I design og konstruktion af højhastighedsrotationspresser maskiner, specifikt centrifugalpumper, er det bydende nødvendigt, at roterende dele være nøjagtigt afbalancerede at eliminere vibration, friktion, overdreven strømforbrug og hurtig slitage på pakninger og lejer. Rolig drift er ofte yderst vigtigt i driften af pumper, og dette er umuligt uden nøjagtig balance af de roterende dele.
Den sædvanlige praksis i afbalancering centrifugalpumper pumpehjul er at afbalancere den færdige løbehjul til enten statisk eller dynamisk balance, behandle det blot som et stykke metal. Var det i sandhed simpelthen et stykke drejet metal denne proces ville være temmelig nøjagtige. Men processen i brug i dag er upræcis og utilstrækkelig i afvejningen af centrifugalpumper skovlhjul af følgende grunde: Centrifugalpumpe skovlhjul, som sædvanligvis konstrueret, er ikke et massivt stykke metal, men en serie af buede metal vinger adskilt af vandkanaler eller passager, og indhyllet på hver side af en tynd metalvæg.
Som det indre af pumpehjulet er støbt af sandforme eller støbekerner, som igen er understøttet under støbeprocessen i en ydre sandform, vil det være indlysende, at sådanne indvendige kerner eller forme kan skifte, deformere eller fordreje under indvirkning af den opvarmede metal og akkumulerede gasser.
Selv om der anvendes nøjagtigt fremstillet mønstre og kernekasser og den yderste forsigtighed udvises, vis forvrængning finder sted fra ujævn køling, ujævn stampning af sandet, uensartet tæthed af kernerne og ujævn krympning under afkøling af støbegodset.
Efter støbegods nå maskinværksted bliver det næsten umuligt, og helt sikkert upraktisk, for maskinist at fastslå den nøjagtige symmetriske centrum af den ru støbning.
Resultatet er, at når pumpehjulet er færdig og kommer fra drejebænken det sikkert, at lamellerne og vandkanaler ikke er symmetrisk placeret omkring den sande centrum af løberen, da den blev lagt ud på udarbejdelsen bord.
Igen vil vægtykkelsen af vant variere på flere punkter fra ovenfor nævnte grunde, og metallet i den færdige skovlhjulet vil være lysere eller tættere på forskellige punkter.
Fra hvad der er blevet skrevet, vil det se ud: at den nuværende metode til at balancere et løbehjul ignorerer symmetri af designet og fortsætter som med solidt metal. Med andre ord afbalancering sker uden hensyn til vægten af den væske, der pumpes eller forholdet af en sådan vægt til design midten af pumpehjulet.
Fra hvad der er blevet skrevet, vil det fremgå, at når der faktisk pumpe vand vægten af vand eller væske i pumpehjulet ikke symmetrisk anbragt omkring aksen for rotation af færdige løbehjul. At angive resultatet i klart sprog, vil der være mere vand på den ene side af akslen af pumpehjulet end på den anden, på grund af forskydning af rotationsaksen fra det sande centrum af designet. Denne betingelse er endnu yderligere kompliceres af de unøjagtigheder og varierende tykkelse og densitet af det støbte metal. Min opfindelse er udformet til at muliggøre en nøjagtig balance mellem pumpehjul under de beskrevne betingelser.
Denne opfindelse angår afbalancering af centrifugalpumper skovlhjul og lignende, og mere specifikt til afbalancering af støbte skovlhjul for at sikre nøjagtig indregulering under de faktiske driftsbetingelser.
Et formål med opfindelsen er at tilvejebringe en fremgangsmåde og et middel til at afbalancere en centrifugalpumpe skovlhjul, så når den er fyldt med væsken den er udformet til at pumpe, vil det være i nøjagtig balance uanset unøjagtigheder af konstruktion og manglende symmetri i vingerne og kanaler af pumpehjulet.
Et andet formål med invntion er at tilvejebringe en fremgangsmåde og et middel til at afbalancere sådanne pumpehjul til de forskellige væsker håndteres i industrien og at tilpasse vægten af pumpehjulet til den specifikke væske, der skal pumpes.
Endnu et andet formål med opfindelsen er at tilvejebringe sådanne midler til de navngivne som skal være lave i pris, enkel i drift og den praktiske anvendelse på problemerne i balancering centrifugalpumper i et anlæg pumpe fremstilling formål.
Jeg nå disse formål ved anvendelse af fremgangsmåden beskrevet i den ledsagende beskrivelse og illustreret og gjort klart ved henvisning til tegningen, hvor Figur 1 er et sidebillede af et skovlhjul fra sugesiden og viser en afbalanceringsringen på plads.
Figur 2 er et snit gennem en sådan pumpehjul og afbalancering ring på snittet AA angivet i figur 3.
Figur 3 er en konventionel centrifugalpumpe skovlhjul monteret på en afvejning arbor med bal50 afstemme ring skåret bort for at vise vingespidserne og vandkanaler af pumpehjulet.
Lignende henvisningstal henviser til ens dele gennem alle tegningens figurer.
Med henvisning til tegningen, 1 en ligklæde eller sideplade af løberen.
2 er et trykstempel anvendes som beskrevet nedenfor.
3, 3, 3 er løbehjul-skovlene, vist i snit i figur 2.
4 er centrum for en enkelt sugepumpehjul. er sugedysen af en enkelt sugepumpehjul.
6 er en afvejning dorn eller aksel af skovlhjulet.
7 er den mekaniske centrum af det færdige skovlhjul.
8, 8, 8 er de indvendige kanter af løbehjul-skovlene.
Ved henvisning til det foregående diskussion vil det være klart, at de punkter af vingerne, 8, 8, 8, kan ikke, og vil normalt ikke være symmetrisk anbragt i forhold til den mekaniske centeret 7 af skovlhjulene, som det kommer fra drejebænken .
Det vil også være klar over, hvad der menes i redegørelsen at vandpassagerne mellem vingerne 3, 3, 3, må ikke, og vil normalt ikke være af en nøjagtig størrelse eller symmetri eller symmetrisk anbragt omkring den mekaniske center 1.
Med disse oplysninger klart i tankerne det vises, at hvis pumpehjulet kunne fyldes med væsken, der skal pumpes, og væsken holdes på plads under afbalanceringsprocessen, så i dette tilfælde skovlhjulet vil være i balance, når der faktisk pumpning af væske . Det vil også være klart, at de samme resultater ville blive nået kunne vi bruge nogle stof af samme vægt, som ville bevare sin position under indreguleringsprocessen.
Jeg har opdaget, at der er visse voksarter, eller at visse voksarter kan fremstilles, der vil have samme vægtfylde for væsken, der skal pumpes, være, at flydende vand, mælk, saltvand, olie osv
Henvisning til tegningen, jeg trykker på en afvejning dorn 6, gennem skovlhjulet som ved konventionel afbalanceringsarrangement, derefter en metalring med en let prespasning og bred nok til at lukke de ydre porte i pumpehjulet, presses af hånden over den ydre omkreds af pumpehjulet lukker de ydre porte. Det vil være klart, at ringen i sig selv er i balance, bliver slået i og uden fra fast metal. Løbehjulet er nu placeret med afbalancering arbor 6 lodret og med sugedysen 5 op og den opvarmede balancering voks hældes ind i dysen, indtil kanaler og åbninger i pumpehjulet fyldes helt.
Den voks, opvarmes kun til smeltetemperatur hurtigt størkner og pumpehjulet kan afbalanceres enten statisk eller dynamisk uden forskydning af voks. Afbalanceringsringen 2 sikkert holder den afvejning medium mod forskydning ved centrifugalkraft under høj omdrejningshastighed for dynamisk afbalancering.
To metoder, herefter betegnet "den traditionelle måde" er almindelige i afbalancering af ventilatorhjul, som begge er anvendelig til den her beskrevne fremgangsmåde.
1. Dynamisk balancing.-Løbehjulet efter at være fyldt med balancering medium er monteret på spindlen af en dynamin afbalancering maskine og roteres ved høj hastighed. Balancekraften maskine registrerer mængden af ubalance og samtidig angiver, hvor metal skal fjernes for at genoprette balancen. Metal fjernes ved slibning eller boring indtil den ønskede balance opnås.
2. Statisk balance.-Skovlhjulet er monteret på en afvejning til akslen, fyldt med balancering medium og enderne af akslen understøttes ved parallelle måder eller skær. Den tunge side af løberen roterer løbehjulet på stativet, indtil den kommer til hvile med den ubalance ned. Ved en trial and error metoden nok metal fjernes fra den tunge side af skovlhjulet for at tillade skovlhjulet til at forblive i hvile i enhver position.
Når afbalancering er afsluttet og pumpehjulet klar til samling, er det kun nødvendigt at opvarme pumpehjulet til smeltepunktet for voksen, når balancering mediet vil løbe ud i enhver bekvem beholder og være klar til brug igen. Den sædvanlige praksis er at trykke ud afbalancering arbor, 6 fjerne afbalanceringsringen 2 og placere den afbalancerede vingehjul på et dræn rist over en beholder i en lav temperatured ovn.
I et par minutter løbehjulet bliver helt afladt, og afbalancering medium alle inddrevet til at blive brugt igen.
Som en afbalancerende medium Jeg benytte kommerciel voks enten vegetabilsk, animalsk eller mineralsk sammensætning som bedst passer problemerne i hånden. Oksekød eller fåre talg med en vægtfylde der spænder fra 0,895 til 0,953; bivoks med en massefylde på 0,961 til 0,968; carnaubavoks med en massefylde på 0,995 til 0,999, kan anvendes, når deres specifikke massefylde svarer til den væske, der skal pumpes. Den carnaubavoks på højeste massefylde på 0,999 er men en tiendedel af en procent under vægten af vand, hvilket gør den nøjagtige nok til praktiske formål. Jeg har imidlertid fundet, at genopvarmning og opvarmning til høje temperaturer tendens til at forøge massefylden carnaubavoks indtil det er muligt at tilnærme den nøjagtige vægt af væsken, der skal pumpes.
I særlige tilfælde har jeg anvendt med succes oksetalg opvarmet til arbejde konsistens og nok findelt grafit omrørt til at give den nøjagtige vægtfylde ønskes. Denne fremgangsmåde er praktisk, og der er et antal kombinationer muligt at forøge massefylden af balancering medium. Visse kommercielle harpikser har en vægtfylde større end én og bruges til at blande med voks som for eksempel Træskomandens voks er en blanding af bivoks og harpiks.
Fra hvad der er blevet skrevet, vil det vise sig, at jeg har givet en lav pris, praktisk og effektiv proces til de nævnte formål, og at balancere medie er lav i omkostninger og let opnåelige. Det vil yderligere blive vist, at afvejningen proces angivet ovenfor er nyt, roman, og løser et alvorligt problem i den industrielle og produktion verden.
Efter således at have beskrevet min opfindelse, jeg krav: 1. Fremgangsmåde til at afbalancere en centrifugalpumpe skovlhjul og lignende, som består i at fylde impeller passager helt fulde af et medium med en massefylde, der nærmer sig den væske, der skal pumpes, bevarer sådant medium med egnede midler, balancering pumpehjulet på den traditionelle måde, mens fyldt med et sådant medium, og fjernelse sådant medium ved tilførsel af varme.
2. Fremgangsmåde til at afbalancere en centrifugalpumpe 66 skovlhjul eller lignende, der består i at fylde sådan skovlhjul eller lignende med et medium tilnærme massefylden af væsken, der skal pumpes, balancering vingehjulet eller IHE lignende på konventionel måde og fjerne balancering medium med egnede midler.
PHILIP H. VILLIAMS.
