Vodosloupcový stroj točivý

(autorem řešení je strojní mistr Ján Adriani r.1841)

Jedná se o přímotlaký dvoučinný pístový vodní stroj s klikovým mechanismem. Účinnost přibližně 47%.

Schema uspořádání stroje:

Popis:

Voda je ke stroji přiváděna železným potrubím se značným spádem a tedy o vysokém tlaku. Stroj se skládá ze dvou dvoučinných ležatých válců, řešených jako pracovní komory podlouhlého plunžru. Oba plunžry jsou přes křižák a ojnici spojeny s klikovou hřídelí. Kliky této hřídele spolu svírají úhel 90 ^o , což zaručuje rozběh stroje z libovolné polohy. Voda je pomocí válcových šoupátek, ovládaných excentry upevněnými na klikové hřídeli, napouštěna střídavě před i za plunžr. Tlakové rázy a dílčí změny objemu vody ve válci při uzavřeném šoupátku vyrovnávají větrníky. Záměnou vstupu a výstupu vody do stroje pomocí čtyřcestého kohoutu lze stroj reverzovat.

Princip:

Vlastní funkce je totožná s funkcí parního stroje. Protože je však voda nestlačitelná, není tu žádná expanze a ovládací mechanismus je uspořádán tak, aby plnil válec po celé dráze. Mrtvé chody vyrovnává setrvačník.

Konstrukční detaily:

• Válce jsou rozděleny na dvě části, tak, aby byl přístup k oběma plunžrovým ucpávkám.
• Šoupátka mají tzv. nulové krytí - ihned po uzavření jednoho kanálu se začíná otevírat kanál druhý.
• Křižák je u novějších strojů kluzný, u starších byl valivý - kladkový.
• Větrníky mají pouze nezbytně nutný objem, jinak dochází ke zbytečným ztrátám.
• Síla, kterou stroj vyvozuje je po celé dráze pístu stejná, je dána spádem a plochou pístu.
• Průtok je dán zdvihovým objemem válce a počtem zdvihů.
• Válec i plunžr může být mosazný či litinový.
• Těsnící manžety plunžru jsou z vrstvené kůže, lojové šňůry nebo syntetických materiálů.
• Válcové šoupátko může být nahrazeno skupinou nezávisle ovládaných talířových ventilů.

Použití:

Stroje se v minulosti využívaly především jako těžní stroje v rudných dolech v místech, kde bylo velmi málo hnací vody, zato o značném spádu. (První stroj tohoto typu vyrobila továrna Karola Kachelmanna ve Vyhniach na Slovensku. Poháněla ho voda z nádrže Klinger o spádu 111,42 metru. Měl výkon 6,18kW a dopravoval 400 .. 500kg do výšky 300 metrů. Odpadní voda ze stroje ještě dále poháněla důlní čerpací stroj.) Výhodou bylo, že při nižším průtoku se rychlost stroje snížila, ale v žádném případě se nezastavil, ani neklesl jeho kroutící moment. Menší stroje (většinou s naklápěcími písty, o výkonu desítek až stovek wattů) se používaly na konci 19.stol. ve městech na pohon drobných domácích zařízení tlakovou vodou z vodovodu (spřádací a šicí stroje, pračky, mandly, hodinářské sousttruhy, fyzikální aparatůry aj.), všude tam , kde byl parní pohon zbytečně drahý a velký.

Dnes by tento systém nalezl uplatnění pouze jako technická zajímavost, protože provýrobu elektriny může být zastoupen Peltonovou turbínou s podstatně vyšší životností. Jeho uplatnění by snad zůstávalo pouze pro pohon čerpadel vody, která mají mít zaručenou funkci a stálý tlak i v suchém období roku nebo jako zajímavá, pohybující se dekorace.