Střípky z historie – Čerpadla jindy a nyní

historie

čerpadla

Čerpadla a jejich nejrůznější modifikace jsou nesporně významným předpokladem řady výkonů instalatérských a topenářských profesí.
Proto je zajímavý i článek, publikovaný v roce 1901 v časopise „Věda a práce“, kde jsou o nich přehledně shromážděny tehdy známé poznatky.

Nejznámějšími a zároveň nejstaršími jsou čerpadla na zdviž a na tlak, při nichž rozeznáváme válec s pístem, jimž se voda ssací rourou k válci zdvihá, odtud pak stoupací či výtlačnou rourou se do výše tlačí. Celkový rozdíl mezi původní hladinou vodní a mezi výší, na níž se účinkem čerpadla dostává, zove se zdvihem nebo výškou těžebnou.

Čerpadlo na zdviž má dvě záklopky; první jest na rozhraní mezi rourou ssací a válcem, druhá v dutém pístu. Stoupá-li píst ve válci, ssaje se voda z dola pod píst; sestupuje-li píst, prochází voda ve válci pístem a dostává se nad něj, načež se při následujícím stoupání pístu stoupací rourou k výtoku zdvihá. Poněvadž pak ssací činnost čerpadla ani při vysokém tlaku vzduchovém výšku 10 m nepřesahuje, dají se taková čerpadla jenom pro studně menší hloubky zařizovati.

Čerpadla na tlak mají rovněž dvě záklopky, z nichž první odděluje ssací rouru od válce, druhá však se nalézá mezi válcem a rourou výtlačnou (stoupací). Píst jest masivní a může míti tvar kotouče neb i delšího válce. Délka roury výtlačné je tu libovolná, tak že tlakovým čerpadlem dá se voda do značných výšek dopravovati. Ovšem musí s touto výškou též růsti nejen tloušťka potrubí, aby dovedlo vzdorovati hydrostatickému tlaku sloupce vodního, nýbrž i hnací síla čerpadla, aby se voda na žádanou výši vytlačovati dala.

Kdežto před 100 roky jen těchto dvou druhů čerpadel bylo užíváno rozmnožil se nejen počet různých čerpacích zařízení v posledních desetiletích značnou měrou, nýbrž i zcela nové soustavy byly vynalézány, jimiž se zejména výkonnost čerpadel pro určité případy a okolnosti znamenitou měrou zvýšila.

Jsou to zejména čerpadla odstředivá (centrifugální), která nejprve pro převádění piva do vyšších pater pivovaru sestrojena byla. Podstata odstředivého čerpadla záleží v tom, že se do rozšířeného prostoru stoupací roury zasadí lopatové kolo, jehož otáčením se kapalina v rychlý pohyb uvede; odstředivostí pudí se kapalina od obvodu kola rourou do výše, kdežto se zdola ssavou rourou nová kapalina k ose kola přivádí. Dle velikosti lopatkového kola a dle rychlosti jeho pohybu řídí se také ­výkonnost odstředivého čerpadla. Zejména hodí se výborně k tomu, aby se veliké množství vody velmi rychle na nevelkou výši zdvihalo.

Vodní trkač (beran) čili pulsometr jest čerpadlo, které pracuje samočinně, poháněno jsouc vodním sloupcem, jehož poměrná část pak sama do značné výše vytlačována jest.

Podobným přístrojem jest pak zvedací násoska.

Konečně sluší uvésti ještě čerpadlo mamutí. Je to vlastně parní injektor, jímž se může veliké množství vody na značnou výšku zvedati.

Všechny tyto druhy čerpadel mohou pak býti velmi rozmanitým způsobem provedeny.

Pohon jejich může býti ruční, jak to při studních vídáme; avšak pro větší výkony užívá se pohonů vydatnějšich. K těžení vody nebo vytlačování jejímu na určitou výši můžeme užití např. větrných kol, zvířecí síly potahové pomocí žentouru, především však páry a elektřiny.

Má-li býti výkon čerpadla nepřetržitým, spojují se dvě čerpadla vespolek, která pracují střídavě, tak že když jedno čerpadlo vodu z hloubky ssaje, druhé ji výtokovou rourou vylévá. Při vodních tlakostrojích zmírňuji se pak prudké nárazy vodních vln tím, že se na vhodných místech do potrubí vsouvají větrné kotly, jimiž se nejen tyto nárazy zmírňují, nýbrž i výtok vody se jimi nepřetržitým a rovnoměrným činí.

Nejpřipadněji znázorněny jsou však pokroky v sestrojování čerpadel oběma vyobrazeními, jež k našemu dnešnímu článku připojujeme. Obrazy vzaty jsou z amerického oddělení Světové výstavy v Paříži r. 1900.

V Brooklyně zařízeny jsou loděnice, ve kterých tamější arsenál spravuje porouchané lodi, ku kterémuž účelu jest vždy nutno vyčerpati vodu z prostoru, ve kterém se loď opravovati má. Až podnes obstarávána byla tato práce čerpadlem z r. 1851, tudíž po celé půl století v práci se nacházejicím. Právě nyní jedná se o jeho nahrazení čerpadlem moderním. Ku snadnějšímu přirovnání obou těchto čerpacích zařízení slouží vyobrazení obou strojův. Obrázek starého čerpadla vzat jest z publikace vrch. inženýra Stuarta, jednající o loděnicích Spojených Států. Na první pohled vidíme, jak jest starý stroj složitý. Jest to čerpadlo vahadlové s kondensací, s dvojitým působením, a zaujímá veliký prostor. Nedá se upříti, že činilo znamenité služby, jsouc po řadu let v chodu a že bylo v pravdě značnou vymožeností své doby, neboť bylo u něho použito ­vůbec všech zdokonalení, známých r. 1851. I jeho výkonnost byla na ten čas značná. Montováno jest v rozsáhlé místnosti, což pozorujeme již z obrazu. Lešení, nesoucí hřídel vahadla, jest ve vodorovné poloze a spočívá na ­litinových sloupech s oblouky gotickými. Jest to známý způsob kovových konstrukcí, obvyklý kolem zmíněného roku, kde stavba ještě nikterak neodpovídala vlastnostem staviva. Tehdy neznali lehkou a elegantně jednoduchou kovovou konstrukci, dnes všeobecně rozšířenou, a znesnadňovali si ji zbytečnými drobnostmi, kteréž ji činily pouze těžší a složitější. Dle toho způsobu „okrášlili“ též tuto stavbu různými ornamenty.

Kvůli seznání podrobností podotkneme, že průměr parního válce byl 1720 mm, zdvih pístu 3660 mm, délka litého vahadla 9450 mm (mezi krajními stěnami), váha jeho přes 15 tun. Píst upevněn jest původním způsobem, totiž Wattovým parallelogrammem, na jednom konci vahadla, jak to lze na obraze spatřiti. Táhla vlastního čerpadla jsou k vahadlu připevněna čepy. Setrvačník jest také z litiny a má průměr 7320 mm, jeho klika a hřídel jsou z kujného železa.

Poněvadž v tom poměru, v jakém hladina vody v loděnici klesá, přibývá práce, zvětšuje se v témže poměru přítok páry do parního válce zvláštním zařízením.

Z toho všeho lze souditi, že vše bylo pečlivě uváženo. Mimo to jest záhodno sděliti, že stroj jest montován na žulové podezdívce, aby nárazy stroje netrpěla budova, a nárazy podélnými lešení. V různých hlavách jsou ještě kaučukové vložky. Pára vyvinovala se ve třech kotlech v průměru 914 mm a délky 2440 mm. K odstranění bublin ve vodě slouží vzduchová pumpa, umístěná pod základem lešení. A pro bližší poznání této installace dodejme, že váha kovu upotřebeného činí přes 267 tun a representuje sumu 451 000 K. Výkonnost jest 22 000 gallonů čili okrouhle 88 000 litrů v minutě.

Vlastní zařízení nového projektu sestávati bude ze dvou odstředivých čerpadel o průměru 762 mm, poháněných přímo elektrickými motory, a z čerpadla pomocného, týmže způsobem poháněného o průměru pouze 305 mm, jehož úcelem jest, odstraňovati vodu, jež se během času do vyčerpaného prostoru byla nafiltrovala. Znamená to značnou úsporu, poněvadž dříve musil se k vyčerpání tohoto malého množství vody spouštěti celý veliký stroj.

Tento pokrok ve stavbě čerpadel učinila pouze druhá polovice předešlého století, tedy padesát let, a bude-li se tak dále postupovati, bude za sto let snad možno, celé čerpadlo přenášeti s místa na místo užitím nepatrné síly rukou lidských.

Little Sherds of History – Pumps once upon a time and nowadays

Pumps and their various modifications are undoubtedly an important prerequisite for a number of plumbing and heating professions.

In the regular section Little Sherds of History, this time we bring to the readers an article published in 1901 in the magazine „Science and Work”, which comprehensively summarized then known knowledge about pumps.

Keywords: Pumps, Lift pump, Pressure pump, Centrifugal pump, Pulsometer pump, Airlift pump, History