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Einrichtung zum Entfernen von Ablagerunen an den Laufradschaufeln
von Kreiselmaschinen, insbesondere Wasserturbinen und Pumpen Die Erfindung betrifft
eine Einrichtung zum Entfernen von Ablagerungen an den Laufradschaufeln von Kreiselmaschinen,
insbesondere Wasserturbinen und Pumpen. Die Praxis hat gezeigt, daß derartige hydraulische
Maschinen, namentlich wenn deren Schnellläufigkeit verhältnismäßig groß ist, empfindlich
sind hinsichtlich Verunreinigung des Betriebswassers durch Geschwemsel (Blätter,
Gras, Algen, Schlamm u. dgl.). Diese Empfindlichkeit .äußert sich dadurch, daß bei
Turbinen die Leistung trotz gleichbleibender Offnung der Leitvorrichtung, gleichem
Gefälle und gleichbleibender Drehzahl, bei schmutzigen Betriebswasser und ununterbrochenem
Betrieb mit zunehmender Betriebszeit beständig abnimmt. Bei extremen Schnelläufern
ist sogar schon ein Abfall der Leistungsabgabe auf Null beobachtet worden, ohne
daß dabei der Wasserdurchlaß wesentlich abnahm. Dabei ist festgestellt worden, daß
sich das Geschwemsel zur Hauptsache an der Eintrittskante der Laufschaufel festsetzt,
und zwar vorzugsweise dort, wo der größte Wasserdurchfluß stattfindet, also an den
äußeren Radteilen.
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Ähnliche Erscheinungen zeigen sich auch bei Pumpen und äußern sich
hier in einem Rückgang der Fördermenge.
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Eine Reinigung der den Ablagerungen ausgesetzten Teile gestaltet sich
bei Maschinen der in Frage kommenden Art insofern besonders schwierig, weil die
Reinigung durch ein geschlossenes Gehäuse hindurch von außen her während des Betriebes
geschehen soll. Um eine solche Reinigung zu erreichen, ist bereits vorgeschlagen
worden, die Ablagerungen an der Schaufelkante mittels eines unter hohem Drucke zugeführten
Wasserstrahls wegzuspülen. Ferner ist auch vorgeschlagen worden, zwischen der Leitradvorrichtung
und dem Laufrad Störungsvorrichtungen einzubauen, um durch die örtlich gestörte
Strömung ein Aufwirbeln und Wegspülen der Schwemsel zu erzwingen. Diese verschiedenen
Einrichtungen haben sich aber ent-,veder gar nicht oder nur in ungenügendem Maße
bewährt. Auch bekanntgewordene rein mechanische Vorrichtungen zur Reinigung des
Laufrades von Turbinen, welche Vorrichtungen an ' den Leitschaufeln befestigte Messer
aufweisen, haben sich nicht bewährt. Bei diesen Ausführungen verbleiben nämlich
die Messer dauernd in der Strömung, so daß sie diese stören. Im weiteren kommen
die freien Enden solcher Messer in bezug auf die Eintrittskanten des Laufrades verschieden
zu liegen, da die diese Messer tragenden Leitschaufeln in bezug auf das Laufrad
nie genau dieselbe Lage einnehmen. Demzufolge werden die verschiedenen Eintrittskanten
nie gleichmäßig gereinigt werden. Ferner sind die Messer im
wesentlichen
starre Körper, so daß, wenn feste Körper zwischen Leit- und Laufrad oder in letzterem
festgeklemmt werden, die Gefahr besteht, daß Teile der Turbine oder die Messer selbst
beschädigt werden.
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Um die Ablagerungen an den Laufradschaufeln von Kreiselmaschinen,
insbesondere Wasserturbinen und Pumpen, zuverlässig entfernen zu können, und zwar
ohne daß dabei die Strömung in der Maschine gestört oder irgendwelche Teile im mindesten
gefährdet «-erden, weist die Einrichtung gemäß vorliegender Erfindung eine bewegliche,
durch die Gehäusewandung der Maschine dicht hindurchgeführte Stange auf, deren im
Bereich der Laufschaufeln bewegtes Ende nachgiebiges Abstreifermaterial trägt und
mittels Lenker so gesteuert wird, daß es die Laufschaufeleintrittskanten bestreicht.
Die erwähnte Stange kann samt einem sie umgebenden Rohr zweckmäßig in einem ein
Hahnküken aufnehmenden Ständer sowie in einer Stopfbüchse axial geführt sein, wobei
letztere in bezug auf das Küken derart angeordnet ist, daß sich dieses bereits in
die Schließlage verdrehen läßt, wenn das Rohr noch in der Stopfbüchse steckt.
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Diese Erfindung stützt sich auf die Erkenntnis, daß es nur mittels
nachgiebigem Abstreifermaterial möglich ist, die Kanten gründlich zu reinigen, und
das Besondere davon liegt somit darin, daß das Reinigungsmittel mit Hilfe von Lenkern
so gesteuert wird, daß es die Laufradeintrittskanten der Kreiselmaschine bestreicht.
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Auf der beiliegenden Zeichnung sind zwei Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes
beispielsweise veranschaulicht, und zwar zeigt Fig. i einen Schnitt durch einen
Teil einer Franeisturbine, in Verbindung mit der eine Einrichtung zum Entfernen
von Ablagerungen vorgesehen ist, welche eine schwenkbar in einem am Turbinengehäuse
befestigten Ständer angeordnete Stange und einen von dieser getragenen Abstreifer
aufweist.
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Fig.2 zeigt einen Schnitt nach der Linie A-A der Fig. i.
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Fig.3 zeigt einen Teil einer Propellerturbine, teilweise im Schnitt,
sowie einen Schnitt durch eine weitere Ausführungsform einer Einrichtung zum Entfernen
von Ablagerungen, während Fig. q. und 5 zwei verschiedene Lagen gewisser Teile der
in Fig. 3 gezeigten Einrichtung veranschaulichen.
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In Fig. i bezeichnet i eine Leitschaufel und 2 einen Teil einer Laufschaufel
einer Francisturbine, die vom Wasser in .Richtung des Pfeiles B durchströmt wird.
In der Nähe des äußeren Radteiles können sich nun an der Eintrittskante der Schaufel
- Ablagerungen festsetzen. Um diese zu entfernen, ist eine Einrichtung vorgesehen,
die einen als Bürste 3 ausgebildeten, elastisch nachgiebigen Abstreifer aufweist.
Die Bürste 3 ist an einer Stange ¢ befestigt, die am Innenende Führungsrippen 6
aufweist und die auf einem Teil ihrer Länge von einem Rohr 5 umgeben wird. Letzteres
ist in einem als Hahnküken 7 ausgebildeten, mittels Hebels 15 von Hand einstellbaren
Teil gelagert, .der seinerseits in einem schwenkbar angeordneten Teil 8 sitzt. Dieser
wird von einem Ständer 9 aufgenommen, der an dem Gehäuse io der Turbine befestigt
ist. In Verbindung mit dem Rohr 5 ist eine Stopfbüchse i i und in Verbindung mit
.der Stange q. eine Stopfbüchse i2 vorgesehen; von letzterer ist der eine Teil mit
dem Rohr 5 starr verbunden. 13 bezeichnet einen am Ständer 9 schwenkbar angeordneten
Hebel, der lösbar mit der Stange d. verbunden ist und einen mit einer festen Führung
14 zusammenarbeitenden Zapfen (in der Zeichnung nicht ersichtlich) besitzt. 16 (Fig.2)
bezeichnet am Ständer 9 angebrachte Verstellschrauben, welche in ihrer Innenlage
das Rohr 5 an einer axialen Verschiebung verhindern.
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Wird bei der beschriebenen Einrichtung der Hebel 13 verschwenkt, so
bewirkt er auch eine Verschwenkung der Stange 4 und des Rohres 5, da ja die.
Kugellagerung 7, 8 eine solche Bewegung ohne weiteres zuläßt. Dabei wird die Bürste
3 entlang eines Teiles der Eintrittskante der Schaufel e bewegt und bewirkt dort
auf mechanischem Wege mit Sicherheit eine Entfernung gegebenenfalls abgelagerter
Teile.
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Falls die in dem Raum zwischen Leitvorrichtung und Laufrad der Turbine
ragenden Teile der beschriebenen Einrichtung zu entfernen sind, so wird vorerst
die Verbindung zwischen Hebel 13 und Stange 4 gelöst und dann letztere, soweit erforderlich,
aus dem Ständer 9 herausgezogen. Hierauf wird, nachdem die Schrauben 16 (Fig. 2)
entsprechend verstellt worden sind, das Rohr 5 von Hand herausgezogen, wobei das
Küken 7, sobald das Innenende des Rohres 5 aus diesem heraus ist, in seine Schließlage
gebracht wird. Jegliches Entweichen von Arbeitsmittel aus dem Inneren der Turbine
durch dem Ständer 9 wird dann verhindert.
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Bei der in den Fig. 3 bis 5 gezeigten Ausführungsform oder Einrichtung
.gemäß der Erfindung bezeichnet 2o einen als Bürste ausgebildeten, elastisch nachgiebigen
Teil. des Abstreifers, der jedoch weiter noch einen zweiten Teil 21 aufweist. Die
Teile 2o, 2i sind bei 22 schwenkbar miteinander verbunden; der Tei12o ist zudem
bei 23 schwenkbar
an einem mit Schlitzen 34,35 (Fig. 4) versebenen
Rohre 26 und der Teil 2 i bei 24 gelenkig an einer Stange 25 angebracht. 27 bezeichnet
einen in nicht gezeigter Weise mit dem Gehäuse 28 einer Propellerturbine starr verbundenen
Ständer. Mit dem Rohr 26 ist ein zweites Rohr 29, das dessen Fortsetzung bildet,
starr verbunden, und dieses Rohr 29 ist seinerseits starr mit einem Handrade 30
und einer Mutter 31 mit Innen- und Außengewinde verbunden. Eine Verstellschraube
32 ermöglicht, das Handrad 30 und über dieses somit auch die Rohre 29, 26
derart mit dem Ständer 27 zu verbinden, daß sich diese Teile relativ zueinander
ungewollt nicht bewegen können. Das mit Gewinde versehene Außenende der Stange 25
geht durch die Gewindebohrung der Mutter 3 i und trägt ein Handrad 33, das die Stange
25 relativ zum Rohr 26 zu verstellen gestattet, wobei dann die zwei Abstreifertaile
20, 2 1 relativ zueinander ebenfalls verstellt werden und dabei an der Schaufel
37 der Propellerturbine eine Abstreifwirkung erzeugen. Die Fig. 3 und 5 zeigen zwei
verschiedene Lagen der Abstreiferteile 20, 21. Die Schlitze 34, 35 des Rohres26
gestatten dabei ein Einziehen dieser Teile 2o, 2,1 in das Rohr 26 bzw. ein
Ausstoßen aus diesem. 36 ist ein an der Stange 25 angebrachter Bund, der deren relative
Bewegung in bezug auf das Rohr 26 in der einen Bewegungsrichtung begrenzt. 38 ist
eine Stopfbüchse für das Rohr,, 26 und 39 eine Stopfbüchse für die Stange 25.
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Sind die Ablagerungen an der Schaufel 37 zu entfernen, so ist der
Abstreifer 20 vermittels Handrades 33 und Stange 25 awszuschwenken, und durch Drehen
des Handrades 3o kann die ganze Abstreifvorrichtung axial verschoben werden, wobei
eine Entfernung der vorhandenen Ablagerungen mit Sicherheit erfolgt.
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Sollten dagegen alle Teile der beschriebenen Einrichtung außerhalb
des Bereiches des die Turbine durchströmenden Wassers gebracht «-erden, so werden
zuerst mittels des Handrades 33 die Abstreiferteile 2o, 2i in der in Fig. 4 gezeigten
Weise in das Rohr 26 eingezogen. Hierauf wird die Schraube 32 im Sinne einer Lösung
der Verbindung zwischen Ständer 27 und Handrad 30 gelöst, worauf mittels
dieses die Rohre 26, 29 samt der Stange 25 axial nach auswärts bewegt werden. Der
innerste Teil des Ständers 27 sowie ein in diesem Teil gelagertes Hahnküken 4o,
das sich mittels eines Hebels 41 von Hand verstellen läßt, dienen dabei dem Rohr
26 als Führung. Sobald der innerste Teil der Bürste 2o aus dem Küken 4o heraus ist,
wird dieses aus der in Fig.3 gezeigten Lage in die in Fig. 5 gezeigte verstellt,
worauf es jegliches Entweichen von Wasser aus dem Innern der Turbine durch den Ständer
27 hindurch verhindert.
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Der verstellbare, elastisch nachgiebige Abstreifer kann aus jedem
geeigneten Material, beispielsweise aus Stahl-, Haarborsten u. dgl., bestehen.
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Der Erfindungsgegenstand läßt sich sinngemäß auch bei Pumpen und anderen
Kreiselmaschinen anbringen, bei denen die Gefahr einer Ablagerung von unerwünschten
Teilen an den Laufradschaufeln besteht.