DE712773C

DE712773C - Hydraulic centrifugal machine

Info

Publication number: DE712773C
Application number: DEE53777D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Hermann Cardina Widdern
Original assignee: Escher Wyss Maschinenfabriken GmbH
Current assignee: Escher Wyss Maschinenfabriken GmbH
Priority date: 1940-04-09
Filing date: 1940-07-09
Publication date: 1941-10-24

Description

Hydraulische Kreiselmaschine Die Erfindung bezieht 'sich auf hydraulische' Kreiselmaschinen, d. h. Kreiselpumpen und Wasserturbinen, mit einer feste- Schaufeln aufweisenden Leitvorrichtung.Hydraulic centrifugal machine The invention relates 'to hydraulic' Gyroscopic machines, d. H. Centrifugal pumps and water turbines, with a fixed-blade having guide device.

Leitvorrichtungen mit drehbaren Schaufeln sind in der bisher üblichen Ausführung namentlich für größere Maschinen, vor allem, wenn sie größere Gefälle zu verarbeiten haben, schwer zu beherrschen, da bei derartigen drehbaren Leitschaufeln sehr große hydraulische Kräfte, insbesondere auch Drehmomente, auftreten. Infolgedessen ist es oberhalb einer gewissen Gefällst enze, namentlich im Hinblick auf die bei Kreiselpumpen an den drehbaren Leitschaufeln auftretenden Flattererscheinungen, nahezu unmöglich, genügend starke Drehzapfen vorzusehen. Auch bei Leitvorrichtungen, bei denen die Ab,-sperrung der Leitkanäle nach Art der Schaadscher- Zungenregulierung durch schwenkbare Zungenschieber erfolgt, ist eine genügend starke Bemessung der Absperrvorrichtung meistens nicht durchführbar.Guiding devices with rotatable blades are common in the past Specifically designed for larger machines, especially when they have steep slopes have to process, difficult to control, because with such rotatable guide vanes very large hydraulic forces, in particular also torques, occur. Consequently it is above a certain slope, especially with regard to the at Centrifugal pumps on the rotating guide vanes occurring flutter, almost impossible to provide sufficiently strong pivot pins. Even with guiding devices, in which the blocking of the guide channels according to the type of Schaadscher tongue regulation takes place by pivoting tongue slide, is a sufficiently strong dimensioning of the Shut-off device mostly not feasible.

Um aber bei hydraulischen Kreiselmaschinen gleichwohl die Leistung regeln zu können ist schon vorgeschlagen worden, zwischen das Laufrad und die feste Leitvorrichtung eine Ringschütze einzusetzen. Diese Art der Regulierung hat sich aber namentlich bei größeren Maschinen nicht bewährt, weil sie, abgesehen von Drosselverlusten, zu träge ist und auch zu Verklemmungen der Ringschütze Anlaß gibt. Eine Regelung nur mit Hilfe von Ringschiebern in der Druckleitung ,nach Art des johnson-Ventils ist ebenfalls wegen der zu großen Massen zu träge. Auch besteht meistens in Ergänzung zu derartigen Regelungsvorrichtungen in der Druckleitung das Bedürfnis nach einem weiteren schnell arbeitenden Abschluß, namentlich bei Kurzschluß bziv, bei Stromausfall.However, in the case of hydraulic gyroscopic machines, it is about the performance to be able to regulate has already been proposed between the impeller and the fixed Guide device to use a ring gate. This type of regulation has become but not proven especially in larger machines because, apart from throttle losses, is too sluggish and also gives rise to jamming of the ring contactors. A scheme only with the help of ring valves in the pressure line, like the Johnson valve is also too sluggish because of the too large masses. Also exists usually in addition to such control devices in the pressure line the need after another fast-working conclusion, namely in the event of a short circuit bziv, in the event of a power failure.

U rr bei hydraulischen KreiseImaschinen den Durchfluß durch die Leitvorrichtung regeln und sogar vollständig absperren zu können, ohne daß die angeführten Nachteile von Leitvorrichtungen in Kauf zti nehmen sind, sind bei Maschinen der eingangs erwähnten Art, welche mit einer feste Schaufeln aufweisenden Leitvorrichtung ausgestattet sind, gemäß vorliegender Erfindung zwischen den festen Leitschaufeln drehbare, nach Art eines Hahnkükens ausgebildete Abschlußkörper vorhanden, die in geöffneter Stellung von der Arbeitsflüssigkeit durchströmt werden und deren die Durchflußöffnung begrenzenden Innenwände in der geöffneten Stellung mit den Begrenzungsflächen der festen Schaufeln einen stetigen Übergang bilden. Bei derartig ,ausgebildeten Abschlußkörpern sind die Hebelarme der angreifenden hydraulischen Kräfte und infolgedessen die auf diese Körper wirkenden Drehmomente selbst bei großen Abmessungen und bei großen Gefällen noch verhältnismäßig klein, so daß die Anordnung von genügend starken Antriebszapfen sowie die Lagerung der Abschlußkörper keine Schwierigkeiten bereitet.In the case of hydraulic circular machines, the flow rate through the guide device to be able to regulate and even shut off completely without the disadvantages mentioned of guiding devices are to be taken into account, machines are those mentioned at the beginning Kind, which is equipped with a guide device with fixed blades are, according to the present invention, rotatable between the fixed guide vanes according to Type of a cock plug formed closing body available, which in the open position are traversed by the working fluid and limit the flow opening Inner walls in the open position with the boundary surfaces of the fixed blades form a steady transition. In such, trained closing bodies are the lever arms of the applied hydraulic forces and consequently those on them Body acting torques even with large dimensions and large slopes still relatively small, so that the arrangement of sufficiently strong drive pin and the storage of the closure body does not cause any difficulties.

Auf der Zeichnung sind beispielsweise Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes veranschaulicht, und zwar zeigt Fig. i einen Axialschnitt durch einen Teil einer vertikalen Kreiselpumpe mit einer feste Schaufeln aufweisenden Leitvorrichtung und mit zwischen diesen Schaufeln vorhandenen drehbaren Abschlußkörpern, Fig. 2 einen waagerechten Schnitt nach der Linie 11-II der Fig. i, wobei zwei der Abschlußkörper in der offenen Stellung und einer in der Abschlußstellung gezeigt ist; Fig. 3 und .1 zeigen in Schnitten, die denen der Fig. i bzw. 2 entsprechen, eine zweite Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes.The drawing shows, for example, embodiments of the subject matter of the invention illustrates, namely Fig. i shows an axial section through part of a vertical centrifugal pump with a guide device having fixed blades and with rotatable closing bodies present between these blades, FIG. 2 a horizontal section along the line 11-II of Fig. i, two of the closure body shown in the open position and one in the locked position; Fig. 3 and .1 show in sections which correspond to those of FIGS. I and 2, a second embodiment of the subject matter of the invention.

Bei der in Fig. i und z gezeigten vertikalen Kreiselpumpe fördert das Laufrad i das Wasser aus dem Saugstutzen 2 in ein druckseitiges Gehäuse,-,. Zwischen Laufrad i und Gehäuse 3 ist eine aus einer Anzahl festen Schaufeln 4,5 bestehende Leitvorrichtung vorgesehen, von welcher die Schaufeln 5 gleichzeitig zur Verstärkung des Gehäuses 3 dienen. 7 bezeichnet drehbare Abschlußkörper, die zwischen den festen Schaufeln .1 vorhanden sind und einen als Küken ausgebildeten Teil71 aufweisen. Die die Durchflußöffnung der kükenförmigen Teile ; i begrenzenden Innenwandungen ; = der Abschlußkörper 7 bilden in der geöffneten Stellung dieser Körper mit den Begrenzungsflächen der Leitschaufeln 4. einen stetigen Übergang. Die Abschlußkörper ; sind im oberen Pumpendeckel S und im unteren Pumpendeckel o gelagert, und für deren Verdrehung ist ein Regulierring io vorgesehen, der von einem nicht gezeigten Se-rvomotor betätigt wird und mit auf Zapfen der Abschlußkörper ; gekeilten Hebeln i i in Wirkun«gsverhindung steht. In diesem Falle werden alle Abschlußkörper ; gemeinsam verstellt. Der größte Hebelarm, der hier für die auf die Abschlußk örper 7 einwirkenden Drehkräfte in Frage kommt, ist von der Längrh' bzw. h= (Fig.2).In the vertical centrifugal pump shown in Fig. I and z promotes the impeller i the water from the suction port 2 into a pressure-side housing, - ,. Between the impeller i and the housing 3 there is one of a number of fixed blades 4, 5 existing guide device provided, of which the blades 5 at the same time serve to reinforce the housing 3. 7 denotes rotatable closure body that between the fixed blades .1 are present and one designed as a chick Part71 have. The flow opening of the plug-shaped parts; i limiting Inner walls; = the closing body 7 form this in the open position Body with the boundary surfaces of the guide vanes 4. a continuous transition. The final body; are in the upper pump cover S and in the lower pump cover or similar stored, and for their rotation, a regulating ring io is provided, which is of a Se-rvomotor, not shown, is actuated and with the pin on the closing body ; wedged levers i i. In this case all will Closing body; adjusted together. The biggest lever arm that's on here for that the closing body 7 acting torsional forces comes into question, is of the Längrh ' or h = (Fig. 2).

Die Anordnung kann auch so getroffen werden, daß sich die Abschluljkörper gruppenweise oder sogar einzeln verstellen lassen.The arrangement can also be made so that the Abschluljkörper Can be adjusted in groups or even individually.

Die Verstellung der Abschlußkörper erfolgt zweckmäßig in Abhängigkeit von einer Detriebsgröße der Kreiselmaschine, beispielsweise von ihrer Leistung oder Drehzahl ->der Durchflußmenge.The adjustment of the closure body is expediently carried out in dependence of a drive size of the centrifugal machine, for example its performance or Speed -> the flow rate.

Die in den Fig.3 und .1 gezeigte Ausführungsform unterscheidet sich von der eben beschriebenen dadurch, daß von den Wandungen -i3, 14 der Abschlußkörper 12, welche deren Durchflußöffnung 15 begrenzen, die Wandungen 13 in der geöffneten Stellung der Abschlußkörper 12 den auf der dem Laufrad 21 benachbarten Seite liegenden Teil der festen Leitschaufeln 16 bilden. In diesem Falle fällt der größte Hehelarmhbzw, h= (Fig. 4. ), der für die auf die Abschlußkörper 12 wirkenden Drehmainente in Betracht kommt, noch kleiner aus als bei der Ausführungsform nach den Fig. i und 2.The embodiment shown in FIGS. 3 and 1 differs from the one just described in that of the walls -i3, 14 of the closure body 12, which limit the flow opening 15, the walls 13 in the open Position of the closing body 12 is on the side adjacent to the impeller 21 Form part of the fixed guide vanes 16. In this case the greatest helm or h = (Fig. 4.), which is considered for the torque acting on the closing body 12 comes from, even smaller than in the embodiment according to FIGS.

Um in der Abschlußstellung der Abschlußkörper zwischen den Berührungsflächen dieser Körper und den festen Schaufeln der Leitvorrichtung, zwischen denen die Abschlußkörper angeordnet sind, einen dichten A.hschluß zu erreichen, kann noch eine Hirfsvorrichtung vorgesehen werden, welche in jener Stellung der Abschlußkörper diese gegen die festen Schaufeln preßt. Eine solche Hilfsvorrichtung ist noch in Fig.3 in Form einer Büchse 17 vorgesehen, deren Außenwandung gegenüber der den Zapfen i 8 umschließenden Innenwandung exzentrisch ausgeführt ist. Diese Büchse i; wird kurz vor Erreichung der Schließlage des zugeordneten Abschlußkörpers 12 durch einen Hebel i9 mit Hilfe eines Mitnehmerzapfens 2o etwas verdreht, wodurch der Abschlußkörper 12 gegen die festen Schaufeln 16 gepreßt wird.To in the final position of the closing body between the contact surfaces this body and the fixed vanes of the guide device, between which the closure body are arranged to achieve a tight connection, a Hirfs device can still be used be provided, which in that position of the closure body this against the fixed Shovel presses. Such an auxiliary device is also shown in Figure 3 in the form of a sleeve 17 is provided, the outer wall of which is opposite the inner wall surrounding the pin i 8 is carried out eccentrically. This can i; is shortly before reaching the closed position of the associated closing body 12 by a lever i9 with the aid of a driving pin Twisted somewhat, as a result of which the closing body 12 is pressed against the fixed blades 16 will.

Claims

1 ',% TexTAXSPizcc11L: i. Hydraulic centrifugal machine with a fixed Lit device having blades, characterized in that class between the fixed blades of this guide device - rotatable, according to. Kind of a rooster chick trained closing body are available, which in the open position of the Working fluid are flowed through and their limit the flow opening Inner walls in the open position with the boundary surfaces of the fixed blades have a steady transition.

2. Hydraulic centrifugal machine according to claim i, characterized in that the closure body in its closure position by a Auxiliary device to be pressed against the fixed blades, creating on the contact surfaces the parts concerned a tight seal is produced.

3. Hydraulic centrifugal machine according to claim i., characterized in that the closing bodies are adjusted together will. ¢.

Hydraulic centrifugal machine according to claim i, characterized in that that the closing body can be adjusted in groups.

5. Hydraulic centrifugal machine according to claim i, characterized in that the closing bodies are adjusted individually will.