DE1503580A1

DE1503580A1 - Radial-Kreiselmaschine mit optimal anpassbaren Stroemungsquerschnitten im feststehenden Teil

Info

Publication number: DE1503580A1
Application number: DE19651503580
Authority: DE
Inventors: Linneken Dipl-Ing Hans
Original assignee: Mannesmann Meer AG
Current assignee: Mannesmann Meer AG
Priority date: 1965-04-12
Filing date: 1965-04-12
Publication date: 1970-06-11
Also published as: GB1146575A; AT263548B; BE678138A

Description

"Radial-Kreiselmaschine mit optimal anpaßbaren Strömungsquerschnitten im feststehenden Teil"

Die Erfindung bezieht sich auf Radial-Kreiselmaschinen mit veränderbaren Strömungsquerschnitten im feststehenden Teil und betrifft die Anpassung der Haschinen an wechselnde Betriebsbedingungen hinsichtlich Durchsatz und Druck, wobei im Falle der Pumpen und Verdichter sich der Druck auf die Förderhöhe, im Falle der Turbinen sich auf das Gefälle bezieht.

Bekannt ist es, im feststehenden Teil der Radial-Kreiselmaschine die Strömungsquerschnitte im Spiralgehäuse oder im Leitring oder in beiden Teilen gemeinsam durch eine parallele Verschiebung einer für beide Teile gemeinsamen Wand zu verändern, wobei sich bei der gemeinsamen Regelung infolge der unterschiedlichen Ausgangsbreite sehr hohe prozentuale Änderungsunterschiede in den beiden Bereichen ergeben. Auch ist es bekannt, mit der gemeinsamen Wandverstellung im feststehenden Teil gleichzeitig eine Wand des Laufrades mit zu verstellen. Mit den bekannten Mitteln lassen sich jedoch nur ungenügende Anpassungen erzielen, da diese sich primär nur auf eine Funktion, den Durchsatz oder die Förderhöhe bzw. das Gefälle auswirken.

Es ist hierbei unvermeidlich, daß sich bei jeder primär auf eine bestimmte Funktion gerichteten Anpassung zugleich eine

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in Ausmaß kleinere, sekundäre Rückwirkung auf die nicht angepaßte Funktion ergibt. Diese sekundäre Rückwirkung ist zwangsläufig durch die Ausführung der Radial-Ireistlmasehin· bestimmt und in der GrOBe ihrer Auswirkung über dem Arbeits bereich der Primärfunktion unterschiedlich. Infolgedessen ergeben sich durch diese sekundären Rückwirkungen Leistungsregelungskurven gekrümmter Charakteristik.

Ausgehend nun von einer Radial-Kreisel-Maschine mit veränderbaren Strömungsquerschnitten im feststehenden Teil, wobei im Leitring und im Spiralgehäuse Seitenwandabschnitte verstellbar sind, werden erfindungsgemäß diese Nachteile dadurch vermieden, daß die Strömungequerschnitte sowohl im Leitring als auch im Spiralgehäuse mittels unabhängig voneinander achsparallel verstellbarer Seitenwandabschnitte veränderbar sind.

Die Vorteile der erf^ndungsgemäßen Ausführung sind erhebliche. Einmal ist es möglich, bei Eonstanthaltung der einen Funktion, die andere linear einsteuern zu können, wobei die primäre Anpassung linear, die zum Ausgleich der sekundären Rückwirkung erforderliche Anpassung der zweiten Funktion nicht linear vorgenommen werden kann. Zum anderen ergibt sich bei Pumpen und Verdichtern durch die unabhängige Anpassung der Strömungsquerschnitte im Leitring und im Spiralgehäuse eine erhebliche Verringerung des instabilen Arbeitsbereiches (Herabsetzung der Pumpgrenze) und sehr flache und hoch verlaufende Wirkungsgradkurven.

In bestimmten Fällen wird jedoch nur ein optimaler Wirkungsgrad durch die Anpassung der Strömungsquerschnitte an den Durchsatz und an die Förderhöhe bzw. an das Gefälle gefordert. Dies kann dadurch erreicht werden, daß die Strömungsquerschnitte im Spiralgehäuse und im Leitring einander proportional angepaßt werden. Hierdurch ergibt sich bei der Vermin-

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derung de» Nenndurchsatzes eine sehr flache, nach dem NuIldurchsata etwas steigende Druckkurve.

Die Lösung der gestellten Aufgabe bereitet konstruktiv erhebliche Schwierigkeiten, wenn eine ausfUhrungsmäßig vorteilhafte Konstruktion geschaffen werden soll, bei der die Yerstellwege im Leitring und im Spiralgehäuse voneinander unabhängig oder proportional sein sollen. Diese Schwierigkeiten können dadurch behoben werden, daß die einstellbare Seltenwand des Leitringes swischen einer Gleitdichtung gegenüber der einstellbaren Seitenwand des Spiralgehäuses und einer Gleitdichtung auf dem Tragring geführt ist, welcher im mittleren Bereich der radialen Erstreckung des Leitringes im Gehäuse angeordnet ist.

Auch diese Anordnung bietet wesentliche Vorteile. Da im Leitringspalt die Strömungsenergie in Druck bzw. umgekehrt umgesetzt wird, wirken radial nach außen quer zur Strömungsrichtung wachsende bsw. sinkende Drücke auf die einstellbare Wand im Leitring. Die im Gehäuse fest angeordnete Gleitdichtung befindet sich auf einem Radius, daß die auf die Teilseitenwände des Leitringes wirkenden Druckkräfte abzliglich der auf ihre Rückseiten wirkenden Entlastungsdrucke sich annähernd kompensieren, um die aufzubringenden Stellkräfte möglichst klein halten zu können.

Die Erfindung ist in den Zeichnungen beispielshalber dargestellt, und zwar zeigt schematisch Flg. 1 einen Axialschnitt durch die Radial-Kreiselmaschine mit parallelwandigem Ring-Diffusor, Fig. 2 einen Axialschnitt durch die Radial-Kreiselmaschine mit konischem Ring-Diffusor.

Wie Fig. 1 zeigt, besteht das Druckgehäuse aus den rauinfesten Seitenwänden 1 und 2 und der äußeren achsparallelen Spiralgehäusewand 3. An der Seitenwand 2 ist die Abdeckung h des Laufrades 5 angeflanscht.

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In dem Druckgehäuse befinden sich die axial gegenüber der festangeordneten Seitenwand 2 einstellbaren Seitenwände 6 und 8 des Leitringes 7 bzw. des Spiralgehäuses 9« An der Druckgehäusewand 2 sind die Verstelleinrichtungen 10 für die Seitenwand 8 des Spiralgehäuses 9 sowie die auf der Hittellinie 11 nicht dargestellte, gegenüber der Verstelleinrichtung 10 radial versetsst angeordnete Verstelleinrichtung für die einstellbare Seitenwand 6 des Leitringes 7 montiert. Als Verstelleinrichtung kann jede bekannte geeignete Bauform verwendet werden. Es empfiehlt sich, bei der Verstelleinrichtung eine den Hub anzeigende Vorrichtung, z.B. einen in axialer Richtung bewegten Stift 12 vorzusehen, um die augenblickliche Lage der einstellbaren Seitenwand 8 anzeigen und um als Impulsgeber für reglungstechnische Aufgaben benützt werden zu können.

Die einstellbare Seitenwand 6 des Leitringes 7 gleitet zwischen der Dichtung 13 gegenüber dem im Druckgehäuse fest angeordneten Führungsring 14 und der Dichtung 15 gegenüber der einstellbaren Seitenwand 8 des Spiralgehäuses 9. Die Gleitdichtung 13 und der Führungsring 14 befinden sich auf einem solchen Radius, daß die Differenz-Druckkräfte P₀-P₁S und P₁₁-P₁₇ auf die Rückseiten der einstellbaren Seitenwand des Leitringes 7 wirkende Drücke sind. Hierdurch können die für die Verstellungen erforderlichen Leistungen sehr klein gehalten werden, so daß die Kosten einer ggf. automatischen Regelung entsprechend niedrig werden.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 unterscheidet sich gegenüber jenem gemäß Fig. 1 lediglich dadurch, daß der äußere Abschnitt des Leitringes 7 in der Längsachse der Welle der Radial-Kreiselmaschine einen konischen Querschnitt aufweist.

- Patentansprüche-

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Claims

Patentansprücheι

Radial-Kreisel-Maschine mit veränderbaren Strömungsquerschnitten im ftetstehenden Teil, wobei im Leitring und im Spiralgehäuse Seitenwandabsehnitte verstellbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsquerschnitte sowohl im Leitring (7) als auch im Spiralgehäuse (9) mittels unabhängig voneinander achsparallel verstellbarer Seitenwandabschnitte (6, 8) veränderbar sind.
2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einstellbare Seitenwand (6) des Leitringes (7) zwischen einer Gleitdichtung (15) gegenüber der einstellbaren Seitenwand (8) des Spiralgehäuses (9) und einer Gleitdichtung (13) auf dem Tragring (14) geführt ist, welcher im mittleren Bereich der radialen Erstreckung des Leitringes (7) im Gehäuse angeordnet ist.

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