Bei der Konstruktion und Konstruktion von Hochgeschwindigkeitsrotationsmaschinen, insbesondere von Zentrifugalpumpen, ist es unerlässlich, dass rotierende Teile genau ausgeglichen werden, um Vibrationen, Reibung, übermäßigen Energieverbrauch und schnellen Verschleiß an Verpackungen und Lagern zu vermeiden. Der ruhige Betrieb ist bei der Betätigung von Pumpen oft von großer Bedeutung, und dies ist ohne genaue Ausgewogenheit der rotierenden Teile unmöglich.
Die übliche Praxis beim Ausgleich von Zentrifugalpumpenlaufrädern besteht darin, das fertige Laufrad entweder für statisches oder dynamisches Gleichgewicht auszugleichen und es einfach als Metallstück zu behandeln. Wäre es in Wahrheit einfach ein Stück gedrehtes Metall, würde dieser Prozeß ziemlich genau sein. Aber das heute verwendete Verfahren ist ungenau und unzureichend beim Ausgleich von Kreiselpumpenlaufrädern aus folgenden Gründen: Ein Zentrifugalpumpenlaufrad ist, wie üblich aufgebaut, kein fester Stück Metall, sondern eine Reihe von geschwungenen Metallschaufeln, die durch Wasserkanäle getrennt sind Passagen und auf jeder Seite durch eine dünne Metallwand verkleidet.
Da das Innere des Laufrades aus Sandformen oder Kerne gegossen wird, die wiederum während des Gießvorgangs in einer äußeren Sandform getragen werden, ist es offensichtlich, dass sich solche Innenkerne oder Formen unter der Einwirkung von sich verschieben, verformen oder verformen können Das erhitzte Metall und die angesammelten Gase.
Auch wenn genau geformte Muster und Kernkästen verwendet werden und die äußerste Sorgfalt ausgeübt wird, erfolgt eine gewisse Verzerrung durch ungleichmäßige Kühlung, ungleichmäßiges Stampfen des Sandes, ungleichmäßige Dichte der Kerne und ungleichmäßige Schrumpfung beim Abkühlen der Gussteile.
Nachdem die Gussteile den Maschinenladen erreicht haben, wird es für den Maschinisten alles andere als unmöglich und definitiv unpraktisch, das genaue symmetrische Zentrum des Grobgusses zu bestimmen.
Das Ergebnis ist, dass, wenn das Laufrad fertig ist und aus der Drehmaschine kommt, es sicher ist, dass die Flügel und Wasserkanäle nicht symmetrisch um die wahre Mitte des Laufrades angeordnet sind, wie es auf dem Streckbrett angelegt wurde.
Wiederum variiert die Wanddicke der Ummantelung an mehreren Punkten aus den oben genannten Gründen, und das Metall des fertigen Laufrades wird an verschiedenen Punkten leichter oder dichter sein.
Aus dem, was geschrieben worden ist, wird es erscheinen: daß die vorliegende Methode des Ausgleichs eines Flügelrads die Symmetrie des Entwurfs ignoriert und wie bei festem Metall fortschreitet. Mit anderen Worten, das Ausgleich erfolgt ohne Rücksicht auf das Gewicht der zu pumpenden Flüssigkeit oder die Beziehung dieses Gewichts zum Designzentrum des Laufrades.
Aus dem, was geschrieben worden ist, wird es erscheinen, daß bei gleichzeitigem Pumpen von Wasser das Gewicht des Wassers oder der Flüssigkeit im Laufrad nicht symmetrisch um die Drehachse des fertigen Laufrades angeordnet ist. Um das Ergebnis in Klartext zu geben, wird es auf der einen Seite des Schaftes des Laufrades mehr Wasser geben als auf der anderen Seite, aufgrund der Verschiebung der Drehachse von der wahren Mitte des Entwurfs. Diese Bedingung wird durch die Ungenauigkeiten und die unterschiedliche Dicke und Dichte des Gußmetalls noch weiter kompliziert. Meine Erfindung ist so konzipiert, dass eine genaue Balance von Pumpenlaufrädern unter den beschriebenen Bedingungen möglich ist.
Diese Erfindung bezieht sich auf das Auswuchten von Zentrifugalpumpenlaufrädern und dergleichen und insbesondere auf das Auswuchten von gegossenen Laufrädern, um ein genaues Auswuchten unter tatsächlichen Betriebsbedingungen sicherzustellen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und ein Mittel zum Ausgleich eines Zentrifugalpumpenlaufrades zu schaffen, so daß es, wenn es mit der Flüssigkeit gefüllt ist, so ausgelegt ist, daß es pumpt, es wird in genauem Gleichgewicht sein, ungeachtet der Ungenauigkeiten der Konstruktion und des Mangels an Symmetrie in den Flügeln Und Kanäle des Laufrades.
Ein weiteres Ziel der Inspiration ist es, einen Prozess und ein Mittel zur Ausgleichung solcher Laufräder für die verschiedenen Flüssigkeiten, die in der Industrie gehandhabt werden, zu schaffen und das Gleichgewicht des Laufrads an die spezifische zu pumpende Flüssigkeit anzupassen.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, derartige Mittel für die genannten Zwecke bereitzustellen, die kostengünstig, einfach in Betrieb und praktische Anwendung auf die Probleme des Ausgleichs von Zentrifugalpumpen in einer Pumpenherstellungsanlage sind.
Ich erhalte diese Gegenstände unter Verwendung des in der beigefügten Beschreibung beschriebenen Verfahrens und wird unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung veranschaulicht und verdeutlicht, wobei Fig. 1 eine Seitenansicht eines Laufrads von der Saugseite ist und einen Ausgleichsring an seinem Platz zeigt.
Fig. 2 ist ein Schnitt durch einen solchen Laufrad und einen Ausgleichsring auf dem in Fig. 3 angegebenen Abschnitt AA.
Fig. 3 ist ein herkömmliches Zentrifugalpumpenlaufrad, das an einem Ausgleichsdorn angebracht ist, wobei der Bal50-Anringungsring weggeschnitten ist, um Flügelspitzen und Wasserkanäle des Flügelrads zu zeigen.
Ähnliche Bezugszeichen beziehen sich auf ähnliche Teile in allen Figuren der Zeichnung.
Unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung ist 1 eine Ummantelung oder Seitenplatte des Laufrads.
2 ist ein Ausgleichsring, der wie nachstehend beschrieben verwendet wird.
3, 3, 3 sind Flügelradschaufeln, die im Schnitt in Fig. 2 gezeigt sind.
4 ist die Nabe eines einzelnen Saugrades. Ist die Saugdüse eines einzelnen Saugrades.
6 ist ein Ausgleichsdorn oder der Schaft des Laufrades.
7 ist die mechanische Mitte des fertigen Laufrades.
8, 8, 8 sind die Innenkanten der Laufradschaufeln.
Unter Bezugnahme auf die vorangehende Diskussion wird klar sein, daß die Punkte der Schaufeln 8, 8, 8 nicht und nicht gewöhnlich symmetrisch mit Bezug auf das mechanische Zentrum 7 der Laufräder angeordnet werden können, wie es von der Drehmaschine kommt .
Es wird auch klar sein, was in der Behauptung gemeint ist, daß die Wasserdurchgänge zwischen den Flügeln 3, 3, 3 nicht und nicht genau eine genaue Größe oder Symmetrie haben oder symmetrisch um das mechanische Zentrum 1 angeordnet sind.
Bei diesen Einzelheiten wird klar, dass, wenn das Laufrad mit der zu pumpenden Flüssigkeit gefüllt werden könnte und die Flüssigkeit während des Ausgleichsprozesses beibehalten wird, dann würde das Laufrad in diesem Fall im Gleichgewicht sein, wenn es tatsächlich die Flüssigkeit pumpt . Es wird auch offensichtlich sein, dass die gleichen Ergebnisse erreicht werden könnten, wenn wir eine Substanz mit gleichem Gewicht verwenden, die während des Ausgleichsprozesses ihre Position behalten würde.
Ich habe entdeckt, dass es gewisse Wachse gibt, oder dass bestimmte Wachse hergestellt werden können, die das gleiche spezifische Gewicht der zu pumpenden Flüssigkeit haben werden, sei das flüssige Wasser, Milch, Sole, Öl usw.
Unter Bezugnahme auf die Zeichnung drücke ich einen Ausgleichsdorn 6 durch das Laufrad wie bei der herkömmlichen Ausgleichsanordnung, dann wird ein Metallring mit einem leichten Schub und weit genug, um die äußeren Öffnungen des Laufrades zu schließen, von Hand über den Außenumfang gedrückt Des Laufrades, das die äußeren Öffnungen schließt. Es wird offensichtlich sein, dass der Ring an sich im Gleichgewicht ist und innen und außen aus massivem Metall gedreht wird. Das Laufrad wird nun mit der Ausgleichsachse 6 vertikal und mit der Saugdüse 5 nach oben gelegt und das beheizte Ausgleichswachs wird in die Düse gegossen, bis die Kanäle und Öffnungen im Laufrad vollständig gefüllt sind.
Das Wachs, das nur auf die Schmelztemperatur erhitzt wird, verfestigt sich schnell und das Laufrad kann entweder statisch oder dynamisch ausgeglichen werden, ohne das Wachs zu verschieben. Der Ausgleichsring 2 hält das Ausgleichsmedium sicher gegen Verschiebung durch Zentrifugalkraft unter hoher Drehzahl für dynamisches Auswuchten.
Zwei Verfahren, die nachstehend als "herkömmliche Weise" bezeichnet werden, sind bei der Laufradausgleichung üblich, von denen jede auf das hier beschriebene Verfahren anwendbar ist.
1. Dynamisches Auswuchten. - Das Laufrad nach dem Ausfüllen mit dem Ausgleichsmedium wird auf der Spindel einer Dynamin-Auswuchtmaschine montiert und mit hoher Geschwindigkeit gedreht. Die Auswuchtmaschine registriert die Unwucht und zeigt gleichzeitig an, wo das Metall entfernt werden soll, um das Gleichgewicht wiederherzustellen. Das Metall wird durch Schleifen oder Bohren entfernt, bis das gewünschte Gleichgewicht erreicht ist.
2. Statisches Gleichgewicht. - Das Laufrad ist auf einem Ausgleichsdorn oder einer Welle montiert, die mit dem Ausgleichsmedium gefüllt ist, und die Enden der Welle, die auf parallelen Wegen oder Messerkanten getragen werden. Die schwere Seite des Laufrades dreht das Laufrad auf seine Stützen, bis es mit der Unwucht nach unten kommt. Durch eine Test- und Fehlermethode wird genügend Metall von der schweren Seite des Laufrades entfernt, damit das Laufrad in jeder Position in Ruhe bleiben kann.
Wenn der Ausgleich abgeschlossen ist und das Laufrad fertig montiert ist, ist es nur notwendig, das Laufrad auf den Schmelzpunkt des Wachses zu erwärmen, wenn das Ausgleichsmedium in eine beliebige Steckdose läuft und wieder gebrauchsfertig ist. Die übliche Praxis besteht darin, den Ausgleichsdorn auszudrücken, 6 den Ausgleichsring 2 zu entfernen und das ausgeglichene Laufrad über einen Behälter in einem Niedrigtemperaturofen auf ein Ablassgestell zu legen.
In wenigen Minuten wird das Laufrad vollständig abgelassen und das Ausgleichsmedium alle wiedergewonnen, um wieder verwendet zu werden.
Als Ausgleichsmedium verwende ich handelsübliche Wachse aus pflanzlichen, tierischen oder mineralischen Zusammensetzungen, die den Problemen am besten entsprechen. Rindfleisch oder Hammelfleischtalg mit einer spezifischen Schwerkraft von 0,895 bis 0,953; Bienenwachs mit einer spezifischen Dichte von 0,961 bis 0,968; Carnaubawachs mit einer spezifischen Dichte von 0,995 bis 0,999 kann verwendet werden, wenn das spezifische Gewicht mit der zu pumpenden Flüssigkeit übereinstimmt. Das Carnaubawachs bei höchster spezifischer Schwerkraft von 0,999 ist nur ein Zehntel eines Prozent unter dem Gewicht des Wassers, was es für praktische Zwecke genau genug macht. Ich habe jedoch festgestellt, dass das Aufwärmen und Erwärmen auf hohe Temperaturen dazu neigt, das spezifische Gewicht von Carnaubawachs zu erhöhen, bis es möglich ist, das genaue Gewicht der zu pumpenden Flüssigkeit zu approximieren.
In Sonderfällen habe ich erfolgreich den Rindertalg auf die Arbeitskonsistenz erwärmt und genügend fein verteilter Graphit eingerührt, um das genaue spezifische Gewicht zu erhalten. Dieser Vorgang ist praktisch und es gibt eine Reihe von Kombinationen möglich, um das spezifische Gewicht des Ausgleichsmediums zu erhöhen. Bestimmte handelsübliche Harze haben ein spezifisches Gewicht, das größer als Eins ist und verwendet wird, um mit Wachsen zu mischen, wie zum Beispiel Schuhmacherwachs eine Mischung aus Bienenwachs und Harz ist.
Aus dem, was geschrieben wurde, wird es erscheinen, dass ich einen kostengünstigen, praktischen und effizienten Prozess für die genannten Zwecke zur Verfügung gestellt habe und dass das Ausgleichsmedium kostengünstig und leicht erreichbar ist. Es wird ferner feststellen, dass der oben beschriebene Ausgleichsprozess neu ist, neuartig ist und ein ernstes Problem in der Industrie- und Fertigungswelt löst.
Nachdem ich meine Erfindung beschrieben habe, behaupte ich: 1. Der Vorgang des Ausgleichs eines Zentrifugalpumpenlaufrads und dergleichen, bestehend aus dem Füllen der Flügelraddurchgänge vollständig voll von einem Medium mit einer spezifischen Schwerkraft, das dem der zu pumpenden Flüssigkeit entspricht, wobei dieses Medium zurückgehalten wird Durch geeignete Mittel, das Flügelrad in herkömmlicher Weise auszugleichen, während es mit einem solchen Medium gefüllt ist, und das Entfernen eines solchen Mediums durch Wärmeeinwirkung.
2. Der Vorgang des Ausgleichs eines Fliehkraftpumpen-66-Laufrads oder dergleichen, das darin besteht, ein solches Flügelrad oder dergleichen mit einem Medium zu füllen, das dem spezifischen Gewicht der zu pumpenden Flüssigkeit angenähert ist, wobei das Laufrad oder das Gleiche in der herkömmlichen Weise ausgeglichen und entfernt wird Ausgleichsmedium mit geeigneten Mitteln
PHILIP H. VILLIAMS.
