Mehrwegschieber für hydraulische Anlagen, insbesondere für Umleitungen hydraulischer Turbinen- und Speicheranlagen. Bei Wasserturbinenanlagen, hydraulischen Speicheranlagen und dergleichen kommt es zuweilen vor, dass die Kreiselräder der Tur binen oder Pumpen für gewisse Betriebszu stände parallel, für andere dagegen in Reihe zu schalten sind. Für den Serienbetrieb ist in solchen Fällen das Wasser vom Stutzen eines der hydraulischen Teile durch eine Umleitung zum Mutzen eines zweiten hydrau lischen Teiles zu leiten.
Bei den bisherigen Ausführungen erfolgte der Anschluss einer solchen Umleitung an die Stutzen der Tur binen bezw. Pumpen vermittelst sogenannter T- oder Abzweigstücke, und für die Umschal tung der Anlage auf die eine oder andere Betriebsart wurden sowohl in der Umleitung als in bestimmten Saug- und Druckstutzen als gewöhnliche Schieber oder Drosselklappen ausgebildete Abschlussorgane vorgesehen. Solche Anschlussstücke sind, besonders wenn es sich um Stücke mit drei Anschlüssen von gleicher Lichtweite handelt, für grössere Ab messungen und grössere Drücke wegen der ver wickelten Beanspruchung schwierig zu be- rechnen und zudem werden sie wegen der erforderlichen Aussenversteifungen umständ lich in der Herstellung, schwer und teuer.
Zudem sind die Strömungsverhältnisse in solchen Abzweigstücken ungünstig, weil das Wasser zu wenig geführt ist. Starke plötzliche Querschnittsänderungen und schroffe Ablen kungen, die Wirbelbildungen und Drückhöhen- verluste zur Folge haben, sind unvermeidlich. Werden ferner in die Umleitung und in die Saug- oder Druckrohre der Turbinen bezw. Pumpen Schieber eingebaut, so erfordern solche Absperrvorrichtungen viel Platz und bedingen grosse Kosten.
Brauchen derartige Schieber stets auch nur in entlastetem Zu stand betätigt zu werden, so dass sie leichtere Antriebe bekommen können, so sind deren Hauptabmessungen doch auf alle Fälle durch den Betriebsdruck bestimmt. Wenn dagegen an Stelle von Schiebern weniger Platz be anspruchende Drosselklappen verwendet wer den, so ist der Nachteil in Kauf zu nehmen, dass derartige Klappen bei grösseren Durch messern und Drücken niemals dichthalten was eine unmittelbare Verminderung des Wirkungsgrades der Anlage zur Folge hat. Ausserdem bilden Drosselklappen ein Hinter- nis in der Strömung und erzeugen zusätzliche Druckverluste.
Gegenstand vorliegender Erfindung bildet nun ein Mehrwegschieber für hydraulische Anlagen, insbesondere für Umleitungen von hydraulischen Turbinen- und Speicheranlagen, bei dessen Anwendung die erwähnten Mängel nicht auftreten können. Erfindungsgemäss weist dieser Mehrwegschieber einen in einem kegel- förmigen Gehäuse mit mindestens drei Rohr anschlussstutzen angeordneten Rohrkrümmer auf, der mit einer Einrichtung zum dichten Abschliessen der nicht benutzten Auschluss- stutzen versehen und um die Achse eines der Stutze drehbar angeordnet ist.
Auf der Zeichnung ist eine Ausführung des Erfindungsgegenstandes beispielsweise veranschaulicht, und zwar zeigt: Fig. 1 einen Querschnitt durch einen Mehrwegschieber mit dreiRohranschluss stutzen, und Fig. 2 zeigt eine Anwendung solcher Schieber bei einer hydraulischen Kraftanlage, welche einen als Generator und Motor ver wendbaren elektrischen Teil, sowie zwei als Turbinen und Pumpen verwendbare Kreisel- räder aufweist.
Der in Fig. 1 gezeigte Mehrwegschieber weist ein kugelförmiges Gehäuse d mit drei Anschlussstutzen a, b und c auf. Im Innern des Gehäuses d ist ein Rohrkrümmer e dreh bar um die Achse<I>f=f</I> des Stutzens b an geordnet, so dass er entweder die Verbindung cc-b oder die Verbindung b-c herstellen kann.
Im Rohrkrümmer e ist eine gewölbte Platte g mit Dichtungsring lt gelagert, welche den für den Durchfluss nicht be nutzten Stutzen, also im dargestellten Bei spiel den mit einem Dichtungsring i verse- henen Stutzen c, dicht abzuschliessen gestattet, zu welchem Zwecke durch den Spalt s Druck wasser aus dem Gehäuse d in den Raum r hinter die Platte g dringen gelassen wird, wodurch die Dichtungsringe h und<I>i</I> fest aufeinander gepresst werden.
k bezeichnet ein Getriebe, von dem ein Zahnradsektor auf einen Zapfen l des Rohrkrümmers e gekeilt ist und der den letzteren in die erforderliche Lage zu drehen gestattet.
Der beschriebene Zweiweg-Kugelschieber weist eine statisch einfache Gestalt (Kugel form) auf; er ermöglicht ferner eine glatte, unbehinderte Wasserströmung und gestattet einen dichten Abschluss gegen den abzudich tenden Stutzen, erspart daher ein besonderes Abschlussorgan in Verbindung mit einem solchen Stutzen. Zudem ist er leicht und rasch beweglich, sowie von gedrängtem "Auf- b au.
Die beiden Stutzen (z und c brauchen nicht unbedingt in einer Ebene zu liegen. Der Stutzen c kann, wenn nötig, um so viel gedreht werden, dass die Achsebenen a-b und b-a einen Winkel von<B>90"</B> miteinander bilden. Das Gehäuse d kann somit auch mehr als drei Rohranschlussstutzen aufweisen. Da durch ist eine grosse Anpassungsmöglichkeit an die örtlichen Verhältnisse an der Einbau stelle gewährleistet.
Die Stutzen<I>a., b,</I> c können so gestellt werden, dal.; nach allen Seiten eine "flüssige" Linienführung der Anschluss- rohrleitungen entsteht. Der Antrieb des be schriebenen Mehrwegschiebers kann von Hand, elektrisch oder hydraulisch erfolgen.
Eine Anwendung eines solchen -Mehrweg schiebers ist in Fig. 2 dargestellt, wo Ii und L zwei gleichgebaute Kreiselrad-Maschinen sind, die entweder als Turbinen arbeitend Energie an einen dazwischenliegenden Motor Generator G abgeben, oder von diesem ange trieben als Pumpen arbeiten. Beim Turbinen betrieb, sind die beiden Maschinen K und L in Parallelschaltung, beim Pumpenbetrieb in Serieschaltung, wobei die Maschine K als untere Stufe, die Maschine L als obere Stufe arbeitet.
Beim Pumpenbetrieb muss das Wasser durch eine Umleitung (T vom Druckstutzen der Maschine T in den Saugstutzen der Maschine L übergeführt werden. Um eine solche Führung zu ermöglichen, sind nun zwei Mehrwegschieber A, B der in Fig. 1. gezeigten Art, sowie zwei Hauptschieber G, !)bisheriger Bauart vorgesehen. Pür den Turbinenbetrieb (siehe Pfeile T) sind die Hauptschieber C, D zu öffnen, im Schieber ist die Verbindung a-$ und im Schieber B die Verbindung b-c herzustellen.
Für den Pumpenbetrieb (siehe Pfeile P) wird der Hauptschieber C zweckmässig geschlossen, im Schieber A die Verbindung b-c und im Schieber B die Verbindung a-b hergestellt. In diesem Falle ist ein dichter Abschluss beim Stutzen a nicht erforderlich, weil dieser durch den vorgebauten Hauptschieber C ge währleistet ist.
Stellt der Schieber B die Verbindung b-c her, so ist ein dichter Ab- schluli b-i dessen Stutzen a ebenfalls nicht erforderlich, weil dieser durch den vorge bauten Zweiweg-Kugelschieber A gewähr leistet ist, indem dieser immer die Verbin dung a-b herstellt, wenn der Schieber<I>B</I> die Verbindung b-c herstellt. Da bei der beschriebenen Anordnung die Mehrwegschieber <I>A, B</I> nurlin entlastetem Zustand bewegt zu werden brauchen, so ist eine besondere Ent lastung der Dichtungsplatte g nicht erfor derlich.
Sollte aber der beschriebene Mehrweg schieber bei irgend einer andern Anwendung auch unter Druck betätigt werden müssen, so wäre eine Entlastung durch den hohl auszu bildenden Drehzapfen l möglich. Auch könnte der Stutzen a mit einem Dichtungsring ver sehen werden, wie der Stutzen c, um wech- selweise den einen oder den andern gegen Druck von Stutzen b her abdichten zu können.
Reusable gate valves for hydraulic systems, in particular for bypassing hydraulic turbine and storage systems. In the case of water turbine systems, hydraulic storage systems and the like, it sometimes happens that the impellers of the turbines or pumps have to be connected in parallel for certain operational states, but in series for others. For series operation in such cases, the water from the socket of one of the hydraulic parts is to be routed through a bypass to the Mutzen of a second hydraulic part.
In the previous versions, such a diversion was connected to the nozzle of the turbines BEZW. Pumps by means of so-called T-pieces or branch pieces, and for switching the system to one or the other operating mode, closing organs designed as ordinary slides or throttle valves were provided both in the diversion and in certain suction and pressure ports. Such connection pieces are difficult to calculate, especially if they are pieces with three connections of the same clear width, for larger dimensions and larger pressures because of the stress involved, and they are difficult to manufacture because of the external reinforcements required and expensive.
In addition, the flow conditions in such branch pieces are unfavorable because the water is too little. Strong, sudden changes in cross-section and abrupt deflections, which result in the formation of eddies and pressure head losses, are unavoidable. Are also BEZW in the diversion and in the suction or pressure pipes. Pump valves installed, such shut-off devices require a lot of space and are very expensive.
Such slides always need to be operated only in the relieved to stand so that they can get lighter drives, their main dimensions are in any case determined by the operating pressure. If, on the other hand, throttle valves that take up less space are used instead of slides, the disadvantage must be accepted that such valves never hold tight at larger diameters and pressures, which results in an immediate reduction in the efficiency of the system. In addition, throttle valves form an behind in the flow and generate additional pressure losses.
The subject matter of the present invention is a reusable slide valve for hydraulic systems, in particular for diversions of hydraulic turbine and storage systems, when the above-mentioned deficiencies cannot occur when used. According to the invention, this reusable slide has a pipe bend arranged in a conical housing with at least three pipe connection pieces, which is provided with a device for sealing off the unused outlet connection pieces and is arranged to be rotatable about the axis of one of the connection pieces.
An embodiment of the subject matter of the invention is illustrated in the drawing, for example, namely: FIG. 1 shows a cross section through a multi-way slide valve with three pipe connections, and FIG. 2 shows an application of such a slide valve in a hydraulic power plant, which uses an electrical one that can be used as a generator and motor Part, as well as two impellers which can be used as turbines and pumps.
The reusable slide shown in FIG. 1 has a spherical housing d with three connecting pieces a, b and c. Inside the housing d, a pipe bend e is rotatable around the axis <I> f = f </I> of the connector b, so that it can either establish the connection cc-b or the connection b-c.
In the pipe bend e there is a curved plate g with a sealing ring lt, which allows the connection not used for the flow, that is to say the connection c provided with a sealing ring i in the example shown, to be sealed off, for what purpose through the gap s Pressurized water is allowed to penetrate from the housing d into the space r behind the plate g, whereby the sealing rings h and <I> i </I> are pressed tightly together.
k denotes a gear, of which a gear sector is wedged on a pin l of the pipe elbow e and which allows the latter to rotate into the required position.
The two-way ball valve described has a statically simple shape (spherical shape); it also enables a smooth, unimpeded flow of water and allows a tight seal against the nozzle to be sealed off, thus saving a special closing element in connection with such a nozzle. In addition, it is easy and quick to move and has a compact structure.
The two nozzles (z and c do not necessarily have to be in one plane. The nozzle c can, if necessary, be rotated by so much that the axial planes ab and ba form an angle of <B> 90 "</B> with one another The housing d can thus also have more than three pipe connection stubs, thereby ensuring a great deal of adaptability to the local conditions at the installation site.
The nozzles <I> a., B, </I> c can be placed so that; A "fluid" line of the connecting pipes is created on all sides. The drive of the reusable slide described can be done manually, electrically or hydraulically.
An application of such a multi-way slide is shown in Fig. 2, where Ii and L are two identical impeller machines that either work as turbines deliver energy to an intermediate motor generator G, or are driven by this work as pumps. In turbine operation, the two machines K and L are in parallel, in pump operation in series, with machine K as the lower stage and machine L as the upper stage.
When the pump is in operation, the water must be diverted from the pressure port of the machine T into the suction port of the machine L through a diversion (T). In order to enable such guidance, there are now two reusable valves A, B of the type shown in Fig. 1, as well as two main valves G,!) Of the previous design. For turbine operation (see arrows T), the main slide valves C, D must be opened, the connection a- $ must be established in the slide valve and the connection b-c in the slide valve B.
For the pump operation (see arrows P) the main slide C is expediently closed, the connection b-c in slide A and connection a-b in slide B. In this case, a tight seal is not required at connection a, because this is guaranteed by the pre-built main slide C.
If the slide B establishes the connection bc, a tight seal bi its nozzle a is also not required, because this is guaranteed by the two-way ball slide A built in front, as this always makes the connection when the slide <I> B </I> establishes the connection bc. Since the multi-way slide <I> A, B </I> only need to be moved in the relieved state in the described arrangement, a special relief of the sealing plate g is not necessary.
But if the multi-way slide described has to be actuated under pressure in any other application, relief through the hollow trainee-forming pivot l would be possible. The connector a could also be provided with a sealing ring, like the connector c, in order to be able to alternately seal one or the other against pressure from the connector b.