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Mehrweghahn für hydraulische Anlagen Bei Wasserturbinenanlagen, hydraulischen
Spelcheranlagen u. dgl. kommt es zuweilen vor, daß die Kreiselräder der Turbinen
oder Pumpen für gewisse Betriebszustände parallel, für andere dagegen in Reihe zu
schalten sind. Für den Serienbetrieb ist in solchen Fällen das Wasser vom Stutzen
.eines der hydraulischen Teile durch eine Umleitung zum Stutzen eines zweiten hydraulischen.
Teiles zu leiten. Bei den bisherigen Ausführungen erfolgte der Anschluß einer solchen.
Umleitung an die Stutzen der Turbinen bzw. Pumpen vermittels sogenannter
T- oder Abzweigstücke, und für die Umschaltung der Anlage auf die eine oder
andere Betriebsart wurden sowohl in der Umleitung als in bestimmten Saug- und Druckstutzen
als gewöhnliche Schieber oder Drosselklappen ausgebildete Abschlußorgane vorgesehen.
Solche Anschlußstücke sind, besonders wenn es sich um Stücke mit drei Anschlüssen
von gleicher Lichtweite handelt, für größere Abmessungen und größere Drücke wegen
der verwickelten Beanspruchung schwierig zu berechnen, und zudem werden sie wegen
der erforderlichen Außenversteifungen umständlich in der Herstellung, schwer und
teuer. Zudem :sind die Strömungsverhältnisse in solchen Abzweigstücken ungünstig,
weil das Wasser zu wenig geführt ist. Starke plötzliche Querschnittsänderungen und
schroffe Ablenkungen, die Wirbelbildungen und Druckhöhenverluste zur Folge haben,
sind unvermeidlich. Werden ferner in die Umleitung und in die Saug- oder Druckrohre
der Turbinen bzw. Pumpen Schieber eingebaut, so erfordern solche Absperrvorrichtungen
viel Platz und bedingen große Kosten. Brauchen derartige Schieber stets auch nur
in entlastetem Zustand betätigt zu werden, so daß sie leichtere Antriebe bekommen
können, so sind deren Hauptabmessungen. doch auf alle Fälle durch den Betriebsdruck
bestimmt. Wenn dagegen an Stelle von Schiebern weniger Platz beanspruchende Drosselklappen
verwendet werden, so ist der Nachteil in Kauf zu nehmen, daß derartige Klappen bei
größeren Durchmessern und Drücken niemals dichthalten, was eine unmittelbare Verminderung
des Wirkungsgrades der Anlage zur Folge hat. Außerdem bilden Drosselklappen ein
Hindernis in der Strömung und erzeugen zusätzliche Druckverluste.
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Gegenstand vorliegender Erfindung bildet nun ein Mehrweghahn für hydraulische
Anlagen, insbesondere für Umleitungen von hydraulischen Turbinen- und Speicheranlagen,
bei dessen Anwendung die erwähntem Mängel
nicht auftreten 'können.
Bei diesem Mehrweghahn, in dessen mindestens drei Anschl.ußstutzen aufweisendem
Gehäuse ein Rohrkrümmer drehbar um die Achse eines. immer mit einem der übrigen
Stutzen verbundenen Stutzens angeordnet ist, ist nach der Erfindung am Rohrkrümmer
eine Einrichtung angeordnet, beispielsweise eine an sich bekannibe, bewegliche und
vom Druck im Gehäuse entlastete Platte mit Dichtungsring, zum dichten Abschließen
der nicht benutzten Anschlußstutzen vom Gehäuse her. Ein solcher Hahn gestattet,
den oder die nicht benutzten An, schlußstutzen in bezug auf den Gehäusehohlraum
dicht abzuschließen, so daß Leckwasserverluste im Hahn vermieden werden können,
was besonders= bei Speicheranlagen, wo das in Form potentieller Energie aufgespeicherte
Wasser eine wdrtvolle Kraftquelle bildet, wichtig ist. Dabei läßt sich der Rohrkrümmer
gleichwohl leicht verstellen.
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Auf der Zeichnung ist eine Ausführung des Erfindungsgegenstandes beispielsw6ise
veranschaulicht, und zwar zeigt: Abb. i einen Querschnitt durch einen Mehrweghahn
mit drei Rohranschlußstutzen, und Abb. 2 zeigt ,eine Anwendung solcher Hähne bei
einer hydraulischen Kraftanlage, welche einen als Generator und Motor verwendbaren
elektrischen Teil sowie zwei als Turbinen und Pumpen verwendbare Kreiselräder aufweist.
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Der in Abb. i gezeigte Mehrweghahn weist ein kugelförmiges Gehäuse
-d mit drei Anschlußstutzen a, b und c auf. Im Innern des Gehäuses d ist ein Rolukrümmere
drehbar um die Achse f-f des Stutzens b angeordnet, so daß er entweder die
Verbindung a-b oder die Verbindung b-c herstellen kann. Im Rohrkrümmer e ist eine
gewölbte Platte g mit Dichtungsring h gelagert, welche den für den Durchfluß nicht
benutzten Stutzen, also im dargestellten Beispiel den mit einem Dichtungsring i
versehenen Stutzen c, dicht abzuschließen gestattet, zu welchen Zwecke durch den
Spalts Druckwasser aus dem Gehäuse d in den Raum r hinter der Platte g eindringen
gelassen wird, wodurch die Dichtungsringe h und i fest aufeinandergepreßt
werden. h bezeichnet ein Getriebe, von dem Bein Zahnradsektor auf einen Zapfen
l des Rohrkrümmers e gekeilt ist und der- den letzteren in die erforderliche Lage
zu drehen gestattet.
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Der beschriebene Mehrweghahn weist eine statisch einfache Gestalt
(Kugelform) auf; er ermöglicht ferner eine glatte, unbehinderte Wasserströmung und
gestattet einen dichten Abschluß gegen den abzudichtenden Stutzen, erspart daher
ein besonderes Abschlhßorgan in Verbindung mit einem solchen Stutzen: Zudem ist
er leicht und rasch beweglich sowie von gedrängtem Aufbau. Die beiden Stutzen a
und c brauchen nicht unbedingt in einer Ebene zu liegen. Der Stutzen c kann, wenn
. nötig, um so viel: gedreht werden, daß, die Achsebenen a-b und b-c einen Winkel
von 9o° miteinander bilden. Das Gehäuse d kann somit .auch mehr als drei Rohranscblußstutzen
aufweisen. Dadurch ist eine große Anpassungsmöglichkeit an die örtlichen Verhältnisse
an der Einbaustelle gewährleistet. Die Stutzen a, b, c können so gestellt
werden, daß nach allen Seiten eine »flüssige« Linienführung der Anschlußrohrleitungen
entsteht. Der Antrieb des beschriebenen Meterweghahns kann von Hand, elektrisch
oder hydraufsch erfolgen.
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Eine Anwendung eines solchen Mehrweghahns isst in Abb. 2 dargestellt,
wo K und L
zwei gleichgebaute Kreiselradmaschinen sind, die -entweder; als
Turbinen arbeitend, Energie an einen dazwischenliegenden Motorgenerator Cr abgeben
oder von diesem angetrieben als Pumpen arbeiten. Beim Turbinenbetrieb sind die Maschinen
K und L in P,aralleIschaltung; beirr Pumpenbetrieb in Serieschaltung, wobei
die Maschine K ,als untere Stufe, die Maschine L als obere Stufe arbeitet. Beim
Pumpenbetrieb muß das Wasser durdh eine Umleitung U vom Druckstutzen der Maschine
K in den Saugstutzen der Maschine L
übergeführt werden. Um eine solche Führung
zu ermöglichen, sind nun zwei Mehrweghähne A, B der in. Abb. i gezeigten
Art sowie zwei Hauptschieber C, D bisheriger Bauart vorgesehen. Für den Turbinenbetrieb
(s. Pfeile T) sind die Hauptschieber C, D zu
öffnen, im Hahns ist die
Verbindunga-b und im Hahn B die Verbindung b-c herzustellen. 'Für den Pumpenbetrieb
(s. Pfeile P) wird der Hauptschieber C zweckmäßig geschlossen, im j Hahn
A de Verbindung b-c und irr Hahn B
die Verbindung a-b hergestellt.
In diesem Falle isst ein dichter Abschluß beim Stutzern a nicht erforderlich, weil
dieser durch den vorgebauten Hauptschieber C gewährleistet ist. Stellt der Hahn
B die Verbindung b-c her, so ist ein dichter Abschluß bei dessen Stutzen a ebenfalls
nicht erforderlich, weil dieser durch den vorgebauten Zweiweghahn A gewährleistet
ist, indem dieser immer die Verbindung a-b herstellt, wenn der HahnB die Verbindung
b-c herstellt. Da bei der beschriebenen Anordnung die Mehrweghähne A, B nur in entlastetem
Zustand bewegt zu werden brauchen, so ist eine besondere Entlastung der Dichtungsplatte
g nicht erforderlich.
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Sollte aber der beschriebene Mehrweghahn bei irgendeiner anderen Anwendung
auch unter Druck betätigt werden müssen, so wäre eine Entlastung durch den hohl
.auszubildenden Drehzapfenl möglich. Auch könnte der Stutzen a mit .einem Dichtungsring
versehen
werden -wie der Stutzen c, um wechselweise den einen oder
den anderen gegen Druck vom Stutzen b her abdichten zu können.