STAVBA - PŘÍVODNÍ POTRUBÍ - UKOTVENÍ TRKAČE - TRKAČ - VÝTLAČNÁ HADICE - VODOJEM - CHYBY, ZKUŠENOSTI A ŘEŠENÍ
Podruhé stavíme trkač:
Voda je potřeba a tak byl trkač hned první stavbou letošního tábora. Po zkušenostech z loňského roku jsme vylepšili přívodní potrubí a dobře se připravili na známé závady. Trkač byl s malými přestávkami v provozu téměř 4 týdny a zcela nás ušetřil nošení vody v barelech dobře známého z předchozích táborů. Tato stránka má tři části: první se zabývá obecnými zásadami provozu tohoto konkrétního trkače od firmy Aqua-thermo s.r.o. Ve druhé části je podrobně popsána stavba celého "soustrojí" na letním táboře 2005. Třetí část popisuje letošní závady a jejich řešení:
ČÁST PRVNÍ - OBECNÉ ZÁSADY PROVOZU TRKAČE
Trkač není zařízení které si člověk koupí (nebo postaví), spustí a jde pryč. Trkač je jako umělecký hudební nástroj. Je třeba mu věnovat čas a pečlivě jej naladit na podmínky v nichž má fungovat. Dobře se vám za to odmění. Je-li provozován sezónně, je třeba mu věnovat péči i "po koncertě" a pečlivě jej uložit. Je to úžasné zařízení. Vydržím dlouhé minuty sedět v lese u potoka a pozorovat rytmický koncert běžícího trkače, doprovázený šuměním mohutného vějíře rozstřikované vody. Je to skoro tak uklidňující, jako pověstné pozorování rybiček v akváriu :-)
Několik obecných rad k provozu tohoto konkrétního trkače:
Před uvedením do provozu:
- Kožené klapky trkače (nové i staré) je třeba alespoň na týden namočit do oleje (nejlépe jedlý kuchyňský), nebo ještě lépe do roztopeného loje aby přiměřeně změkly. Pozor! - nikdy nevařit, jinak zcela rozbřednou.
- Po vpuštění vody do trkače je třeba nalézt správnou pozici závaží na vahadle, při které trkač samočinně poběží. Je-li závaží příliš těžké, zůstane trkací klapka stále otevřena (voda pouze trkačem protéká), nebo trkne jen občas, náhodně a nepravidelně (třeba jednou za minutu). Je-li závaží příliš lehké, zůstane trkací klapka úplně zavřená, nebo běží trkač pouze krátkou chvíli a zastaví se když hmotnost závaží nestačí k otevření trkací klapky. Správná "pracovní" poloha závaží je někde mezi. Při jejím hledání často záleží na milimetrech, proto posunujte závaží opatrně!
- Při menším vstupním spádu bude trkač trkat rychleji (i několik trknutí za sekundu) ale na jedno trknutí vytlačí méně vody. Při větším spádu běží pomaleji, avšak trknutí jsou mohutnější (vytlačí více vody). V našich podmínkách pracujeme s extrémně velkým spádem 5 metrů a dobře vyladěný trkač potom trkne zhruba jednou za 0,5 - 10 sekund. Vytlačí přitom až 150 l.hod-1 (3,6 m3 vody za den) do výšky 25 metrů. Podle sdělení výrobce je správná frekvence trkání asi 1 až 2 Hz (tj. jednou až dvakrát za sekundu)
- Empiricky jsme došli k poznání, že na vahadle lze občas nejít dvě polohy v nichž trkač běží. V první poloze blíže k trkači je frekvence trkání rychlejší. Vahadlo se závažím je vymršťováno mírněji (pod úhlem do cca 30 - 60° od vodorovné polohy, někdy i méně). To je správná "pracovní" poloha závaží. Tak má trkač fungovat. Druhá možná poloha závaží se na vahadle nachází dále od tělesa trkače. S velkou pravděpodobností existuje jen při dostatečně velkém spádu vstupního potrubí. Trkač při ní trká mnohem pomaleji (v našem případě cca jedno trknutí za 5 - 60 sekund) a vahadlo je velmi prudce vymršťováno pod úhlem 60 - >90° od vodorovné polohy a nahoře tluče do nechráněného větrníku!!! Větrník i celé těleso trkače je litinové a tudíž relativně křehké. V této pozici může trkač běžet také, ale je třeba ochránit větrník před nárazy vahadla. My jsme použili silný, nahnilý (měkký) klacek připevněný k trkači jako horní doraz pro vahadlo. Ještě lépe by posloužil kus silné měkké gumy či podobný materiál. Není to zcela správná "pracovní" poloha závaží, ale někdy je bohužel jediná ve které trkač samočinně běží.
- Frekvence trkání není konstantní. Trkač běží mírně nepravidelně. Není to závada.
- Závaží trkače nelze nastavit "jednou provždy", spustit a očekávat, že trkač poběží stále. V našem případě je rekord něco přes 4 dny kdy trkač běžel bez ustání a bez našeho zásahu. Obvykle je třeba jednou až dvakrát za den zastavený trkač ručně "nahodit", případně mírně upravit polohu závaží na vahadle. Nevím přesně co je příčinou, ale mimo jiné pravděpodobně mírné opotřebení kožené trkací klapky, možná také drobné nečistoty nasáté s vodou, nebo zásah ufonů. Kdo ví?
- Odstavujeme-li trkač z provozu je třeba trkač rozebrat, obě kožené klapky vyjmout, znovu naložit do oleje a těleso trkače vysušit. Druhou možností je naopak celý trkač i s klapkami ponořit do kýble s vodou (aby klapky nevyschly). Voda trkači neublíží, vyschnutí ano. Zvláště je-li opakované.
ČÁST DRUHÁ - STAVBA TRKAČE NA TÁBOŘE 2005
Přívodní potrubí:
Na předešlém táboře (2004) byl přívod vody řešen deseti dvoumetrovými PVC rourami světlosti 5cm spojovanými pryžovými o-kroužky a zajištěnými zvenčí izolační páskou. Napojení na trkač bylo zhotoveno zalisováním kusu silné vodovodní trubky v improvizovaných podmínkách nad ohništěm. Trkač fungoval, ale nebylo to nejlepší řešení, protože potrubí nebylo dostatečně tuhé (pohybovalo se v rytmu trkání), čímž jsme zbytečně ztráceli energii potřebnou k provozu trkače. Navíc hrozilo prodření tenkého potrubí o kameny v potoce.
Letos jsme koupili 5 čtyřmetrových silnostěnných vodovodních trubek spojených mezi sebou robustními samosvornými "hasičskými"rychlospojkami. Horní konec potrubí byl ještě nastaven třemi PVC trubkami z loňského tábora a jedním 30° kolenem v zatáčce koryta potoka. Celková délka přívodního potrubí se tak zvedla na 26 metrů. Spád potrubí jsme na táboře nestihli přesně změřit (doměříme jej později), ale odhadem bude něco kolem 5 metrů (o více jak metr větší než loni).
Letos bylo použito potrubí mnohem robustnější (také o dost dražší) a mezi trkačem a horní hrází bylo pevně podepřeno krátkými kůly, vodorovně přivázanými mezi okolní stromy, nebo vzepřenými mezi balvany v potoce. Potrubí k nim bylo pevně přivázáno provazy a instalatérskými páskami, takže se za provozu pohybovalo jen minimálně. Horní konec potrubí byl cca 5 cm nedednem potoka zazrovnán do nízké hrázky z velkých balvanů, klacků, drnů a potočního štěrku. Vstup do potrubí zůstal volný (nebyly použity žádné česle).
Na začátku potrubí je vhodné mít umístěn velký ventil, který umožní zastavit přívod vody do trkače. (To ocení každý, kdo trkač opravuje nebo čistí :-) My jsme zvolili levnější variantu: máme připraveno jedno PVC koleno s kouskem trubky, které v případě potřeby nasuneme na vstupní potrubí a jeho konec tak zdvihneme nad hladinu vody v hrázce. Je to jednoduché a funguje to.
Ukotvení trkače:
Provozujete-li trkač trvale, je vhodné připevnit jej třeba na malou betonovou patku. V našem případě je stavba trkače dočasná (pouze po dobu tábora) a rovněž upevnění trkače tomu odpovídá. Protože při provozu vznikají mechanické rázy, musí být trkač ukotven pevně. Do štěrkového dna potoka jsme zatloukli dva silné smrkové kůly a mezi ně na dno položili kus větší klády částečně zapuštěné do dna a zatížené těmi největšími balvany, jaké jsme unesli. K vodorovné kládě byl trkač přišroubován čtyřmi velkými vruty a pomocí instalatérské izolační pásky byl ve svislé poloze přikurtován ke svislým kůlům (podívej se na obrázky vpravo).
Trkač:
Budete-li po našem vzoru potřebovat nahoře na větrník místo zátky šroubovat kohout, nebo ventilek (pro dofukování vzduchu do větrníku), počínejte si při utahování velmi velmi opatrně !!! Výrobce nás upozornil, že při velmi pevném dotahování může v horní části větrníku (podél viditelného švu) vzniknout mikroskopická prasklina, kterou poté z větrníku při provozu unikne vzduch a trkač se zastaví. Již takový případ byl, na vlastní oči jsem prasklý větrník viděl v dílně výrobce. Příčinou je mírně horší kvalita litiny v horní části odlitku větrníku. V dolní části je materiál pevnější a kvalitnější. Není to vada. Je to dáno technologií výroby ve slévárně a je třeba s touto skutečností počítat.
Výtlačná hadice:
Výtlačná hadice je napojena na větrník trkače a vede vodu vzhůru do tábora. Na hadici nejsou kladeny žádné zvláštní nároky. Stačí obyčejná zahradní, klidně i velmi malého průměru. Předloni jsme z neznalosti zbytečně koupili hadici o průměru 3/4". Je neskladná a špatně se s ní manipuluje. Bohatě stačí hadice 1/4". Průtok vody hadicí je relativně malý. Jen je třeba počítat s tím, že tlak vody v hadici odpovídá výšce vodního sloupce - v našem případě tlačíme vodu do výšky 25 m, což znamená že v dolní části je tlak cca 2,5 atmosféry. Spojky hadice jsme proto museli zajistit kovovými svorkami, protože se rozpojovaly. Na začátku hadice byl zařazen kohout aby z ní nevytekla všechna voda při opravách trkače. Naše výtlačná hadice je dlouhá 350 m a končí ve vodojemu na stromě u táborové kuchyně.
Vodojem:
Vodojem je 50 litrový barel, ukotvený na plošině v koruně mohutného stromu za táborovou kuchyní, cca 4 m nad zemí. Vodojem má jediný úkol - zajistit dostatečnou zásobu vody ve chvíli kdy je jí potřeba hodně v krátkém čase (třeba mytí ešusů a hrnců po jídle). Trkač trká stále, ale malé množství vody. Na příštím táboře bude vhodné objem vodojemu ještě zvětšit. Z vodojemu vede hadice ke kohoutu v umývárně a odbočka pokračuje do "hloubi lesa" k malému kohoutku na mytí rukou vedle latríny.
ČÁST TŘETÍ - LETOŠNÍ ZKUŠENOSTI, ZÁVADY A JEJICH ŘEŠENÍ
FAQ - aneb co se nám stalo při provozu:
- Promáčknutá trkací klapka -> Pozice na obrázku: 1 - (modrá) litinové sedlo
trkacího ventilu; 2 - (zelená) kožená trkací klapka; 3 - (oranžová) ocelová podložka.
Šipka označuje směr protékání vody trkací klapkou (= směr působení tlaku vody). Na
obr. A je původní konstrukční řešení trkací klapky. Na obr. B je znázorněno co se stane
s koženou trkací klapkou po několika dnech provozu, je-li na vstupu spád 5 metrů.
Podložka (oranžová), která má
menší průměr než otvor v sedle ventilu (modrá) propasíruje měkkou koženou klapku
(zelená) skrz sedlo. Výsledkem je, že v zavřeném stavu klapka netěsní (snižuje
účinnost trkače) a navíc zadrhává (závaží někdy takto zdeformovanou klapku
není schopno otevřít a trkač se zastavuje. Je možné, že při provozu trkače
za méně náročných podmínek k tomuto jevu nedochází, nebo dochází až po mnohem delší
době provozu.
Tento problém nám pomohl vyřešit sám výrobce. Během zimy 2005/06 nám trkací klapku upravil pro provoz při vyšším tlaku vody - obr. C. Byla vyrobena podložka (červená) s průměrem větším než otvor v sedle ventilu (modrá), takže k promáčknutí kožené klapky již nemůže dojít. Úprava však nebyla zcela jednoduchá, protože musel být zvětšen rovněž otvor v tělese trkače, aby se do něj upravená klapka vešla - viz obr. H. Samotná nová podložka je navíc při horním okraji ohnutá, aby nebránila ohýbání kožené klapky v otevřeném stavu ventilu.
Na obr. D je samotná kožená trkací klapka bez podložek a na obr. E původní řešení. Je to poslední použitá klapka z tábora 2005 (během cca 25 dní provozu jsme zničenou trkací klapku měnili zhruba třikrát). Na obr. F,G je trkací klapka s upravenou podložkou. Obr. D,E,F jsou foceny z vnitřní strany (ze strany odkud tlačí voda). Úpravou získala klapka kolem sebe větší prostor. Doufáme, že to nebude vadit. Jak se úprava osvědčí v praxi ukáže až provoz na táboře 2006. Spočítat to předem nelze. Koho zajímá jak to dopadne, nechť se na tuto stránku vrátí na podzim 2006 :-)
Vedlejším efektem zvětšení otvoru trkače (obr. H) by mělo být rovněž zamezení opotřebovánání ("ožvýkání") klapky v blízkosti místa ohybu, které je trochu patrné na použité klapce obr. E - všímej si okraje vnitřní části klapky - není zcela čistě kruhový.
- Trkací klapka nedosedá
-> U některých nově zakoupených klapek byla podložka z vnější strany trkací klapky usazena mírně asymetricky - obr. J. Díky tomu neprochází volně otvorem v sedle ventilu, spodním okrajem naráží na sedlo a nedovolí úplné zavření trkací klapky. Kolem zavřené trkací klapky tak stále stříká voda a trkač tím ztrácí energii, nebo přestává pracovat úplně.
Řešení je nasnadě. Stačí klapku rozšroubovat a podložku na spodní straně lehce upilovat. Jenže pozor! U potoka v lese to nepůjde! Klapku lze rozšroubovat jenom ve svěráku, protože na vnější straně klapky má šroub půlkulatou hlavu s nízkým okrajem a není jej za co chytit. Svěrák jsme s sebou na táboře opravdu neměli :-)
- Zlomené vahadlo -> Nejhorší závadou bylo zlomené vahadlo zhotovené
z ohýbané ocelové tyčky průměr 5 mm. Stejná závada se nám opakovala na táboře 2004
i 2005. Posledně dokonce třikrát za tábor. Poprvé jsme nechali vahadlo svařit
v autoservisu v Kaplici. Po několika dnech prasklo v tom samém místě znovu
napříč svárem. Proto jsme jej nechali svařit podruhé a slabé místo jsme
vyztužili přivařením kusu silného šroubu. Asi za týden vahadlo prasklo
potřetí o kousek vedle v místě ohybu tyčky. To se jíž opravit nedalo.
Naštěstí bylo právě těsně před koncem tábora, takže poslední dva dny jsme vodu
do tábora zase nosili.
Tato část trkače je konstrukčně silně poddimenzována!!! Není to vada výrobce, řemeslně je trkač proveden bezvadně. Je to chyba konstruktéra. Vahadlo namáhané na krut a na ohyb nevydrží cyklické namáhání při trvalém provozu. Posuvné závaží padající za provozu dolů téměř volným pádem má hmotnost 0,3 kg a je-li právě na konci vahadla pak působí na páce dlouhé cca 30 cm. Kroutící moment nechť si každý spočítá sám. Vůbec nechápu jak je možné, že (podle sdělení firmy Aqua-thermo s.r.o.) se tato závada u nikoho jiného nevyskatla (resp. nikdo trkač nereklamoval) přesto že se jich ročně prodá několik desítek kusů.
Výrobce trkače nám vyšel maximálně vstříc. Vyrobil vahadlo nové a zvětšil průměr tyčky vahadla na 8 mm (což mj. znamenalo převrtatat otvor v závaží i otvor v přírubě v němž se vahadlo otáčí). Kromě toho mírně zkrátil druhou stranu vahadla která dosedá z vnější strany na trkací klapku a otvírá ji. Tím snížil zdvih (úhel otevření) trkací klapky. Měla by se nyní snadněji zavírat. Bude-li tato úprava dostatečná ukáže až provoz v létě 2006.
Uvažuji o tom, že bychom se mohli pokusit zkonstruovat k tomuto trkači ještě alternativní trkací klapku, bez použití vahadla. Na zcela jiném principu (možná vertikální klapka se závažím, nebo klapka oboustranně odpružená). Opravdu mám obavy že ani poslední nová úprava by nemusela vydržet.
Co dodat na závěr? Přes všechny nedostatky trkač na letním táboře fungoval a ušetřil nás nošení vody v barelech. Kromě toho si všichni táborníci budou již po celý život pamatovat, že ne ke všemu je potřeba elektřina a že i čerpat vodu lze do značné výšky pomocí alternativních zdrojů energie. Zdá se vám to málo?
Obrovský dík patří panu Luboši Novákovi - soukromému výrobci trkačů a dvornímu dodavateli firmy Aqua-thermo s.r.o., který nám provedl všechny konstrukční úpravy jako dar oddílu, bez jakékoliv finanční odměny.
Stavba ukotvení trkače. Svislé klády udrží
trkač ve svislé poloze, vodorovná kláda vzepřená o balvan
poslouží k upevnění trkače.
Způsob upevnění potrubí mezi okolní stromy a kameny.
A ještě jednou pohled dolů k trkači. Všechno je pochopitelně
rozebiratelné a nedestruktivní. Po skončení tábora nikdo nepozná,
že tu nějaký trkač stál.
Trkač - srdce táborové vodárny v provozu.
Hadice vede vodu vzhůru do tábora vzdáleného cca 350 m.
Odolává přitom tlaku 2,5 atmosféry a její spojky jsou zajištěny
kovovými svorkami.
Vodárna ne stromě za kuchyní. 50 litrový zásobní barel.
Kohout pro kuchyň a na mytí.
Dolní Kohout na mytí rukou u latríny
- nejvzdálenější místo od trkače.