DE2110776A1

DE2110776A1 - Stroemungs-Arbeitsmaschine mit regelbaren Laufradkanalquerschnitten

Info

Publication number: DE2110776A1
Application number: DE19712110776
Authority: DE
Inventors: Hans Bender
Original assignee: GULDE REGELARMATUREN KG
Current assignee: GULDE REGELARMATUREN KG
Priority date: 1971-03-06
Filing date: 1971-03-06
Publication date: 1972-09-07

Description

Anmelderin: Firma GULDE REGELARMATUREN KG

67oo Ludwigshafen/Rhein - Oggersheim.

Strömlings - Arbeitsmaschine mit regelbaren Laufradkanalquerschnitten.

Die Erfindung betrifft einstufige Kreiselpumpen und Verdichter, deren Laufradkanalquerschnitte veränderlich sind und mit Hilfe von Verstelleinrichtungen während des Laufes eingestellt werden können.

Kreiselpumpen und Verdichter dienen der Förderung flüssiger und gasförmiger Medien. Sie liefern Förderströme und FörderhöhBn^die veränderlich und von einander abhängig sind. In Q - H - Kennfeldern werden für jeweils konstante Drehzahlen die Förderhöhen H über den zugehörigen Förderströmen Q dargestellt. Mit ansteigenden Förderhöhen sinken die Förderströme ab. Dadurch können sich Kreiselpumpen und Verdichter selbstregelnd auf eine vorgegebene und beschränkt veränderliche Förderhöhe einstellen. Dabei muß allerdings der der jeweiligen Förderhöhe zugehörige Förderstrom hingenommen werden.

Sollen Förderstrom und Förderhöhe beliebig und unabhängig von einander einstellbar sein, so gibt es verschiedene Möglichkeiten der Regelung:

a) Regelung durch Drosselung mittels Regelarmaturen;

dabei wird Druckenergie verwirbelt und in Wärme umgewandelt. Der Stellbereich ist relativ hoch, der Förderstrom kann bis zur Absperrung herabgedrosselt werden* Diese Art der Regelung ist einfach, aber unwirtschaftlich.

b) Regelung durch Leitschaufelverstellung

Voraussetzung ist ein Leitapparat. Diese Regelung hat betriebliche Nachteile wie zum Beispiel Neigung zu unruhigem Lauf, Vibrieren und Ausschlagen der» Leitschaufelgelenke. Der Wirkungsgrad ist durch Stoß- und Umlenkverluste gemindert.

e) Regelung durch Laufschaufelverstellung Diese Regelung läßt sich bei Propellerpumpen anwenden.

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d) Regelung der Drehzahl

Jeder Drehzahl entspricht eine andere Q-H- Kennlinie; somit kann jeder beliebige Förderstrom eingestellt werden. Ein guter Wirkungsgrad läßt sich nur in einem relativ engen Bereich verwirklichen.

e) Regelung durch Vordrallverstellung

Diese Regelung kann für einstufige Ausführungen angewendet werden. Je nach Winkelstellung der Vordrall-Leitschaufeln ergeben sich verschiedene Q-H- Kennlinien. Somit kann jeder beliebige Förderstrom eingestellt werden. Der Regelbereich ist beschränkt; ein guter Wirkungsgrad wird nur in einem relativ engen Bereich erreicht.

f) Regelung durch Bypass

Durch Regelung des Bypassquerschnittes kann ein beliebiger Teil des Förderstromes in der Pumpe umgewälzt werden. Durch Wirbelverluste wird auch hierbei der Wirkungsgrad vermindert.

Aufgabe der Erfindung ist eine Regelung, die in einem relativ großen Stellbereich, bis zur vollständigen Absperrung, wie beispielsweise bei Stellarmaturen üblich, mit gutem Wirkungsgrad arbeiten kann.

Diese Aufgabe wird für einstufige Kreiselpumpen und Verdichter erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß innerhalb des Laufrades eine axial bewegliche Rückwand eingebaut ist. Dadurch können die Durchflußquerschnitte der Laufradkanäle zwischen Null- und Maximalöffnung beliebig eingestellt werden. Bei konstanter Drehzahl ist somit eine Regelung des Förderstromes in einen großen Stellbereich möglich. Durch eine in der Welle verschiebliche und abgedichtete Ventilspindel kann die Lage der axial beweglichen Rückwand von außen eingestellt werden. Dazu dient eine Verstellvorrichtung die beispielsweise aus Stellantrieb und Regler bestehen kann.

Dsi- Verteil gegenüber der Regelung durch Drosseln mittels Stellarau .rar besteht darin, da£ iceine Druckenergie durch Wirbelung vevloven geht. Über· den gesamten Stellbereich ist deshalb ein guter Wirkungsgrad möglich. Das ist auch der wesentliche Vorteil

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gegenüber den übrigen bekannten Regelungen. Darüberhinaus kann ohne zusätzliche Absperrarmatur der Förderstrom im Laufrad selbst abgestellt werden, sodaß Rückströmen des geförderten Mediums verhindert wird und damit auch das als "Pumpen" bekannte Schwingen des Förderstromes.

Nachstehend wird die Erfindung anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles beschrieben.

Fig. 1 zeigt die Schnittdarstellung einer Kreiselpumpe beispielsweise mit einer Verstelleinrichtung bestehend aus Kolbenantrieb und Regler,

dargestellt ist die Einstellung für maximalen Förderstrom; die Schaufelkanalquerschnitte sind ganz geöffnet.

Der Antriebsmotor für den Antrieb der Kreiselpumpen ist nicht gezeigt.

Im Laufrad- 1 kann die Rückwand 2 der Laufradkanäle axial bewegt werden. Die Rückwand 2 hat Schlitze 3 durch die die Schaufeln mit engem Spiel hindurchgehen. Die Rückwand 2 dreht sich zusammen mit dem Laufrad 1. Die Rückwand 2 trägt an ihrem Umfang einen Ring 5 der den hinter der Rückwand 2 liegenden Teil der Schaufeln gegen den Ringkanal 6 abschirmt, damit die Wirbelung vermindert, und der aus den Druckverhältnissen kommende auf Laufrad 1 und Rückwand 2 rückwirkende Axialschub verringert wird. Auf der Rückwand 2 sind die in den Saugmund 7 hineinragenden Schaufelanfänge befestigt. Dadurch sollen stabile Q-H- Kennlinien erzielt und die Saugfähigkeit verbessert werden. Die Schaufelanfänge 8 sind so angeordnet, daß sie in den Schaufeln M- ihre Fortsetzung finden. Ober die Welle 9 wird das Laufrad 1 und damit auch die Rückwand 2 angetrieben. Die mit der Rückwand 2 verbundene Verstellspindel Io ist in der Welle 9 axial gelagert. Die Spindeldurchführung 11 ist abgedichtet. An ihrem außenliegenden Ende trägt die Verstellspindel Io beispielsweise einen Bund 12 der dazu dient, die Lage der Rückwand 2 von außen einzustellen.

Als Verstelleinrichtung ist in Fig. 1 beispielsweise ein Kolbenantrieb 13 mit einem Regler IM· gezeigt.

Der Antriebsmotor wird mit Kupplung 13 verbunden, die beispielsweise durch Bolzen 16 und Kupplung 17 mit der Welle 9 verbunden ist.

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Claims

Ansprüche:

[I.) Strömungs-Arbeitsmaschine in einstufiger Ausführung dadurch gekennzeichnet, daß die Laufradkanalquers.chnitte durch eine im Schaufelrad beweglich gelagerte Rückwand geändert werden können.
2. Strömungs-Arbeitsmaschine in einstufiger Ausführung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilspindel vom Innenraum der Maschine nach außen geführt ist, sodaß die Einstellung während des Laufes von außen geregelt werden kann.
3. Strömungs-Arbeitsmaschine in einstufiger Ausführung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellung durch eine Verstellvorrichtung in Form einer Regeleinrichtung während des Laufes automatisch geregelt wird.

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