DE193313C - - Google Patents
Info
- Publication number
- DE193313C DE193313C DENDAT193313D DE193313DA DE193313C DE 193313 C DE193313 C DE 193313C DE NDAT193313 D DENDAT193313 D DE NDAT193313D DE 193313D A DE193313D A DE 193313DA DE 193313 C DE193313 C DE 193313C
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- turbine
- pump
- impeller
- liquid
- speed
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 7
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 3
- 230000002093 peripheral Effects 0.000 description 3
- 230000002349 favourable Effects 0.000 description 2
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 2
- 241000131971 Bradyrhizobiaceae Species 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent Effects 0.000 description 1
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D13/00—Pumping installations or systems
- F04D13/02—Units comprising pumps and their driving means
- F04D13/04—Units comprising pumps and their driving means the pump being fluid driven
- F04D13/043—Units comprising pumps and their driving means the pump being fluid driven the pump wheel carrying the fluid driving means
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Description
KAISERLICHESIMPERIAL
PATENTAMT.PATENT OFFICE.
PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING
-M 193313 KLASSE 59 b. GRUPPE -M 193313 CLASS 59 b. GROUP
Patentiert im Deutschen Reiche vom 3. Mai 1904 ab. Patented in the German Empire on May 3 , 1904.
Bei Schleuderpumpen, bei denen das Laufrad der Pumpe unmittelbar in das anschließende zum Druckrohre führende Gehäuse der Pumpe ausgießt, geht die absolute Austrittsgeschwindigkeit der Druckflüssigkeit zum größten Teil durch Stoß- und Wirbelbildung verloren. Sie ist bei nicht sehr kleinen Förderhöhen anfangs groß, während die Geschwindigkeit in den LeitungsröhrenWith centrifugal pumps, in which the impeller of the pump directly into the subsequent Pouring the housing of the pump leading to the pressure pipes, the absolute exit speed of the hydraulic fluid goes mostly lost due to shock and vortex formation. She is at not very small heads initially great, while the speed in the conduits
ίο auch bei großen Förderhöhen nur ι bis 2 m betragen soll.ίο only ι up to 2 m even with high delivery heights should be.
Dieser Geschwindigkeitsverlust kann unter Umständen vermindert werden durch ein festes Leitrad, das hinter dem Laufrade der Pumpe in bekannter Weise angeordnet wird. Dabei ist aber Bedingung, daß das Laufrad der Pumpe nur mit einer bestimmten günstigsten Umdrehzahl, d. h. mit einer bestimmten Umfangsgeschwindigkeit betrieben wird, damit der Stoß des Druckwassers gegen die festen Leitschaufeln vermieden wird.This loss of speed can be reduced by a Fixed stator, which is arranged behind the impeller of the pump in a known manner. However, it is a condition that the impeller of the pump is only favorable with a certain one Speed, d. H. is operated with a certain peripheral speed, so that the shock of the pressurized water against the fixed guide vanes is avoided.
Durch das Leitrad soll die Geschwindigkeitshöhe The speed level should be determined by the guide wheel
des Austrittswassers aus demof the outlet water from the
Laufrade innerhalb der Zellen des"Leitrades infolge allmählicher Querschnittsänderung in Druckhöhe (Pressung) des Wassers übergeführt werden, indem die Pressung des Wassers in den Leitzellen des Leitrades im Verhältnisse der Geschwindigkeitsabnahme allmählich zunehmen soll.Impellers within the cells of the "stator as a result of a gradual change in cross-section in Pressure head (pressure) of the water can be transferred by the pressure of the water in the guide cells of the stator in the The rate of decrease in speed should gradually increase.
Diese Annahme hat aber, wie Versuche ergeben haben, nur sehr bedingte Gültigkeit, denn auch bei sorgfältigster Wahl der Überführungsquerschnitte entstehen meist ebenso große Verluste, wie bei einer plötzlichen QuerHowever, as tests have shown, this assumption has only very limited validity, because even with the most careful selection of the cross-sections, the cross-sections usually result in the same way great losses, such as a sudden cross
schnittsänderung (vgl. Zivilingenieur 1878, S. 98. — Schweizerische Bauzeitung, Bd. 42 Nr. 8, Fliegner »Ein neuer Weg zur Berechnung der Staukurve«. ■— Zeitschrift für das gesamte Turbinenwesen 1906, S. 12 bis 14). Bei dem vorliegenden Erfindungsgegenstand sollen nun solche Energieverluste vollständig vermieden werden dadurch, daß hinter dem Leitrade der Pumpe eine Hilfsturbine eingeschaltet ist, welche als Kraftmaschinechange of section (see civil engineer 1878, p. 98 - Schweizerische Bauzeitung, vol. 42 No. 8, Fliegner "A new way of calculating the stagnation curve". ■ - magazine for the entire turbine system 1906, pp. 12 to 14). In the present subject matter of the invention, such energy losses should now be complete can be avoided in that an auxiliary turbine is switched on behind the stator of the pump, which acts as a prime mover
wirkt und die Geschwindigkeitshöhe" inacts and the speed level "in
mechanische Arbeit (Raddreharbeit) umwandelt. Diese Raddreharbeit wird der Pumpenwelle wieder zugeführt, so daß die zum Betriebe der Pumpe, also zum Heben der Flüssigkeit auf bestimmte Förderhöhe, von außen zuzuführende Dreharbeit entsprechend vermindert wird. ■converts mechanical work (wheel turning work). This wheel turning work becomes the pump shaft fed back, so that the operation of the pump, so to lift the liquid to a certain head, of externally supplied turning work is reduced accordingly. ■
Von den in der Zeichnung beispielsweise dargestellten Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes zeigt Fig. ι einen Vertikalschnitt einer Anordnung, bei welcher ein Pumpenlaufkranz P mit einem Turbinenlaufkränz T verbunden ist, wobei zwischen diesen beiden Laufkränzen P und T das feststehende Leitrad L liegt. Hier sind P und T durch gemeinsame Radnaben zu einem einzigen Radkörper verbunden. Jedoch können auch das Laufrad der Pumpe und das Laufrad' der Hilfsturbine als gesonderte Radkörper ausgeführt werden. Durch das zwischen Pumpenlaufradkranz P und Turbinenlaufradkranz T eingeschaltete und an jeder dieser beiden Räder unmittelbar anschließende Leitrad L wird die aus P mit der Geschwindig-From the example shown in the drawing embodiments of the subject invention, FIG. Ι a vertical section of an arrangement in which a pump running ring P is connected to a Turbinenlaufkränz T, wherein the fixed stator L lies between these two running rings P and T. Here P and T are connected to a single wheel body by common wheel hubs. However, the impeller of the pump and the impeller of the auxiliary turbine can also be designed as separate wheel bodies. By the turned-on between the pump impeller shroud P and turbine rotor ring T and at each of these two wheels directly adjacent stator L consisting of P with the velocity
keit ca austretende Druckflüssigkeit (Fig. 2) als Aufschlagflüssigkeit zur Turbine geführt und tritt am Ende des Leitrades (Fig. 3) mit der absoluten Geschwindigkeit el in das Turbinenlaufrad, um hier Raddreharbeit zu leisten. Nachdem die Aufschlagflüssigkeit der Hilfsturbine an diese ihre Geschwindigkeitsenergiespeed c a escaping hydraulic fluid (Fig. 2) as impact fluid to the turbine and occurs at the end of the stator (Fig. 3) with the absolute speed el in the turbine wheel to perform wheel turning work here. After the impact liquid of the auxiliary turbine to this its speed energy
zum größten Teile abgegeben hat, wirdhas given up for the most part, is
sie mit der Geschwindigkeit cl a die Turbine verlassend, unmittelbar in das Steigrohr der Pumpe übergeführt.leaving the turbine at the speed c l a , it is transferred directly into the riser pipe of the pump.
Die Bauart der Hilfsturbine ist demnach so zu wählen, daß dieselbe tatsächlich nur Turbine, d. h. Kraftmaschine ist und nicht etwa noch als Pumpe wirkt und dabei die Pressung vermehrt.The design of the auxiliary turbine is therefore to be selected so that the same actually only Turbine, d. H. Is a power machine and does not act as a pump and thereby the Pressing increased.
Wenn die Wasserpressungen vor und hinter dem Turbinenlaufrade gleich bleiben sollen, muß die Hilfsturbine als sogenannte Gleichpressungsturbine (Grenzturbine, Aktionsturbine) ausgeführt werden, welche lediglich als absolutes Aufschlagsgefälle die Geschwindig-If the water pressures in front of and behind the turbine impeller are to remain the same, the auxiliary turbine must be used as a so-called equal pressure turbine (Limit turbine, action turbine), which only show the speed as an absolute impact gradient
keitshöheheight
in Raddreharbeit umzusetzento implement in wheel turning work
hat. Auch innerhalb der Leitkanäle des Leitrades ist eine Veränderung in der Pressung des durchfließenden Wassers zu vermeiden. Das zwischengeschaltete Leitrad ist also im Gegensatze zu der bekannten Bauart der hinter dem Pumpenlaufrade angeordneten Leiträder mit Erweiterung der durchlaufenden Leitquerschnitte so zu bauen, daß ca = el wird. Abgesehen von unvermeidlichen Leit- oder Reibungswiderständen wird dann auch die Pressung am Austritte des Pumpenlaufrades am Radius ra dieselbe sein wie vor dem Turbinenlaufrade am Radius r\ und hinter dem Turbinenlaufrade am Radius r\. Has. A change in the pressure of the water flowing through must also be avoided within the guide channels of the diffuser. In contrast to the known design of the guide wheels arranged behind the pump impeller with expansion of the continuous guide cross-sections, the intermediate stator is to be built in such a way that c a = el . Apart from unavoidable conductive or frictional resistances, the pressure at the outlet of the pump impeller at radius r a will be the same as in front of the turbine impeller at radius r and behind the turbine impeller at radius r.
Die Pumpe ist mithin ebenso zu berechnen wie bei der älteren Pumpenbauart ohne Hinterleitrad, als wenn die Geschwindigkeitshöhe durch Stoß gegen die Gehäusewand The pump must therefore be calculated in the same way as with the older type of pump without Rear idler, as if the speed level by impact against the housing wall
igig
fast vollständig verloren ginge. Dieser anscheinende Verlust wird durch die Hilfsturbine um so mehr wieder eingebracht, je höher der Wirkungsgrad der Hilfsturbine ausfällt.would be almost completely lost. This apparent loss is caused by the auxiliary turbine the more it is reintroduced, the higher the efficiency of the auxiliary turbine fails.
Um dies zu erreichen, ist der Eintrittsradius r\ der Hilfsturbine kleiner gewählt als In order to achieve this, the entry radius r \ of the auxiliary turbine is chosen to be smaller than
' der Austrittsradius ra des Pumpenrades. Das dies von Vorteil ist, ergibt sich aus folgendem: Die Aufschlaggeschwindigkeit c\ entspricht bei stoßlosem Gange der Turbine einer bestimmten Umfangsgeschwindigkeit v\ des Turbinenlaufrades. Sonach ist y\ abhängig von der für die Pumpe bereits bestimmten besten Umfangsgeschwindigkeit va. 'the outlet radius r a of the impeller. That this is advantageous results from the following: The impact speed c \ corresponds to a certain circumferential speed v \ of the turbine impeller when the turbine runs smoothly. So y \ depends on the best circumferential speed v a that has already been determined for the pump .
Aus der Anordnung der Laufkränze P und T auf gemeinsamer Welle folgt auch gemeinsame Umdrehzahl für beide Lauf räder, so daß v\ va = rl ra werden muß. Nach den bekannten Regeln des Turbinenbaues ist es für die Erlangung eines guten Wirkungsgrades günstig, wenn die Umfangsgeschwindigkeit vl /_ el, und zwar etwa nur halb so groß gewählt wird. Da aber c\ = ca bestimmt worden ist, so gilt auch v\ /_ ca. The arrangement of the running rings P and T on a common shaft also results in a common speed of rotation for both running wheels, so that v \ v a = rl r a . According to the well-known rules of turbine construction, it is favorable for achieving a good degree of efficiency if the peripheral speed vl / _ el is chosen to be about half as large. But since c \ = c a has been determined, then v \ / _ c a also holds.
Bei dem Pumpenrade ist je nach Wahl der Schaufelwinkel und der Umdrehzahl der Pumpe die absolute Austrittsgeschwindigkeit ca des Druckwassers abhängig von der gewählten Umfangsgeschwindigkeit des Pumpenrades va. In the case of the impeller, depending on the choice of the blade angle and the number of revolutions of the pump, the absolute outlet speed c a of the pressurized water is dependent on the selected peripheral speed of the impeller v a .
Um die Reibungsverluste für Wasserführung im Leitrad bei großem ca klein zu halten, wird vorteilhaft ca /_va genommen, was durch passende Wahl der Schaufelwinkel an der Pumpe zu erreichen ist.In order to keep the friction losses for water guidance in the stator small with a large c a , it is advantageous to take c a / _v a , which can be achieved by a suitable choice of the blade angle on the pump.
Mit vl /_ ca und ca Z. va ergibt sich vl /_ va. Der Bedingung vl Z. va entspricht aber r\ /_ra. With vl / _ c a and c a Z. v a we get vl / _ v a . However, the condition vl Z. v a corresponds to r \ / _r a .
Diese Bedingung, die den Einlauf- und Auslaufradius des zwischengeschalteten Leitrades in seinen Abmessungsverhältnissen bestimmt, ist also ein wesentliches Kennzeichen des Erfindungsgegenstandes. Demgemäß ist auch bei den Ausführungsformen nach Fig. 1, 4, 5 und 6 der Eintrittsradius rl der Hilfsturbine kleiner als der Austrittsradius ra des Pumpenrades.This condition, which determines the inlet and outlet radius of the intermediate guide wheel in terms of its dimensions, is therefore an essential characteristic of the subject matter of the invention. Accordingly, in the embodiments according to FIGS. 1, 4, 5 and 6 too, the inlet radius rl of the auxiliary turbine is smaller than the outlet radius r a of the pump wheel.
Wie Fig. ι zeigt, können das Leitrad und der Turbinenlaufradkranz der Hilfsturbine so geschaltet und angeordnet werden, daß das austretende Wasser in axialer Richtung unmittelbar zum Steigrohr abgeführt wird. Diese Anordnung wird auch dadurch erleichtert, daß rl l_ra gewählt werden muß, und sonach der Austrittsradius r\ des Turbinenlaufrades auch so klein ausfallen kann, daß ein unmittelbarer Anschluß ah die Radwelle entsteht.As Fig. Ι shows, the stator and the turbine wheel rim of the auxiliary turbine can be switched and arranged so that the exiting water is carried away in the axial direction directly to the riser pipe. This arrangement is also facilitated by the fact that rl l_r a must be selected, and accordingly the exit radius r \ of the turbine runner can also be so small that a direct connection ah the wheel shaft is created.
Bei solcher axialer Abführung der die Turbine verlassenden Flüssigkeit wird das neue System auch zur Anwendung bei Vereinigung mehrerer Pumpen in der Form einer Verbundpumpe (Fig. 4) geeignet, da hier das aus der Hilfsturbine axial austretende Förderwasser unmittelbar auf kürzestem Wege dem nächstfolgenden Pumpenlaufradkränze ϊιο zugeführt werden kann.With such an axial discharge of the liquid leaving the turbine, this becomes The new system is also suitable for use when several pumps are combined in the form of a compound pump (Fig. 4), since here the conveyed water exiting axially from the auxiliary turbine directly by the shortest route the next following pump impeller rings ϊιο can be fed.
Wird die Hilfsturbine mit Pressungsgleichheit des Ein- und Austrittswassers, also als Grenzturbine ausgeführt, so kann sie im übrigen nach den für Grenzturbinen üblichen Bauformen als Axial- oder Radialturbine ausgebildet werden. Wird die innenschlächtige Radialturbine gewählt, so kann (Fig. 5 und 6) das aus der Turbine austretende Förderwasser in einem umschließenden Sammelgefäß zu dem Steigrohr der Pumpe geführt werden, das dann seitlich zu diesem Gefäße an-If the auxiliary turbine with equal pressure of the inlet and outlet water, so as When running limit turbines, it can moreover according to the usual for limit turbines Structures are designed as an axial or radial turbine. Becomes the inner slaying one Radial turbine selected, so can (Fig. 5 and 6) the conveyed water emerging from the turbine in an enclosing collecting vessel to the riser pipe of the pump, which is then attached to the side of this vessel.
geordnet wird. Um solche Anordnung zu ermöglichen, muß das Leitrad gekrümmt werden, wie Fig. .5 und 6 zeigen.is sorted. To enable such an arrangement, the stator must be curved as Fig. 5 and 6 show.
Claims (3)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE193313C true DE193313C (en) |
Family
ID=456559
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DENDAT193313D Active DE193313C (en) |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE193313C (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10307883A1 (en) * | 2003-02-25 | 2004-09-02 | Wilo Ag | Centrifugal pump, has external shovel on the circular coaxial cover disk forming a gap with the pump housing inner wall so that part of the conveyed liquid flows back to the suction face of the motor-wheel |
-
0
- DE DENDAT193313D patent/DE193313C/de active Active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10307883A1 (en) * | 2003-02-25 | 2004-09-02 | Wilo Ag | Centrifugal pump, has external shovel on the circular coaxial cover disk forming a gap with the pump housing inner wall so that part of the conveyed liquid flows back to the suction face of the motor-wheel |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE1556505C3 (en) | Two-stage hydraulic jet propulsion for watercraft | |
DE2436635C3 (en) | Hydraulic machine | |
DE1085718B (en) | Gas turbine engine | |
DE3124867C2 (en) | Liquid ring vacuum pump for gaseous media | |
DE2341076A1 (en) | PITOT TUBE FOR PITOT PUMPS | |
DE2112762A1 (en) | Side channel pump, especially vortex pump | |
DE193313C (en) | ||
DE3722530A1 (en) | TURBINE ENGINE | |
DE3315350A1 (en) | STEERING WHEEL FOR CENTRIFUGAL PUMPS | |
DE888048C (en) | Single-stage hollow rotor centrifugal pump | |
DE1001113B (en) | Device for reducing the inlet height required for centrifugal pumps | |
DE338916C (en) | Spacers or intermediate pieces for multi-stage turbines | |
DE1528828A1 (en) | Housing of a multistage centrifugal pump | |
DE723824C (en) | Multi-stage centrifugal compressor or multi-stage centrifugal pump | |
DE570073C (en) | Single or multi-stage centrifugal machine serving to convey any medium | |
DE180723C (en) | ||
EP1658439A1 (en) | Rotor assembly for a turbomachine | |
DE4325231A1 (en) | With a gyroscope machine to be operated as a pump and turbine | |
DE400465C (en) | Helical guide vane for centrifugal pumps and compressors | |
DE295945C (en) | ||
DE689593C (en) | Centrifugal machine, preferably a steam or gas turbine | |
DE51106C (en) | Single-sided centrifugal pump with a centrifugal wheel relieved of water pressure | |
DE575201C (en) | Radially loaded counter-rotating turbine | |
DE308138C (en) | ||
DE580985C (en) | Radially pressurized double-flow overpressure turbine with fixed guide device |