Leerlaufschaltung für Kreiselpumpen Die Erfindung betrifft eine Leerlaufschaltung für Kreiselpumpen, insbesondere für Speisepumpen mit einer Rückführleitung, durch welche bei kleinem oder ausfallendem Nutzförderbedarf eine Mindest- umgehungsmenge von der Förderseite der Pumpe auf ihre Zuführseite umgeführt werden kann.
Das Umführen einer Mindestumgehungsmenge von der Förderseite einer Kreiselpumpe auf deren Zuführseite ist bei vorübergehender Drosselung des Förderbedarfes notwendig, um einer Zerstörung der Pumpe durch Erhitzung und Ausdampfung des För- dermittels vorzubeugen.
Bekannte Pumpenanlagen besitzen zu diesem Zweck eine Rückführleitung mit einem Durchfluss- regelorgan, welches bei Unterschreitung einer fest gesetzten Mindestfördermenge der Pumpe öffnet und bei Überschreitung einer ebenfalls festgesetzten, ober halb der Mindestfördermenge liegenden Fördermenge schliesst.
Die Schaltung dieser der Sicherheit der Kreisel pumpe im Leerlauf dienenden Umführungseinrich tung ist Gegenstand der vorliegenden Erfindung.
Es sind Leerlaufschaltungen bekannt, bei welchen die Steuerung des in der Rückführungsleitung befind lichen Durchflussregelorgans in Abhängigkeit von der Stellung eines auf Durchfluss ansprechenden Organs in der Förderleitung - beispielsweise eines Rück schlagorgans - vorgenommen wird. Bei einer sol chen Ausführung ist beispielsweise die Achse der Rückschlagklappe mittels einer Stopfbüchsendich- tung durch die Kanalwand hindurchgeführt und be tätigt einen ausserhalb der Flüssigkeit liegenden Schalter.
Diese Einrichtung verursacht jedoch nament lich bei höheren Drücken oder Aggressivität des Mediums erhebliche Schwierigkeiten in bezug auf eine genügende Abdichtung der Achse bei entsprechender Leichtgängigkeit. Es ist deshalb schon der Vorschlag gemacht wor den, die Schaltung auf elektrischem Wege vorzuneh men, beispielsweise mit Hilfe von Temperaturfühlern, welche im Pumpengehäuse eingebaut, bei Erreichen bestimmter Temperaturgrenzwerte das Durchfluss- regelorgan betätigen. Es hat sich jedoch herausgestellt, dass auch diese Einrichtung wegen der ihr innewoh nenden Trägheit unbefriedigend arbeitet.
Die geschilderten Nachteile werden durch die Erfindung beseitigt.
Diese ist gekennzeichnet durch einen einen Teil der die Flüssigkeit begrenzenden Wandung bildenden diamagnetischen Wandteil und zwei zu einem magne tischen Kreis gehörende Elemente eines Schalters, von denen das eine Element im Flüssigkeitsraum des diamagnetischen Wandteils derart mit einem Rück schlagorgan verbunden ist, dass es von diesem relativ zu diesem Wandteil bewegt werden kann, während das zweite Element des Magnetkreises, ausserhalb des Flüssigkeitsraumes des diamagnetischen Wandteils angeordnet, ein in der Rückführleitung befindliches Durchflussregelorgan bei Unterschreitung einer Min destfördermenge der Pumpe öffnet.
Zweckmässig ist von den beiden Schaltelementen eines als Magnet und das andere als Anker ausge bildet. Es kann aber auch eines der beiden Schalt elemente als Magnet und das andere als Gegenmagnet ausgebildet sein.
Um ein exaktes Funktionieren der Schaltung sicherzustellen, ist es zweckmässig, wenn das Rück schlagorgan Mittel zur Beeinflussung der öffnungs- charakteristik aufweist, welche im Bereich geringer Durchflussmenge eine relativ grössere Bewegung des Organs bewirken als im Bereich grösserer Durch flussmenge. Im folgenden wird die Erfindung anhand der schematischen Zeichnung vereinfachter Ausführungs beispiele näher erläutert.
Fig. 1 zeigt den Schaltplan einer Speisewasser pumpenanlage mit dem Speisewasserbehälter 1, der Speisepumpe 2, der Förderleitung 3, dem Rückschlag organ 3a, der Umführungsleitung 4 und dem Durch flussregelorgan 5. An dem Rückschlagorgan 3a befin det sich der diamagnetische Wandteil 6, welcher im Falle dieses Ausführungsbeispiels die Form einer Zylinderfläche, das heisst eines Rohres hat.
Das ausserhalb des Flüssigkeitsraumes befindliche zweite Element 7 des Schalters 8 schliesst oder unter bricht je nach Schaltstellung den Stromkreis 9, wo durch der Servomotor 10 mit Hilfe der Druckölpumpe 11 das Durchflussregelorgan 5 öffnet bzw. schliesst.
Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch das Rückschlag ventil 3a, das etwas anders ausgebildet ist als in Fig. 1, mit dem Ventilsitz 12 und dem Ventilkörper 13. Die Anordnung zeigt ferner den Schalter 8 mit dem im Flüssigkeitsraum des Wandteils 6 befind lichen Schaltelement 15, dem ausserhalb des Flüssig keitsraumes dieses Wandteils angeordneten Schalt element 16. 14 ist die Kanalwandung. Zwischen bei den Elementen 15, 16 befinden sich Felder 17 eines magnetischen Kreises. Bei dem gezeigten Beispiel besteht dieser magnetische Kreis aus dem permanen ten Magneten 16 und dem Anker 15 mit dazwischen liegenden Magnetfeldern 17.
Die Funktion der Schaltung ist folgende: Solange die Pumpe 2 genügend fördert, bleibt das Rück schlagorgan 3a durch den Strömungsdruck geöffnet, das heisst, es ist der Ventilkörper 13 vom Sitz 12 angehoben. Das mit dem Ventilkörper 13 in Verbin dung stehende Schaltelement 15 ist dadurch relativ zum rohrförmigen Wandteil 6 angehoben und be wirkt auf dem Wege magnetischer Zugkräfte ein An ziehen des Magnetes 16. In dieser Stellung ist der Kontakt 19 gegen den Zug der Feder 18 geöffnet, so dass der Servomotor 10 ausgeschaltet ist. Hierbei ist das Durchflussregelorgan 5 geschlossen.
Sobald die Fördermenge der Pumpe 2 eine fest gesetzte Mindestmenge unterschreitet, bewegt sich der Ventilkörper 13 infolge seines Gewichtes in Rich tung auf den Sitz 12, mithin bewegt sich auch das Schaltelement 15 abwärts. Hierbei wird das Magnet feld 17 geschwächt, bis die Kraft der Feder 18 den Anzug des Magneten 16 überwindet, diesen zurück zieht und dabei den Kontakt 19 schliesst. In diesem Moment läuft der Servomotor 10 an und öffnet mit Hilfe eines von der Ölpumpe 11 erzeugten Öldruckes das Durchflussregelorgan 5, welches die Umführungs- leitung 4 freigibt.
Wird nun der Förderbedarf von seiten des Ver brauchers - beispielsweise eines Dampferzeugers wieder grösser, so hebt sich der Ventilkörper wieder weiter von seinem Sitz, mithin wird auch das Schalt element 15 relativ zum diamagnetischen Flächen element 6 nach oben bewegt, bis die hierdurch er- folgte Stärkung der magnetischen Feldlinien ausreicht, um das Schaltelement 16 gegen die Kraft der Feder 18 anzuziehen und den Kontakt 19 zu unterbrechen. Damit wird der Servomotor 10 stillgesetzt und der von der Ölpumpe 11 erzeugte Druck geht zurück, so dass das Durchflussregelorgan schliesst und den Umlauf sperrt.
Ein weiteres Beispiel der Erfindung zeigen Fig. 3, 4, bei welchen das Rückschlagorgan 3a eine Rück schlagklappe 20 besitzt. An dieser Klappe 20 ist ein Verdrängungskörper 21 angeordnet, welcher ein Mittel zur Beeinflussung der Öffnungscharakteristik der Klappe darstellt und bewirkt, dass dieselbe im Bereich geringer Durchflussmenge eine relativ grössere Öffnungsbewegung ausführt als im Bereich grösserer Durchflussmengen.
In Fig.4 ist dieser Einfluss des Verdrängungs körpers auf die Öffnungscharakteristik der Klappe graphisch dargestellt, wobei die Kurve den Öffnungs weg zwischen zwei Bezugspunkten der Klappe und des Gehäuses in Abhängigkeit von der Durchfluss- menge 1/sec. darstellt. Die ausgezogene Linie gibt die Verhältnisse ohne Körper, die gestrichelte Linie mit Körper wieder.
Eine andere Form des Verdrängungskörpers 21 a zeigt Fig. 2.
Die dargestellten und beschriebenen Beispiele der Erfindung stellen nur einige zweckmässige Aus führungsformen derselben dar. Die Ausführung lässt sich je nach Betriebsverhältnissen und Gegebenheiten von Fall zu Fall auch noch in anderer Weise ab wandeln. So kann beispielsweise anstelle einer elek trischen Übertragung und Kraftverstärkung zwischen dem ausserhalb der Flüssigkeit liegenden Schaltele ment und dem Durchflussregelorgan eine pneuma tische oder hydraulische übertragung stattfinden.
Auch andere zweckmässige Abwandlungen sind im Rahmen der Erfindung möglich.
Idle circuit for centrifugal pumps The invention relates to an idle circuit for centrifugal pumps, in particular for feed pumps with a return line, through which a minimum bypass amount can be diverted from the delivery side of the pump to its supply side in the event of a small or no useful delivery requirement.
The bypassing of a minimum bypass quantity from the delivery side of a centrifugal pump to its supply side is necessary in the event of a temporary throttling of the delivery requirement in order to prevent the pump from being destroyed by heating and evaporation of the delivery medium.
For this purpose, known pump systems have a return line with a flow regulating element which opens when the pump falls below a fixed minimum delivery rate and closes when a likewise fixed delivery rate above the minimum delivery rate is exceeded.
The circuit of this the safety of the centrifugal pump when idling serving Umführungseinrich device is the subject of the present invention.
Idle circuits are known in which the control of the flow regulating member located in the return line is made depending on the position of an organ responsive to flow in the delivery line - for example a non-return organ. In such an embodiment, for example, the axis of the non-return valve is passed through the channel wall by means of a stuffing box seal and actuates a switch located outside the liquid.
However, this device causes nament Lich at higher pressures or aggressiveness of the medium considerable difficulties with regard to a sufficient seal of the axis with appropriate ease of movement. The proposal has therefore already been made to carry out the circuit electrically, for example with the aid of temperature sensors which are built into the pump housing and actuate the flow control element when certain temperature limit values are reached. However, it has been found that this device also works unsatisfactorily because of the inertia inherent in it.
The described disadvantages are eliminated by the invention.
This is characterized by a part of the wall delimiting the liquid diamagnetic wall part and two belonging to a magne tables circle elements of a switch, of which one element in the liquid space of the diamagnetic wall part is connected to a return device that it is relatively can be moved to this wall part, while the second element of the magnetic circuit, arranged outside the liquid space of the diamagnetic wall part, opens a flow control member located in the return line when the pump's delivery rate falls below a minimum.
One of the two switching elements is expediently formed as a magnet and the other as an armature. But it can also be designed as a magnet and the other as a counter magnet, one of the two switching elements.
In order to ensure an exact functioning of the circuit, it is expedient if the non-return element has means for influencing the opening characteristic which cause a relatively greater movement of the organ in the area of a low flow rate than in the area of a greater flow rate. In the following the invention is explained in more detail with reference to the schematic drawing of simplified embodiment examples.
Fig. 1 shows the circuit diagram of a feed water pump system with the feed water tank 1, the feed pump 2, the delivery line 3, the non-return organ 3a, the bypass line 4 and the flow control member 5. The diamagnetic wall part 6, which is located in the non-return member 3a, is located Case of this embodiment has the shape of a cylinder surface, that is, a tube.
The second element 7 of the switch 8, which is located outside the liquid space, closes or breaks, depending on the switch position, the circuit 9, where the servomotor 10 with the aid of the pressure oil pump 11 opens or closes the flow control element 5.
Fig. 2 shows a section through the check valve 3a, which is designed somewhat differently than in Fig. 1, with the valve seat 12 and the valve body 13. The arrangement also shows the switch 8 with the switching element 15 located in the liquid space of the wall part 6 union , the outside of the liquid keitsraumes this wall part arranged switching element 16. 14 is the channel wall. Between the elements 15, 16 there are fields 17 of a magnetic circuit. In the example shown, this magnetic circuit consists of the permanent magnet 16 and the armature 15 with magnetic fields 17 in between.
The function of the circuit is as follows: As long as the pump 2 delivers enough, the return element 3a remains open due to the flow pressure, that is, the valve body 13 is raised from the seat 12. The switching element 15 in connection with the valve body 13 is thereby raised relative to the tubular wall part 6 and acts by way of magnetic tensile forces to pull the magnet 16. In this position, the contact 19 is open against the train of the spring 18, so that the servomotor 10 is switched off. The flow control element 5 is closed here.
As soon as the delivery rate of the pump 2 falls below a fixed minimum amount, the valve body 13 moves due to its weight in Rich device on the seat 12, and therefore the switching element 15 moves downwards. Here the magnetic field 17 is weakened until the force of the spring 18 overcomes the attraction of the magnet 16, pulls it back and thereby closes the contact 19. At this moment, the servomotor 10 starts up and, with the aid of an oil pressure generated by the oil pump 11, opens the flow control element 5, which releases the bypass line 4.
If the demand on the part of the consumer, for example a steam generator, increases again, the valve body is lifted further from its seat, and the switching element 15 is therefore also moved upwards relative to the diamagnetic surface element 6 until this occurs Strengthening the magnetic field lines is sufficient to attract the switching element 16 against the force of the spring 18 and to interrupt the contact 19. The servomotor 10 is thereby stopped and the pressure generated by the oil pump 11 goes back, so that the flow control element closes and blocks the circulation.
Another example of the invention is shown in FIGS. 3, 4, in which the non-return member 3 a has a non-return flap 20. A displacement body 21 is arranged on this flap 20, which is a means for influencing the opening characteristics of the flap and causes the flap to perform a relatively larger opening movement in the area of low flow rates than in the area of larger flow rates.
This influence of the displacement body on the opening characteristics of the flap is shown graphically in FIG. 4, the curve showing the opening distance between two reference points of the flap and the housing as a function of the flow rate 1 / sec. represents. The solid line shows the relationships without a body, the dashed line with a body.
Another shape of the displacement body 21 a is shown in FIG. 2.
The illustrated and described examples of the invention represent only a few useful forms of execution from the same. The execution can also be changed in other ways depending on the operating conditions and circumstances from case to case. For example, instead of electrical transmission and force amplification between the switching element located outside the liquid and the flow regulating element, pneumatic or hydraulic transmission can take place.
Other useful modifications are also possible within the scope of the invention.