CH303397A - Pumping system. - Google Patents

Pumping system.

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CH303397A
CH303397A CH303397DA CH303397A CH 303397 A CH303397 A CH 303397A CH 303397D A CH303397D A CH 303397DA CH 303397 A CH303397 A CH 303397A
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CH
Switzerland
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pump
main pump
water
feeder
turbine
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German (de)
Inventor
Aktiengesellschaft Gebr Sulzer
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Sulzer Ag
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  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
  • Control Of Water Turbines (AREA)

Description

  

      Pumpanlage.       Die     Erfindung    bezieht sich auf eine Pump  enlage mit einer aus einem. untern Gewäs  ser auf ein oberes Niveau fördernden, aus  einer     Zentrifugalpumpe    bestehenden Haupt  pumpe, und einer davor geschalteten, über  eine Turbine angetriebenen Zubringerpumpe.  



  Bei einer bekannten Anlage dieser Art. ist  die Hauptpumpe oberhalb des untern Gewäs  sers angeordnet.  



  Demgegenüber     liegt    die Erfindung darin,  dass die Hauptpumpe unterhalb des Spiegels       des    untern Gewässers angeordnet ist.. Bei der  neuen Anlage wird nur die erste, durch die  Zubringerpumpe gegebene Möglichkeit,     Kavi-          tationserscheinungen    in der Hauptpumpe,     ins-          hesondere    einer schnellaufenden Zentrifugal  pumpe zu     vermeiden,        ausgenützt,    während  die zweite, durch sie gegebene Möglichkeit, die  Hauptpumpe oberhalb des Gewässerspiegels       anzuordnen,    nicht     ausgewertet    wird.

   Die  Hauptpumpe und. die von der Zubringer  pumpe     zu    ihr führende     Zubringerleitung    blei  ben dann auch, wenn die Anlage ausser Be  trieb ist oder die Zubringerpumpe     ausfällt,     mit Wasser angefüllt, so dass z. B. beim An  fahren nicht erst die Luft-- etwa mittels der  Zubringerpumpe - aus     Zubringerleitung    und  Hauptpumpe ausgetrieben zu werden braucht.  Folglich können auch keine     Wasserschläge     mehr     entstehen,    wie sie bei der bekannten An  lage mitunter vorkamen, weil beim Anfahren  die Luft aus Zubringerleitung und Haupt  pumpe     nicht        vollständig        ausgetrieben    war.

      Durch die Erfindung wird es     insbesondere     möglich, die Turbine für die Zubringer  pumpe, wenn es sich um     eine    Wasserturbine       handelt,    durch die Hauptpumpe selbst anzu  treiben. Bei einer Bauart ist. demzufolge die  Turbine aus der Hauptpumpe .gespeist. Die  Bedienung der Anlage wird dann besonders  einfach. Man braucht nur den Antriebsmotor  für die Hauptpumpe einzuschalten, die Zu  bringerpumpe kommt, dann selbsttätig in Be  trieb. Der Zubringerdruck wird in dem Mass  stetig grösser, wie es der zunehmenden Dreh  zahl der Hauptpumpe entspricht.     und    wie es  zum Verhindern von     Kavitation    in     ihr    erfor  derlich ist.

   Die richtigen     Druckverhältnisse     stellen sieh selbsttätig ein. Im Gegensatz  hierzu war es bei der Anlage mit oberhalb des  Gewässerspiegels angeordneter Hauptpumpe  notwendig, die Zubringerpumpe vor dem Ein  schalten der Hauptpumpe mittels     Druckwas-          sers    aus der Druckleitung     zwischen.    Haupt  pumpe und oberem Niveau     anzutreiben.    Nach  dem Zubringerleitung     und    Hauptpumpe       dann        mit    Wasser     angefüllt    waren,

       musste    die  Hauptpumpe eingeschaltet und dann eine       von        der     zur     Zubringerpumpe          führende    Nebenleitung abgesperrt werden, so  dass die     Zubringerplunpe        nunmehr    aus der       Hauptpiunpe        gespeist    wurde.  



  Bei einer     Ausführungsform    ist     die    Haupt  pumpe     zweiflutig    ausgebildet und das     Treib-          wasser    für die Turbine ist     aus    zwei     entspre-          ehenden,    beiderseits     einer        gemeinsamen    Mit  telstufe liegenden     LTmlenkkanälen    entnommen.      Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel  mit einem in der Druckleitung angeordneten  Absperrorgan liegt das Absperrorgan unter  halb des Gewässerspiegels. Es wird dann ver  hindert, dass sich in dem zwischen Haupt  pumpe und.

   Absperrorgan liegenden Abschnitt  der Druckleitung Luft befindet, die beim An  fahren durch     Wirbelungen    in die Pumpe ge  langen könnte.  



  Ein     Ausführungsbeispiel    des Erfindungs  gegenstandes ist in .der Zeichnung verein  facht.     dargestellt.     



  Aus einem untern Gewässer 1 fördert die       Pumpanlage    durch die Förderleitung (Druck  leitung)     \'    Wasser auf ein oberes Niveau. Als  Hauptpumpe     dient    eine     schnellaufende,        zwei-          flutige        Zentrifugalpumpe.    3, der das Wasser  durch die Zubringerleitung 4, 5 mittels einer  als langsam laufende     Schraubenptunpe    aus  gebildeten     Zubringerpumpe    6 zugeführt. wird.  Die Hauptpumpe 3 wird durch den Elektro  motor 7 und die Zubringerpumpe 16 durch eine  Freistrahlturbine 8 angetrieben.

   Hauptpumpe  3     ist    unterhalb     des        Spiegels    des untern Ge  wässers 1 angeordnet, so     dass    die Zubringer  leitung 4, 5     -Lind    die Hauptpumpe 3 ständig  mit Wasser angefüllt sind. Die Turbine 8 ist.  über Leitungen 13, 14 von der Hauptpumpe 3  gespeist. Diese Speiseleitungen sind bei 11, 12  an zwei     entsprechenden        Umlernkkanälen    der  Hauptpumpe angeschlossen, die, beiderseits  vor einer gemeinsamen Mittelstufe liegen.

   Die       vollständig    unterhalb des     Spiegels    des Gewäs  sers 1 liegende Zubringerpumpe 6 hat einen       als    Schraubenrad: mit axialem     Durchfluss    aus  gebildeten. Läufer 9. In der     Drucldeitung    2  ist ein Absperrorgan 10 eingebaut, das eben  falls tiefer     als    der Spiegeldes untern Gewäs  sers 1 liegt.  



  Die     Hauptp-Lunpe    3 ist. senkrecht auf  gestellt, ihre Welle steht.     also    senkrecht. Sie  kann dann auf einer     verhältnismässig    kleinen  Fläche aufgestellt. werden, so dass die Arbei  ten für das Eingraben der Pumpe nicht zu  umfangreich werden.  



  Die Wirkungsweise ist folgende: Wenn  die Anlage in Betrieb genommen werden soll,  ist das Absperrorgan 10 geschlossen. Der Mo-         tor    7 und damit die Hauptpumpe werden ein  geschaltet. Sie     erzeugt.    nunmehr in der       Dritekleitttnr    ? vor dem Organ 10 einen  Druck, der grösser ist als der normale     För-          derdrnek.    Durch die     Leitun-en    13, 14 erhält  die Turbine 8     Druekwasser,,    so dass sie ange  trieben und die Zubringerpumpe 6 in. Dre  hung versetzt wird.

   Durch die Zubringer  pumpe wird der Zubringerdruck von der  Hauptpumpe 3 um so mehr erhöht, je     weiter     die Drehzahl der Hauptpumpe 3 steigt, bis  ein  stabiler     Leerlaufbetrieb     erreicht ist., der  sich bei höchster Drehzahl der Pumpe 3 ein  stellt. Nunmehr wird das Absperrorgan 10 ge  öffnet, so     d.ass    das Wasser durch die     Druck-          leitung    2. auf ein oberes Niveau gefördert  wird.  



  An der genannten Förderarbeit hat die  Zubringerpumpe 6 nur einen:     geringen.    Teil,  nämlich etwa 5 bis 10 /o zu leisten. Die in ihr  umgesetzte     Leistung    ist somit ein kleiner  Bruchteil der von dem Elektromotor 7 erzeug  ten     Leistung.     



  Die Verwendung der     Zubringerpumpe    6  bringt auch eine Einsparung beim Bau der       Fundamente    mit sieh. Die Hauptpumpe 3  braucht bei Verwendung einer Zubringer  pumpe nicht besonders weit-     unterhalb    des       Spiegels    des Gewässers 1 zu liegen. Wollte       man        dagegen        ohne     ausrei  chenden Zulauf-druck     erzeugen,    so müsste eine  tiefe Baugrube für die Hauptpumpe aus  gehoben werden, damit man den: nötigen sta  tischen Druck erhält.

   Bei Verwendung einer  schnellaufenden     Zentrifugalpumpe    als Haupt  pumpe könnte -aber auch dann     Kavitation     nicht in jedem Fall vermieden werden. Ver  wendet man anderseits eine     langsamlaufende     Pumpe als Hauptpumpe, tun auf eine     Zubrin-          gerpumpe    oder auf     Tieferlegung    der Haupt  pumpe verzichten zu können, so hat. man     ver-          bältnismä.ssig    hohe Kosten:

   für Pumpe und An  triebsmotor     nu    bezahlen, weil     bekanntlich          langsamlaufende    Pumpen. bei gleicher Lei  stung wesentlich grösseren Durchmesser haben  und die zugehörigen Antriebsmotoren ent  sprechend stark ausgebildet sein     müssen.         Die neue     Pumpanlage    eignet sieh beson  ders für Speicherkraftwerke, bei denen Was  ser aus einem untern Gewässer in ein oberes       'ammelbecken    mittels     elektrischer        Überschuss-          energie    gefördert wird,     die    besonders wäh  rend der Nacht.

   zur     Verfügung        steht.    Das Ge  wässer 1 kann z. B. ein See, ein Fluss, ein  künstliches Ausgleichsbecken oder ein hierfür  besonders gebauter Kanal sein.



      Pumping system. The invention relates to a pump enlage with one of a. unter Gewäs water to an upper level, consisting of a centrifugal main pump and a turbine-driven feeder pump connected in front of it.



  In a known system of this type. The main pump is arranged above the lower Gewäs sers.



  In contrast, the invention lies in the fact that the main pump is arranged below the level of the lower water , exploited, while the second possibility, given by it, to arrange the main pump above the water level, is not evaluated.

   The main pump and. the feeder line leading from the feeder pump to her will then also remain if the system is out of service or the feeder pump fails, filled with water, so that, for example, B. When driving, the air does not need to be expelled from the feeder line and main pump - for example by means of the feeder pump. As a result, water hammer can no longer occur, as they sometimes occurred in the known system because the air from the feeder line and main pump was not completely expelled when starting up.

      The invention makes it possible, in particular, to drive the turbine for the feeder pump, if it is a water turbine, by the main pump itself. One type is. consequently the turbine is fed from the main pump. Operation of the system is then particularly easy. You only need to switch on the drive motor for the main pump, the bringer pump comes, and then starts operating automatically. The feeder pressure is steadily increasing as it corresponds to the increasing speed of the main pump. and how it is necessary to prevent cavitation in it.

   The correct pressure conditions are set automatically. In contrast to this, in the case of the system with the main pump arranged above the water level, it was necessary to switch the feeder pump in between by means of pressurized water from the pressure pipe before the main pump was switched on. Main pump and upper level to drive. After the feeder line and main pump were then filled with water,

       the main pump had to be switched on and then a secondary line leading to the feeder pump had to be shut off so that the feeder pump was now fed from the main pump.



  In one embodiment, the main pump has a double-flow design and the motive water for the turbine is taken from two corresponding ducts located on both sides of a common central stage. In a further exemplary embodiment with a shut-off element arranged in the pressure line, the shut-off element is below half the water level. It is then prevented that between the main pump and.

   The shut-off section of the pressure line contains air that could get into the pump due to eddies when starting.



  An embodiment of the subject of the invention is simplified in the drawing. shown.



  From a lower body of water 1, the pumping system conveys water to an upper level through the delivery line (pressure line). A high-speed, double-flow centrifugal pump serves as the main pump. 3, which is supplied with the water through the feeder line 4, 5 by means of a feeder pump 6 formed as a slowly running screw top. becomes. The main pump 3 is driven by the electric motor 7 and the feeder pump 16 by a free jet turbine 8.

   Main pump 3 is arranged below the level of the lower Ge water 1, so that the feeder line 4, 5 -Lind the main pump 3 are constantly filled with water. The turbine 8 is. Supplied by the main pump 3 via lines 13, 14. These feed lines are connected at 11, 12 to two corresponding transfer channels of the main pump, which are located on both sides in front of a common middle stage.

   The completely below the level of the Gewäs sers 1 lying feeder pump 6 has a helical gear: formed with axial flow. Runner 9. In the pressure line 2, a shut-off device 10 is installed, which is also lower than the level of the lower water 1 if it is lower.



  The main p-lunpe 3 is. placed vertically, their shaft is standing. so vertical. You can then set up on a relatively small area. so that the work for burying the pump does not become too extensive.



  The mode of operation is as follows: When the system is to be put into operation, the shut-off element 10 is closed. The motor 7 and thus the main pump are switched on. You generated. now in the third party? in front of the organ 10, a pressure which is greater than the normal delivery pressure. The turbine 8 receives pressurized water through the lines 13, 14, so that it is driven and the feeder pump 6 is set in rotation.

   By the feeder pump, the feeder pressure from the main pump 3 is increased the more the speed of the main pump 3 rises until a stable idle mode is reached. Which occurs at the highest speed of the pump 3. The shut-off element 10 is now opened, so that the water is conveyed to an upper level through the pressure line 2.



  The feeder pump 6 only has one thing in terms of the delivery work mentioned: low. Part, namely about 5 to 10 / o. The power converted in it is thus a small fraction of the power generated by the electric motor 7.



  The use of the feeder pump 6 also brings savings in the construction of the foundations. The main pump 3 does not need to be particularly far below the level of the body of water 1 when using a feeder pump. If, on the other hand, you wanted to generate insufficient inlet pressure, a deep excavation would have to be excavated for the main pump so that the necessary static pressure is obtained.

   When using a high-speed centrifugal pump as the main pump, cavitation could not be avoided in every case. If, on the other hand, a slow-running pump is used as the main pump, or if you can do without a feeder pump or lowering the main pump, then you have to. the costs are relatively high:

   Only pay for the pump and drive motor, because slow-running pumps are known. with the same performance have a much larger diameter and the associated drive motors must be designed accordingly strong. The new pumping system is particularly suitable for storage power plants in which water is pumped from a lower body of water into an upper pool basin using excess electrical energy, which is particularly important during the night.

   is available. The Ge water 1 can, for. B. a lake, a river, an artificial compensation basin or a specially built canal.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH: Pumpanlage mit einer aus einem untern tTewässer auf ein: oberes Niveau fördernden, aus einer Zentrifugalpumpe bestehenden Hauptpumpe und einer davor geschalteten, über eine Turbine angetriebenen Zubringer pumpe, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptpumpe unterhalb des Spiegels des un tern Gewässers angeordnet ist. UNTERANSPRÜCHE: 1. Anlage nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Turbine aus der Hauptpiunpe gespeist ist. 2. PATENT CLAIM: A pumping system with a main pump conveying from a lower water to an upper level, consisting of a centrifugal pump and a feeder pump connected upstream and driven by a turbine, characterized in that the main pump is arranged below the level of the lower water. SUBClaims: 1. Plant according to claim, characterized in that the turbine is fed from the main pump. 2. Anlage nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptpumpe zwei flutig ausgebildet und das Treibwasser für die Turbine aus zwei entsprechenden, beiderseits einer gemeinsamen Mittelstufe liegenden Um- lenkkanälen entnommen ist. 3. System according to patent claim, characterized in that the main pump has two flow lines and the motive water for the turbine is taken from two corresponding deflection ducts located on both sides of a common middle stage. 3. Anlage nach Patentanspruch, mit einem in einer von der Hauptpumpe zum obern Ni veau führenden Druckleitung angeordneten Absperrorgan, dadurch gekennzeichnet, dass das Absperrorgan unterhalb des Gewässer spiegels liegt. System according to patent claim, with a shut-off element arranged in a pressure line leading from the main pump to the upper level, characterized in that the shut-off element lies below the water level.
CH303397D 1951-11-29 1951-11-29 Pumping system. CH303397A (en)

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