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.