Střípky z historie - Nový vodotěžný stroj samočinný
Tímto článkem, uveřejněným v roce 1902 v časopise Věda a práce, uzavíráme pravidelnou publikaci vzpomínek a technických zajímavostí z přelomu devatenáctého a dvacátého století z oborů, které se v průběhu let pak staly základem našeho dnešního podnikání. Našim věrným čtenářům děkujeme za sympatie, za řadu pozitivních reakcí a za zájem, který nám v průběhu těchto jedenácti let projevovali. Toho jsme si velmi vážili. I to byl důvod, že se s touto tematikou nechceme ještě natrvalo rozloučit. Od příštího roku se budeme ke Střípkům z historie opět vracet, byť nepravidelně, ale tak často, jak se nám podaří v historické technické literatuře objevit něco, co by čtenáře našeho časopisu Topin mohlo zaujmout.
O všeobecné důležitosti vody jest přesvědčen každý – a není to jen voda pitná, jejíž nedostatek je s to působiti značné nesnáze; též nedostatek vody užitkové v hospodářství polním na příklad může vážně ohroziti existenci rolníkovu, neboť spotřeba vody při hospodářství jest nepoměrně větší nežli ve městě. Číslice jsou v tom ohledu nejvýmluvnější: Člověk potřebuje ke všem svým domácím výkonům průměrně denně 25 litrů vody; hovězí dobytče potřebuje však 40 l., kůň dokonce 75 l. denně. Na mytí vozů čítá se denně asi 70 l. v prostředním hospodářství, na stříkání a zalévání pak zahrady, na každých 100 m2 asi 52.000 litrů vody do roka.
Z těchto číslic vysvítá nejlépe, že v hospodářství hraje voda poměrně mnohem větší úlohu nežli v životě
obyvatel města, a poněvadž venkov není tak hustě zalidněn, nemůže též jeden vodovod obsloužiti takové
množství lidí, jako tomu jest ve městě, následkem toho by pak připadal mnohem větší náklad na jednotlivé
hospodáře, kdyby si chtěli poříditi velkývodovod společný, vyžadující zvláštní
strojové zařízení, obsluhu atd.
Pro účely hospodářské hodí se nejlépe samočinné stroje vodotěžné, jež nevyžadují žádné obsluhy a při tom pracují nepřetržitě a spolehlivě. Těmto podmínkám vyhovují též vodní kola; nelze jich však vždy použiti, neboť vyžadují dosti značný spád. Jedině tak zvaný vodní trkač vyhovuje všem těmto podmínkám.
Tento stroj byl vynalezen r. 1796 Francouzem Montgolfierem a r. 1775 Angličanem Johnem Whitehurstem of Derby. Stroj Whitehurstův byl primitivní, ale zdá se, že Montgolfier o něm vůbec nevěděl. Později zdokonalen byl stroj Montgolfierův Morinem.
Před patnácti léty ujal se tohoto stroje Ant. Kunz, majitel továrny na vodovody, pumpy a vodotěžné stroje v Hranicích na Moravě. Shledav jeho nedokonalost upravil jej ponenáhlu tak, že nyní soutěží vítězně se všemi stroji vodotěžnými. Dnes hodláme seznámiti svoje čtenáře s novým vynálezem Kunzovým, zvaným ›Ramm‹. Trkač původní přijímal vodu pod tlakem, část jí dopravoval dále a část jí vytékala jako voda odpadová. Zvláštnost nového přístroje Kunzova záleží v tom, že přijímá kalnou vodu z potoka nebo řeky pod přirozeným tlakem a vytlačuje pramenitou vodu na předepsané místo, kdežto voda nečistá odtéká všechna, vykonavši svoji práci.
Pracující voda kalná přitéká, jak na obrázku naznačeno, z levé strany od A. B je příklop, otvírající se dolů, jenž byv z dola přitlačen, zavírá těsně otvor nad sebou.
V pravo je nádržka na vodu čistou R, uprostřed pak větrník V, opatřený
záklopkou C a odtokovou troubou H, jež ústí do výtlačného potrubí D.
Chceme-li stroj uvésti v činnost, napustíme čistou vodu z nádržky R do větrníku a do
prostoru pod víkem B, načež připustíme činnou vodu kalnou přítokem A.
Tato voda mající libovolný spád, nejméně však 1 m, narazí na tlačenou vodu čistou a žene ji v pravo; ventil E se
nastalým tlakem uzavře, též víko B přilehne, byvši přitlačeno činnou vodou. Tlačená voda
je nucena vniknouti
záklopkou C do větrníku a rozmnoží vodu do něho již z části napuštěnou. Když se byl tlak
vzduchu ve větrníku vyrovnal s tlakem vnikající vody, uzavře se záklopka C a v témž okamžiku
nutno stisknouti víko B dolů. Voda z prostoru pod ním i z prostoru pod záklopkou C vyrazí
ven, tlak v této prostoře se zmenší tak, že voda z nádrže R vyzdvihne ventil E a
vnikne až k víku B. Nyní ustaňme tlačit a dejme víku B se zdvihnouti;
povstane tím nový náraz přitékající kalné vody, která před tím unikala kolem víka B,
na čistou vodu, která zatím byla přitekla, a tímto nárazem je čistá voda tlačena zase zpět, narazí na
ventil E, který se uzavře, narazí na záklopku C která povolí, a vnikne
do větrníku. Tento pochod nutno opakovati asi třikrát nebo čtyřikrát, až vnikne čistá voda rourou H z
větrníku do výtlačného potrubí D tak vysoko, aby se tlak ve větrníku dostatečně zvýšil,
načež počne pravidelná práce stroje, jenž nadále bez pomoci cizí, úplně samočinně bude vytlačovati vodu
čistou a kalnou vypouštěti otvorem B. Stiskování víka B obstará závaží Z na
páce vhodně umístěné a spiralné péro, k této páce i k víku přinýtované.
Přítok vody hnací a vody tlačené musí býti tak upraven, aby činná voda, nečistá, nemohla vniknouti do větrníku, nýbrž aby pouze tlačila před sebou čistou vodu, malý pak poměrně průřez, na němž se stýkají, nedopouští, aby.se značnější měrou pomíchaly. Svislá, nahoře zahnutá roura, ústící horem do větrníku, slouží k předběžnému jeho plnění při počátku práce a je opatřena kohoutem, jímž se pak uzavře. Vzduch ve větrníku se časem ztrácí, neboť jej strhuje voda do výtlačného potrubí; mimo to uniká také vodoznakem, upevněným na stěně větrníku; proto upravil Kunz přístrojek, jímž se zásoba vzduchu ve větrníku doplňuje, který však na obrázku k vůli přehlednosti není vyznačen.
Výpočet takového přístroje provádí se na základě praktických zkoušek dle těchto vzorců:
Označme množství dopravené vody čisté v litrech za minutu písmenou q a množství činné
vody kalné v litrech
za min. Q.
Rozdíl výšek hladiny činné vody a záklopky C, neboli zkrátka spád činné vody označme h a rozdíl výšky mezi klapkou C a hladinou výtoku čisté vody, jinými slovy dopravní výšku vody čisté označme H.
Stupeň užitečnosti čili koeficient efektu E závisí od poměru H/h a sice dle souvislosti vzorce:
Chceme-li naopak zjistiti při daných poměrech výškových, jakého množství hnací vody určitého spádu jest zapotřebí k vytlačení určitého množství čisté vody do dané výše, musíme si vzorec přeměniti na tvar:
Množství čisté vody v hektolitrech, dodané strojem za jeden den, označme M, a vypočítáme je dle vzorce:
Efekt tohoto nového stroje seznáme z připojené tabulky, v níž jest pro poměr spádu h (za normál vzat spád 1 m) k součtu výšek H + h nazván stoupáním.
Podle této tabulky stanovíme snadno množství dodané vody čisté ze známého množství kalné vody hnací, když procentové číslo p násobíme množstvím Q; tedy
Na příklad:
Potok dodává 168 l hnací vody za min., spád h = 2,4 m, výtlačná výška H =
18 m.
Tu příslušný poměr:
2,4 : 20,4 = 1 : 8,5;
k tomu příslušné p = 6,4 %.Množství dodané vody q =
Shrneme-li v jedno celkový dojem popsaného právě stroje, neubráníme se podivu nad jednoduchým a velice vtipným rozřešením nesnadné zajisté úlohy, využitkovati totiž živou sílu říční či potoční vody ke zvedání pitné vody do výšek poměrně značných bez složitého strojového zařízení.
Podává tu Kunzův závod znamenitý důkaz zdatnosti a zároveň se tím dostává hospodářům stroje, který ve mnoha případech může konati služby neocenitelné.
Dle ing. Róna
Little Shreds of History New self-acting water-pumping machine
With this article, published in 1902 in the magazine Věda a práce (Science and work), we conclude the regular publication of memories and technical interesting facts from the turn of the nineteenth and twentieth century from fields which, over the years, then became fundamentals of our business today. We thank our loyal readers for their sympathy, for many positive reactions and for interest they have shown us over the course of these eleven years. We appreciated that very much. This was also the reason why we aren't going to say goodbye to this subject for good. From next year, we will be returning to our Little Shreds again, although irregularly, but as often as we manage to discover something in the historical technical literature that could interest readers of our Topin magazine.
Keywords: history, water-pumping machine, hydraulic ram, displacement, water, homestead.