DE648910C - Kreiselpumpenanlage - Google Patents

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.

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.

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.

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.

Einige Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes sind auf der Zeichnung schematisch dargestellt.

Abb. ι zeigt ein die Druckänderungen während eines Schließvorganges veranschau-Hellendes Diagramm;

Abb. 2 zeigt einen Schnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel;

Abb. 3, 4 und 5 zeigen Schnitte durch weitere Ausführungsbeispiele.

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.

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.

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 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.

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.

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.

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-

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.

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 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.

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.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Kreiselpumpenanlage mit einem Abschlußorgan auf der Druckseite, gekennzeichnet durch einen Steuerkolben (d) für das Abschlußorgan (c), dessen eine Seite mit dem Arbeitsraum der Pumpe (α) und dessen andere Seite mit der Druckleitung (b) verbunden ist.

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in die von der Druckleitung (b) zum Steuerkolben (d) führende Verbindungsleitung (/) ein Druckluftakkumulator (i) eingeschaltet ist.

3. Anlage nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in die von der Druckleitung (b) zum Druckluftakkumulator (i) führende Verbindungsleitung (f) ein Rückschlagventil (k) eingebaut ist.

4. Anlage nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Rückschlagventil (k) eine Umgehungsleitung (m) parallel geschaltet ist.

5. Anlage nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der Umgehungsleitung (m) ein verstellbares Drosselorgan (/) vorgesehen ist.

6. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mit der Druckleitung (b) verbundene Zylinderseite des Steuerkolbens (d) selbst als Druckluftakkumulator (i) ausgebildet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen