 5/3 σπιθαμής = 42 εκ.

Ο πλωτήρας καλύπτεται από πάνω με κάλυμμα. Στο μέσο του καλύμματος συγκολλείται κομίίο/razza Γ στο οποίο συνδέεται αλυσίδα προσαρμοσμένη σε τύμπανο, που προσδίδει κίνηση στον κινητήριο τροχό .

Κατόπιν κατασκευάζεται δεύτερο μεγαλύτερο δοχείο, ο υδροσυλλέκτης, που προσαρμόζεται κάτω από το υδροδοχείο Α και συλλέγει το νερό. Αδειάζει δε από μία στρόφιγγα Ρ.

Κατόπιν τοποθετείται πάνω στο υδροδοχείο Α ακόμη ένα δοχείο Τ, στο οποίο βρίσκεται το τύμπανο και άλλοι μηχανισμοί που προκαλούν κινήσεις διαφόρων ειδών. Το τύμπανο Ε είναι προγραμματισμένο να πραγματοποιεί ανά ημέρα (δηλαδή από ανατολή σε δύση) μία πλήρη περιστροφή, καθώς ο πλωτήρας Β ολοκληρώνει την κατακόρυφη διαδρομή του μέσα στο υδροδοχείο Α.

Ο έλεγχος ροής που επινόησε ο Κτησίβιος βρίσκει εφαρμογή σε υδραυλικό μηχανισμό ελέγχου της στάθμης υγρού ενός δοχείου

Δοχείο σταθερής ροής στο ωρολόγιο του Αρχιμήδους

Η ομαλή πτώση του πλωτήρα στο υδροδοχείο, δηλαδή η εξασφάλιση σταθερής ροής του νερού από το υδροδοχείο και ως εκ τούτου σταθερών στροφών του κινητήριου τροχού Ζ, επιτυγχάνεται ως εξής:

Κατασκευάζεται δοχείο σταθερής ροής /rub' Η που περιέχει πλωτήρα/αwwama Π με κωνικό εξόγκωμα/nutuww στην επιφάνεια του.

Το εξόγκωμα αυτό ταιριάζει στο στόμιο ενός κοίλου κεκαμμένου σωλήνα/anbόd Σ, που εισάγεται στο υδροδοχείο και έχει μήκος 1/2 δακτύλου=1 εκ. Από το περιστόμιο/gata Μ του δοχείου εκρέει το νερό. Είναι δυνατή μάλιστα η ρύθμιση του ύψους του περιστρεφόμενου αυτού περιστομίου, ώστε να επιτυγχάνεται η διαφορετική διάρκεια των ωρών του έτους.

Κάτω από το περιστόμιο το νερό συλλέγεται σε μία κοιλότητα που ονομάζεται τηγάνιο/migla Ν και διοχετεύεται στον υδροσυλλέκτη.

Το δοχείο σταθερής ροής αποτελεί εδώ ένα κλειστό σύστημα ελέγχου της ροής του υδροδοχείου και εξασφαλίζει μιαν ομαλή, δηλαδή γραμμική, μεταβολή της στάθμης του νερού σε αυτό.

Ας κλείσουμε την αναζήτηση αυτή των πρώτων κλειστών συστημάτων αυτόματου ελέγχου στην αρχαία ελληνική τεχνολογία, συγκρίνοντας τις επινοήσεις των μεγάλων Αλεξανδρινών μηχανικών, που αφορούν τον έλεγχο στάθμης υγρών. Έλεγχος στάθμης κατά τον Κτησίβιο

Ο έλεγχος ροής που επινόησε ο Κτησίβιος γιο το ωρολόγιο του βρίσκει την εφαρμογή του σε έναν απλό υδραυλικό μηχανισμό ελέγχου της στάθμης υγρού ενός δοχείου. Έστω δοχείο AB γεμάτο υγρό, π.χ. κρασί.

Το δοχείο είναι εφοδιασμένο με κωνικό πλωτήρα ΘΠ που ταιριάζει ακριβώς σε αντίστοιχο κοίλο κωνικό ακροφύσιο ΖΗ. Το ακροφύσιο αυτό είναι συνδεμένο μέσω ενός σωλήνα ΕΖ με το μεγάλο υδροδοχείο ΓΑ. Αφαιρώντας κρασί με ένα κύπελλο από το δοχείο AB, ανοίγει η υδραυλική βαλβίδα και κρασί ρέει από το ακροφύσιο ΖΗ στο δοχείο μέχρι να συμπληρωθεί το κρασί που αφαιρέθηκε και να αποκατασταθεί η στάθμη του υγρού στο δοχείο.

Πρόκειται εδώ για ένα κλειστό σύστημα ελέγχου με ανάδραση μέσω του κωνικού πλωτήρα.