DE648910C

DE648910C - Centrifugal pump system

Info

Publication number: DE648910C
Application number: DES121032D
Authority: DE
Original assignee: Sulzer AG; Gebrueder Sulzer AG
Current assignee: Sulzer AG
Priority date: 1935-10-17
Filing date: 1936-01-01
Publication date: 1937-08-13
Also published as: CH183756A; FR805106A; GB464259A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kreiselpumpenanlage mit einem Abschlußorgan auf der Druckseite. Sie ist gekennzeichnet durch einen Steuerkolben für das Abschlußorgan, dessen eine Seite mit dem Arbeitsraum der Pumpe und dessen andere Seite mit der Druckleitung verbunden ist. Die Anordnung dient insbesondere dem Zweck, ein sicheres Schließen des Abschlußorgans auch bei raschem Absinken des Druckes im Druckrohr zu gewährleisten.The invention relates to a centrifugal pump system with a closing element on the print side. It is characterized by a control piston for the closure member, one side of which with the Working chamber of the pump and the other side of which is connected to the pressure line. The arrangement serves in particular the purpose of securely closing the closure member to be guaranteed even if the pressure in the pressure pipe drops rapidly.

Um die Sicherheit der Kreiselpumpenanlage noch zu erhöhen, empfiehlt es sich, in die von der Druckleitung zum Steuerkolben führende Verbindungsleitung einen Druckluftakkumulator einzuschalten. Damit dieser Akkumulator von dem absinkenden Druck im Druckrohr unabhängig wird, ist es zweckmäßig, in die von der Druckleitung zum Drudduftakkumulator führende Verbiaidungsleitung ein Rückschlagventil einzubauen. In order to increase the safety of the centrifugal pump system, it is advisable to use in the connecting line leading from the pressure line to the control piston has a compressed air accumulator to turn on. It is so that this accumulator becomes independent of the falling pressure in the pressure pipe expediently in the connecting line leading from the pressure line to the Drudduftakkumulator to install a check valve.

Dem Rückschlägventil kann eine Umgehungsleitung parallel geschaltet sein, die den vom Druckluftakkumulator während des Schließvorganges des Abschlußorgans aufrecht erhaltenen Druck nach beendigtem Schließ Vorgang selbsttätig auf einen gewünschten Wert absinken läßt. Dabei kann es zweckmäßig sein, in der Umgehungsleitung ein verstellbares Drosselorgan vorzusehen, um die Geschwindigkeit, mit der der Druck im Druckluftakkumulator absinkt, nach Wunsch einstellen zu können.A bypass line can be connected in parallel to the check valve the upright from the compressed air accumulator during the closing process of the closure member obtained pressure automatically to a desired one after the closing process is completed Value drops. It can be useful to provide an adjustable throttle device in the bypass line, in order to be able to adjust the speed at which the pressure in the compressed air accumulator drops as required.

Der Druckluftakkumulator kann zur Vereinfachung der Anlage auch selbst eine Zylinderseite des Steiierkolbens bilden. Dabei läßt sich der Steuerkolben auch so ausbilden und in das Druckrohr der Pumpe einbauen, daß er gleichzeitig das Abschlußorgan bildet.The compressed air accumulator can also have a cylinder side to simplify the system of the Steiier's piston. The control piston can also be designed in this way and install in the pressure pipe of the pump so that it forms the closing element at the same time.

Einige Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes sind auf der Zeichnung schematisch dargestellt.Some embodiments of the subject matter of the invention are shown in the drawing shown schematically.

Abb. ι zeigt ein die Druckänderungen während eines Schließvorganges veranschau-Hellendes Diagramm;Fig. Ι shows the changes in pressure during a closing process - Hellendes Diagram;

Abb. 2 zeigt einen Schnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel;Fig. 2 shows a section through a first embodiment;

Abb. 3, 4 und 5 zeigen Schnitte durch weitere Ausführungsbeispiele.Fig. 3, 4 and 5 show sections through further embodiments.

In Abb. 2 ist an die Kreiselpumpe α ein langes Druckrohr b angeschlossen, in das ein Abschlußorgan c eingebaut ist, das den Zweck hat, das Druckrohr zur "Vermeidung eines Rückströmens selbsttätig abzuschließen, wenn der sich in ihm einstellende Betriebsdruck, z. B. infolge Ausfalls des Pumpenantriebsstromes, unter einen gewissen Betrag sinkt. Das Abschlußorgan c wird dabei selbsttätig von einem Steuerkolben d gesteuert, dessen das öffnen des Abschlußorgans bewirkende rechte Zylinderseite durch die Leitung e ständig an den Arbeitsraum der Pumpe α und dessen das Schließen des Abschlußorgans bewirkende linke Zylinderseite durch die Verbindungsleitung / ständig an eine in einiger Entfernung vom Pumpenstutzen gelegene Stelle g des Druckrohres b angeschlossen ist.In Fig. 2, a long pressure pipe b is connected to the centrifugal pump α , in which a closing element c is installed, which has the purpose of automatically closing the pressure pipe to "avoid backflow when the operating pressure which is established in it, e.g. as a result of failure of the pump drive current, drops below a certain amount. The closing element c is automatically controlled by a control piston d , whose right cylinder side causing the opening of the closing element through line e constantly to the working space of the pump α and its left closing the closing element Cylinder side through the connecting line / is constantly connected to a point g of the pressure pipe b located some distance from the pump nozzle.

Auf der Schließseite des Steuerkolbens d wird infolgedessen beim Ingangsetzen und während des normalen Betriebes ein kleinerer Druck herrschen als auf der Öffnungsseite.. S Bei beginnendem Rückströmen stellt sich d gegen auf der Schließseite ein größerer Druckein als auf der Öffnungsseite. Im ganzen wird also die Wirkung entstehen, daß bei der Inbetriebsetzung der Pumpe selbsttätig das to Öffnen, während des normalen Betriebes selbsttätig das Offenhalten und bei vorkommendem Stromausfall selbsttätig das Schließen des Abschlußorgans herbeigeführt wird.As a result, the pressure on the closing side of the control piston d when it is started and during normal operation is lower than on the opening side. On the whole, the effect will be that when the pump is started up, it automatically opens, during normal operation it automatically keeps it open and, in the event of a power failure, it automatically closes the closing element.

In der Richtung der Kolbenstange des Steuerkolbens d ist ein durch eine Stellschraube h gebildeter einstellbarer Anschlag angeordnet, durch den die Betriebsstellung, d. h. die Offenlage des Abschlußorgans c nach Wunsch von Hand eingestellt werden kann. Um ein sicheres Schließen des Abschlußorgans c auch bei raschem Absinken des Druckes im Druckrohr b, d. h. auch dann zu gewährleisten, wenn in schneller Zeitfolge der Druck bei g ungefähr gleich dem Druck im Arbeitsraum der Pumpe geworden ist, ist in die Verbindungsleitung f ein Druckakkumulator, z. B. in Form eines an sich bekannten Druckluftakkumulators i, eingeschaltet und diesem ein Rückschlagventil k vorgeschaltet, das wohl ein Einströmen von Fördermittel in den Akkumulator bzw. zur Schließseite des Steuerkolbens, nicht aber ein Rückströmen aus dem den Steuerkolben umschließenden Zylinder oder dem Akkumulator in das Druckrohr b der Pumpe gestattet. Auf diese Weise wird erreicht, daß der Druck im Druckluft-".:■ akkumulator und somit auch auf der Schließseite des Steuerkolbens auch bei raschem Druckabfall im Druckrohr der Pumpe so lange auf der gewünschten Höhe erhalten wird, als dies für ein sicheres Schließen des Abschlußorgans erforderlich ist.In the direction of the piston rod of the control piston d , an adjustable stop formed by an adjusting screw h is arranged, by means of which the operating position, ie the open position of the closing element c , can be set by hand as desired. In order to ensure that the closing element c closes reliably even when the pressure in the pressure pipe b drops rapidly, i.e. even when the pressure at g has become approximately equal to the pressure in the working chamber of the pump in rapid succession, there is a pressure accumulator in the connecting line f, z. B. in the form of a known compressed air accumulator i, switched on and this is preceded by a check valve k , which is probably an inflow of funds into the accumulator or to the closing side of the control piston, but not a return flow from the cylinder surrounding the control piston or the accumulator into the Pressure pipe b of the pump permitted. In this way it is achieved that the pressure in the compressed air - ".: ■ accumulator and thus also on the closing side of the control piston, even in the event of a rapid pressure drop in the pressure pipe of the pump, is maintained at the desired level as long as this is necessary for reliable closing of the closing element is required.

In dem Diagramm der Abb. 1 sind die bei einem solchen Schließvorgang auftretenden Änderungen des Druckes p in Abhängigkeit von der Zeit t aufgetragen. Linie 1 stellt den .. Druckverlauf bei der Stelle g des Druckrohres, Linie 2 den Druckverlauf im Druckluftakkumulator i sowie auf der linken bzw. Schließseite des Steuerkolbens und Linie 3 den Druckverlauf im Arbeitsraum der Pumpe sowie auf der rechten bzw. Öffnungsseite des Steuerkolbens dar.In the diagram of FIG. 1, the changes in pressure p that occur during such a closing process are plotted as a function of time t. Line 1 represents the pressure curve at point g of the pressure pipe, line 2 the pressure curve in the compressed air accumulator i and on the left or closing side of the control piston and line 3 the pressure curve in the working chamber of the pump and on the right or opening side of the control piston.

Vom Zeitpunkt i₀ an, in dem der Strom ausfällt, aber das Abschlußorgan c mitsamt dem Steuerkolben sich noch in der in Abb. 2 gezeichneten Lage befinden, nehmen die Drücke im Druckrohr bei g, im Arbeitsraum der Pumpe α und auf der rechten Steuerkolbenseite gemäß den noch zusammenfallenden Linien 1 und 3 der Abb. 1 rasch ab, während der im Druckluftakkumulator i und auf der linken Steuerkolbenseite herrschende Druck infolge der im Akkumulator vorhandenen Luft und infolge des ein Rückströmen verhindernden Rückschlagventils k fast unverändert erhalten bleibt (Linie 2). Infolgedessen wird der Steuerkolben d mitsamt dem Abschlußorgan c durch den auf der linken Steuerkolbenseite herrschenden zunehmenden Überdruck, der durch den sich vergrößernden Abstand der Linien 1 und 2 in Abb. 1 gekennzeichnet wird,,unter entsprechender Verdrängung von Flüssigkeit von der rechten Steuerkolbenseite nach rechts in die Abschlußstellung verschoben, die etwa im Zeitpunkt t_x erreicht sein dürfte. Von diesem Zeitpunkt an nehmen die Drücke im Druckrohr und schließlich auch im Akkumulator wieder einen steigenden Verlauf an, um schließlich nach einigen Schwankungen in einen Beharrungszustand der Ruhe überzugehen, der so lange anhält, bis die Anlage wieder in Betrieb gesetzt wird. Infolge des während des Schließvorganges auftretenden, aus dem Verlauf der Linien 1 und 2 der Abb. ι sich ergebenden kräftigen Überdrucks wird erreicht, daß das Abschlußorgan c um so energischer geschlossen wird, je rascher der Druck im Druckrohr b der Pumpe α sinkt.From time i ₀ on, at which the power fails, but the closing element c together with the control piston are still in the position shown in Fig. 2, the pressures in the pressure pipe at g, in the working chamber of the pump α and on the right-hand side of the control piston according to lines 1 and 3 of Fig. 1, which are still coinciding, while the pressure in the compressed air accumulator i and on the left side of the control piston remains almost unchanged due to the air in the accumulator and due to the non-return valve k which prevents backflow (line 2). As a result, the control piston d together with the closing element c is caused by the increasing overpressure prevailing on the left control piston side, which is characterized by the increasing distance between lines 1 and 2 in Fig. 1, with a corresponding displacement of liquid from the right control piston side to the right in shifted the final position, which should be reached at about time t _x. From this point on, the pressures in the pressure pipe and finally also in the accumulator increase again, finally after a few fluctuations they pass into a steady state of rest, which lasts until the system is put back into operation. Occurring as a result of during the closing operation, from the course of the lines 1 and 2 of Fig. Himself ι resulting strong overpressure is achieved in that the closure member C is closed so as energetic, the more rapidly the pressure in the pressure pipe b of the pump α decreases.

Dem Rückschlagventil k in Abb. 2 ist noch eine mit einem verstellbaren Drosselorgan / versehene Umgehungsleitung m parallel geschaltet, die so bemessen ist, daß sie einerseits nach erfolgtem Schließvorgang den Druck im Druckluftakkumulator / und somit den schließseitigen Druck des Steuerkolbens ei auf ein gewünschtes Maß absinken läßt und anderseits beim Wiederöffnen des Abschlußorgans c durch den bei der Wiederinbetriebsetzung der Pumpe a in deren Arbeitsraum und auf der rechten Steuerkolbenseite herrschenden Überdruck ein Rückströmen von Druckmittel von der Schließe seite des Steuerkolbens d gestattet. Durch das Drosselorgan / der Umgehungsleitung m kann sowohl die Geschwindigkeit der Druckabsenkung wie auch der Druckmittelrückströmung nach Wunsch von Hand eingestellt werden.The check valve k in Fig. 2 is also connected in parallel with an adjustable throttle device / bypass line m , which is dimensioned so that on the one hand, after the closing process, the pressure in the compressed air accumulator / and thus the pressure of the control piston ei on the closing side drop to a desired level and on the other hand, when the closing element c is reopened, a backflow of pressure medium from the closing side of the control piston d is permitted by the overpressure prevailing in the working chamber and on the right side of the control piston when the pump a is restarted. Both the speed of the pressure reduction and the pressure medium return flow can be set manually as required by the throttle element / bypass line m.

Bei der in Abb. 3 gezeigten Ausführungsform der Kreiselpumpenanlage ist die Anordnung so getroffen, daß die Steuervorrichtung d und das Abschlußorgan c derart vereinigt sind, daß das Abschlußorgan gleichzeitig den Kolben für die Steuervorrichtung darstellt. Die Steuervorrichtung ist ebenfalls auf der einen Steuerkolbenseite mit dem Arbeitsraum der Pumpe α und auf der iao anderen Steuerkolbenseite durch die Verbindungsleitung / mit dem Druckrohr b verbun-In the embodiment of the centrifugal pump system shown in Fig. 3, the arrangement is such that the control device d and the closure member c are combined in such a way that the closure member simultaneously represents the piston for the control device. The control device is also connected on one side of the control piston to the working chamber of the pump α and on the generally other side of the control piston through the connecting line / to the pressure pipe b .

den, wobei in die Leitung f ein Druckluftakkumulator i mit vorgeschaltetem Rückschlagventil und Umgehungsleitung für dieses Rückschlagventil eingeschaltet ist. Die beiden Seiten des Steuerkolbens stehen durch Leitungen η noch mit einer nicht gezeichneten Steuervorrichtung in Verbindung, durch die der Steuerkolben bzw. das Abschlußorgan auch unabhängig von den Vorgängen im Arbeitsraum der Pumpe und im Druckrohr z. B. von Hand geöffnet und geschlossen werden können.den, wherein a compressed air accumulator i with an upstream check valve and bypass line for this check valve is switched on into the line f. The two sides of the control piston are connected by lines η to a control device, not shown, through which the control piston or the closing element also independent of the processes in the working chamber of the pump and in the pressure pipe z. B. can be opened and closed by hand.

In Abb. 4 ist ein Ausführungsbeispiel mit im Druckrohr b eingebautem Drehschieber c als Abschlußorgan dargestellt, das sich von der Ausführung nach Abb. 2 nur durch die auf den Drehschieber bzw. das Abschluß organ wirkende Einstellvorrichtung 'unterscheidet. Die Steuervorrichtung d besitzt zwei Einstellkolben, an deren Verbindungsstange der Stellhebel des Drehschiebers c angelenkt ist. Im übrigen ist der Anschluß der Steuervorrichtung an den Arbeitsraum der Pumpe α bzw. an das Druckrohr b der gleiche wie in Abb. 2.In Fig. 4 an embodiment is shown with built-in rotary valve c in the pressure tube b as a closure member, which differs from the embodiment according to Fig. 2 only by the setting device acting on the rotary valve or the closure organ '. The control device d has two adjusting pistons, on the connecting rod of which the adjusting lever of the rotary slide valve c is articulated. Otherwise, the connection of the control device to the working space of the pump α or to the pressure pipe b is the same as in Fig. 2.

In Abb. 5 wird der Steuerkolben d zur Steuerung eines in das Druckrohr b eingebauten Keilschiebers c verwendet. Die mit der Druckleitung b verbundene Zylinderseite des Steuerkolbens d ist dabei selbst als Druckluftakkumulator i ausgebildet, während die Öffnungsseite, d. h. die untere Seite, durch eine Leitung e mit der Druckseite eines zusätzlichen Pumpenlaufrades J im Arbeitsraum der Pumpe α in Verbindung gebracht ist. Durch das zusätzliche'Pumpenlaufrad J wird auf der unteren Seite des Steuerkolbens während des normalen Betriebes ein höherer Druck als im Druckrohr b erzeugt und aufrechterhalten. Der Druckluftakkumulator i steht wie in- Abb. 2 durch eine Verbindungsleitung f mit Rückschlagventil k und drosselbarer Umgehungsleitung m mit der Stelle g des Druckrohres in Verbindung.In Fig. 5 the control piston d is used to control a wedge valve c built into the pressure pipe b . The cylinder side of the control piston d connected to the pressure line b is itself designed as a compressed air accumulator i , while the opening side, ie the lower side, is connected through a line e to the pressure side of an additional pump impeller J in the working chamber of the pump α . The additional pump impeller J generates and maintains a higher pressure on the lower side of the control piston than in the pressure pipe b during normal operation. The compressed air accumulator i is connected to the point g of the pressure pipe via a connecting line f with a check valve k and a throttled bypass line m , as shown in Fig. 2.

Die beschriebene Steuerung läßt sich auch für andere Arten von Abschlußorganen verwenden, z. B. für Kugelschieber, Nadelschieber, Druckauslaßschieber u. dgl. Ebenso kann sie z. B. bei großen Anlagen zum Steuern eines Auslaßorgans oder eines in einer Umgehungsleitung angeordneten Abschlußorgans Verwendung finden, bei denen in der Hauptleitung eine unabhängig vom Servomotor wirkende Rückschlagklappe angeordnet sein kann. Als Druckakkumulator kann dabei statt eines Druckluftakkumulators mit Flüssigkeitsfüllung selbstverständlich auch ein Gewichts-, Federakkumulator o. dgl. Verwendung finden, die noch den Vorteil bieten, daß' die Notwendigkeit einer zeitweisen Ergänzung der Flüssigkeitsfüllung entfällt.The control described can also be used for other types of closure organs, z. B. for ball slide, needle slide, pressure outlet slide and the like. B. in large systems for controlling an outlet element or a closing element arranged in a bypass line Are used in which in the main line an acting independently of the servomotor Non-return valve can be arranged. As a pressure accumulator, instead of a compressed air accumulator with a liquid filling Of course, a weight accumulator, spring accumulator or the like can also be used, which still offer the advantage that ' there is no need to temporarily replenish the liquid filling.

Claims

Patent claims:

1. Centrifugal pump system with a closing element on the pressure side, characterized by a control piston (d) for the closing element (c), one side of which is connected to the working chamber of the pump (α) and the other side of which is connected to the pressure line (b) .

2. Installation according to claim 1, characterized in that a compressed air accumulator (i) is switched on in the connecting line (/) leading from the pressure line (b) to the control piston (d).

3. Installation according to claims 1 and 2, characterized in that a check valve (k) is installed in the connecting line (f) leading from the pressure line (b) to the compressed air accumulator (i).

4. Plant according to claims 1 to 3, characterized in that the check valve (k) has a bypass line (m) connected in parallel.

5. Installation according to claims 1 to 4, characterized in that an adjustable throttle element (/) is provided in the bypass line (m).

6. Plant according to claim 1, characterized in that the cylinder side of the control piston (d) connected to the pressure line (b) is itself designed as a compressed air accumulator (i) .

1 sheet of drawings