Центрифуга

О П И С," Н И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ («l 463254

Союз Саветскик

Социалистических

Республик

К ПАТЕНТУ (61) Зависимый от патента (22) Заявлено 19.10.71 (21) 1707007, 28-13 (51) М. Кл. В 04Ь-5 02 (32) Приоритет 30.10.70 (31) 85348 (33) США

Опубликовано 05,03.75. Бюллетень № 9

Государственный комитет

Совета Министров СССР ло делам изобретений и открытнк (53) УДК 66.067.57 (088.8) Дата опубликования описания 05.05.75 (72) Авторы изобретения

Иностранцы

Стэнли Л. Лифшиц, Роберт Алан Майо (США) Иностранная фирма

«Текникан Инструментс Корпорейшн» (США) (71) Заявитель (54) ЦЕНТРИФУГА

Изобретение относится к оборудованию для разделения неоднородных жидких систем с помощью центробежных сил, а именно к центрифуге.

Известна центрифуга, включающая станину, привод и установленный на его валу ротор, с рядом шарнирно закрепленных стаканчиков.

Целью изобретения является улучшение работы центрифуги.

Для достижения указанной цели предлагаемая центрифуга снабжена кольцевой камерой, установленной на валу под ротором, во внутренней полости которой расположена с возможностью скольжения по ее дну система противовесов, а между станиной и приводом — пружины. При этом поверхности дна камеры и противовесов рифленые.

Кроме того, вал привода установлен на станине шарнирно.

На фиг. 1 схематически изображена предлагаемая центрифуга, частичный разрез; на фиг. 2 — разрез по А — А на фиг. 1.

Центрифуга включает станину 1, привод 2, установленный на его валу 3, ротор 4 с рядом закрепленных на шарнирах 5 стаканчиков

6 и кольцевую камеру 7, установленную на валу под ротором.

0о внутренней полости кольцевой камеры

7 расположены противовесы 8 и 9 с возможностью пх скольжения по дну !О камеры, при этом поверхности дна камеры и противовесов

5 рнфленые. ежду станиной 1 и приводом 2 установлены пружины ll и 12. Вал 3 привода 2 установлен на станине l посредством шарнира !3.

Шарнирное крепление центрифуги с ее одновременным смещением в вертикальное положение под действием пружин ! и l2 подооно перевернутому маятнику, обладающему естественной частотой колеоаний и виораций относительно шарнира 13, которые определяются размерами и физическими свойствами системы, в частности массой кольцевой камеры 7.

Часть стаканчиков 6 может быть заполнена продуктом до различного уровня, а некоторые из нпх не заполняются, что может привести к дисбалансу (неуравновешенности), в результате которого центрифуга при вращении вибрирует так, что вал 3 при своем вращении описывает конус. Качательному движению

25 или вибрации противодействуют пружины I.

Прп отсутствии равновесия (фпг. 1) прп скоростях ниже тех, которые соответствуют естественной частоте вибрации системы, противовесы 8 и 9 перемещаются в полости кольцевои камеры i к неуравновешенной сторо«е ротора 4, l5 случае преиышения скоростью вращения po1 op a естесгиеп110й леоаш1й маятип coi OII системы происходит фазовое реиерсироваш1е усилий на противовесах

8 и 9, в результате чего послед ше поднимаются внутри полости кольцевой камеры 7 в направлении менее на.ружеппой стороны ротора, уравновешивая ее. 11ротивоиесь1 Ь и 9 представляют собой, наг1ример, твердые тела илп ?кидкость.

11ружины 12 служат для предотвращения вибрации при скоростях, равных естественным колеоаниям или ниже их при наличии дисбаланса.

Центрифуга может иметь также гидравлические амортизаторы 14 с плунжером 15 для предотвращения увеличения впораций, когда достигается естествеш1ая резонансна» частота мd»TII коиой системы.

Амортизатор 14 может быть выполнен гидравлического типа, жидкость в который нагнетается через отверстие.

Ьозмогкно установка нескольких амортизаторов 14 между рядом пруж1ш 11 по периферии плиты 16. Так, например, и предпочтительпои конструкции, три пружины 11 и три амортизатора 14 устанавливаются вокруг по периферии плиты 1б.

1>озможно использование и других гидравлических амортизаторов, например ротор ных демпферов, устанавлииающихся между плитой lб и станиной 1 с помощью вращающихся рычагов и шатунов, а также резиновых пружин.

Цилиндрическая форма противовесов (IpIII.

2) является предпочтительной вследствие того, что опа имеет меньше трение при скольжении их пo дну 10 кольцевой камеры 7, что обеспечивает стабильность при низки скоростях и более спокойную раооту.

При высоких скоростях ие силы, действующие на противовесы 8 il 9, настолько превышают силу тяжести, что сила трения не имеет практически какого-либо значения.

?!ротивовесы могут сдерживаться силами трения на дпе кольцевой камеры в положешш динамического равновесия, когда центрифуга выключается и замедляет свое вращение и конце рабочего цикла.

Таким образом, центрифуга остается уравновешенной, когда скорость ее вращения, замедляясь, проходит через скорость, соответствующую естественной частоте вибрапий системы.

При уравновешивании максимального дисбаланса противовесы перемещаются пз своего начального положения в самое нижнее до тех пор, пока онп не коснутся друг друга.

При этом, когда ротор 4 центрифуги уравновешен независимо от противовесов 8 и 9, то последние устанавливаются в положении, диаметрально противоположном друг другу, 5

55 бО

При любом промежуточном неураи1оиешеином состояш1и противовесы 8 и 9 располагаlотся и IIPI 0TopoM И1?оме?куточном положении (штрих-пунктирные липни на фиг. 2).

Возможно использоьацие в качестве противовесов меньших iio размерам тел, распола; ающихся имеете, которые могут устанавливаться Iio диа и более поперек кольцевой камеры

1 отор 4 центрифу?ги легко снимается с вала путем поднятия его ьиерх, что обеспечивает быстрое удаление загруженных стаканчиков б и их перенос к установке, иа которой проводится автоматический анализ проб.

Противовесы 8 и 9 поддерживаются в кольцевой камере 7 в вертикальном положении на одной гор1;зонтали с несбалансированными нагрузками стаканчиков б. При этом, когда центрифуга работает, пустые или полные стаканчики расходятся радиально в разные стороны относительно шарнпроь 5, в результате чего центр тяжести каждого стаканчика поднимается и располагается на одной горизонтали с противовесом 8 и 9, что обеспечивает более идеальное балансирующее состояние, при котором отсутствует пара сил.

Если противовесы 8 и 9 устанавлииаютс» на различных уроинях, то на валу 3 будет возникать пара сил, которой противодействует шарнир 13 и под действием которой вал

3 будет изгибаться. Эта пара спл вызывает вибрацию и черезмерный износ подшипников двигателя и шарнира 13.

Шарнир 13, выполненный и виде шара, обеспечивает вертикальную стабильность центрифуги. Может быть использован также универсальный шарнир.

Предлагаемая центрифуга обладает рядом важных преимуществ, например, когда ротор

4 вращается, то начальное отклонение вала

3 от вертикального положения ограничивается не только пружиной 11, но и гироскопическими силами вращающегося ротора, т. 0, имеет место п1роскопический эффект стабилизации.

Kpor..с того, силы тяжести, действующие па ротор 1 и вал 3, при смещении центрифуги в сторону от вертикального положения, увеличивают общую массу «маятника» и тем самым уменьшают частоту eio естественных колебаний, благодаря чему и путем выбора соответствующего соотношения между массой центрпфуп ii .кесгкостью пру>кипы 11 собственная частота колебаний достигается прп относительно низкой скорости вращения.

Гаким об>разом, 00льшая ЧЯсть Диапазона скоростей паходитс» выше скорости, соотгетствующей собственной частоте системы и, слсдоияте.iL,ilo, 1;Омпепсация ВОзмО>ке1я для большинства циклов, как например ускорение, вращение и торможение.

При этом скорость, соответствующая частоте резонансных колебаний, составляет 10% от полной рабочей скорости центрифуги, а именно: скорость, соответствующая частоте резонансных колебаний, составляет 100 обЬ ИИ, полная рабочая скорость по крайней мере

463254

1500 об/мин, но чаще всего 2250 об/мин и больше.

Предмет изобретения

1. Центрифуга, включающая станину, привод и установленный на его валу ротор с рядом шарнирно закрепленных стаканчиков, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью улучшения работы центрифуги, она снабжена кольцевой камерой, установленной на валу под ротором, во внутренней полости которой расположена с возможностью скольжения по ее дну система противовесов, а между станиной и приводом пружины.

5 2. Центрифуга по п. 1, отличающаяся тем, что вал привода установлен на станине шарнирно.

3. Центрифуга по п. 1, отличающаяся тем, что поверхности дна камеры и ппотиво10 весов рифленые.

463254 фиг. 2

Составитель А. Бражникова

Редактор В. Смирягина Техред М. Семенов Корректор Н. Аук

Заказ 1058/13 Изд. № 519 Тираж 708 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4, 5

Типография, пр. Сапунова, 2