DE693506C

DE693506C - Water turbine or pump, the impeller ring of which forms part of the headrace pipe

Info

Publication number: DE693506C
Application number: DE1938F0085014
Authority: DE
Inventors: Arno Fischer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1938-05-22
Filing date: 1938-05-22
Publication date: 1940-07-11

Description

Wasserturbine oder Pumpe, deren Laufradkranz einen Teil des Triebwasserführungsrohres bildet Es ist vorgeschlagen worden,'bei Wasserturbinen- oder Pumpenaggregaten, bei denen die Kraft unmittelbar vom Kranz des Laufrades abgenommen bzw. diesem unmittelbar zugeführt wird, an der Verbindungsstelle zwischen Lauf radkranz und feststehendem Tfiebwasserführungsrohr DichtungsmitteU vorzusehen, die getrennt voneinander als Betriebs-und Stillstandsdichtung wirken. Der.Anpreßdruck der vorzugsweise von Gummiringen gebildeten Dichtungskörper ist regelbar, und die als Betriebsdichtung dienenden Ringe werden mit mäßigem Druck gegen die Dichtungsfläche des Laufradkranzes gepreßt. Das Bestreben, eine betriebsmäßig wirkende Dichtung herbeizuführen, wird sich selbst .unter Beachtung eines geringen Anpreßdruckes zwischerl.den Dichtungskörpern nur bei Laufrädern mit geringer Umfangsgesch@vindigkeit an. dem Laufradkranz verwirklichen lassen.-- Das zum Zwecke der angestrebten Dichtung erforder= liche Aneinanderanliegen der Dichtungs Flächen verlangt eine ganz feinfühlige Reglung .des Dichtungsdruckes, und die Gefahr der Zerstörung des an, dem Laufradkranz schleifenden Dichtungskörpers ist eine verhältnismäßig große.Water turbine or pump, the impeller ring of which forms part of the headrace pipe It has been suggested that 'in water turbine or pump units, at from which the force is taken directly from the rim of the impeller or directly from it is supplied, at the junction between the running wheel rim and the stationary Sealing means must be provided that are separate from one another as a Operating and standstill seals act. Der.Anpreßdruck which is preferably made of rubber rings The sealing body formed can be regulated, and the sealing body used as an operating seal Rings are pressed with moderate pressure against the sealing surface of the impeller rim. The endeavor to produce a seal that works in an operational manner becomes itself taking into account a low contact pressure between the sealing bodies only for impellers with low peripheral speed. realize the impeller rim - The necessary contact to one another for the purpose of the desired seal of the sealing surfaces requires a very sensitive regulation of the sealing pressure, and the risk of destruction of the sealing body rubbing against the impeller rim is a relatively large one.

Nach der :Erfindung werden -die der vorgeschlagenen:-Dichtungsausbildung anhaftenden Mängel dadurch beseitigt, daß auf eine betriebsmäßig wirkende Dichtung verzichtet wird und an deren Stelle Mittel an dem den Dichtungsträger bildenden Teil des feststdhenden Triebwasserführungsrohres angeordnet sind,-die eitle Verringerung des Spaltes an den Verbindungsstellen zwischen Laufrad= kränz und Triebwasserführungsrohr bewirb ken, während ein Abschluß des Spaltes durch besondere Dichtungsmittel nur beim Stillstand des Laufrades vorhanden ist. Die Spalt= verringerungsvorrichtung wird von einem am Dichtungsträger gehaltenen Ringkörper gebildet, der auf dem ganzen Umfang des Laufrädkranzes "möglichst genau auf die betrieblich notwendige geringste Spaltgröße eingestellt werden kann. Um ein Anliegen des Spaltverringerungsringes an die Laufradkranzfläche bei Pendelungen des Laufrades auszuschließen, wird man innerhalb des Ringes oder an dessen Träger Distanzstücke vorsehen, die gegenüber der dem Laufradkranz zugekehrten Fläche des Ringes vorstehen und gegen die der Laufradkranz bei seinen Pendelungen anläuft. Dadurch wird ein Verschleiß des Spaltverringerungsringes weitmöglichst vermieden.According to the invention, those of the proposed: seal training Adhering defects eliminated by the fact that on an operationally acting seal is dispensed with and in its place means on the one forming the seal carrier Part of the fixed headrace pipe are arranged, -the vain reduction of the gap at the connection points between the impeller and the headrace pipe bewirb ken, while a closure of the gap by special sealants only is present when the impeller is at a standstill. The gap reducing device is formed by an annular body held on the seal carrier, which extends over the whole Circumference of the running wheel rim "as precisely as possible to the smallest operationally necessary Gap size can be adjusted. To a concern of the Gap reduction ring to exclude the impeller rim surface when the impeller oscillates, one will Provide spacers within the ring or on its support, the opposite protrude from the surface of the ring facing the impeller rim and against that of the impeller rim starts with its oscillations. This causes wear on the gap reduction ring avoided as much as possible.

Die Stillstandsdichtung ist in der bei Laufradanordnungen mit Betriebs- und Stillstandsdichtung värgeschlagenen Weise angeordnet und ausgebildet. , Auf den beiliegenden Zeichnungen ist eine beispielsweise Ausführungsform des Erfindungsgedankens veranschaulicht, und zwar zeigt: Abb. i eine bewegliche einstellbare Spaltverringerungsvorrichtung, deren Einstellung innerhalb des Spaltwasserabführungsraumes liegt, .The standstill seal is in the case of impeller arrangements with operating and standstill seal arranged and formed in a hammered manner. , On the accompanying drawings is an exemplary embodiment of the inventive concept illustrates, namely: Fig. i a movable adjustable gap reducing device, whose setting lies within the crevice discharge space,.

Abb.2 eine bewegliche einstellbare Spaltverringerungsvorrichtung, deren Einstellung außerhalb des Spaltwasserabführungsraumes liegt, Abb. 3 einen Schnitt durch die Darstellung der Abb. 2, aus dem die Lage der Einstellstangen des beweglichen Spaltverringerungsringes sowie die Lage der Federn, die diesen Ring elastisch in seiner den Spalt verringernden Stellung halten, in ihrer Verteilung auf dem Gehäuseumfang hervorgeht, Abb-.4 die Draufsicht auf die Darstellung der Abb. 3.Fig.2 a movable adjustable gap reducing device, whose setting is outside the crevice drainage space, Fig. 3 a Section through the representation of Fig. 2, from which the position of the adjustment rods of the movable gap reduction ring and the position of the springs that make up this ring hold elastic in its position reducing the gap, in their distribution on the circumference of the housing, Fig-4 shows the top view of the representation of the Fig. 3.

Im einzelnen gibt Abb. i mit i den Schnitt durch den Laufradkranz, mit 2 den Schnitt durch das Polrad wieder: 3 zeigt die Ansicht einer Laufradschaufel. Am Laufkranz i ist der irn Schnitt gezeigte Ring 4 befestigt, an dem zum Abschleudern des Spaltwassers der entsprechend ausgebildete Spritzring 5 fest verschraubt ist. In Abb. i und 2 zeigen i bis 5 die rotierenden Teile der Turbine bzw. der Pumpe. Zwischen dem besonders glatt gearbeiteten Ring 4 und dem Gehäuseteil 6 ist der Spalt 7 erkennbar, in dessen Abstand sich das Laufrad zu dem stehenden Gehäuseteil bewegt.In detail, Fig. I gives with i the section through the impeller rim, with FIG. 2 the section through the pole wheel again: FIG. 3 shows the view of an impeller blade. The ring 4 shown in section is attached to the tread i, to the ring 4 for throwing off of the gap water, the appropriately designed splash ring 5 is firmly screwed. In Fig. I and 2, i to 5 show the rotating parts of the turbine and the pump, respectively. The gap is between the particularly smoothly worked ring 4 and the housing part 6 7 can be seen, at the distance of which the impeller moves to the stationary housing part.

Der Gummiring 8 mit seiner Steuerflüssigkeitszuleitung g erläutert die Stillstandsdichtung für den Spalt 7. Die Vorspannung des Ringes 8 ist derart gegeben, daß während des Betriebes nach Rückgang des Steuerdruckes in der Leitung g sich der Ring 8 von der Lauffläche des Kranzringes 4 abhebt.The rubber ring 8 with its control fluid supply line g is explained the standstill seal for the gap 7. The bias of the ring 8 is such given that during operation after a decrease in the control pressure in the line g the ring 8 stands out from the running surface of the rim ring 4.

Der bewegliche und einstellbare Ring io mit seinem elastischen Dichtungsstreifen i i wird durch die Schrauben 12 in den betrieblich gegebenen Abstand zum Ring 4 gebracht und in seiner Betriebslage durch die Feder 13 elastisch gehalten. Die Spaltwasserabfangräume 14 und 15 sorgen für eine glatte und staulose Abführung des durch den Spritzring 5 abgeschleuderten Spaltwassers. Der Gummiring 16 dichtet den Ring io gegen den Gehäuseteil ab, so daß das eindringende Spaltwasser durch seinen. hydrostatischen und seinen Rotationsdruck lediglich durch den auf sein Kleins.tmaß verringerten Spalt zwischen dem Dichtungsstreifen i i und Laufkranzring 4 in den Spaltwasserabführungsraum, austreten kann.The movable and adjustable ring io with its elastic sealing strip i i is set by the screws 12 in the operationally given distance to the ring 4 brought and held in its operating position by the spring 13 elastically. The crevice traps 14 and 15 ensure a smooth and jam-free discharge of the through the splash ring 5 thrown off crack water. The rubber ring 16 seals the ring io against the Housing part from so that the penetrating gap water through his. hydrostatic and its rotary pressure merely reduced to its small size Gap between the sealing strip i i and the tread ring 4 in the gap water discharge space, can emerge.

In Abb.2 wird vermittels der Einstellstange 17 mit den Schrauben 18, die außerhalb des Spritzraumes ig liegen, der bewegliche und verstellbare Spaltverringerungsring io mit seinem elastischen Dichtungsstreifen i i auf die betrieblich kleinstmögliche Spaltweite zwischen dem Dichtungsstreifen i i und dem Laufkranzring4 eingestellt. Auch hier sorgt der Gummiring 2o mit dem davorliegenden doppellippigen Dichtungsstreifen 2i für absolute Dichtigkeit des Bewegungsspaltes zwischen dem Ring io und dem Gehäuseteil 6. In der Nut 22 läuft die am Ring befestigte Nocke 23, um eine sichere Führung des beweglich einstellbaren Ringes io zu gewährleisten. Die Distanzklötze 24 schützen bei möglichem ungleichmäßigem Lauf des Laufrades den Dichtungsstreifen i i vor vorzeitigem Verschleiß, der sowohl durch Unreinlichkeiten des Spaltwassers als auch durch Ermüdungserscheinungen des elastischen Streifens i i bei übermäßiger Beanspruchung eintreten kann.In Fig.2, by means of the adjusting rod 17 with the screws 18, which are located outside the injection chamber, the movable and adjustable gap reduction ring io with its elastic sealing strip i i to the smallest possible operationally Gap width set between the sealing strip i i and the tread ring4. Here, too, the rubber ring 2o with the double-lipped sealing strip in front of it ensures 2i for absolute tightness of the movement gap between the ring io and the housing part 6. The cam 23 attached to the ring runs in the groove 22 to ensure a safe guide to ensure the movably adjustable ring io. Protect the spacer blocks 24 if the impeller runs unevenly, remove the sealing strip i i prematurely Wear and tear caused both by impurities in the crack water and by signs of fatigue of the elastic strip i i can occur in the event of excessive stress.

Außer dem Spritzraum ig sind weiterhin die Spritzwasserabfangräume 25 und. 26 vorgesehen, die durch ihre besondere aus der Abb.2 ersichtliche Querschnittsgestalt eine restlose Abführung des Spaltwassers gewährleisten. Besonders wird auf die Rippenrinnen 27 hingewiesen, die besonders in dem oberen Halbkreis der Spaltwasserabfangschalen vorgesehen werden müssen, um hier ein Rückfallen des abgeschleuderten Spaltwassers und damit eine turbulente Stauung in dem Abführraum zu vermeiden, die zu empfindlichen Betriebsstörungen führen könnte.In addition to the splash room ig, there are also the splash water traps 25 and. 26 is provided, which can be seen through their special cross-sectional shape in Fig.2 ensure complete drainage of the crevice water. Particular attention is paid to the rib grooves 27 pointed out, especially in the upper semicircle of the crevice traps must be provided to prevent the thrown off crack water from falling back here and thus to avoid a turbulent stowage in the discharge space, which is too sensitive Could lead to malfunctions.

Abb. 3 stellt, wie eingangs erwähnt, einen Schnitt in der Ebene a-a der Abb. 2 dar und zeigt die oben erläuterten Konstruktionsteile. Die Draufsicht auf die in Abb. 3 dargestellten Teile zeigt Abb. 4. Aus den Abb. 3 und 4 sind schließlich die Federn.28 ersichtlich, die ebenso wie die Einstellstangen 17 in gleüchmäßiger Verteilung am Umfang des Einstellringes io liegen. Statt der Federn 28 können auch andere elastische Mittel den Ring io in seiner den Spalt verringernden Stellung halten.As mentioned above, Fig. 3 shows a section in the plane a-a Fig. 2 and shows the structural parts explained above. The top view Fig. 4 shows the parts shown in Fig. 3. Finally, Figs. 3 and 4 are The springs. 28 can be seen, which, like the adjustment rods 17, are in equilibrium Distribution on the circumference of the adjustment ring are ok. Instead of the springs 28 can also other elastic means keep the ring in its gap-reducing position keep.

Die Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung ist die, daß während des Betriebes keine Abdichtung in den zwischen dem Laufrad und den stehenden Maschinenteilen vorhandenen Spalten auf der Ober- wie auf der Unterwasserseite des Laufrades stattfindet, sondern daß stets eine gewisse, jedoch betrieblich regulierbare Spaltwassermenge austritt und daß diese Spaltwasserrnenge restlos zur Abführung kommt, ohne daß irgendwelches Spritzwasser in die elektrische Maschine, sei es Motor oder Stromerzeuger, eintritt und damit Störungen verursacht.The main object of the present invention is that during the Operation no Sealing in the between the impeller and the standing Machine parts existing columns on the upper and on the lower water side of the Impeller takes place, but that always a certain, but operationally adjustable Fissure water quantity escapes and that this fissure water quantity is completely for discharge comes without any splashing water in the electrical machine, be it motor or power generator, occurs and thus causes malfunctions.

Claims

PATEN TAXsrrüc11 r i. Water turbine or pump, its impeller rim forms part of the headrace pipe and for direct power take-off or power supply, characterized in that at the connection points between Impeller rim and stationary headwater pipe an operationally effective adjustable gap reduction device and an adjustable, the gap closing, at standstill acting seal are arranged. z. Arrangement according to claim i, characterized in that the gap reducing device of one in its fixed guide adjustable held ring body is formed, the dem The surface facing the impeller rim, preferably spacers that determine the gap width made of synthetic resin or hard rubber. 3. Arrangement according to claim 2, characterized characterized in that the gap reduction ring is held elastically in its guide is. 4. Arrangement according to claim i, characterized in that the gap reduction ring made of elastic material firmly adjustable in its opposite to the headrace pipe Guide body is clamped .. Arrangement according to claim i or one of the others Claims, characterized in that the impeller rim supports one in the gap water collecting space protruding guide and centrifugal ring for the gap water. 6. Arrangement according to claim i or one of the other claims, characterized in that an A part of the gap water .sammelraumQs arranged rotating with the impeller rim is.