בתכנון ובנייה של מכונות סיבוב מהירות גבוהה, במיוחד משאבות צנטריפוגליות, יש חובה כי חלקים מסתובבים להיות מאוזן במדויק כדי למנוע רטט, חיכוך, צריכת חשמל מופרזת ללבוש מהיר על packings ו מסבים. פעולה שקטה היא לעתים קרובות חשיבות קיצונית בהפעלת משאבות, וזה בלתי אפשרי ללא איזון מדויק של חלקים מסתובבים.
האימון הרגיל באיזון מדחסי משאבה צנטריפוגליים הוא לאזן את האימפלר המוגמר לאיזון סטטי או דינמי, ולטפל בו פשוט כפריט מתכת. לו היה זה רק פיסת מתכת מתהפכת, התהליך היה מדויק למדי. אבל התהליך בשימוש כיום אינו מדויק ולא מספיק באיזון של דחפים משאבת צנטריפוגלי מהסיבות הבאות: אימפלר משאבה צנטריפוגלי, כפי שנבנה בדרך כלל, אינו חתיכת מתכת מוצקה אלא סדרה של מתכת מתפתל ואנים מופרדים על ידי ערוצי מים או מעברים, מעוטרים בכל צד על ידי קיר מתכת דק.
כמו הפנים של האימפלר הוא יצוק מ עובש חול או ליבות, אשר בתורו נתמכים במהלך תהליך הליהוק עובש חול חיצוני, זה יהיה ברור כי ליבות הפנימיות או תבניות עשוי להשתנות, לעוות, או לעוות תחת פעולה של המתכת המחוממת והגזים המצטברים.
גם אם נעשה שימוש מדויק בדפוסים ובתיבות ליבה, הטיפול המיטבי מתרחש, חלק מעיוותים מתרחשים כתוצאה מקירור לא אחיד, הטיה לא אחידה של החול, צפיפות אחידה של הליבות וצמצום לא אחיד בזמן קירור הליהוק.
לאחר יציקות להגיע לחנות מכונת זה הופך להיות כמעט בלתי אפשרי, בהחלט לא מעשי, עבור machinist לקבוע את המרכז הסימטרי המדויק של הליהוק הגלם.
התוצאה היא שכאשר האימפלר נגמר ומגיע מהמחרטה, הוא בטוח שהוואנים וערוצי המים אינם מסולקים באופן סימטרי על מרכזו האמיתי של המאיץ כפי שהוא הונח על לוח השרטוט.
שוב, עובי הקיר של התכריכים ישתנה במספר נקודות מהסיבות שהוזכרו לעיל, והמתכת של האימפלר המוגמר תהיה קלה יותר או צפופה בנקודות שונות.
מה שנכתב זה ייראה: כי השיטה הנוכחית של איזון אימפלר מתעלם הסימטריה של העיצוב ואת ההכנסות כמו עם מתכת מוצקה. במילים אחרות, האיזון נעשה ללא קשר למשקל הנוזל שיש לשאוב או ליחסו של משקל כזה למרכז התכנון של המאיץ.
מה שנכתב נראה כי כאשר מים שאיבה בפועל את המשקל של המים או נוזל המכרז לא יהיה מסולק באופן סימטרי על ציר סיבוב של האימפלר סיים. כדי לציין את התוצאה בשפה פשוטה, יהיו יותר מים על צד אחד של פיר של האימפלר מאשר על השני, בשל עקירה של ציר הסיבוב מהמרכז האמיתי של העיצוב. מצב זה עוד יותר מסובך על ידי הדיוקים ואת עובי משתנה צפיפות של יצוק מתכת. ההמצאה שלי נועדה לאפשר איזון מדויק של אימפלס המשאבה בתנאים המתוארים.
המצאה זו מתייחסת לאיזון של דחפי משאבה צנטריפוגליים וכדומה, ובאופן ספציפי יותר, לאיזון של מדחפים יצוקים כדי להבטיח איזון מדויק בתנאי הפעלה בפועל.
חפץ של ההמצאה הוא לספק תהליך ואמצעי איזון משאבת צנטריפוגלי משאבת כך שכאשר מילא את הנוזל הוא נועד לשאוב, זה יהיה איזון מדויק ללא קשר אי דיוקים של בנייה וחוסר סימטריה של ואנים ואת ערוצי האימפלר.
חפץ נוסף של האספקה הוא לספק תהליך ואמצעי לאיזון מדחפים כאלה עבור הנוזלים השונים המטופלים בתעשייה ולהתאים את מאזן האימפרס לנוזל הספציפי שיש לשאוב.
עוד חפץ אחר של ההמצאה הוא לספק אמצעים כאלה למטרות הנקראות בעלות נמוכה, פשוטה בתפעול ויישום מעשי לבעיות של איזון משאבות צנטריפוגליות במפעל לייצור משאבות.
אני משיג את החפצים הללו על ידי שימוש בתהליך המתואר במפרט הנלווה ומאויר ומובהר בהתייחסות לציור המסופח, שבו איור 1 הוא מבט צדדי של אימפרס מצד היניקה ומראה טבעת איזון במקום.
איור 2 הוא סעיף באמצעות אימפרס כזה טבעת איזון על סעיף AA המצוין בתרשים 3.
איור 3 הוא משאבת צנטריפוגלי משאבה קונבנציונלית רכוב על ארבור איזון עם טבעת an50 bal50 לחתוך משם כדי להראות טיפים השביל וערוצי מים של האימפלר.
מספרים דומים מתייחסים לחלקים דומים בכל מספרי הציור.
בהתייחס לציור הנלווה, 1 הוא תכריך או צלחת צדדית של המאיץ.
2 היא טבעת איזון המשמשת כמתואר להלן.
3, 3, 3 הם ואנזים impeller, כפי שמוצג באיור 2.
4 הוא הרכזת של יניקה אחת יניקה. הוא זרבובית היניקה של דחף יניקה יחיד.
6 הוא שסתום איזון או פיר של האימפלר.
7 הוא המרכז המכני של האימפלר המוגמר.
8, 8, 8 הם הקצוות הפנימיים של סירים האימפרס.
בהתייחסות לדיון הקודם יהיה ברור כי הנקודות של הוואנים, 8, 8, 8, לא, ובדרך כלל לא יהיה, להיות מסולק באופן סימטרי עם התייחסות למרכז מכני 7 של impellers כפי שהוא בא מחרטה .
כמו כן, יהיה ברור למה הכוונה בהצהרה כי מעברי המים בין ואנים 3, 3, 3, לא יכולים, ובדרך כלל לא, להיות בגודל מדויק או סימטריה או להיפטר באופן סימטרי על מרכז מכני 1.
עם הפרטים האלה בבירור נראה כי אם, האימפלר יכול להיות מלא נוזלים להיות נשאבים, ואת הנוזל נשמר במקום במהלך תהליך איזון, אז במקרה זה האימפלר יהיה במאזן כאשר למעשה שאיבה הנוזל . זה יהיה גם ברור כי התוצאות יהיו מושגות האם נוכל להשתמש בחומר מסוים של משקל שווה כי היה לשמור על מעמדה במהלך תהליך איזון.
גיליתי שיש שעוות מסוימות, או שעשויים מסוימים יכולים להיות מיוצרים, שיהיו להם אותו כוח משיכה מסוים של הנוזל שישאבו, יהיו מים נוזליים, חלב, מלח, שמן וכו '.
בהתייחסות לציור, אני לוחץ על שסתום איזון 6, דרך האימפלר כמו בהסדר איזון קונבנציונלי, ואז טבעת מתכת עם אור דחיפה קל רחב מספיק כדי לסגור את יציאות החיצוני של האימפלר, נלחץ ביד על היקף החיצוני של האימפלר שסוגר את הנמלים החיצוניים. זה יהיה ברור כי הטבעת בפני עצמה היא איזון, להיות פונה מבפנים ומחוץ מתכת מוצקה. האימפלר מונח כעת באנכית 6 אנכית, עם זרבובית היניקה 5 ושעוות האיזון המחוממת מוזגת לתוך הנחיר עד שהמעברים והפתחים במכונת האימפלר מלאים לחלוטין.
השעווה, מחומם רק טמפרטורת ההיתוך במהירות מתקשה ואת האימפלר עשוי להיות מאוזן או סטטי או דינמי מבלי לעקור את השעווה. טבעת האיזון מאמצת היטב את מדיום האיזון כנגד עקירה על ידי כוח צנטריפוגלי תחת מהירות סיבובית גבוהה לאיזון דינמי.
שתי שיטות, הנקראות להלן "השיטה המקובלת", שכיחות באיזון האימפרס, אשר אחת מהן חלה על התהליך המתואר כאן.
1. איזון דינמי. - האימפלר לאחר מילוי המדיום איזון מותקן על ציר של מכונת איזון דינמי ו סובב במהירות גבוהה. מכונת האיזון רושמת את כמות חוסר האיזון ובו בזמן מציינת היכן יש להסיר את המתכת כדי להחזיר את האיזון. מתכת מוסר על ידי שחיקה או קידוח עד האיזון הרצוי מושגת.
2. איזון סטטי. - האימפלר מותקן על מוט או מוט איזון, מלא במדיום האיזון ובקצות הפיר הנתמכים בדרכים מקבילות או בקצוות סכין. הצד הכבד של האימפלר יסובב את האימפלר על תומכותיו עד שייוותר עם חוסר האיזון. על ידי ניסוי שיטה שגיאה מספיק מתכת מוסר מן הצד הכבד של האימפלר כדי לאפשר את האימפלר להישאר במנוחה בכל תנוחה.
כאשר האיזון הושלם ואת האימפלר מוכן הרכבה, יש צורך רק לחמם את האימפלר לנקודת ההתכה של השעווה כאשר המדיום איזון יפעלו לתוך כל קיבול נוח להיות מוכן לשימוש שוב. הנוהג הרגיל הוא ללחוץ את איזון הארבור, 6 להסיר את טבעת איזון 2 ומניחים את האימפלר מאוזן על מתלה ניקוז מעל כלי קיבול בתנור טמפרטורה נמוכה.
בתוך כמה דקות האימפלר יהיה מרוקן לחלוטין המדיום איזון כל התאושש לשמש שוב.
כמדיום איזון, אני משתמש בשעווה מסחרית של קומפוזיציה של ירקות, של בעלי חיים או של מינרלים, כך שיתאימו ביותר לבעיות שביד. בשר בקר או בשר כבש עם כוח משיכה מסוים הנעים בין 0.895 ל 0.953; שעוות דבורים עם משקל סגולי של 0.961 עד 0.968; קרנובה שעווה עם כוח משיכה מסוים של 0.995-0.999 עשוי לשמש כאשר הכובד הספציפי שלהם מתאים עם הנוזל להיות נשאבים. השעווה של קרנובה בכוח המשיכה הספציפי ביותר של 0.999 היא רק עשירית אחוז אחד מתחת למשקל המים, מה שהופך אותו מדויק מספיק למטרות מעשיות. מצאתי, עם זאת, כי חימום וחימום לטמפרטורות גבוהות נוטה להגדיל את הכובד הספציפי של שעווה קרנובה עד שניתן להשוות את המשקל המדויק של הנוזל להיות נשאב.
במקרים מיוחדים השתמשתי בהצלחה בשר חזיר חימם לעקביות עובד מספיק גרפיט מחולק דק עורר לתת את הכובד המדויק המדויק הרצוי. תהליך זה הוא מעשי ויש מספר שילובים אפשריים כדי להגדיל את הכובד הספציפי של המדיום איזון. שרפים מסחריים מסוימים יש כוח משיכה גדול יותר מאשר אחדות משמשים כדי לערבב עם שעווה כמו, למשל, שעווה של סנדלר הוא תערובת של דבורים ושרף.
ממה שנכתב נראה כי סיפקתי עלות נמוכה, תהליך מעשי ויעיל למטרות בשם, וכי בינוני איזון הוא נמוך במחיר וקל להשגה. עוד ייראה שתהליך האיזון המתואר לעיל הוא חדש, חדשני, ופותר בעיה רצינית בעולם התעשייתי והייצור.
לאחר שתיארתי את ההמצאה שלי, אני טוען: 1. תהליך האיזון של אימפלר משאבה צנטריפוגלי וכדומה, המורכב ממילוי מעברי האימפלר המלאים במלואם של כבידה מסוימת הקרובה לזו של הנוזל שיש לשאוב, באמצעים מתאימים, איזון האימפלר באופן קונבנציונאלי בעת מילויו של מדיום כזה, והסרת המדיום על ידי שימוש בחום.
2. תהליך איזון משאבה צנטריפוגלית 66 אימפלר או דומיהם, המורכב ממילוי אימפלר כזה או אחר עם מדיום הקרובה לכוח הכבידה הספציפי של הנוזל שיש לשאוב, איזון המאיץ או כדרך המקובלת והסרת מדיום איזון באמצעים מתאימים.
פיליפ ה. ויליאמס.
