Ультрацентрифуга Советский патент 1989 года по МПК B04B7/00 

Изобретение относится к центрифугам и может быть использовано в медицинской, химической и других отраслях промышленности.

Цель изобретения - снижение энергозатрат на привод ротора за счет уменьшения аэродинамических нагрузок на ротор, путем подбора оптимальной геометрии рифлей в процессе работы центрифуги.

На фиг. 1 изображены ультрацентрифуги, продольный разрез; на фиг. 2 - сечение А - А на фиг. 1; на фиг. 3 - в увеличенном масн1табе части ультрацентрифуги в сечении А--А.

Ультрацентрифуга содержит вакуумиро- ванный корпус 1, состояший из цилиндрической оболочки 2 и плоских торцовых крышек 3 и 4, и установленный внутри него ротор 5.

В кольцевом зазоре между корпусом и ротором образованы риф. ш для отвода молекул газа, имеющие форму двугранного угла р, одна из граней которого расположена по касательной к внутренней окружности рифлей. Рифли образованы стойками 6 и 7, )ас11()ложенпы.ми в вершинах двугранных углов по концентрическим окружностям и эластичной лентой 8, натянутой на эти стойки. При этом стойки 6, расположенные на окружности меньшего диаметра, установлены неподвижно, а стойки 7 - на окружности большего диаметра снабжены устройством для изменения величины двугранных углов, состоящим из двух связанных между собой поворотных колец 9, расположенных у торцовых крышек корпуса и имеюших радиальные прорези 10 для размещения этих подвижных стоек. Торцовые крышки корпуса имеют направляющие пазы 11 для свободного размешения в них концов указанных стоек и их перемещения по касательной к окружности меньп его диаметра, на которой расположены неподвижные стойки.

Через патрубок 12 центрифуга связана с вакуумным насосом. Для подачи смеси и отбора фракций из ротора при работе центрифуги используются патрубки 13-15.

Устройство для изменения величины двугранных углов включает в себя также установочный винт 16, шток 17, герметизирующий сильфон 18 и поворотный рычаг 19.

Ультрацентрифуга снабжена нриводо.м ротора с регулятором частоты вращения и индикатором мощности (не показаны).

Ультрацентрифуга работает следующим образом.

Ротор 5 раскручивается приводом до номинальной частоты вращения, при которой происходит процесс разделения исходной смеси, например газов, на фракции. Через патрубок 13 смесь подается в полость ротора, где происходит разделение фракций, которые выводятся из полости ротора через патрубки 14 и 15.

Изменение геометрии рифлей производится преимущественно на начальной стадии работы ультра центрифуги, когда наиболее резко изменяется режим работы вакуумной

5 системы, в частности параметры отражения молекул газа. Молекулы газа, находящиеся в пространстве между поверхностью ротора 5 и основаниями рифлей, образованных неподвижными стойками 6, сталкиваясь с поверх ногтью ротора, приобретают упорядоченную скорость в направлении его вращения.

Вследствие этого, молекулы газа глубоко проникают в верщины рифлей и вокруг ротора создается дополнительный вакуум. В риф- лях возрастает концентрация газа за счет уменьшения его концентрации у поверхности ротора, что приводит к уменьшению трения ротора.

Для минимизации трения ротора 5 предусмотрено устройство изменения геометрии 0 рифлей, работающее следующим образом

Вращеним винта 16 перемещается щток 17, который через рычаг 19 поворачивает кольца 9, в радиальных прорезях 10 которых размешены подвижные стойки 7. Стой5 ки 7, перемещаясь в направляющих пазах 11 крышек корпуса, изменяют угол р при вершине рифлей.

При этом перемещении сохраняется каса- тельность одной из граней рифлей к окружности, на которой расположены непод0 вижные стойки 6. Подбирается такой угол при вершине рифлей, при коюром потребляемая мощность привода, необходимая для поддержания заданной частоты вращения ротора, минимальна, чем и достигается поставленная цель.

5Таким образом, изменение геометрии рифлей путем изменения углов f снижает момент торможения остаточного газа на ротор по сравнению с известным устройством и тем самым снижает энергозатраты на привод.

0ь

Формула изобретения

Ультрацентрифуга, содержащая корпус, связанный с вакуумной системой и состоящий из цилиндрической оболочки и плоских 5 торцовых крышек, установленный внутри него ротор, расположенные в кольцевом зазоре между корпусом и ротором вертикальные рифли, имеющие форму двугранного угла, одна из граней которого расположена по касательной к внутренней окружности рифлей, и служащие для отвода молекул газа из кольцевого зазора, отличающаяся тем, что, с целью снижения энергозатрат на привод ротора, рифли образованы стойками, расположенными в вершинах двугранных углов по концентрическим окружностям, и эластичной лентой, натянутой на эти стойки, при этом стойки, расположенные на окружности меньшего диаметра, установлены неподвижно, а стойки на окружности больщего диа0

метра снабжены устройством для изменения величины двугранных углов, состоящим из двух связанных между собой поворотных колец, расположенных у торцовых крышек корпуса и имеющих радиальные прорези для размещения этих стоек, причем торцовые

крышки корпуса имеют направляющие пазы для свободного размещения в них концов указанных стоек и их перемещения по касательной к окружности меньшего диаметра, на которой расположены неподвижные стойки.

Изобретение относится к центрифугам и может быть использовано в медицинской, химической и других отраслях промышленности. Цель изобретения - снижение энергозатрат приводом ротора за счет изменения геометрии рифлей в процессе работы центрифуги. Ультрацентрифуга содержит корпус 1, связанный с вакуумной системой и состоящий из цилиндрической оболочки 2 и плоских торцовых крышек, внутри корпуса установлен ротор 5. В кольцевом зазоре между корпусом и ротором образованы рифли для отвода молекул газа. Рифли обрзованы стойками 6 и 7, расположенными в вершинах двугранных углов по концентрическим окружностям, и эластичной лентой 8, натянутой на эти стойки. При этом стойки 6, расположенные на окружности меньшего диаметра, установлены неподвижно, а стойки 7 на окружности большего диаметра снабжены устройством для изменения величины двугранных углов, состоящим из двух связанных между собой поворотных колец 9, расположенных у торцовых крышек корпуса и имеющих радиальные прорези для размещения подвижных стоек 7. Торцовые крышки корпуса имеют направляющие пазы для свободного размещения в них концов указанных стоек и их перемещения по касательной к окружности меньшего диаметра, на которой расположены неподвижные стойки 6. Во время работы ультрацентрифуги в ротор подается смесь для разделения на фракции и последующего их вывода, а с помощью поворотного устройства можно изменять величину двугранных углов рифлей для уменьшения аэродинамического сопротивления остаточного газа вращению ротора. 3 ил.

10

и10

(риг.}