Procédé d'équilibrage de la turbine de la pompe centrifuge écrit par PH Williams

Dans la conception et la construction de machines rotatives à grande vitesse, spécifiquement des pompes centrifuges, il est impératif que les pièces rotatives soient équilibrées avec précision pour éliminer les vibrations, les frottements, la consommation d'énergie excessive et l'usure rapide des emballages et des paliers. Le fonctionnement silencieux est souvent d'une extrême importance dans le fonctionnement des pompes, ce qui est impossible sans un équilibre précis des pièces tournantes.

La pratique habituelle dans l'équilibrage des roues de pompe centrifuge est d'équilibrer la turbine finie pour l'équilibre statique ou dynamique, en le traitant simplement comme un morceau de métal. En vérité, c'était simplement un métal tourné, ce processus serait assez précis. Mais le procédé utilisé aujourd'hui est inexact et inadéquat dans l'équilibrage des roues de pompe centrifuge pour les raisons suivantes: Une turbine à pompe centrifuge, habituellement construite, n'est pas un morceau de métal solide, mais une série d'ailettes métalliques courbes séparées par des canaux d'eau ou Des passages, et enveloppés de chaque côté par un mince mur métallique.

Comme l'intérieur de la turbine est coulé à partir de moules de sable ou de noyaux qui, à leur tour, sont supportés pendant le processus de coulée dans un moule de sable extérieur, il sera évident que ces noyaux ou moules internes peuvent se déplacer, se déformer ou se déformer sous l'action de Le gaz chauffé et les gaz accumulés.

Même si des motifs précis et des boîtes de noyau sont utilisés et que le plus grand soin est exercé, certaines distorsions s'effectuent à partir d'un refroidissement inégal, d'un bourrage inégal du sable, d'une densité inégale des noyaux et d'un retrait inégal lors du refroidissement des pièces moulées.

Une fois que les pièces moulées atteignent la machine-magasin, elles sont presque impossibles et certainement impraticables, car le machiniste détermine le centre symétrique exact de la moulure rugueuse.

Il en résulte que, lorsque la turbine est terminée et provient du tour, il est certain que les palettes et les canaux d'eau ne sont pas disposés de façon symétrique sur le centre réel de la turbine telle qu'elle était disposée sur le tableau de dessin.

Encore une fois, l'épaisseur de la paroi des enveloppes varie en plusieurs points par rapport aux raisons indiquées ci-dessus, et le métal de la turbine finie sera plus léger ou plus dense à différents points.

D'après ce qui a été écrit, il apparaîtra: que la méthode actuelle d'équilibrage d'une turbine ignore la symétrie de la conception et se déroule comme avec du métal solide. En d'autres termes, l'équilibrage se fait sans égard au poids du liquide à pomper ou à la relation de ce poids avec le centre de conception de la turbine.

D'après ce qui a été écrit, il apparaîtra que, lors du pompage de l'eau, le poids de l'eau ou du liquide dans la turbine ne sera pas disposé de manière symétrique autour de l'axe de rotation de la turbine finie. Pour indiquer le résultat en langage clair, il y aura plus d'eau d'un côté de l'arbre de la roue que de l'autre, en raison du déplacement de l'axe de rotation du véritable centre de la conception. Cette condition est encore compliquée par les inexactitudes et l'épaisseur et la densité variables du métal coulé. Mon invention est conçue pour permettre un équilibre précis des roues de pompe dans les conditions décrites.

La présente invention concerne l'équilibrage des roues à pompe centrifuge et analogues, et plus précisément, à l'équilibrage des roues moulées pour assurer un équilibrage précis dans des conditions de fonctionnement réelles.

Un objet de l'invention est de fournir un procédé et un moyen d'équilibrage d'une turbine de pompe centrifuge de sorte que lorsqu'il est rempli avec le liquide qu'il est conçu pour pomper, il sera en équilibre précis indépendamment des inexactitudes de construction et du manque de symétrie dans les aubes Et les canaux de la turbine.

Un autre objet de l'invention est de fournir un processus et un moyen d'équilibrer de telles roues pour les différents liquides manipulés dans l'industrie et d'adapter l'équilibre de la turbine au liquide spécifique à pomper.

Encore un autre objet de l'invention est de fournir de tels moyens aux fins désignées comme étant peu coûteuses, simples en fonctionnement et d'application pratique aux problèmes d'équilibrage des pompes centrifuges dans une usine de fabrication de pompes.

J'atteint ces objets en utilisant le procédé décrit dans la spécification qui l'accompagne et illustré et mis en évidence par référence au dessin annexé, dans lequel la figure 1 est une vue latérale d'une roue du côté d'aspiration et montre une bague d'équilibrage en place.

La figure 2 est une coupe de cette roue et de l'anneau d'équilibrage sur la section AA indiquée sur la figure 3.

La figure 3 est une turbine de pompe centrifuge conventionnelle montée sur un arbre d'équilibrage avec une anse d'anneau bal50 découpée pour montrer les pointes d'aubes et les canaux d'eau de la turbine.

Les chiffres similaires se réfèrent à des éléments similaires dans toutes les figures du dessin.

En se référant au dessin annexé, 1 est un carénage ou une plaque latérale de la roue à aubes.

2 est un anneau d'équilibrage utilisé comme décrit ci-après.

3, 3, 3 sont des aubes de turbine, illustrées en coupe de la figure 2.

4 est le moyeu d'une seule turbine d'aspiration. Est la buse d'aspiration d'une seule roue aspirante.

6 est un arbre d'équilibrage ou l'arbre de la turbine.

7 est le centre mécanique de la turbine finie.

8, 8, 8 sont les bords intérieurs des aubes de la turbine.

En référence à la discussion précédente, il sera clair que les points des aubes, 8, 8, 8, ne peuvent pas, et habituellement ne seront pas, disposés symétriquement en référence au centre mécanique 7 des impulseurs, du tour .

Il sera également clair sur ce que l'on entend dans l'affirmation selon laquelle les passages d'eau entre les aubes 3, 3, 3, peuvent ne pas et ne doivent généralement pas avoir une taille ou une symétrie exacte ou disposés symétriquement sur le centre mécanique 1.

Avec ces détails clairement à l'esprit, il apparaîtra que, si, la turbine pourrait être remplie avec le liquide à pomper, et le liquide retenu en place pendant le processus d'équilibrage, alors, dans ce cas, la turbine serait en équilibre lors du pompage du liquide . Il sera également évident que les mêmes résultats seraient obtenus si nous pouvions utiliser une substance de poids égal qui conserverait sa position pendant le processus d'équilibrage.

J'ai découvert qu'il y a certaines cires, ou que certaines cires peuvent être produites, qui auront la même gravité spécifique du liquide à pomper, soit l'eau liquide, le lait, la saumure, l'huile, etc.

En se référant au dessin, j'appuie sur un arbre d'équilibrage 6, à travers la turbine comme dans l'agencement d'équilibrage classique, puis une bague en métal avec une poignée légère et suffisamment large pour fermer les orifices extérieurs de la turbine est pressée à la main sur la circonférence extérieure De la turbine fermant les orifices extérieurs. Il sera évident que l'anneau en soi est en équilibre, étant tourné à l'intérieur et à l'extérieur du métal solide. La turbine est maintenant placée avec l'arbre d'équilibrage 6 vertical et avec la buse d'aspiration 5 vers le haut et la cire d'équilibrage chauffée est versée dans la buse jusqu'à ce que les canaux et les ouvertures de la turbine soient complètement remplis.

La cire, chauffée uniquement à la température de fusion, se solidifie rapidement et la turbine peut être équilibrée de manière statique ou dynamique sans déplacer la cire. L'anneau d'équilibrage 2 maintient solidement le milieu d'équilibrage contre le déplacement par une force centrifuge sous une vitesse de rotation élevée pour l'équilibrage dynamique.

Deux méthodes, ci-après dénommées "la manière conventionnelle", sont courantes dans l'équilibrage des roues, dont l'une s'applique au procédé décrit ici.

1. Équilibrage dynamique. - La turbine après avoir été remplie avec le milieu d'équilibrage est montée sur la broche d'une machine d'équilibrage de dynamines et tournée à haute vitesse. L'équilibreur enregistre la quantité de déséquilibre et indique en même temps où le métal doit être enlevé pour rétablir l'équilibre. Le métal est éliminé par broyage ou perçage jusqu'à ce que le solde désiré soit atteint.

2. Balance statique. - La turbine est montée sur un arbre ou arbre d'équilibrage, remplie du milieu d'équilibrage et des extrémités de l'arbre supportées sur des trajectoires parallèles ou des arêtes de couteaux. Le côté lourd de la roue tourne la roue sur ses supports jusqu'à ce qu'il se repose avec le déséquilibre vers le bas. Par une méthode d'essai et d'erreur, suffisamment de métal est retiré du côté lourd de la turbine pour permettre à la turbine de rester au repos dans n'importe quelle position.

Lorsque l'équilibrage est terminé et que la turbine est prête à l'assemblage, il suffit de réchauffer la turbine au point de fusion de la cire lorsque le milieu d'équilibrage s'arrêtera dans n'importe quel réceptacle pratique et sera prêt à l'utiliser à nouveau. La pratique habituelle est de presser l'arbre d'équilibrage, 6 enlever la bague d'équilibrage 2 et placer la turbine équilibrée sur une grille de vidange sur une prise dans un four à basse température.

En quelques minutes, la turbine sera complètement vidangée et le moyen d'équilibrage récupéré pour être utilisé à nouveau.

En tant que moyen d'équilibrage, j'utilise des cires commerciales de composition végétale, animale ou minérale qui conviennent le mieux aux problèmes en main. Suif de boeuf ou de mouton avec une gravité spécifique allant de 0,895 à 0,953; Cire d'abeilles avec une densité spécifique de 0,961 à 0,968; La cire de carnauba avec une densité de 0,995 à 0,999 peut être utilisée lorsque leur densité correspond au liquide à pomper. La cire de carnauba à la plus grande densité de 0,999 n'est qu'un dixième d'un pour cent en dessous du poids de l'eau, ce qui la rend assez précise pour des raisons pratiques. J'ai toutefois constaté que le réchauffage et le chauffage à des températures élevées tendent à augmenter la densité de la cire de carnauba jusqu'à ce qu'il soit possible de rapprocher le poids exact du liquide à pomper.

Dans des cas particuliers, j'ai utilisé avec succès le suif de boeuf réchauffé à la cohérence de travail et suffisamment de graphite finement divisé agité pour donner la densité spécifique souhaitée. Ce processus est pratique et il existe un certain nombre de combinaisons possibles pour augmenter la densité du milieu d'équilibrage. Certaines résines commerciales ont une gravité spécifique supérieure à l'unité et sont utilisées pour mélanger avec des cires comme, par exemple, la cire de cordonnier est un mélange de cire d'abeille et de résine.

D'après ce qui a été écrit, il semblerait que j'ai fourni un processus peu coûteux, pratique et efficace aux fins mentionnées, et que le moyen d'équilibrage est peu coûteux et facilement accessible. Il apparaîtra en outre que le processus d'équilibrage exposé ci-dessus est nouveau, nouveau et résout un grave problème dans le monde industriel et manufacturier.

Ayant ainsi décrit mon invention, je revendique: 1. Le procédé d'équilibrage d'une turbine de pompe centrifuge et analogue, consistant à remplir les passages de turbine complètement remplis d'un milieu de densité correspondant à celui du liquide à pomper, en retenant ce moyen Par des moyens appropriés, équilibrant la roue de manière classique tout en étant rempli avec ce milieu et enlevant ce milieu par l'application de chaleur.

2. Procédé d'équilibrage d'une turbine de pompe centrifuge 66 ou analogue, consistant à remplir une telle roue ou analogue avec un milieu correspondant à la densité du liquide à pomper, à équilibrer la roue ou à la manière convenable et à enlever le Équilibrage moyen par des moyens appropriés.

PHILIP H. VILLIAMS.