U tohoto článku nebylo technicky možné zajistit fotografie a obrázky.
Vodní trkač
Kategorie: Stavba | Autor: Ing. Ladislav Pavel
Vodní trkače byly odedávna používány k dopravě vody všude tam, kde
nebyla k dispozici jiná než vodní energie. Dnes se k trkači nevracíme
jako ke kuriozitě, která “nepotřebuje pro svou činnost pohon”, ale
jako k možnosti využití nejlevnějšího zdroje energie – proudící vody.
Právě samotná čerpaná voda obstarává pohon trkače. Protože je ale možné přečerpávat do výše položeného místa jenom velmi malou část vody, je účinnost zařízení minimální a dál rychle klesá s požadavkem čerpat vodu do vyšších poloh. Přes tuto skutečnost jde o zajímavé zařízení, vhodné pro instalaci v místě dostatečného zdroje vody. Při sezonním nebo nárazovém využití lze vystačit s jednoduchým zařízením, které dokáže vyrobit i kutil. Pro celoroční používání doporučujeme pozeptat se po profesionálním výrobku na trhu (nebo na výstavách), neboť čas od času se trkač dá objevit v železářstvích.
Princip trkače
Zařízení využívá fyzikálního zákona, že pohybující se hmota při nárazu na překážku působí na ni silou, která je tím větší, na čím kratší dráze se musela pohybující se hmota zastavit. Stručně: vodní trkač využívá vlastnosti proudící vody vyvinout značný tlak, je-li proud náhle zastaven.
Jak využijeme tohoto jevu v praxi? Vodu z potoka nebo z nádrže, která musí mít dostatečný spád, vedeme potrubím zakončeným záklopkou – vybíjecím (nebo také trkacím) ventilem, který je zatížen závažím o něco víc, než je hydrostatický tlak vody v potrubí. Vybíjecí ventil pod tíhou závaží klesne a otevře odtok vody. Voda začíná v potrubí proudit, pozvolna získává rychlost. Vybíjecí ventil klade vodě odpor až do té doby, než ho při určité rychlosti voda strhne s sebou a přirazí tak, že se jím konec potrubí náhle uzavře. Voda v potrubí ale setrvačností proudí dál a před trkacím zařízením se energie proudící vody změní v narůstající tlak, který nadzdvihne další záklopku – výtlačný ventil, otevírající malou nádržku, tzv. větrník. Voda začne proudit do větrníku, kde stlačuje vzduch; ten nashromážděnou vodu žene před sebou do výše položené nádrže (vodojemu). Tlakový ráz zaniká, na uzavřený vybíjecí ventil na konci potrubí již nepůsobí rychlost proudící vody, ventil pod váhou závaží klesá a voda začně vytékat volně do potoka. Současně se vyčerpá energie vodního sloupce v přívodním potrubí do větrníku, tlak v potrubí klesá a v určitém okamžiku se záklopka větrníku vlastní hmotností uzavře. Jak opět voda začne proudit potrubím, zvyšuje svou rychlost, tlak v potrubí narůstá, až proud vody opět strhne záklopku vybíjecího ventilu. A nastává další vodní ráz a celý proces se opakuje. Část vody se pomocí trkače skutečně dostane do vyšší nádrže, ale protože se čerpá jen kratičký okamžik, mnohem víc jí bez využití proteče.
Rozhodující je vybíjecí ventil
Pro plnění popsaného děje je rozhodující kvalita vybíjecího ventilu. Ventil je jako celek s pákou a závažím kyvně zavěšen na ose. Pohybovat se může mezi dvěma polohami: 1 a 2. Pokud voda trkačem neprotéká, klapka ventilu se nalézá v poloze 1. V této poloze ponechává výtokový otvor otevřený. Po otevření přítoku vody do trkače dosáhne tato postupně konečné výtokové rychlosti. Je-li rychlost v okolí klapky ventilu dostatečná, strhne klapku s sebou a uzavře rázem výtokový otvor do polohy 2. Jakmile stoupnutí tlaku odezní, je potřeba, aby se vybíjecí ventil opět otevřel. Proto je nutné důkladné seřízení, které se provede postupným přestavením závaží na páce do takové vzdálenosti od osy, aby docházelo k samovolnému opakování pracovního cyklu.
Trkač se při svém chodu projevuje i zvukově. Zdrojem hluku je právě vybíjecí ventil. Provede-li trkač jedno otevření a zavření průtoku vody během jedné vteřiny, znamená to 3600 úderů za hodinu. Hladina hluku je závislá na velikosti nárazů do sedla vybíjecího ventilu. Hluk je tedy podstatně ovlivňován celkovou hmotností pohyblivé části vybíjecího ventilu. Záleží samozřejmě také na výběru materiálů, z nichž je sedlo vybíjecího ventilu zhotoveno. Snahou je, aby vybíjecí ventil byl co nejlehčí a aby sedlo bylo vyrobeno z materiálu s dlouhodobou životností a současně “nepříliš hlučného”. Vhodná je např. kombinace tvrdého kovu talířku a těsnicího prstence z částečně pružné umělé hmoty, která je jako výměnný díl přitažena přírubou.
A – zdroj vody, B – vodojem, V – větrník, h – spád vody, H – výtlačná výška, h0 – hladina vytékající vody, Q1 – celkový přítok vody, Q2 – ztrátové množství vody, Q3 – vytlačené množství vody, V1 – vybíjecí (trkací) ventil, V2 – výtlačný ventil, Z – závaží, O – kyvná osa vybíjecího ventilu, 1 – poloha otevřeno, 2 – poloha zavřeno, R – páka, K – dopravovaná voda
Od trkače vede ing. Ladislav Pavel vodu promyšleným systémem až k chalupě
Usedlost na Horské Kvildě je zásobována vodou pomocí trkače
