Hydraulische Kreiselmaschine. Die Erfindung bezieht sich auf hydrau lische Kreiselmaschinen, das heisst Kreisel pumpen und Wasserturbinen, mit einer feste Schaufeln aufweisenden Leitvorrich- tung.
Leitvorrichtungen mit drehbaren Schau feln sind in der bisher üblichen Ausführung namentlich für grössere Maschinen, vor allem wenn sie grössere Gefälle zu verarbei ten haben, schwer zu beherrschen, da bei derartigen drehbaren Leitschaufeln sehr grosse hydraulische Kräfte, insbesondere auch Drehmomente, auftreten. Infolgedessen ist es oberhalb einer gewissen Gefällsgrenze, namentlich im Hinblick auf die bei Kreisel pumpen an den drehbaren Leitschaufeln auf tretenden Flattererscheinungen, nahezu un möglich, genügend starke Drehzapfen vorzu sehen.
Um aber bei hydraulischen Kreisel maschinen gleichwohl die Leistung rebeln zu können, ist schon vorgeschlagen worden, zwischen das Laufrad und, die feste Leit- vorrichtung eine Ringschütze einzusetzen. Diese Art der Regulierung hat sich aber namentlich bei grösseren Maschinen nicht be währt, weil sie, abgesehen von Drossel verlusten, zu träge ist und auch zu Ver- klemmungen der Ringschütze Anlass gibt. Eine Regelung nur mit Hilfe von Ring schiebern in der Druckleitung nach Art des Johnson-Ventils ist ebenfalls wegen der zu grossen Massen zu träge.
Auch besteht mei stens, in Ergänzung zu derartigen Rege- lüngsvorrichtungen in der Druckleitung, das Bedürfnis nach einem weiteren schnell arbeitenden Abschluss, namentlich bei Kurz schluss bezw. bei Stromausfall.
Um bei hydraulischen Kreiselmasthinen den Durchfluss durch die Leimvorrichtung regeln und sogar vollständig absperren zu können, ohne dass die angeführten Nachteile von Leitvorrichtungen in Kauf zu nehmen sind, sind bei Maschinen der eingangs er wähnten Art, weliche mit einer feste Schau feln aufweisenden Leitvorrichtung ausge- stattet sind, gemäss vorliegender Erfindung zwischen den festen Leitschaufeln drehbare, nach Art eines Halnkükens ausgebildete Abschlusskörper vorhanden,
die in geöffne ter Stellung von der Arbeitsflüssigkeit durchströmt werden und deren die Durch flussöffnung begrenzenden Innenwände in der geöffneten Stellung mit den Begren zungsflächen der festen Schaufeln einen stetigen Übergang bilden. Bei derartig aus gebildeten Abschlusskörpern sind die Hebel arme der angreifenden hydraulischen Kräfte und infolgedessen die auf diese Körper wirkenden Drehmomente selbst bei grossen Abmessungen und, bei grossen Gefällen noch verhältnismässig klein, so dass die Anord nung von genügend starken Antriebszapfen sowie die Lagerung der Abschlusskörper keine Schwierigkeiten bereitet.
Auf den beiliegenden Zeichnungen sind beispielsweise Ausführungsformen des Er findungsgegenstandes veranschauMcht, und zwar zeigt: Fig. 1 einen Axialschnitt durch einen Teil einer vertikalen Kreiselpumpe mit einer feste Schaufeln aufweisenden Leitvor- richtung und mit zwischen diesen Schaufeln vorhandenen, drehbaren Abschlusskörpern, Fig. 2 einen waagrechten Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 1, wobei zwei der Abschlusskörper in der offenen Stellung und einer in der Abschlussstellung gezeigt ist;
Fig. 3 und 4 zeigen in Schnitten, die denen der Fig. 1 bezw. 2 entsprechen, eine zweite des Erfindungs- gegenstaedes.
Bei der in Fig. 1 und 2 gezeigten verti kalen Kreiselpumpe fördert das Laufrad 1 das Wasser aus dem Saugstutzen 2 in ein druckseitiges Gehäuse 3. Zwischen Laufrad 1 und Gehäuse 3 isst eine aus einer Anzahl festen Schaufeln 4, 5 bestehende Leitvor- richtung vorgesehen, von welcher die Schau feln 5 gleichzeitig zur Verstärkung des Ge häuses 3 dienen. 7 bezeichnet drehbare Ab schlusskörper, die zwischen den festen Schaufeln 4 vorhanden sind und einen als Küken ausgebildeten Teil 71 aufweisen. Die die Durchfiussöffnung der kükenförmigen Teile 7' begrenzenden Innenwandungen<B>72</B> der Abschlusskörper 7 bilden in der geöffne ten Stellung dieser Körper mit den Be grenzungsflächen der Leitsehaufeln 4 einen stetigen Übergang.
Die Abschlusskörper 7 sind im obern Pumpendeckel 8 und im un tern Pumpendeckel 9 gelagert. und für deren Verdrehung ist ein Regulierring 10 vorge sehen, der von einem nicht gezeigten Servo motor betätigt wird und mit auf Zapfen der Absclusskörper 7 gekeilten Hebeln 11 in Wirkungsverbindung steht. In diesem Falle werden alle Abschlusskörper 7 gemeinsam verstellt. Der grösste Hebelarm, der hier für die auf die Abschlnsskörper 7 einwirkenden Drehkräfte in Frage kommt, ist von der Länge hl bezw. h2 (Fig. 2).
Die Anordnung kann auch so getroffen werden, dass sich die Abschlusskörper grup penweise oder sogar einzeln verstellen lassen.
Die Verstellung der Abschlusskörper er folgt zweckmässig in Abhängigkeit von einer Betriebsgrösse der Kreiselmaschine, beispielsweise von ihrer Leistung oder Dreh zahl oder Durchflussmenge.
Die in den Fig. 3 und 4 gezeigte Aus führungsform unterscheidet sich von der beschriebenen dadurch, dass von den Wan dungen 13, 14 der Abschlusskörper 12, wel che deren Durclflussöffnung 15 begrenzen, die Wandungen 13 in der geöffneten Stel- lueg der Abschlusskörper 12 den auf der dem Laufrad 21 benachbarten Seite liegenden Teil der festen Leitschaufeln 16 bilden. In diesem Falle fällt der grösste Hebelarm h3 bezw. f4 (Fig. 4), der für die auf die Ab schlusskörper 12 wirkenden Drehmomente in Betracht kommt, noch kleiner aus als bei der Ausfihrungsfon nach den Fig. 1 und 2.
Um in der @bsehluss,stellung der<B>Ab-</B> zwischen den Berührungsflä chen diese.- Körper und den festen Schaufeln der Leitvorrichtung, zwischen denen die Abs,chlusskörper angeordnet sind, einen dich ten AbsehLuss zu erreichen, kann noch eine Hilfsvorrichtung vorgesehen werden, welche in jener Stellung der Ab,sclilusskörper diese gegen die festen Schaufeln presst. Eine sol ehe Hilfsvorrichtung ist noch in Fig. 3 in Form einer Büchse 17 vorgesehen, deren Aussenwandung gegenüber der den Zapfen 18 umschliessenden Innenwandung exzen trisch ausgeführt ist.
Diese Büchse 17 wird kurz vor Erreichung der Schliesslage des zu geordneten Abschlusskörpers 12 durch einen Hebel 19 mit Hilfe eines Mitnehmerzapfens 20 etwas verdreht, wodurch der Abschluss körper 12 gegen die festen Schaufeln 16 ge presst wird.
Hydraulic centrifugal machine. The invention relates to hydraulic centrifugal machines, that is to say centrifugal pumps and water turbines, with a guide device having fixed blades.
Guiding devices with rotating blades are in the usual design, namely for larger machines, especially if they have greater gradients to process th, difficult to control, since very large hydraulic forces, especially torques, occur in such rotatable guide vanes. As a result, it is above a certain slope limit, especially with regard to the flutter phenomena occurring in centrifugal pumps on the rotating guide vanes, almost impossible to see sufficiently strong pivots.
However, in order to be able to improve the performance of hydraulic gyroscopic machines, it has already been proposed to use a ring gate between the impeller and the fixed guide device. However, this type of regulation has not proven itself particularly in larger machines because, apart from throttle losses, it is too slow and also causes the ring contactors to jam. A regulation only with the help of ring valves in the pressure line like the Johnson valve is also too sluggish because of the excessive masses.
There is also mostly, in addition to such regulating devices in the pressure line, the need for a further fast-working conclusion, namely in the event of a short circuit or. in the event of a power failure.
In order to be able to regulate and even shut off the flow through the gluing device in hydraulic rotary masts without having to accept the disadvantages of guide devices, machines of the type mentioned at the beginning are equipped with guide devices with fixed blades there are, according to the present invention, between the fixed guide vanes rotatable closing bodies designed in the manner of a crooked plug,
which are traversed by the working fluid in the geöffne ter position and whose inner walls delimiting the flow opening in the open position form a continuous transition with the limiting surfaces of the fixed blades. With such closure bodies formed from the levers are poor of the attacking hydraulic forces and consequently the torques acting on these bodies, even with large dimensions and, with large slopes, still relatively small, so that the arrangement of sufficiently strong drive pins and the storage of the closure body are no difficulties prepares.
Embodiments of the subject matter of the invention are illustrated, for example, in the accompanying drawings, namely: FIG. 1 shows an axial section through part of a vertical centrifugal pump with a guide device having fixed vanes and with rotatable closing bodies present between these vanes, FIG. 2 a horizontal one Section along the line II-II of FIG. 1, two of the closing bodies being shown in the open position and one in the closing position;
Figs. 3 and 4 show sections similar to those of Figs. 2 correspond to a second object of the invention.
In the vertical centrifugal pump shown in FIGS. 1 and 2, the impeller 1 conveys the water from the suction nozzle 2 into a housing 3 on the pressure side. A guide device consisting of a number of fixed blades 4, 5 is provided between the impeller 1 and the housing 3, of which the look 5 simultaneously serve to reinforce the housing 3 Ge. 7 denotes rotatable closing bodies, which are present between the fixed blades 4 and have a part 71 designed as a chick. The inner walls 72 of the closing body 7 delimiting the flow opening of the plug-shaped parts 7 ′ form a continuous transition in the open position of these bodies with the boundary surfaces of the guide vanes 4.
The closing bodies 7 are stored in the upper pump cover 8 and in the lower pump cover 9. and for their rotation, a regulating ring 10 is provided, which is operated by a servo motor, not shown, and is in operative connection with levers 11 wedged on the pin of the closure body 7. In this case, all closing bodies 7 are adjusted together. The largest lever arm that comes into question here for the rotational forces acting on the terminating body 7 is of the length hl respectively. h2 (Fig. 2).
The arrangement can also be made so that the closing bodies can be adjusted in groups or even individually.
The adjustment of the closing body he follows expediently as a function of an operating size of the gyroscope, for example on its power or speed or flow rate.
The embodiment shown in FIGS. 3 and 4 differs from the one described in that of the walls 13, 14 of the closing body 12, which delimit their flow opening 15, the walls 13 in the open position of the closing body 12 on the side adjacent to the impeller 21 form part of the fixed guide vanes 16. In this case, the largest lever arm falls respectively h3. f4 (FIG. 4), which comes into consideration for the torques acting on the end body 12, is even smaller than in the case of the embodiment according to FIGS. 1 and 2.
In order to achieve a tight closure in the position of the <B> Ab- </B> between the contact surfaces these.- body and the fixed blades of the guide device, between which the closure bodies are arranged, can still An auxiliary device can be provided which, in that position, presses the closure body against the fixed blades. A sol before auxiliary device is still provided in Fig. 3 in the form of a sleeve 17, the outer wall of which is carried out eccentrically relative to the inner wall surrounding the pin 18.
This sleeve 17 is slightly rotated shortly before reaching the closed position of the associated closing body 12 by a lever 19 with the help of a driving pin 20, whereby the closing body 12 is pressed against the fixed blades 16 ge.