Pompa Hauksbee a due cilindri
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| J. Newman, Londra; Teatro Fisico della Sapienza, Roma, 1820 ca.; 68x43x67 cm; bronzo, legno |
La pompa ideata da von Guericke era costituita da un cilindro nel quale agiva un pistone (formato da dischi sovrapposti di cuoio bagnati d'olio) mosso manualmente: la cosiddetta siringa. Essa terminava con un tubo, munito di rubinetto, che si fissava ad un pallone in vetro; lungo il tubo si trovava anche una valvola comunicante con l'esterno. Volendo fare il vuoto nel pallone, si apriva il rubinetto e si tirava verso l'esterno il pistone di modo che l'aria riempisse il cilindro. Quindi, chiudendo il rubinetto, si spingeva il pistone verso l'interno facendo uscire l'aria dal cilindro attraverso la valvola, per poi iniziare un nuovo ciclo di aspirazione.
Nel 1659, R. Boyle razionalizzò le parti della pompa di von Guericke e munì l'asta del pistone di una cremagliera accoppiata ad una ruota dentata. Un bilanciere a due manici o una manovella muovevano alternativamente, nei due versi, la ruota dentata che ingranava sui denti dell'asta a cremagliera, azionando il pistone.
Nel 1687 ca., D. Papin (1647-1712) apportò delle modifiche sostanziali, aggiungendo un secondo cilindro con pistone o corpo di tromba (come si usava dire) che lavorasse accoppiato col primo e sostituendo il rubinetto azionato manualmente con una valvola a molla all'interno della testa di ogni pistone e alla base di ogni cilindro sul condotto che li unisce con quello di aspirazione. Papin, inoltre, sostituì il pallone in vetro contenente il volume d'aria da rarefare con un recipiente in vetro spesso e a forma di campana, poggiato su un piatto al centro del quale sfociava il canale di aspirazione. La tenuta ermetica fra campana e piatto si otteneva smerigliando il bordo di vetro della prima, spianando perfettamente il secondo e usando del grasso come sigillante.
La presenza di due corpi di tromba facilita l'uso della pompa. Consideriamo che, per il gioco delle valvole, con i due pistoni accoppiati meccanicamente, l'uno che sale estraendo l'aria, mentre l'altro discende espellendola, la forza totale che l'operatore deve spendere è uguale alla differenza, momento per momento, fra le due forze (considerevoli appena il vuoto sia un poco avanzato) da applicare singolarmente ad ogni pistone: essa è molto debole per la maggior parte della corsa e più intensa solo alla fine del movimento.
A partire dalla fine del Seicento si affermarono in Europa i primi costruttori di pompe pneumatiche tra i quali Samuel van Musschenbroek (1648-1681) e suo nipote Jan, fratello del fisico Peter (1692-1761), in Olanda; Francis Hauksbee (1666-1713), dimostratore della Royal Society di Londra dal 1703, in Inghilterra. La pompa a un solo cilindro fu ulteriormente perfezionata, anche se la macchina a due cilindri si diffuse maggiormente soprattutto nel modello realizzato da Hauksbee nel 1709, che applicava le innovazioni introdotte da Papin.
La macchina pneumatica conservata nel Museo, costruita sul modello di Hauksbee, si compone di due parti principali: i due corpi di tromba, ancorati alla base comune e tenuti da due colonnine e da un coperchio in legno contenente gli ingranaggi; il piatto, su cui poggia la campana di vetro, posto su un ripianetto sostenuto da quattro colonnine fissate alla base. Le due parti sono collegate dal canale di aspirazione in tubo metallico piegato ad S che termina da un lato al centro del piatto, dall'altro alla base dei due cilindri; a metà del suo percorso è posta una chiave semplice; più avanti è derivato un tubo con il manometro a mercurio (del quale rimane la scala graduata) fissato alla faccia inferiore del ripianetto; il tubo termina con un tappo a vite, posto sul bordo del ripianetto, per il reingresso dell'aria nel manometro e nella campana.
Le teste dei pistoni sono in metallo ricoperto di cuoio ingrassato per la tenuta. I due corpi di tromba, la loro base, gli ingranaggi e il piatto sono in metallo, mentre colonnine, ripianetto e base comune sono in legno duro. Gli ingranaggi a cremagliera sono mossi da una manovella a movimento alternativo con immanicatura in legno duro. Sull'esterno del coperchio dei cilindri vi è un incavo di forma rettangolare che doveva alloggiare la targhetta metallica della ditta costruttrice.
Il costruttore di questo apparecchio è Joseph Newman.
(Daniele Rebuzzi)