Smíði á Shaduf-vatnslyftistöng — vatnslyfta með mótvægi

Veldu staðsetningu á bakka skurðar eða árbakka þar sem þú þarft að lyfta vatni upp á hærra stig, venjulega um 1-3 metra hækkun. Reistu traustan Y-laga staur (eða tvær samsíða lóðréttar stoðir með þverpinna) 2-3 metra frá vatnsbrúninni. Grafðu botninn 50-60 cm niður í jörðina og þjappaðu jarðveginum þétt í kringum hann til stöðugleika. Gaffallinn á Y-inu (eða þverpinninn á milli paraðra stoða) þjónar sem snúningspunktur fyrir stöngina. Snúningshæðin ætti að vera u.þ.b. jöfn lyftihæðinni plús 1 metri, þannig að fyrir 2 metra lyftingu ætti snúningspunkturinn að vera um 3 metrum yfir jörðu.

Jafnvægðu langan, beinan bjálka (3-5 metrar) yfir gaffal stoðarinnar. Bjálkinn skiptist í langan arm (sem nær yfir vatnið, um tvo þriðju af heildarlengdinni) og stuttan arm (sem nær inn til lands, um einn þriðja). Bjálkinn verður að geta snúist frjálslega — smyrðu snertipunktinn með dýrafitu til að draga úr núningi. Mismunandi lengd armanna skapar vélrænt hagræði: mótvægið á stutta arminum fer styttri vegalengd en beitir hlutfallslega meiri lyftikrafti á fötuna. Þetta er lyftistöng af fyrsta flokki þar sem drifpunkturinn liggur milli átaksins (mótvægisins) og álagsins (fötu með vatni).

Festið leðurfötu eða ofna körfu við enda langa armsins með reipi sem er nógu langt til að fatan nái í vatnsyfirborðið þegar langi armurinn er lækkaður. Fata sem tekur 10-20 lítra er viðráðanleg fyrir einn stjórnanda. Á stutta arminn skal festa mótvægi — stóran klump af þurrkuðum leir, stein eða mótsteinn — nógu þungt til að nær jafna þyngd fullrar fötu og reipisins. Mótvægið ætti að vera örlítið léttara en full fata svo fatan sökkvi í vatnið undir eigin þunga, en nógu þungt til að lyfta fullri fötu með aðeins lítilli aukaáreynslu frá stjórnandanum.

Prófaðu skadúfið með því að fylla fötuna og athuga hversu mikil fyrirhöfn þarf til að lyfta henni. Ef mótvægið er of létt þarf stjórnandinn að toga fast til að lyfta fullri fötunni — bættu við þyngd. Ef það er of þungt rís tóma fatan stjórnlaust og stjórnandinn þarf að ýta fast til að lækka hana ofan í vatnið — fjarlægðu þyngd. Kjörjafnvægispunkturinn krefst þess að stjórnandinn beiti aðeins mildum niðurtogi til að sökkva tómu fötunni og mildum upptogi til að fá fullu fötuna til að rísa, þar sem mótvægið vinnur mestan hluta lyftingarinnar. Fínstilltu með því að stilla massa mótvægisins eða staðsetningu þess along stutta armsins.

Til að nota tækið er langa armurinn dreginn niður til að sökkva fötunni, leyft að fyllast og síðan sleppt. Mótvægið sveiflar fullu fötunni upp á við. Þegar fatan nær efsta punkti bogans er henni sveiflað yfir áveituskurðinn og hún hallað til að tæma vatnið. Einn stjórnandi getur lokið einni lotu á 15-20 sekúndum og lyft um það bil 10-15 lítrum í hverri lotu. Á þessum hraða lyftir shaduf um það bil 2.000-3.000 lítrum á klukkustund, nóg til að vökva lítinn garðreit. Til að lyfta vatni í meiri hæð má raða mörgum shadufum í röð, þar sem hver lyftir vatninu upp á millistig. Egypskar grafmyndir í grafhýsum sýna hópa shadufa sem starfa í stigaðri röð við Níl og lyfta vatni 5-6 metra í þremur þrepum. Shaduf er eitt orkusparnasta vatnslyftitæki fyrir iðnbyltingu sem nokkru sinni hefur verið fundið upp.