Vodní trkač

Vodní trkač na táboře českého oddílu Pterodactylus[1]

Vodní trkač je jednoduché vodní čerpadlo poháněné vodou. Vodní trkač byl v 18. století zkonstruován francouzským vynálezcem Josephem Montgolfierem. Využívá kinetickou energii proudící vody. Proud vody je pravidelně uzavírán trkacím ventilem. Vzniklé rázy slouží k čerpání vody přes výtlačný ventil do výšky několikanásobně vyšší, než je rozdíl hladin vody, která trkač pohání.

Popis činnosti

Vodní trkač:
1. Přívod - přívodní potrubí
2. Výtokový otvor
3. Odtok - výtlačné potrubí
4. Trkací ventil
5. Výtlačný ventil (zpětná klapka)
6. Tlaková nádoba

Trkací ventil (4) je umístěn při výtoku z čerpadla a uzavírá z vnitřku výtokový otvor (2). Ventil je zatížen závažím, nebo pružinou tak, aby byl právě překonán tlak vody, a ventil se otevřel. Po několika okamžicích dosáhne voda takové rychlosti, že uzavře i zatížený trkací ventil. V náhle uzavřeném potrubí s rychle proudící vodou náhle stoupne tlak. Ten překoná tlak vody ve výtlačném potrubí (3), otevře výtlačný ventil (5) a malé množství vody pronikne do tohoto potrubí. Po odeznění rázu se uzavře výtlačný ventil, hmotnost závaží přemůže tlak vody na trkacím ventilu, ten se otevře a cyklus se může znovu opakovat.

Za výtlačným ventilem bývá obvykle tlaková nádoba (lidově nazývaná též hruška, nebo větrník) se stlačeným vzduchem (6), která tlumí rázy vznikající ve výtlačném potrubí (3).

Historie

Trkač v regionu Vogn, severní Dánsko

Přímým předchůdcem trkače, vynalezeným roku 1772 Johnem Whitehurstem z hrabství Cheshire ve Velké Británii, byl ručně ovládaný pulsní motor (pulsation engine), poprvé instalovaný v Oultonu v Cheshire. Čerpal vodu do výšky 4,9 metru (16 stop).[2][3] Druhý postavil roku 1783 v Irsku. Svůj nápad však nepatentoval a podrobnosti konstrukce se nedochovaly. Ví se jen, že už k chodu používal tlakovou nádobu - zásadní součást pozdějších trkačů. J. Whitehurst však svůj nápad ještě nedokázal prakticky využít.

První automaticky pracující trkač úspěšně sestavil roku 1796 Francouz Joseph Michel Montgolfier (známější jako spoluvynálezce horkovzdušného balónu). Využil jej pro čerpání vody ve své papírně ve Voiron.[4] Přítel Matthew Boulton jeho jménem v Británii roku 1797 princip trkače patentoval. Synové J. M. Montgolfiera získali na vylepšenou verzi trkače britský patent roku 1816.[5] Roku 1820 získal patent spolu s Whitehurstovým návrhem inženýr Josiah Easton, který se tou dobou právě přestěhoval z rodného Somersetu do Londýna.

Eastonovu firmu zdědil syn James (1796–1871). Pod Jamesovým vedením firma vzkvétala a během devatenáctého století se postupně stala jedním z nejvýznamnějších strojírenských podniků ve Spojeném království s největší továrnou ve městě Erith v hrabství Kent v jihovýchodní Anglii. Specializoval se na stavby vodárenských zařízení, kanalizačních a zavlažovacích systémů po celém světě. Ve velkém dodával na trh rovněž trkače, které zásobovaly vodu domy, farmy i celé obce. Některá z jeho zařízení pracovala ještě v roce 2004.

Firma byla uzavřena roku 1909, ale v obchodování s trkači pokračoval James R Easton. Od něj v roce 1929 převzal výrobu Green & Carter[6] z Winchesteru v hrabství Hampshire, dodnes známý výrobou a instalací proslulých trkačů Vulcan a Vacher.

Hydraulický trkač, Systém Lambach v Roscheider Hof Open Air Museum, Německo

První americký patent získali Joseph Cerneau (nebo Curneau) a Stephen (Étienne) S. Hallet (1755-1825) v roce 1809.[7][8] Zájem o trkače se v Americe zvedl kolem roku 1840. Byly vydány další patenty a trkače začala nabízet řada „domácích“ (amerických) firem. Zlatý věk trkačů v Americe ukončil teprve koncem 19. století rozmach dostupných elektrických čerpadel.

Zájem o trkače opět vzrostl na konci dvacátého století vzhledem k potřebám udržitelných technologií v rozvojových zemích, a úspory energie v zemích rozvinutých. Dobrým příkladem je společnost AID Foundation International na Filipínách, držitel ocenění Ashden Award, za vývoj jednoduchých a spolehlivých trkačů pro použití v odlehlých vesnicích.[9] Hydraulický princip trkače byl také použit v některých návrzích na využití energie mořských vln, z nichž jeden byl diskutován již v roce 1931 Hannsem Güntherem v knize Za sto let (In hundert Jahren).[10]

Některá novější provedení nazývaná ve Velké Británii složené trkače (compound rams) dokáží čerpat vyčištěnou vodu za použití energie z neošetřené hnací vody. [11] Jedním z takových zařízení je také Glockmannova pumpa prezentovaná v české webové Abecedě malých vodních pohonů.

Jako „trkač“ bývá nazýváno také zařízení, které čerpalo vodu z Obřího dolu na Sněžku od roku 1912 do roku 1950. Ve skutečnosti se ovšem jednalo o Peltonovu turbínu. Toto zařízení je k vidění v Obřím dole.[12]

Odkazy

Reference

V tomto článku byl použit překlad textu z článku Hydraulic ram na anglické Wikipedii.

  1. ↑ https://pterodactylus.cz/trkac.php
  2. ↑ WHITEHURST, John. Account of a Machine for Raising Water, executed at Oulton, in Cheshire, in 1772. Philosophical Transactions of the Royal Society. London: Royal Society, 1775, s. 277–279. Dostupné online. DOI 10.1098/rstl.1775.0026. (anglicky) 
  3. ↑ Descriptions of Whitehurst's and Montgolfier's pumps appear in: James Ferguson and David Brewster, Lectures on Select Subjects … , 3rd ed. (Edinburgh, Scotland: Stirling & Slade, etc., 1823), vol. 2, pages 287-292; plates, p. 421.
  4. ↑ DE MONTGOLFIER, J.M. Note sur le bélier hydraulique, et sur la maniere d'en calculer les effets [online]. 1803. S. 42–51. Dostupné online. (French) 
  5. ↑ See, for example: „New Patents: Pierre François Montgolfier,“ The Annals of Philosophy, 7 (41) : 405 (May 1816).
  6. ↑ Green and Carter – Hydraulic Ram Pump inventors and patentees.
  7. ↑ Podívej se na:
    • Executive Documents of the House of Representatives at the Second Session of the Twenty-first Congress … , vol. 2 (Washington, D.C.: Duff Green, 1831), pages 328 and 332.
    • Letter from Stephen S. Hallet to U.S. President James Madison, September 9, 1808. Available on-line at: U.S. National Archives.
  8. ↑ See also Robert Fulton's hydraulic ram pump: letter to Thomas Jefferson, March 28, 1810. Available on-line at: U.S. National Archives.
  9. ↑ AID Foundation 2007 Ashden Award [online]. [cit. 2008-07-09]. Dostupné v archivu pořízeném dne 2008-05-28. 
  10. ↑ Hanns Günther (Walter de Haas). In hundert Jahren. [s.l.]: Kosmos, 1931. (anglicky) 
  11. ↑ Interpretation board at the Lost Gardens of Heligan, Cornwall
  12. ↑ PAVLÍK, Petr. Trkač - vodárna pro Sněžku. Tipy na výlet [online]. 2006-09-19 [cit. 2016-04-24]. Dostupné v archivu pořízeném z originálu dne 2020-07-30. 

Externí odkazy

Média použitá na této stránce

Hydraulic Ram.gif
Autor: Původně soubor načetl Gutza na projektu Wikipedie v jazyce angličtina; subsequent functional corrections made by Sonett72 on en.wikipedia before it was moved to Wikimedia Commons., Licence: CC BY-SA 3.0
1. Přívod - přívodní potrubí, 2. Výtokový otvor, 3. Odtok - výtlačné potrubí, 4. Trkací ventil, 5. Výtlačný ventil (zpětná klapka), 6. Tlaková nádoba
Ram Pump (Vogn 2011) ubt.ogv
Autor: © 2011 by Tomasz Sienicki [user: tsca, mail: tomasz.sienicki at gmail.com], Licence: CC BY 3.0
a ram pump (Northern Denmark, 2011)
Trkac Pterodactylus.jpg
Vodní trkač v "ostrém" provozu na letním táboře oddílu Pterodactylus v roce 2005.
Roscheiderhof-lambachpumpe.jpg
Lambach pump from Roscheider Hof open air museum, Konz, Germany