AT221372B

AT221372B - Einrichtung zum Schutze der Druckrohrleitungen von Pumpenanlagen

Info

Publication number: AT221372B
Application number: AT864160A
Authority: AT
Original assignee: Sulzer Ag
Priority date: 1960-02-10
Filing date: 1960-11-21
Publication date: 1962-05-25
Also published as: GB926091A; DE1192002B; NL108430C; CH375993A

Description

Einrichtung zum Schutze der Druckrohrleitungen von Pumpenanlagen
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Schutze der Druckrohrleitungen von Pumpenanlagen gegen unzulässige Druckschwankungen, Insbesondere Überdruck, welche beim Ein-und Ausschalten der Pumpen entstehen.

Beim Einschalten von Pumpen entstehen in der Druckleitung dadurch Druckstösse, dass eine Pumpe, z. B. eine Zentrifugalpumpe, bevor die Wassersäule in der Rohrleitung in Bewegung gesetzt wird, ihren vollen Anlaufdruck entwickelt, welcher meistens bedeutend höher ist als der normale Betriebsdruck. So kann z. B. eine Pumpe für eine Förderhöhe von 60 m einen Anlaufdruck von 90 m Wassersäule und mehr haben.

Es Ist bekannt, diesen Anlaufdruck von der Rohrleitung auf die Weise fern zu halten, dass in der Rohrleitung in der Nähe der Pumpe ein Abschlussorgan angeordnet wird, welches erst nach dem Erreichen des Anlaufdruckes der Pumpe durch einen Elektromotor langsam geöffnet wird und allmählich die Förderung in die Druckleitung freigibt. Dieses Abschlussorgan kann auch zum Schutze der Rohrleitung gegen den beim Abstellen der Pumpe entstehenden Druckstoss verwendet werden. Dabei besteht jedoch der grundsätzliche Nachteil, dass bei einem beabsichtigten Abstellen der Pumpe das Abschlussorgan in der Druckleitung bereits einige Minuten vorher seine Schliessbewegung beginnen muss.

Bei unbeabsichtigtem Stehenbleiben der Pumpe bzw. durch Unterbrechung der Stromzuführung ist also eine solche Einrichtung überhaupt unwirksam und die Rohrleitung völlig ungeschützt. Anderseits ist es bekannt, Rohrleitungen gegen die beim Ausschalten von Pumpen entstehenden Druckstösse durch Windkessel zu schützen, welche
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wirkenunabhängig sind, so dass man bei vielen Anlagen, um auch in diesem Fall einen Schutz für die Rohrleitung zu haben, Windkessel mit dem erwähnten Abschlussorgan zusammen verwendete.

Die Erfindung hat zum Ziel, die Anwendung von Windkesseln zum Schutze der Druckrohrleitungen von Pumpenanlagen auch gegen Druckstösse zu ermöglichen, die beim Einschalten dieser Pumpen entstehen, und ist dadurch gekennzeichnet, dass sich in der Leitungsverbindung eine mindestens ein Abschlussorgan enthaltende Vorrichtung befindet, die eine Strömung aus dem Windkessel in die Druckrohrleitung nicht behindert, eine umgekehrte Strömung jedoch erst nach dem Überschreiten einer im voraus bestimmten Druckdifferenz freigibt.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt.

Es zeigen : Fig. 1 die Anordnung der erfindungsgemässen Einrichtung bei einer Pumpanlage. Fig. 2 eine andere Ausführung der erfindungsgemässen Einrichtung.'
Eine durch einen nicht dargestellten Elektromotor angetriebene Kreiselpumpe 1 fördert Wasser aus einem unteren Behälter 2 über eine Druckrohrleitung 3 in einen oberen Behälter 4. In der Druckrohrleitung 3 ist eine Rückschlagklappe 5 angeordnet. Oberhalb der Rückschlagklappe 5 mündet in die Druckrohrleitung 3 eine Verbindungsleitung 6, welche die Druckrohrleitung 3 mit dem Wasserraum eines Windkessels 7 verbindet. In der Verbindungsleitung 6 befindet sich eine Rückschlagklappe 8, die mit einer kleinen Durchflussöffnung 9 versehen ist.

Um die Rückschlagklappe 8 führt eine Umführungsleitung 10 herum, in welcher sich eine durch ein Gewicht 11 in geschlossenem Zustand gehaltene Rückschlagklappe 12 befindet. Die Anordnung der Rückschlagklappe 8 ist derart, dass sie eine Strömung aus dem Windkessel in die Druckleitung freigibt, bei umgekehrter Strömungsrichtung schliesst. Die Klappe 12 ist bei Über-

druck im Windkessel und bei Druckgleichheit geschlossen und öffnet bei einem im voraus durch das Gewicht eingestellten Überdruck in der Druckleitung gegenüber dem Windkessel.

Kommt es aus irgendeinem Grunde zu einem plötzlichen Stillstand der Pumpe 1, so führt das zum Schliessen der Rückschlagklappe 5. Ein gefährliches Absinken des Druckes in der Rohrleitung wird dadurch verhindert, dass durch den im Windkessel 7 herrschenden Luftdruck das im Wasserraum des Windkessels befindliche Wasser durch die Verbindungsleitung 6 nach Anheben der Rückschlagklappe 8 in die Druck-
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Wassersäule beiträgt. Nachdem die Wassersäule in der Druckrohrleitung 3 zum Stillstand gekommen Ist und der Druck wieder ansteigt, fliesst Wasser durch die Verbindungsleitung 6 und die Öffnung 9 in der Klappe 8 langsam in den Wasserraum des Windkessels zurück, und der Druck im Windkessel erreicht seinen ursprünglichen, durch den statischen Druck gegebenen Wert.

Durch die Drosselung in der Öffnung 9 wird eine Dämpfung bewirkt, welche das Auftreten von Massenschwingungen 1m System-Rohrleitung 3Windkessel 7 verhindert. Die Rückschlagklappe 12 bleibt bei diesem ganzen Vorgang infolge der Wirkung des Gewichtes 11 normalerweise geschlossen, weil dieses Gewicht so gewählt Ist, dass die Klappe erst nach einem bestimmten Überschreiten der Druckunterschiede in der Verbindungsleitung 6 öffnet. Sollte jedoch derDruckunterschied zwischen der Druckrohrleitung und dem Windkessel über dieses eingestellte Mass ansteigen, so öffnet die Klappe 12 kurzzeitig und gestattet ein Abbauen des unerwünschten Überdruckes.

Wird nun die Pumpe 1 aus dem Stillstand plötzlich in Bewegung gesetzt, so steigt der Druck am unteren Ende der Rohrleitung 3 über den Betriebsdruck, wobei im ersten Augenblick der Druck im Windessel auf der Grösse des statischen Druckes bleibt. Da die Rückschlagklappe 12 bei einer bestimmten, unterhalb des Anlaufdruckes der Pumpe bleibenden Überschreitung des Druckes in der Rohrleitung 6 öffnet, wird ein Entstehen des Anlaufdruckes der Pumpe dadurch vermieden, dass das von der Pumpe geförderte Wasser durch die Umführungsleitung 10 in den Windkessel 7 strömt. Der Druck im Windkessel 7 steigt ein wenig, wird jedoch, nachdem die Wassersäule in der Rohrleitung 3 in Bewegung gesetzt worden ist, wieder durch Ausströmen von Wasser durch die Verbindungsleitung 6 über die Klappe 8 abgebaut.

Durch die Erfindung wird es ermöglicht, einen Windkessel zum Schutze der Druckrohrleitungen von Pumpenanlagen sowohl gegen die beim Einschalten als auch gegen die beim Ausschalten der Pumpe entstehenden Druckstösse zu verwenden. Dabei wirkt eine solche Einrichtung völlig automatisch und ist gegen Stromausfall und ähnliche Störungen unempfindlich.

Die durch die Öffnung 9 in der Klappe 8 gebildete Drosselstelle kann selbstverständlich auch auf andere Weise ausgebildet werden. So kann diese durch eine Öffnung in der Klappe 12, durch unvollständiges Schliessen einer der beiden Klappen oder durch eine in einer Umführungsleitung angeordnete Drosselstelle gebildet sein. Die gewichtsbelastete Rückschlagklappe 12 kann durch ein federbelastetes Ventil oder ein anderes, demselben Zwecke dienendes Organ ersetzt werden, ebenso die Rückschlagklappe 8.

Es Ist auch eine Ausführung denkbar, bei welcher die beiden Abschlussorgane 8 und 12 in einem einzigen Organ vereinigt sind. Eine derartige Ausführung ist in der Fig. 2 dargestellt. In der Verbindungslei- tung 6 ist uni eine Achse 20 eine Klappe 21 schwenkbar angeordnet. Die Klappe 21 Ist mit einem aussen befindlichen Hebel 22 versehen. Um die Achse 20 ist gleichzeitig ein Hebel 23 schwenkbar, der an seinem Ende ein Gewicht 24 trägt und sich gegen einen Anschlag 25 stützt. Der Hebel 23 ist mit einem Arm 26 versehen, der sich in der gezeigten Stellung gegen den Hebel 22 der Klappe 21 stützt. Die Klappe 21 Ist mit der bereits erwähnten Öffnung 9 versehen.

Entsteht beim Abstellen der Pumpe eine Strömung im Bilde von links nach rechts, d. h. aus dem Windkessel 7 in die Rohrleitung 3, so öffnet die Klappe 21 sofort und behindert den Durchfluss nicht. Eine Strömung im Bilde von rechts nach links, d. h. von der Rohrleitung 9 in den Windkessel 7 wird jedoch durch die Klappe 21 erst zugelassen, wenn der Druckunterschied derart ansteigt, dass dieser den Druck des Gewichtes 24 auf den Hebel 22 überwindet und die Klappe durch eine Schwenkung im Bilde nach links das Gewicht 24 anhebt. Sobald der Druck unter den durch die Grösse des Gewichtes 24 bestimmten Wert sinkt, schliesst die Klappe 21 wieder und zum Ausgleich der Drücke bleibt nur die Durchflussöffnung 9.

Selbstverständlich sind auch bei dieser Ausführung verschiedene andere Ausführungsformen möglich.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE : 1. Einrichtung zum Schutze der Druckrohrleitungen von Pumpenanlagen gegen unzulässige Druckschwankungen, Insbesondere gegen Überdruck, mit einem mit der Druckrohrleitung durch eine Leitungsverbindung verbundenen Windkessel, dadurch gekennzeichnet, dass sich in der Leitungsverbindung eine mindestens ein Abschlussorgan enthaltende Vorrichtung befindet, die eine Strömung aus dem Windkessel <Desc/Clms Page number 3> in die Druckrohrleitung nicht behindert, eine umgekehrte Strömung jedoch erst nach dem Überschreiten einer im voraus bestimmten Druckdifferenz freigibt.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Abschlussorgan in geschlossener Stellung eine kleine Durchlassöffnung freilässt.

3, Einrichtung nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, dass die in der Leitungsverbindung (6) befindliche Vorrichtung als Abschlussorgan ein in der Richtung vom Windkessel zur Druckrohrleitung öffnendes RUckschlagorgan (8) enthält, und um dieses Rückschlagorgan eine Umführungsleitung (10) vorgesehen ist, in welcher sich als zweites Abschlussorgan ein in umgekehrter Richtung öffnendes und vorbelastetes Ruckschlagorgan (12) befindet.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das vorbelastete RUckschlagorgan (12) durch ein Gewicht (11) belastet Ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Abschlussorgan aus einer Klappe EMI3.1 tung jedoch die Kraft eines vorbelastenden Elementes (23,26) überwinden muss (Fig. 2).

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das vorbelastende Element (23,26) ein Gewicht (24) enthält.