DE231593C

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Publication number: DE231593C
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KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

Kreiselpumpen, welche an eine bleibende Umlaufszahl gebunden sind, sei es, daß sie durch einen Drehstrommotor angetrieben werden, sei es, daß sie mit einer anderen Arbeitsmaschine gekuppelt sind, welche eine Veränderung der Umlaufszahl nicht zuläßt, werden im allgemeinen dadurch geregelt, daß man entweder in den Saug- oder in den Druckstrang veränderliche künstliche WiderständeCentrifugal pumps, which are tied to a permanent number of revolutions, be it that they are driven by a three-phase motor, be it that they are connected to another machine are coupled, which does not allow a change in the number of revolutions, are generally regulated by the fact that either in the suction or in the pressure line variable artificial resistances

ίο einbaut und dadurch die manometrische Förderhöhe vergrößert. Dieses Verfahren ist jedoch nur anwendbar bei Zentrifugalpumpen, welche nicht stark zurückgebogene Schaufeln haben, und in welchen demnach die . Energie-Übertragung vom Kreiselrad auf das Wasser außer in Form von Druck zum großen Teil in Form von Geschwindigkeit geschieht, welche Geschwindigkeitsenergie in einem feststehenden Leitring erst in Druckenergie umgewandelt werden muß. Fig. 1 der beiliegenden Zeichnung zeigt schematisch zwei charakteristische Kurven einer derartigen Pumpe. Als Abszisse sei in irgendeinem Maßstabe die manometrische Förderhöhe H, als Ordinate seien einmal die zugehörige Förderhöhe Q und sodann die von der Pumpe verbrauchte Energie N aufgetragen, beide gültig für eine konstante Umlaufszahl. Das Bild von Q ist eine mit zunehmendem H steil abfallende Kurve Q-Q, ίο built in, thereby increasing the manometric delivery head. However, this method is only applicable to centrifugal pumps which do not have strongly bent back blades, and in which accordingly the. Energy transfer from the impeller to the water takes place except in the form of pressure to a large extent in the form of speed, which speed energy must first be converted into pressure energy in a stationary guide ring. Fig. 1 of the accompanying drawings shows schematically two characteristic curves of such a pump. The manometric delivery head H is plotted as the abscissa on any scale , the associated delivery head Q and then the energy N consumed by the pump are plotted as the ordinate, both of which are valid for a constant number of revolutions. The image of Q is a curve QQ which drops steeply with increasing H,

d. h. wenn die Förderhöhe von einem gewissen Betrag H₁ nur um wenig steigt bis H₂, so fällt bei konstanter Umlaufszahl die in der Zeiteinheit geförderte Wassermenge vom Anfangsbetrag Q₁ bis auf den viel niedrigeren Betrag Q₂. Das hat zur Folge, daß das Produkt aus H und Q mit steigendem H abnimmt, und daß demnach auch der Kraftbedarf N der Pumpe mit steigendem H kleiner wird. Auf diese Erfahrungstatsache stützt sich die allgemein übliche Regulierungsart derartiger Pumpen. Will man die Förderhöhe verkleinern oder an Kraftbedarf sparen, so vergrößert man auf künstlichem Wege, ζ. Β. durch Drosseln, das H. That is, if the delivery head rises only slightly from a certain amount H ₁ to H ₂ , the amount of water delivered in the unit of time falls from the initial amount Q ₁ to the much lower amount Q ₂ with a constant number of revolutions. The consequence of this is that the product of H and Q decreases with increasing H , and accordingly the power requirement N of the pump also decreases with increasing H. The generally customary type of regulation of such pumps is based on this fact of experience. If you want to reduce the delivery height or save on the power requirement, you increase it artificially, ζ. Β. by throttling, the H.

Dies Verfahren ist aber nicht zulässig bei Zentrifugalpumpen, deren Laufschaufeln am Umfang stark zurückgebogen sind, weil sie die in Fig. 2 schematisch dargestellten Charakteristiken haben: Mit zunehmendem H fällt Q nur wenig ab, und der Kraftbedarf N steigt im Gegensatz zum vorigen Beispiel sogar an. Wollte man also bei einer derartigen Pumpe Q dadurch verkleinern, daß man H künstlich vergrößert, so würde dies an sich nur wenig wirksam sein und man müßte zudem noch einen nennenswert größeren Kraftbedarf in Kauf nehmen. Der Gesamtwirkungsgrad der Förderung würde ein ganz bedeutend schlechterer werden. Bei derartigen Pumpen ist es daher auch nicht möglich, den Kraftbedarf dadurch zu verringern, daß man künstlichen Widerstand einschaltet, im Gegenteil würde, wie vorhin gezeigt, der' Kraftbedarf nur noch größer werden.This method is not because they are permitted for centrifugal pumps whose blades are sharply bent at the periphery of the characteristics schematically represented in FIG. 2: With increasing H Q falls only slightly from, and the power requirement N increases, in contrast to the previous example to even . If one wanted to reduce Q in such a pump by artificially increasing H , this would not be very effective per se and one would also have to accept a noticeably greater power requirement. The overall efficiency of the promotion would be quite significantly worse. With pumps of this type it is therefore not possible to reduce the power requirement by switching on artificial resistance; on the contrary, as shown above, the power requirement would only be greater.

Die vorliegende Erfindung gibt nun ein Mittel an die Hand, die Leistung und den Kraftbedarf auch von Pumpen irgendwelcher Art zu regulieren, welche die in Fig. 2 dargestellten Charakteristiken haben. Die Erfindung geht dabei von folgender Erfahrungs-The present invention now provides a means, performance and To regulate the power requirement of pumps of any kind, which are those shown in FIG Have characteristics. The invention is based on the following experience

tatsache aus: Hat beispielsweise eine Zentrifugalpumpe Schaufeln mit radial gerichteten Eintrittskanten, so haben diese das Bestreben, dem Fördermedium eine umlaufende Bewegung zu erteilen, bevor es in das Rad eintritt. Hat das Medium ein großes spezifisches Gewicht (Wasser), so entstehen vor' dem Radeinlauf wesentliche Druckunterschiede: Die inneren Wasserschichten drücken vermöge ihrerfact: For example, a centrifugal pump has blades with radially directed blades Leading edges, they tend to give the conveying medium a rotating movement to be issued before it enters the wheel. Does the medium have a large specific gravity? (Water), there are significant pressure differences before the wheel entry point: The inner layers of water press by virtue of their

ίο Zentrifugalkraft auf alle die weiter außen liegenden Schichten, welche an sich größere Umfangsgeschwindigkeiten und daher größere Zentrifugalkräfte haben. In der äußersten Schicht herrscht also ein weit größerer Druck als in der inneren Schicht, was für den Einlauf im äußeren und inneren Radius der Schaufelkante wesentlich verschiedene Bedingungen ergibt. Ist der Saugraum überdies nennenswert größer als der Radeinlauf, so kann es vorkommen, daß der Druck in der innersten Schicht des Wassers so klein wird, daß er nicht mehr ausreicht, um einen geordneten Einlauf in das Rad zu ergeben; das Wasser wird von den Schaufeln einfach zurückgeschlagen, statt richtig gefaßt, und es kann leicht vorkommen, daß die Pumpe überhaupt nicht mehr fördert. Man beugt diesem Übelstand dadurch vor, daß man in die Saugkammer Hemmungswände einbaut, welche den Zweck haben, das Wasser am Umdrehen zu verhindern. Es genügen meist nur wenige Wände, oft sogar nur eine, um diesen Zweck zu erreichen, dies besonders dann, wenn es sich um die Förderung ■ einer Flüssigkeit und nicht eines kompressiblen Gases handelt. Sobald diese Wände eingebaut sind, ' fördert die Pumpe die größte Menge und hat auch den größten Kraftbedarf. Würden die Wände plötzlich entfernt, so würde die Förderung aufhören, und der Kraftbedarf wäre nur noch so groß, wie er durch die Reibung bedingt wird.ίο centrifugal force on all those further out lying layers, which per se have greater peripheral speeds and therefore greater Have centrifugal forces. In the outermost layer there is therefore a far greater pressure than in the inner layer, what for the inlet in the outer and inner radius of the Blade edge results in significantly different conditions. Is the suction chamber moreover significantly larger than the wheel inlet, it can happen that the pressure in the innermost layer of water becomes so small that it is no longer sufficient to maintain an orderly one To yield entry into the wheel; the water is simply knocked back by the shovels, instead of correctly set, and it can easily happen that the pump no longer delivers at all. One prevents this evil in that one builds inhibition walls in the suction chamber, which the purpose have to prevent the water from turning over. Usually only a few walls are sufficient, often only one, to achieve this purpose, This is particularly the case when it is a matter of conveying a liquid and not a compressible gas. Once these walls are built in, the 'promotes Pump the largest amount and require the greatest amount of force. If the walls were suddenly removed, the promotion would take place stop, and the power requirement would only be as great as it is caused by the friction will.

Vorliegende Erfindung bezweckt nun, innerhalb dieser Grenzfälle beliebige Zwischenstufen sowohl für die Förderhöhe, wie für den Kraftbedarf zu erreichen. Es geschieht dies dadurch, daß die in den Saugraum eingebauten Wände nicht, wie bisher üblich, fest, sondern beweglich sind, derart, daß sie von der Eintrittskante der Laufschaufel beliebig weit entfernt werden können. Dadurch nimmt je nach Wunsch ein größerer oder kleinerer Teil des im Saugraum befindlichen Fördermittels eine umlaufende Bewegung an, und das Laufrad . faßt weniger oder mehr von dem Fördermittel. Damit steigt oder sinkt der • Kraftbedarf. Die Hemmwände können radial oder achsial verschiebbar oder um eine radial, achsial oder schief liegende Achse drehbar sein oder auf irgendeine praktische Weise in ihrer Lage zum Radeinlauf verändert werden.The present invention now aims within In these borderline cases, any intermediate stages for both the delivery head and the power requirement to reach. It does this because the walls built into the suction chamber are not fixed, as has been the case up to now, but rather are movable in such a way that they can be as far as desired from the leading edge of the rotor blade can be removed. This takes a larger or smaller one, depending on your preference Part of the conveying means located in the suction chamber starts a rotating movement, and that Wheel . holds less or more of the grant. This increases or decreases • Power requirement. The barrier walls can be moved radially or axially or by a radial, be axially or obliquely rotatable axis or in any practical way in their position to the wheel inlet can be changed.

Die Wände können auch derart unterteilt sein, daß nur die außen oder innen liegenden Teile vom Laufrad entfernt werden, währenddem die übrigen in ihrer Lage verbleiben.The walls can also be subdivided in such a way that only the outer or inner parts be removed from the impeller while the rest of them remain in place.

Beiliegende Zeichnung (Fig. 3) zeigt ein Ausführungsbeispiel :The accompanying drawing (Fig. 3) shows an exemplary embodiment:

Auf einer Welle α ist ein Laufrad b mit einseitigem Einlauf befestigt, und beide sind in dem gemeinsamen Gehäuse c untergebracht. Im Laufrad b haben die Laufschaufeln eine radial gerichtete Eintrittskante d. Das Gehäuse c hat eine verhältnismäßig große Einlaufkammer e. Würde dieselbe einen durchweg freien Hohlraum bilden, so würde das in ihr befindliche Wasser unter dem Einfluß . der Radschaufeln eine umlaufende Bewegung annehmen, und es würde, wie oben geschildert, entweder gar kein oder nur ganz wenig Wasser in das Rad eintreten. Wird jedoch im Saugraum β möglichst nahe am Laufradeintritt eine Hemmwand f angeordnet und dieselbe, wie aus Fig. 3 ersichtlich, senkrecht zur Radebene gestellt, so kann das Wasser nicht mehr rotieren; es wird in richtiger Weise von den Laufschaufeln gefaßt und geschleudert. Wenn man nun die Hemmwand f mittels des Hebels g mehr und mehr verdreht, bis sie allmählich in die zur Radebene parallele Lage gelangt, so nimmt ein immer größer werdender Teil des Fördermediums vor dem Laufradeintritt eine umlaufende Bewegung an, und es wird den Schaufeln immer schwerer, das Wasser richtig zu fassen, bis die Förderung nahezu oder ganz aufhört. Jeder Winkelstellung des Hebels g bzw. der Wand f entspricht eine bestimmte Fördermenge der Pumpe. Es ist also möglich, die Pumpe auf jede zwischen Null und voller Leistung liegende Wassermenge einzustellen. Eine Klinke h hält die Wand f in der gewünschten Lage fest.An impeller b with an inlet on one side is attached to a shaft α , and both are accommodated in the common housing c. In the impeller b , the rotor blades have a radially directed leading edge d. The housing c has a relatively large inlet chamber e. If it were to form a completely free cavity, the water in it would be under the influence. the wheel blades assume a revolving motion and, as described above, either no or only very little water would enter the wheel. If, however, a barrier wall f is arranged in the suction space β as close as possible to the impeller inlet and the same, as can be seen from FIG. 3, is placed perpendicular to the wheel plane, the water can no longer rotate; it is properly caught and thrown by the blades. If you now turn the retaining wall f more and more by means of the lever g until it gradually reaches the position parallel to the plane of the wheel, an ever-increasing part of the pumped medium takes on a rotating movement in front of the impeller inlet, and the blades become heavier and heavier to hold the water properly until the pumping almost or completely stops. Each angular position of the lever g or the wall f corresponds to a certain delivery rate of the pump. It is therefore possible to set the pump to any amount of water between zero and full power. A latch h holds the wall f in the desired position.

Diese Art der Regelung hat nichts gemein mit bekannten Ausführungen, in welchen vor dem Laufradeintritt Gitterschieber oder eine größere Anzahl drehbarer Klappen eingebaut werden, wobei das Wasser den Klappen entlang fließen muß. Alle derartigen Regelvorrichtungen erzeugen eine Drosselung und würden also bei Pumpen mit stark zurückgebogenen Schaufeln eine Vergrößerung der gesamten Förderhöhe und damit eine Vergrößerung des Kraftbedarfes bewirken, also gerade das Gegenteil von dem ergeben, was beabsichtigt ist. This type of regulation has nothing in common with known versions in which above a gate valve or a larger number of rotatable flaps installed at the impeller inlet with the water flowing along the flaps. All such regulating devices generate a throttling and would therefore increase the total for pumps with strongly bent back blades Cause delivery head and thus an increase in the power requirement, so straight the opposite of what is intended.

Vorliegendes Regelverfahren kann bei allen Pumpen, Ventilatoren u. dgl. angewendet werden, welche seitlichen Einlauf und umlaufende Bewegung haben. Die Pumpen selbst können ein- oder zweiseitigen Einlauf haben und ein- oder mehrstufig sein. Die Verstel- izo lung der Hemmwände kann durch Hebel, Schrauben samt Muttern o. dgl. geschehenThe present control method can be used for all pumps, fans, etc. which have lateral inlet and circumferential movement. The pumps themselves can have one or two-sided inlet and be single or multi-level. The adjustment of the barrier walls can be done by levers, Screws and nuts o. The like. Done

und von Hand oder unter Einwirkung eines Regulators, Servomotors o. dgl., wünschendenfalls auch aus der Ferne, eingeleitet werden.and by hand or under the action of a regulator, servo motor or the like, if desired can also be initiated remotely.

Claims

Patent claim:

Control device for centrifugal pumps or fans with side inlet and Walls in. Entrance space in front of the impeller, characterized in that the in small number of arranged walls can be adjusted during operation that they prevent a circular movement of the water depending on their position to a greater or lesser extent.

For this purpose ι sheet of drawings.