DE356564C

DE356564C - Method for operating centrifugal pumps with deep suction device

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Publication number: DE356564C
Application number: DEW59928D
Authority: DE
Original assignee: MICHAEL KNOERLEIN DIPL ING
Current assignee: MICHAEL KNOERLEIN DIPL ING
Publication date: 1922-07-25

Description

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Soll "Kreiselpumpen Wasser aus einer Saugtiefe zugeführt werden, die über der natürlichen, durch den iUmosphärendruck verfügbaren Saughöhe liegt, so findet eine Tief sauge-S einrichtung Anwendimg, die in der Regel eine oder mehrere Düsen verwendet, denen ein Teil der von der Pumpe gelieferten Druckwassermenge zugeführt wird. In den Düsen wird der Wasserdruck in Strömungsenergie ίο umgesetzt und durch diese eine größere Wassermenge mitgerissen. Hierdurch wird die zu große Saughöhe überwunden und Wasser der Pumpe zugeführt.Should "centrifugal pumps be supplied with water from a suction depth that is above the natural, suction lift available due to the atmospheric pressure, a deep suction takes place device application, which usually uses one or more nozzles, which one Part of the amount of pressurized water supplied by the pump is supplied. In the nozzles the water pressure is converted into flow energy ίο and through this a larger amount of water carried away. This overcomes the excessive suction head and feeds water to the pump.

Je nach der Tiefe, um welche der tatsächlieh zur Verfügung stehende Saugspiegel unter dem natürlichen liegt, beträgt die für die Speisung der Tiefsaugeeinrichtung erforderliche Druckwassermenge 20 bis 70 Prozent der normalen Fördermenge der Anlage. Um dieses Maß muß die Leistung der Pumpe und damit auch ihres Antriebsmotors größer gewählt werden, als es zur Förderung der eigentlichen Nutzwassermenge notwendig wäre.Depending on the depth by which the suction level actually available is below the natural, is the amount required to feed the deep suction system Pressurized water volume 20 to 70 percent of the normal flow rate of the system. The performance of the pump must be around this level and thus their drive motor can be chosen larger than it is to promote the actual amount of usable water would be necessary.

Hieraus erklärt sich auch, daß die Tiefsaugeeinrichtungen fast nur dort verwendet werden, wo die normale Saughöhe nur vorübergehend auftritt. Doch ist es auch bei solchen Anlagen in mehrfacher Hinsicht unwirtschaftlich, daß lediglich mit Rücksicht auf die vorübergehende Absenkung des Wasserspiegels im Brunnen, die ganze Maschinenanlage übergroß gewählt werden muß, denn eine weitere Folge hiervon ist, daß die Pumpe 35* bei normaler Leistung und üblicher Saughöhe nur unter Teillast läuft und dementsprechend einen verhältnismäßig schlechten Wirkungsgrad aufweist.This also explains why the deep suction devices are used almost exclusively there where the normal suction lift only occurs temporarily. But it is also with Such systems are uneconomical in several ways, that only with consideration on the temporary lowering of the water level in the well, the whole machine system must be chosen oversized, because a further consequence of this is that the pump 35 * at normal power and normal suction lift only runs under partial load and accordingly a relatively bad one Has efficiency.

Wenn in solchen Fällen Dampf zur Verfügung steht, so könnte in Erwägung gezogen werden, zur Überwindung· der zeitweise auftretenden übergroßen Saughöhe eine Dampfstrahldüse zu benutzen, um.das Wasser der Pumpe zuzuführen. Der Ausführung dieses Gedankens steht jedoch der- Übelstand entgegen, daß eine Dampfstrahlvorrichtung nur für wenig wechselnde Fördermengen zu verwenden ist. Der als Tiefsaugeeinrichtung arbeitende Strahlapparat muß unter allen Umständen im Brunnen oder Schacht nahe über dem Wasserspiegel bzw. unter demselben angeordnet sein. Eine Veränderung des Düsenquerschnitts während des Betriebes zwecks Regelung ist daher nicht möglich oder \ praktisch nicht statthaft. Der Dampfdruck muß annähernd derselbe bleiben, die zur Speisung dienende Dampfmenge läßt sich also ebenfalls nicht regeln, d. h. nicht nach Bedarf verringern. Wird nun vorübergehend von der Pumpe nur eine geringe Wassermenge verlangt, so wird das Verhältnis von Dampfmenge zur Wassermenge derart ungünstig, daß eine unzulässige Erwärmung der der Pumpe zuzuführenden geringen Wassermenge eintritt und Dampf im Saugrohr der Pumpe zu befürchten ist. Der Frischdampf wird entweder durch die relativ kleine Wassermenge nicht vollständig niedergeschlagen, oder das Wasser wird durch die relativ große Dampfmenge so erwärmt, daß Wiederverdampfung vor oder in der Pumpe zu befürchten ist. Eine solche Wiederverdampfung des heißen Wassers wird um so eher auftreten, je größer die noch auf die Pumpe entfallende natürliche Saughöhe und je geringer die gesamte Fördermenge der Pumpe zur Zeit ist.If steam is available in such cases, it could be considered to use a steam jet nozzle in order to overcome the excessively large suction height that occurs at times in order to feed the water to the pump. However, the implementation of this idea is opposed to the disadvantage that a steam jet device is only to be used for little changing flow rates. The jet device, which works as a deep suction device, must under all circumstances be arranged in the well or shaft close to or below the water level. A change in the nozzle area during operation for the purpose of regulation is therefore not possible or \ practically not allowed. The steam pressure must remain approximately the same, so the amount of steam used for feeding cannot be regulated either, ie it cannot be reduced as required. If only a small amount of water is temporarily required from the pump, the ratio of the amount of steam to the amount of water becomes so unfavorable that an inadmissible heating of the small amount of water to be supplied to the pump occurs and steam in the suction pipe of the pump is to be feared. The live steam is either not completely precipitated by the relatively small amount of water, or the water is heated by the relatively large amount of steam so that re-evaporation in front of or in the pump is to be feared. Such re-evaporation of the hot water is more likely to occur the greater the natural suction head still allotted to the pump and the lower the total delivery rate of the pump at the time.

Diese Übelstände werden gemäß der Erfindung dadurch beseitigt, daß die Speisung der Tiefsaugeeinrichtung nur bei kleinen P'ördermengen durch Druckwasser, bei größeren Fördermengen dagegen durch Dampf erfolgt. Hierdurch kann eine der normalen Fördermenge entsprechende Pumpengröße verwendet werden, da von dieser Druckwasser zum Betriebe der Tiefsaugeeinrichtung nur entnommen wird, solange die Förderleistung der Pumpe noch nicht voll ausgenutzt wird. Die Pumpe selbst wird somit stets nahezu mit der normalen Fördermenge, also unter dem günstigsten Wirkungsgrade, arbeiten. Andererseits wird die Gefahr einer unzulässigen Erwärmung des Pumpensaugwassers vermieden. Steigt die Förderleistung der Pumpe bis etwa zur normalen Fördermenge, so wird gemäß der Erfindung die für die Saugvorrichtung benötigte Druckwasserentnahme selbsttätig geschlossen und ebenso selbsttätig Hochdruckdampf der Tiefsaugeeinrichtung zugeführt. Am zweckmäßigsten erfolgt diese selbsttätige Regelung dadurch, daß irgendein Teil der Pumpe, der sich ihrer Fördermenge entsprechend bewegt, beispielsweise die Rückschlagklappe in der Pumpendruckleitung, zum Steuern zweier Ventile dient, welche die Zufuhr des Druckwassers bzw. des Dampfes zur Tiefsaugeeinrichtung regeln.These drawbacks are eliminated according to the invention in that the supply the deep suction device only in the case of small pumping volumes through pressurized water, in the case of larger ones Flow rates, on the other hand, are carried out by steam. This enables a pump size that corresponds to the normal delivery rate be used because of this pressurized water for the operation of the deep suction device only taken as long as the delivery rate of the pump is not yet fully used. The pump itself is thus always almost at the normal delivery rate, i.e. below the the most favorable degrees of efficiency, work. On the other hand, there is a risk of inadmissible Avoid heating the pump suction water. If the delivery rate of the pump increases to approximately the normal delivery rate, then According to the invention, the pressure water extraction required for the suction device is automatically closed and also automatically High pressure steam supplied to the deep suction device. It is most expedient to do this automatic regulation in that any part of the pump, which is its flow rate moved accordingly, for example the non-return valve in the pump pressure line, for Control of two valves is used, which the supply of the pressurized water or the steam to Regulate deep suction device.

Tn besonders einfacher Weise gestaltet sichTn turns out to be particularly simple

der Einbau der neuen Einrichtung bei einer Pumpe, die durch eine Dampfmaschine oder Dampfturbine angetrieben wird. Die Anlage ! kann dann so gebaut werden, daß sie vollkom- ! S men sich selbst überlassen wird und vom Leer- ^! lauf bis zur Höchstförderung betriebssicher j arbeitet. Beim Leerlauf wird lediglich eine Mindestwassermenge durch die Saugleitung, die Pumpe, die Tiefsaugedruckleitung und diethe installation of the new device in a pump driven by a steam engine or steam turbine. The attachment ! can then be built in such a way that it is completely! S men is left to their own devices and from the empty ^! run up to maximum funding j works reliably. When idling, only a minimum amount of water is passed through the suction line, the pump, the deep suction pressure line and the

ίο Tiefsaugeeinrichtung hindurchgepumpt. Auf der Zeichnung ist als Beispiel eine derartige Anlage schematisch dargestellt.ίο Deep suction device pumped through. on the drawing is shown schematically as an example of such a system.

Bei dieser Anlage wird eine Kreiselpumpe a von einer Dampfturbine b angetrieben, welcher durch eine Leitung c Betriebsdampf zugeführt wird. Im Brunnen oder Schacht 0 ist an die zur Pumpe führende Saugleitung i die Tiefsaugeeinrichturig h angeschlossen.In this system, a centrifugal pump a is driven by a steam turbine b , which is supplied with operating steam through a line c. In the well or shaft 0 , the deep suction device h is connected to the suction line i leading to the pump.

In den Pumpendruckstutzen oder der anschließenden Druckwasserleitung befindet sich eine Rückschlagklappe d, die zweckmäßig mit einem Belastungsgewich't d_± ausgerüstet ist. Mit dieser Rückschlagklappe ist ein am besten in dem gleichen Gehäuse liegendes, vorteilhaft als Kolbenschieber ausgebildetes Abschlußorgan / zwangläufig verbunden. Die Belastung der Rückschlagklappe d ist so gewählt, daß sie durch ihre Schwere eine mit der Durchflußmenge wechselnde Stellung einnimmt. Der Schieber oder das Ventil / steuert eine zwischen der Pumpe α und der Rückschlagklappe d abzweigende Druckwasserleitung· ^₁; bei offenem Schieber f gelangt somit das Druckwasser unmittelbar durch die Leitung g in den Schacht zur Tiefsaugeeinrichtung h. Die Einstellung des Absperrschiebers f und der Klappe d ist so gewählt, daß der Schieber f zwangläufig durch die Klappe d geschlossen wird, sobald diese sich mit steigender Fördermenge anhebt und etwa eine Stellung einnimmt, die dem Hnidurchströmen der normalen Fördermenge entspricht. Andererseits ist die Verbindung zwischen dem Schieber f und d'er Klappe d derart, daß sich die Klappe bei geschlossenem Schieber f und zunehmender Förderung der Pumpe noch weiter zu öffnen vermag.In the pump pressure nozzle or the adjoining pressurized water line there is a non-return valve d, which is expediently equipped with a load weight d _± . With this non-return valve, a closing element, which is best located in the same housing and advantageously designed as a piston valve, is inevitably connected. The load on the non-return valve d is chosen so that it assumes a position that changes with the flow rate due to its gravity. The slide or the valve / controls a pressure water line branching off between the pump α and the non-return valve d _{· ^ 1} ; When the slide f is open, the pressurized water thus passes directly through the line g into the shaft to the deep suction device h. The setting of the gate valve f and the flap d is chosen so that the valve f is inevitably closed by the flap d as soon as it rises as the flow rate increases and approximately assumes a position that corresponds to the normal flow rate. On the other hand, the connection between the slide f and d'er flap d is such that the flap is able to open even further when the slide f is closed and the delivery of the pump increases.

Die Klappe d oder zweckmäßiger der Druckwasserschieber f dient ferner zur Bewegung eines kleinen Dampfventils oder Kolbenschiebers I, dem Frischdampf aus der Leitung c durch die Zweigleitung k zugeführt wird. Am einfachsten befindet sich in der Verlängerung der Achse des Schiebers f eine Spindel, die durch Stopfbüchsen geführt ist und den Ventilkörper I trägt. Dieses Ventil ist so angeordnet, daß sich das Ventil I öffnet, wenn der Schieber f geschlossen ist und umgekehrt. Von dem Ventil I führt die Dampfleitung m in den Schacht ο zur Tiefsaugevorrichtung h. Sind die beiden Leitungen ni und; g oberhalb der Tiefsaugeeinrichtung h vereinigt, so empfiehlt es sich, in die Leitungen einfache Rückschlagventile ^₁ und W₁ anzuordnen, damit sich das Druckwasser und der Dampf für den Betrieb der Tiefsaugeeinrichtung auch dann nicht gegenseitig stören, wenn zufällig beide Betriebsmittel der Tiefsaugeeinrichtung zuströmen und sie verschiedenen Druck besitzen.The flap d or, more appropriately, the pressurized water slide f is also used to move a small steam valve or piston slide I, to which live steam is supplied from line c through branch line k. The simplest way is to find a spindle in the extension of the axis of the slide f , which is guided through stuffing boxes and carries the valve body I. This valve is arranged so that the valve I opens when the slide f is closed and vice versa. The steam line m leads from the valve I into the shaft ο to the deep suction device h. If the two lines are ni and; g combined above the deep suction device h , it is advisable to _{arrange simple non-return valves ^ 1} and W ₁ in the lines so that the pressurized water and the steam for the operation of the deep suction device do not interfere with each other even if both operating resources of the deep suction device happen to flow and they own different pressures.

Durch die beschriebene Einrichtung wird erreicht, daß bei kleiner Fördermenge der Druckwasserschieber f die Tiefsaugeeinrichtung h versorgt, während bei größerer Fördermenge selbsttätig ein Umschalten in der Weise erfolgt, daß dann durch das Dampfventil Z Frischdampf der Tiefsaugeeinrichtung zuströmt.The device described ensures that when the flow rate is small, the pressurized water slide f supplies the deep suction device h , while with a larger flow rate, switching takes place automatically in such a way that live steam then flows through the steam valve Z to the deep suction device.

Die Vorrichtung zeichnet sich durch Einfachheit und Betriebssicherheit aus und erreicht die Vorteile mit wenigen Mitteln und verhältnismäßig geringen Kosten.The device is characterized by simplicity and operational reliability and achieves the advantages with few resources and relatively low costs.

Claims

Patent-to sayings:

1. Procedure-for operating centrifugal pumps with deep suction device, characterized in that with a small delivery rate Pressurized water, with greater delivery rate steam is used to operate the deep suction device.

2. Apparatus for carrying out the method according to claim 1, characterized in that a part of the system which moves depending on the delivery rate of the pump, for example the usual non-return valve (d) in d'er pump pressure line, two shut-off devices (f or I) controls which regulate the flow of pressurized water or steam to the deep suction device (A).

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the non-return valve, which is only slightly raised when the delivery rate is low, is inevitably connected to a gate valve which controls a Druokwasserleitung branching off between the valve and the pump (/ 1. S).

4. Apparatus according to claim 2 and 3, characterized in that the flap engages a spindle lying in the extension of the axis of the slide, on which the valve body for controlling the steam supply (m) is seated to the deep suction device.

1 sheet of drawings.