DE466165C - Pumpenanlage mit Elektromotorantrieb und einer mit dem Pumpenlaufrad zu einem Radkoerper vereinigten Hilfswasserturbine - Google Patents

Description

• Pumpenanlage mit Elektromotorantrieb und einer mit dem Pumpenlaufrad zu einem Radkörper vereinigten Hilfswasserturbine Die Erfindung betrifft eine Pumpenanlage mit Elektromotorantrieb und einer mit dem Pumpenlaufrad zu einem Radkörper vereinigten Hilfswasserturbine, welche beim Inbetriebsetzen der Anlage vor dem Motor in Tätigkeit gesetzt wird, um den großen Anfahrwiderstand zu überwinden, und wieder außer Tätigkeit gesetzt wird, sobald der Motor unter Strom steht. Zweck der Erfindung ist, eine Anlage dieser Art zu schaffen, welche von gedrängtem und betriebssicherem Aufbau ist und bei der nach erfolgter Übernahme der Leistungsabgabe durch den Motor in rascher und bequemer Weise auf den normalen Pumpenbetrieb übergegangen werden kann. Um dies zu erreichen, sind erfindungsgemäß in Verbindung mit dem aus Pumpenlaufrad und Hilfswasserturbine bestehenden Radkörper drehbare Leitschaufeln vorgesehen, die je nach ihrer Lage einen Turbinen- bzw. Pumpenbetrieb ermöglichen. Dabei können je zwei benachbarte Leitschaufeln zwei verschiedenen Systemen angehören, die sich einzeln zu verschiedenen Zeitpunkten betätigen lassen. Ferner kann auch das Pumpenlaufrad selbst als Turbinenlaufrad ausgebildet sein und es können dann :in Verbindung mit diesem zwei Leitvorrichtungen mit verdrehbaren Schaufeln vorgesehen sein, wobei ein Teil der Schaufeln der einen Leitvorrichtung einzeln verdrehbar ausgebildet sein kann, während vom Rest jede Schaufel mit einer Schaufel der zweiten Leitvorrichtung ein Ganzes bilden kann.
• Auf der beiliegenden Zeichnung sind mehrere Ausführungen der Erfindung schematisch und beispielsweise veranschaulicht, und zwar zeigt Abb. r einen senkrechten_ Schnitt durch den hydraulischen Teil einer Pumpenanlage mit senkrechter Welle, bei der die mit dem Pumpenlaufrad zu einem Radkörper vereinigte Hilfswasserturbine als zweiter Schaufelkranz dem Pumpenlaufrad angefügt ist.
• Abb. 2 zeigt einen senkrechten Schnitt und Abb. 3 einen dazugehörenden, mehr schematisch gehaltenen waagerechten Schnitt durch eine Ausführung, bei der inVerbindung mit dem gleichzeitig als Turbinenlaufrad dienenden Pumpenlaufrad eine Leitvorrichtung mit drehbaren Schaufeln vorgesehen ist, die je nach ihrer Lage einen Pumpen- bzw. Turbinenbetrieb ermöglichen.
• Abb. q. zeigt eine Anordnung, bei der in Verbindung mit einem gleichzeitig als Hilfsturbinenlaufrad dienenden Pumpenlaufrad zwei einzeln einstellbare Leitapparate vorgesehen sind. Bei der in Abb. i gezeigten Anlage ist die Hilfswasserturbine 12, welche beim Inbetriebsetzen der Anlage vor einem nicht gezeigten, mit der Welle 3 starr verbundenen Elektromotor in Tätigkeit gesetzt wird, zum Zwecke, den großen Anfahrwiderstand zu überwinden, und wieder außer Tätigkeit gesetzt wird, sobald der Motor unter Strom steht, außen als zweiter Schaufelkranz an das Pumpenlaufrad i i angefügt. Der von der Hilfswasserturbine 12 und dem Pumpenlaufrad i i gebildete Radkörper ist durch eine Zwischenwand 13 in einen Durchlaß für das Turbinenbetriebswasser und einen Durchlauf für das Pumpenbetriebswasser unterteilt. In Verbindung mit dem Turbinendurchlaß ist eine Leitvorrichtung 14 und in Verbindung mit dem Pumpendurchlaß eine Leitvorrichtung 15 vorgesehen. Jede der voneinander getrennten Leitvorrichtungen 14, 15 ist mit Drehschaufeln ausgerüstet. Die Drehschaufeln der Leitvorrichtung 14 befinden sich für gewöhnlich in ihrer Schlußstellung; sie werden nur beim Inbetriebsetzen der Anlage geöffnet, um ein Durchströmen von Wasser in Richtung der Pfeile T durch das Turbinenlaufrad 12 zu ermöglichen. Sobald der Radkörper 12, 13 in Drehung versetzt und nachdem auch noch der nicht gezeigte Motor unter Strom gesetzt worden ist, werden die Schaufeln der Leitvorrichtung 14 wieder geschlossen, so daß dann nur noch Wasser in Richtung der Pfeile P durch das Laufrad i i strömt und dieses als Pumpenlaufrad wirkt.
• In Abb. 2 und 3 bezeichnet 16 ein Pumpenlaufrad, in Verbindung mit dem eine Leitvorrichtung mit drehbaren Leitschaufeln 17 vorgesehen ist. Die Leitschaufeln 17 können so verdreht werden, daß j e nach ihrer Lage mit dem Laufrad 16 entweder ein Pumpen- oder Turbinenbetrieb möglich ist. Das Pumpenlaufrad 16 bildet also hier selbst das Laufrad der Hilfswasserturbine. Wie gezeigt, sind die drehbaren Leitschaufeln 17 derart ausgebildet, daß beim Übergang auf den Turbinenbetrieb sie sich in Richtung der Schließbewegung für den Pumpenbetrieb über ihre Schließstellung weiter hinaus bewegen lassen. Zwischen dem Laufrad 16 und der Leitvorrichtung ist noch ein verstellbarer Ringschieber 161 vorgesehen.
• Für das Anlassen der Pumpe werden die Schaufeln 17 in die Lage T (Abb. 3) gedreht; es kann dann Wasser in Richtung der Pfeile t durch die Leitvorrichtung und das_ Laufrad 16 fließen, wobei letzteres, sobald das vom Wasser ausgeübte Drehmoment einen bestimmtenWert erreicht, anfängt, sich imUhrzeigerdrehsinn zu drehen. Der nicht gezeigte, zum Antreiben des Pumpenlaufrades 16 dienende Motor wird hierauf zu einem geeigneten Zeitpunkt unter Strom gesetzt, worauf der Schieber 161 gesenkt wird, so daß kein Wasser mehr durch das Laufrad i6 hindurchströmen kann. Hierauf werden die Leitschaufeln 17 aus der Lage T in die Lage P (Abb. 3) verdreht und dann wird der Schieber 161 wieder gehoben; das vom Motor angetriebene Laufrad 16 fördert nun Wasser in Richtung der Pfeile p. .
• Damit bei einer solchen Bauart genügend lange Leitschaufeln vorgesehen und derartige Schaufeln trotzdem von der einen Endlage ohne sich gegenseitig zu stören in die andere verdreht werden können, kann die Anordnung so getroffen sein, daß j e zwei benachbarte Schaufeln zwei verschiedenen Systemen angehören, die sich einzeln zu verschiedenen Zeitpunkten betätigen lassen.
• Der in Abb. 2 und 3 gezeigte Ringschieber 161 kann in gewissen Fällen entbehrt «.erden, insbesondere, wenn beim Drehen der Schaufeln 17 hydraulische Stöße gegen diese Schaufeln vermieden werden.
• In Abb. 4 ist eine Anordnung gezeigt, bei der in Verbindung mit einem gleichzeitig das Laufrad der Hilfswasserturbine bildenden Pumpenlaufrad 2o zwei Leitvorrichtungen 21 und 22 vorgesehen sind, von denen jede verdrehbare Schaufeln aufweist. Die Anordnung ist dabei eine solche, daß die Schaufeln der zwei Leitvorrichtungen 21, 22 unabhängig voneinander verstellt werden können. Vor dem Inbetriebsetzen der Pumpe werden die Schaufeln der Leitvorrichtung 21 in die Schlußstellung gebracht und nur die Schaufeln der Leitvorrichtung 22 geöffnet, so daß einzig dem inneren Teil des Laufrades-2o durch die Leitvorrichtung 22 hindurchWasser zufließt. Diese Wassermenge genügt, um das Rad 2o und den mit demselben starr gekuppelten, nicht gezeigten Elektromotor in Umlauf zu setzen. Ist letzteres der Fall, so werden die Schaufeln 22 in die Schlußstellung gebracht und die Schaufeln 21 geöffnet, so daß dann das Laufrad 2o als Pumpenlaufrad wirken und Wasser in Richtung des Pfeiles P fördern kann. Zweckmäßig wird die Anordnung so getroffen, daß. eine solche Verstellung der Schaufeln der Leitvorrichtung 22 möglich ist, daß auch diese Schaufeln, nachdem das Laufrad 2o anfängt Wasser in Richtung des Pfeiles P zu fördern, als Pumpenleitvorrichtung wirken. Auch hier wird die zusätzliche Enjrgiequelle vom Pumpenlaufrad 2o selbst un der besonderen Leitvorrichtung 22 gebildet.
• Bei Anordnungen mit zwei Leitvorrichtungen 21, 22 kann die Ausbildung auch so sein, daß sich nur ein Teil der Schaufeln 22 unabhängig von den Schaufeln 2i verdrehen, läßt, während vom Rest der Schaufeln 22 je eine mit einer Schaufel 21 zu einem Ganzen vereinigt ist. Für das Anlassen sind dann nur die einzeln verstellbaren Schaufeln 22 zu betätigen; die übrigen Schaufeln 22 können bei dieser Anordnung so ausgebildet werden, daß sie beim normalen Betrieb, d. h. beim Pumpenbetrieb, mit bestem Wirkungsgrad zu arbeiten gestatten.
• In allen beschriebenen Fällen ist es für das Wesen der Erfindung unwesentlich, ob der Motor bei Betriebstourenzahl oder schon bei niedrigerer Tourenzahl unter Strom gesetzt wird. Da jedoch Untersuchungen gezeigt haben, daß es bei Motor-Pumpenaggregaten möglich ist, die Ausbildung der verschiedenen Teile so zu gestalten, daß in einem bestimmten Zeitpunkt das Drehmoment einen minimalen Wert aufweist, so ist es bei Anlagen der beschriebenen Art zweckmäßig, den zum Antreiben derPumpe dienendenMotor in dem Augenblick einzuschalten, in dem das Drehmoment den betreffenden Minimalwert aufweist.
• Um das Anlassen zu erleichtern, können zweckmäßig in an sich bekannter Weise Mittel zum Einführen von Druckwasser in den der Einlaßseite des Pumpenrades zugewandten Spaltraum vorgesehen sein, um beim Anlassen den Achsschub des Läufers des Motor-Pumpenaggregates auszugleichen.

Claims (3)

1. PATEN T.1NSPRÜCHE: i. Pumpenanlage mit Elekromotorantrieb und einer mit dem Pumpenlaufrad zu einem Radkörper vereinigten Hilfswasserturbine,welche beimInbetriebsetzen derAnlage vor dem Motor in Tätigkeit gesetzt wird, um den großen Anfahrwiderstand zu überwinden, und wieder außer Tätigkeit gesetzt wird, sobald der Motor unter Strom steht, gekennzeichnet durch drehbare Leitschaufeln, die je nach ihrer Lage einen Turbinen- bzw. Pumpenbetrieb ermöglichen.
2. 2. Pumpenanlage nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß je zwei benachbarte Leitschaufeln zwei verschiedenen Systemen angehören, die sich einzeln zu verschiedenen Zeitpunkten betätigen lassen. 3. Pumpenanlage nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Leitvorrichtungen und Laufrad ein verstellbarer Ringschieber vorgesehen ist, der während des Verdrehens der Leitschaufeln den Durchfluß des Wassers durch das Laufrad abzusperren gestattet. d.. Pumpenanlage nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Pumpenlaufrad selbst als Turbinenlaufrad ausgebildet ist und in Verbindung mit diesem zwei Leitvorrichtungen mit verdrehbaren Schaufeln vorgesehen sind.
3. 3. Pumpenanlage nach Anspruch d., dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Schaufeln der einen Leitvorrichtung einzeln verdrehbar ist, während vom Rest jede Schaufel mit einer Schaufel der zweiten Leitvorrichtung ein Ganzes bildet. 6. Pumpenanlage nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise Mittel zum Einführen von Druckwasser in den der Einlaufseite des Pumpenrades zugewandten Spaltraum vorgesehen sind, um beim Anlassen den Achsschub des Läufers des Motor-Pumpenaggregates auszugleichen.