DE3023219A1 - Turbopumpe - Google Patents
TurbopumpeInfo
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Classifications
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- 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
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Description
Turbopumpe
Die Erfindung betrifft eine Turbopumpe, bestehend aus einem Kreiselpumpenteil mit Ein- und Austritt und einem auf gleicher
Welle angeordnetem Turbinenteil mit eigenem Ein- und Austritt.
Bekannt sind Turbopumpen für große Pumpeneinheiten im Speicherbetrieb, bei denen ein Pumpenrad und ein Turbinenrad
auf gemeinsamem Wellenstrang gekoppelt sind.
Weiterhin sind Turbopumpen bekannt, bei denen Kreiselpumpen mehrstufiger Bauart gekoppelt sind mit Radialstufen, die im
Turbinenbetrieb arbeiten können. Pumpen- und Turbinenteil sind auf einer gemeinsamen Welle angeordnet. Derartige Aggregate
finden vor allem in Wasch- und Reinigungsprozessen Anwendung. In derartigen Prozessen wird Flüssigkeit von hohem Druck
benötigt, während gleichzeitig Abwasser des Kreislaufes auf niederen Druck entspannt werden muß. Es können hierbei
Produktströme des Pumpenkreislaufes abgezweigt werden, so
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daß für den Turbinenteil kleinere Mengen bei kleinerer Druckhöhe als der Pumpenförderhöhe zur Verfugung stehen. Um den
Gesamtkreislauf in Gang zu halten, ist es notwendig, daß der Pumpenteil die nötige Druckhöhe schafft. Die aufgrund des
abzuzweigenden Produktstromes und zwangsläufiger Verluste notwendigerweise aufzubringende Zusatzenergie wird üblicherweise
durch einen Elektromotor oder einen anderen Antrieb erstellt. Der Antrieb ist über eine Kupplung mit dem Aggregat verbunden.
Wesentliches Merkmal derartiger Aggregate ist jedoch, daß die aufgebrachte Energie, die zum Betrieb des Kreisprozesses
erforderlich ist, die für den Produktstrom aber nicht mehr benötigt wird, direkt als Antriebsenergie zurückgewonnen wird.
Durch die europäische Patentanmeldung O 008 260 ist eine
Turbopumpe bekannt, bei der der Pumpen- und der Turbinenteil an ihren Hochdruckenden aneinander gekoppelt sind. Die gegenläufige
Anordnung dient dem Ausgleich der Axialkräfte von Pumpen- und Turbinenteil. Der Nachteil dieser Anordnung
liegt in der Notwendigkeit eines aufwendig gestalteten und in seiner Festigkeit auf einen hohen Druck ausgelegten Mittelstückes.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Turbopumpe der eingangs genannten Art zu schaffen, die mit einem wenig aufwendigen
Mittelstück auskommt, aber dennoch einen vollständigen Axialschubausgleich erlaubt.
Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein den Pumpen- und den Turbinenteil miteinander koppelndes, beiden
Teilen gemeinsames Niederdruckteil. Die an einem solchen Niederdruckteil vorzunehmende Trennung zwischen dem Pumpen-
und dem Turbinenteil ist wegen der geringen Druckdifferenz zwischen der Pumpenansaugöffnung und dem Turbinenaustritt
einfach. Sie ist überdies nur mit geringen Verlusten behaftet. Da dieses Niederdruckteil lediglich für einen geringen Druck
auszulegen ist, ist es einfach in seiner Herstellung und Gestaltung.
Ein völliger Ausgleich der auftretenden Axialkräfte kann bei der
erfindungsgemäßen Turbopumpe dadurch erreicht werden, daß an den Hochdruckseiten von Kreiselpumpe und Turbine jeweils
ein Entlastungskolben angeordnet ist, wobei die Durchmesser der Entlastungskolben den unterschiedlichen Axialkräften angepaßt
sind. Das Aggregat kann daher mit verlustarmen Wälzlagern betrieben werden.
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Die über die Entlastungskolben geführten Entspannungsströme können gleichzeitig zu regeltechnischen Zwecken, nämlich zur
Anpassung der Turbinencharakteristik an die Punnpencharakteristik verwendet werden. Da mehrstufige, als Turbinen betriebene
Pumpen in der Schluckmenge nicht regelbar sind, ist die optimale Anpassung der' Betriebspunkte von Pumpen- und
Turbinenteil erforderlich, was hier in einfacher Weise durch die Regelleitung geschieht.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird noch vorgeschlagen, daß die am Niederdruckteil der Turbopumpe angeordneten Stutzen,
nämlich der Einlaufstutzen des Pumpenteils und der Austrittsstutzen des Turbinenteils, in gleicher Achse angeordnet sind.
Anhand eines Ausführungsbeispiels wird die Erfindung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt eine erfindungsgemäß aufgebaute
Turbopumpe in Schnittdarstellung.
Die Turbopumpe besteht aus einem Kreiselpumpenteil 1 und einem Turbinenteil 2. Durch ein gemeinsames Niederdruckteil 3 werden
der Kreiselpumpenteil 1 und der Turbinenteil 2 miteinander verbunden. Das Niederdruckteil 3 beinhaltet den Einlaufstutzen
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des Kreiselpumpenteils 1 und den Austrittsstutzen 5 des Turbinenteils
2. Darüber hinaus besitzender Kreiselpumpenteil 1 noch einen Purnpenaustritt 6 und der Turbinenteil 2 einen Turbineneintritt
7.
Auf der jeweiligen Hochdruckseite der Aggregatteile 1 und 2 sind die Einrichtungen zum Ausgleich der Axialkräfte angeordnet: Im
Kreiselpumpenteil ist ein Entlastungskolben 8 vorgesehen, während der Turbinenteil 2 einen Entlastungskolben 9 besitzt. Weiterhin
sind Entlastungsleitungen 10, 11 mit Drosselorganen 12, 13
vorhanden. Die Abdichtung der dem Gesamtaggregat gemeinsamen Welle 14 erfolgt durch normale - nicht dargestellte - Wellenabdichtungen.
Zur Führung der Welle 14 sind Wälzlager 15 vorgesehen.
Zwischen dem Hochdruckteil und dem Niederdruckteil der Turbine verläuft eine mit einem Regelorgan 16 ausgestattete Verbindung
Die Prozeßflüssigkeit tritt mit dem Einlauf druck Ppfr in den
Einlaufstutzen 4 des Kreiselpumpenteils 1 ein. Nach einer innerhalb des Kreiselpumpenteils 1 erfolgten Druckenergieaufnahme
verläßt die Flüssigkeit den Kreiselpumpenteil 1 am Pumpenaustritt
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mit dem Austrittsdruck ΡρΑ· Ein nicht mehr für den Prozeß
benötigter Anteil der Flüssigkeit mit dem um die Verluste verringerten Druck Pn-C7 wird in den Hochdruckteil des Turbinenteils
2 eingeleitet und von dort zum Turbinenaustritt 5 geführt, wo die Flüssigkeit noch den Druck Pn-. besitzt. Die beim
Durchströmen der Turbine 2 abgegebene Energie wird über die Welle 14 dem Kreiselpumpenteil 1 direkt zugeführt. Der an
den Prozeßnutzstrom und die Reibungsverluste abgegebene Energieanteil wird durch einen nicht dargestellten Antrieb, z.B.
einen Elektromotor, ersetzt.
Über die zwischen dem Pumpeneintritt 4 und dem Turbinenaustritt 5 herrschende Druckdifferenz p__ - Pn-* wird eine
starre Drossel als Trennung zwischen dem Kreiselpumpenteil 1 und dem Turbinenteil 2 mit Flüssigkeit beaufschlagt. Dadurch
wird, wie an allen anderen Dichtstellen innerhalb des Gesamtaggregates, gleichzeitig eine zusätzliche Lagerung bewirkt.
Aufgrund der unterschiedlichen Drücke, welche in dem Kreiselpumpenteil
1 und dem Turbinenteil 2 herrschen, wirken Axialkräfte auf die Welle 14 ein. Diese werden durch den
Entlastungskolben 8 der Kreiselpumpe und den Entlastungskolben
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der Turbine ausgeglichen. Da die Entlastungskolben 8, 9 an den
jeweils leicht zugänglichen Enden der Turbopumpe sitzen, können diese bei einem Verschleiß durch einfache Demontage der
Wälzlager 15 leicht ausgewechselt werden. Die Möglichkeit der
Wahl unterschiedlicher Durchmesser für die Entlastungseinrichtungen erlaubt die Anpassung der Turbopumpe an unterschiedliche Druckverhältnisse.
Damit eröffnen sich Einsatzmöglichkeiten mit anderen Flüssigkeiten und Prozessen bei größeren Druckdifferenzen zwischen
Kreiselpumpen- und Turbinenteil.
Durch die Wahl der in die Entlastungsleitungen 10, 11 eingesetzten
Drosselorgane 12, 13 kann vor der Wellenabdichtung ein Druck
eingestellt werden, der das Ausgasen eines Fluids und damit Schwierigkeiten an den Dichtungen verhindert. Abhängig vom
Verhältnis des Nutzstromes zum Gesamtstrom kann der bestmögliche Wirkungsgrad des Turbinenteils 2 durch die Wahl des
Bypassstromes am Regelorgan 16 eingestellt.werden.
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Claims (4)
- Klein, Schanzlin & Becker AktiengesellschaftPatentansprüche.) Turbopumpe, bestehend aus einem Kreiselpumpenteil mit Ein- und Austritt und einem auf gleicher Welle angeordnetem Turbinenteil mit eigenem Ein- und Austritt, gekennzeichnet durch ein den Kreiselpumpenteil (1) und den Turbinenteil (2) miteinander koppelndes, beiden Teilen gemeinsames Niederdruckteil (3).
- 2. Turbopumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an den Hochdruckseiten von Kreiselpumpenteil (1) und Turbinenteil (2) jeweils ein Entlastungskolben (8,9) angeordnet ist, wobei die Durchmesser der Entlastungskolben (8,9) den unterschiedlichen Axialkräften angepaßt sind.130061/0195ORIGINAL INSPECTED
- 3. Turbopumpe nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine
zwischen der Hochdruckseite und der Niederdruckseite des Turbinenteils (2) verlaufende regelbare Verbindung (16,17). - 4. Turbopumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die am Niederdruckteil (3) der Turbopumpe angeordneten
Stutzen, nämlich der Ei η lauf stutz en (4) des Kreiselpumpenteils (1) und der Austrittsstutzen (5) des Turbinenteils (2), in gleicher Achse angeordnet sind.1 30061/0195
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102011116862A1 (de) * | 2011-10-25 | 2013-04-25 | Danfoss A/S | Hydraulische Anordnung |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19927135A1 (de) * | 1999-06-15 | 2000-12-21 | Ksb Ag | Entlastungseinrichtung für mehrstufige Kreiselpumpen |
DE50206223D1 (de) * | 2001-10-22 | 2006-05-18 | Sulzer Pumpen Ag | Wellenabdichtungsanordnung für eine Pumpe zur Förderung heisser Fluide |
US7214315B2 (en) * | 2004-08-20 | 2007-05-08 | Scott Shumway | Pressure exchange apparatus with integral pump |
US7207781B2 (en) * | 2004-08-20 | 2007-04-24 | Scott Shumway | Pressure exchange apparatus with dynamic sealing mechanism |
US8051655B2 (en) * | 2004-10-12 | 2011-11-08 | Guy Silver | Method and system for electrical and mechanical power generation using stirling engine principles |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2475316A (en) * | 1946-12-27 | 1949-07-05 | Curtiss Wright Corp | Fluid pumping system |
GB1258896A (de) * | 1968-01-31 | 1971-12-30 |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US1110864A (en) * | 1912-10-25 | 1914-09-15 | Ingersoll Rand Co | Centrifugal compressor. |
US1499056A (en) * | 1922-07-05 | 1924-06-24 | Hollander Aladar | Centrifugal pump |
US1609306A (en) * | 1924-11-22 | 1926-12-07 | Laval Steam Turbine Co | Deep-well pump |
DE655698C (de) * | 1932-04-15 | 1938-01-21 | Bbc Brown Boveri & Cie | Verdichteranlage fuer Druckfeuerung von Dampferzeugern oder Aufladung von Brennkraftmaschinen |
US2216494A (en) * | 1937-10-21 | 1940-10-01 | Maschf Augsburg Nuernberg Ag | Internal combustion engine |
US2283176A (en) * | 1937-11-29 | 1942-05-19 | Turbo Engineering Corp | Elastic fluid mechanism |
US4120156A (en) * | 1977-06-08 | 1978-10-17 | The Garrett Corporation | Turbocharger control |
FR2433117A1 (fr) * | 1978-08-07 | 1980-03-07 | Guinard Pompes | Turbopompe |
-
1980
- 1980-06-21 DE DE19803023219 patent/DE3023219A1/de not_active Withdrawn
-
1981
- 1981-06-11 FR FR8111494A patent/FR2485112A1/fr not_active Withdrawn
- 1981-06-19 GB GB8118928A patent/GB2080438B/en not_active Expired
-
1983
- 1983-10-25 US US06/545,118 patent/US4468176A/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2475316A (en) * | 1946-12-27 | 1949-07-05 | Curtiss Wright Corp | Fluid pumping system |
GB1258896A (de) * | 1968-01-31 | 1971-12-30 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102011116862A1 (de) * | 2011-10-25 | 2013-04-25 | Danfoss A/S | Hydraulische Anordnung |
DE102011116862B4 (de) * | 2011-10-25 | 2014-07-17 | Danfoss A/S | Hydraulische Anordnung |
Also Published As
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---|---|
FR2485112A1 (fr) | 1981-12-24 |
GB2080438A (en) | 1982-02-03 |
US4468176A (en) | 1984-08-28 |
GB2080438B (en) | 1984-01-25 |
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