DE329869C

DE329869C - Control of centrifugal pumps by changing the inlet cross-section to the impeller using an axially movable slide

Info

Publication number: DE329869C
Application number: DE1919329869D
Authority: DE
Original assignee: ALBERT SCHMEISS
Current assignee: ALBERT SCHMEISS
Priority date: 1919-07-17
Filing date: 1919-07-17
Publication date: 1920-12-04

Description

Regelung von Kreiselpumpen durch Veränderung des Eintrittsquerschnittes zum Laufrade mittels eines achsial beweglichen Schiebers. Die Fördermenge einer Kreiselpumpe kann durch Änderung der Eintrittsöffnung am Laufrade ,geregelt werden, indem ein Kolben oder ein Ringschieber vor dem Laufrade achsial verschoben wird. Diese an sich bekannte Einrichtung wird in der vorliegenden Erfindung in Abhängigkeit gebracht von der Umfangskraft; welche zum Betriebe der Pumpe erforderlich ist. Hierzu wird ein Winkelhebel benutzt, wie -im Ausführungsbeispiele Fig. i und a dargestellt ist. Das Laufrad a sitzt lose auf der Welle; b ist eine Buchse, welche auf der Welle befestigt ist; c ist ein Winkelhebel, dessen Drehpunkt die Schneide i bildet, welche auf einer Fläche an der Buchse b ruht. Das Laufrad drückt mit einem Ansatz 2 gegen den einen Arm des Hebels; während der andere Arm mittels der Stange d mit dem Ringschieber e verbunden ist. Wird auf letzteren ein achsialer Druck ausgeübt, etwa durch eine Feder oder wie im Ausführungsbeispiel durch eine Flüssigkeit in der Kammer 3, so kann ein entsprechendes Moment auf das Laufrad übertragen werden. Wird der Druck in .der Kammer 3 geändert, so ändert sich auch die Fördermenge. Bei Änderung der Förderhöhe stellt sich der Schieber selbsttätig so ein, daß sich der Kraftbedarf nicht ändert.Control of centrifugal pumps by changing the inlet cross-section to the impeller by means of an axially movable slide. The flow rate of a centrifugal pump can be regulated by changing the inlet opening on the impeller by axially shifting a piston or a ring slide in front of the impeller. This device, known per se, is made dependent on the circumferential force in the present invention; which is required to operate the pump. For this purpose, an angle lever is used, as shown in the exemplary embodiments in FIGS. I and a. The impeller a sits loosely on the shaft; b is a bushing which is mounted on the shaft; c is an angle lever, the fulcrum of which forms the cutting edge i, which rests on a surface on the socket b. The impeller presses with a shoulder 2 against one arm of the lever; while the other arm is connected to the ring slide e by means of the rod d. If axial pressure is exerted on the latter, for example by a spring or, as in the exemplary embodiment, by a liquid in the chamber 3, a corresponding torque can be transmitted to the impeller. If the pressure in the chamber 3 is changed, the delivery rate also changes. When the delivery head changes, the slide adjusts itself automatically so that the power requirement does not change.

Es können mehrere Hebel angeordnet werden. An Stelle der Hebel kann auch ein Gleitstück auf einer zur Achse geneigten Fläche vorgesehen, werden, welches auf der einen Seite der - Umfangskraft und auf der anderen dem Drucke des Schiebefis ausgesetzt ist. Die beschriebene Einrichtung genügt z. B. bei elektromotorischem Antrieb, wenn es gilt, der Überlastung des Motors bei Änderung der Förderhöhe vorzubeugen. Bei Antrieb durch Dampfturbinen ist noch der Leistungsschwankung infolge Veränderlichkeit _ der Dampfspannung Rechnung zu tragen. Zu diesem Zwecke umschließt die Erfindung noch ein besonderes Ventil, welches als Absperrorgan für den Dampf dient und gleichzeitig bewirkt, daß sich der Kraftbedarf der Pumpe im gleichen Verhältnis wie die Leistung der Turbine ändert. Die Leistung der Turbine ändert sich bekanntlich ungefähr proportional der Dampfspannung. Das Ventil bewirkt, daß der Druck der Flüssigkeit in der Kammer 3 sich mit der Dampfspannung ändert.Several levers can be arranged. Instead of the lever you can also a slider is provided on a surface inclined to the axis, which on the one hand the circumferential force and on the other the pressure of the sliding fis is exposed. The device described is sufficient for. B. with electromotive Drive, if it is a matter of preventing overloading of the motor when changing the delivery head. When driven by steam turbines, there is still power fluctuation due to variability _ to take into account the vapor tension. To that end, the invention embraces Another special valve, which serves as a shut-off device for the steam and at the same time causes the power requirement of the pump in the same ratio as the performance the turbine changes. As is well known, the output of the turbine changes approximately proportionally the vapor tension. The valve causes the pressure of the liquid in the chamber 3 changes with the vapor tension.

Ferner betrifft die Erfindung noch in Verbindung mit dem Ventil Vorkehrungen, welche ein selbsttätiges Stillsetzen der Anlage beim Schließen des Absperrschiebers der Pumpe oder bei Betriebsstörungen, wie Abreißen der Saugwassersäule, bewirken. Das Ventil berücksichtigt alle Betriebszufälligkeiten, so daß keine Drossel- und Sicherheitsvorrichtungen sowie Umlaufregler notwendig sind. Das Ventil kann von Hand geöffnet werden, wenn ein Hebel vorgesehen wird, der in bekannter Weise auf die Ventilspindel drückt.Furthermore, the invention relates to provisions in connection with the valve, which automatically shuts down the system when the gate valve is closed the pump or in the event of malfunctions, such as tearing off the suction water column. The valve takes into account all operational contingencies, so that no throttle and Safety devices as well as circulation regulators are necessary. The valve can be from Hand opened if a lever is provided, which is on in a known manner the valve spindle pushes.

Wenn an das Ventil eine Leitung ange-, schlossen wird, die unter ständigem Druck steht, kann die Anlage so vorgesehen werden, daß beine Öffnen eines Hahnes in einer Leitung, die an eine bequeme Bedienungsstelle geführt ist und mit der Pumpe in nachstehend beschriebener Weise im Zusammenhange steht, die Anlage stillgesetzt und beim Schließen - des Hahnes in Betrieb gebracht wird.If a line is connected to the valve, it is under constant If there is pressure, the system can be designed so that a tap is opened in one line connected to a convenient control point is led and is related to the pump in the manner described below, the The system is shut down and, when the valve is closed, it is put into operation.

Das Ausführungsbeispiel Fig. 3 zeigt 'das Ventil in Betriebsstellung. Die Kammer 4 ist mit der Frischdampfleitung und die Kammer 5 mit der Turbine verbunden; f ist der Ventilsitz. Der Dampf drückt auf die Spindel g und wirkt über das Gestänge h auf den Kolben i. Diesem Drucke wird in der Kammer 6 durch eine Flüssigkeit das Gleichgewicht gehalten, welche durch den Dichtungsspalt 7 an der Pumpe über das Rohr k sowie bei der erwähnten Einrichtung für Fernschaltung über das Rohr l der Kammer 6 ständig zuströmt; der Druck regelt sich selbsttätig durch den Spalt B. Die überschüssige Flüssigkeit fließt durch das Rohr m nach dem Saugraum 9 der Pumpe. Durch Anspannen der Feder n wird der Druck in der Kammer 6 größer, mithin auch die Leistung der Pumpe. Gleichzeitig fällt die Drehzahl. Wird die Umfangskraft infolge Betriebsstörung unztiläsig klein, so "überwiegt der Druck in der Kammer 3. Der Schieber e geht in die in Fig. 4 dargestellte äußere Endstellung. Dies hat zur Folge, daß sich der Druck in den Kammern 6 und io ausgleicht-und das Ventil sich schließt.The embodiment of Fig. 3 shows' the valve in the operating position. The chamber 4 is connected to the main steam line and the chamber 5 to the turbine; f is the valve seat. The steam presses on the spindle g and acts via the linkage h on the piston i. This pressure is created in the chamber 6 by a liquid Maintained equilibrium, which through the sealing gap 7 on the pump via the Pipe k as well as in the aforementioned device for remote switching via the pipe l the Chamber 6 flows continuously; the pressure regulates itself automatically through gap B. The excess liquid flows through the pipe m to the suction chamber 9 of the pump. Tightening the spring n increases the pressure in the chamber 6, and consequently also the Power of the pump. At the same time, the speed drops. Will the circumferential force as a result Operational disturbance is not as small as it is, "the pressure in chamber 3 predominates. The slide valve e goes into the outer end position shown in FIG. This has the consequence that the pressure in chambers 6 and io equalizes and the valve closes.

. Soll die Anlage stillgesetzt lverden, so wird der Hahn o geöffnet. Hierdurch fällt der Druck in der Kammer 6, und das Ventil schließt sich. Der Schieber e geht in die innere in Fig. 5 dargestellte Endstellung Infolge der Wirkung der Feder p, die auf den Hebel c drückt. Soll wieder angefahren werden, so wird der Hahn o geschlossen. Der Druck in der Kammer 6 steigt infolge der durch -das Rohr L zuströmenden Flüssigkeit und öffnet das Ventil. Der Schieber bleibt vorläufig noch in der inneren. Endstellung, bis die Pumpe so viel Druck erzeugt, daß die Flüssigkeit, .die durch die kleine Bohrung i i in den Raum i2 tritt, den Druck der Feder p überwindet und den Schieber vom Laufrad abdrückt.. If the system is to be shut down, the valve o is opened. This causes the pressure in the chamber 6 to drop and the valve to close. The slider e goes into the inner end position shown in FIG. 5 as a result of the action of Spring p pushing lever c. If you want to start again, the Cock o closed. The pressure in the chamber 6 rises as a result of the through-the pipe L inflowing liquid and opens the valve. The slide remains for the time being still inside. End position until the pump generates enough pressure that the liquid, .that enters the space i2 through the small hole i i, overcomes the pressure of the spring p and pushes the slide off the impeller.

Die Wirkung der verschiedenen Kräfte auf den Hebel ist in Fig. 6 dargestellt. Die durch die Feder za hervorgerufene zusätzliche Pressung der Flüssigkeit wird durch die Feder.p wieder aufgehoben, so daß das Verhältnis Dampfdruck zu Umfangskraft stets .gleich bleibt.The effect of the various forces on the lever is shown in FIG. 6. The additional pressure of the liquid caused by the spring za canceled again by Feder.p, so that the ratio of steam pressure to circumferential force always remains the same.

Das Sinken de r Drehzahl mit fallendem Dampfdruck kann dadurch behoben werden, daß die Feder p stärker gemacht wird als die Feder n. Im Kurvenbild (Fig. 7) ist als Abszisse der Dampfdruck und als Ordinate die Pressung der Federn und der Regulierflüssigkeit dargestellt; x ist'die Kraft der Feder n; y jene der Feder p. Die schräg ansteigende Linie stellt den Druck des Dampfes auf die Ventilspindel vor, so daß also für den größten Dampfdruck der Druck auf den Schieber gleich z ist. Die Kräfte im schraffierten Feld .sind proportional der Umfangskraft. Man erkennt, daß für den halben Dampfdruck die Umfangskraft kleiner als die Hälfte der Vollast ist.The decrease in speed with falling steam pressure can be remedied by making the spring p stronger than the spring n. In the graph (FIG. 7) the abscissa shows the steam pressure and the ordinate shows the pressure of the springs and the regulating fluid; x is the force of the spring n; y that of the spring p. The sloping line represents the pressure of the steam on the valve stem, so that the pressure on the slide is equal to z for the highest steam pressure. The forces in the hatched field are proportional to the circumferential force. It can be seen that the circumferential force is less than half the full load for half the steam pressure.

Claims

PATENT CLAIMS: -i. Control of centrifugal pumps through change Entire inlet cross-section to the I. Aufrade by means of an axially movable slide, characterized in that the slide (e) is opposed under the action of two directed forces are available, one of which depending on the desired .performance the pump is set, while the other is in proportion to the circumferential force changes.

2. - Regulation according to claim i, characterized in that the loose the impeller seated on the shaft presses against one arm of an angle lever (c) whose Pivot point (i) is supported by the driving shaft, while the other arm is supported by the Slide is connected.

3; Control according to claims i and 2, characterized in that that instead of the lever there is also a slider on a surface inclined to the axis is appropriate.

4. Control of centrifugal pumps according to claim i to 3, characterized in that that the regulating force when driven by steam turbines is in the ratio of the steam pressure changes or that the speed remains unchanged.

5.- Control of centrifugal pumps according to claims i to 4, characterized in that when the pump drops absorbed circumferential force below the regulated amount the regulating force the Steam shut-off valve closes.

6. Regulation of - centrifugal pumps according to claim i, - thereby, characterized in that the steam shut-off device by destroying the regulating force - is closed.