Устройство для контроля скорости вращения ротора ультрацентрифуги Советский патент 1976 года по МПК B04B9/10 

1

Изобретение относится к устройствам для защиты роторов ультрацентрифуг от превышения ими допустимых скоростей вращения.

Известно устройство для контроля скорости вращения ротора ультрацентрифути, содержащее фотоэлектрический датчик с модулятором светового потока, укрепленным на роторе, временной дискриминатор, иополнительный механизм и источник совета.

Это устройство является наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и работает по принципу дискриминации временного интервала между имлульсами, возбужденными двумя метками на модуляторе, величина которого с ростом скорости вращения ротора уменьшается до фиксированной расчетной величины, при которой дискриминатор выдает команду на исполнительный орган. Однако оно имеет сложную конструкцию и недостаточно надежно в работе.

С целью повышения надежности в работе в предлагаемом устройстве модулятор светового потока выполнен в виде тела вращения, имеющего щель для прохода светового потока, а временной дискриминатор включает пороговый элемент, генератор тока, накопительный конденсатор и транзисторный ключ, шунтирующий на1копительный конденсатор, в.ход которого подсоединен непосредственно к выходу фотоэлектрического датчика. Кроме того, щель на модуляторе светового потока выполнена с центральным углом раствора, прямо пропорциональным допустимой скорости ротора.

На фиг. 1 схематически изображено предлагаемое устройство для контроля скорости вращения ротора ультрацентрифуги; на фиг. 2 - сечение ,по А-А на фиг. 1; на фиг. 3 по казаиа электричеакая схема устройства; на фиг. 4 представлен модулятор светового потока.

Устройство содержит фотоэлектрический датчик 1 с модулятором 2 светового .потока, укрепленным на роторе 3, временной дискриминатор, исполнительный механизм 4 и источник света 5.

Модулятор 2 светового потока выполнен в виде тела вращения, имеющего щель 6 для

прохода светового потока.

Временной дискриминатор включает пороговый элемент 7, генератор тока 8, накопительный .конденсатор 9 и транзисторный ключ 10, шунтирующий накопительньгй конденсатор,

при этом вход последнего .подсоединен непосредственно к выходу фотоэлектрического .датчика 1. Щель 6 на модуляторе 2 светового потока выполнена с центральным углом раствора а, прямо пропорциональным допустимой

скорости ротора 3. Ротор 3 ультрадентр-ифуги соединен со шпинделем приводного двигателя 11 посредством упругой струны 12. Цилиндрическая часть модулятора смо1-ггирована 3 полости n;iainuiafl6bi 13 камеры 14, жестко соедниенной с корпусом приводиого двИГателя 11 и корпусом ультрацентри-фуги (па чертежах не показана). Фотоэлектрический датчик 1 и источник света 5 смонтированы в отверстиях боковых стенок планшайбы 13, прп этом отверстия выполнены на одной оси вдоль радиуса последней (СМ. фиг. 2). Коллектор фотоэлектрического датчика 1 подключен к резистору 15, служащему сопротивлением его нагрузки и одновремешш сопрот.ИВлением смещения транзисторного ключа 10, коллектор которого подключен к одной из обкладок наасолительного конденсатора 9. Туда же подключены выход генератора тока 8 и один из входов noporoiBoro элемента 7, а на другой вход последнего подключен потшциометр 16, служащий для регулировки норога. Анод источника света 5, эмиттер фотоэлектрического датчика 1, эмиттер транзисторного ключа 10, вторая обкладка накопительного конденсатора 9 и второй конец потенциометра 16 заземлены, так как представляют собой общую щину по цепям управления. Выход порогового элемента 7 подсоединен ко входу исполнительного механизма 4, представляющего собой электронный усилитель с электромагнитным реле на выходе, имеющим не менее трех коита.ктных грудп. Магнитный пускатель 17 для подключения Приводного двигателя И ультрацентрифуги к системе управления приводом посредством трех .контактных групп 18 или переключения его в режим динамического помощи ДВУХ контактных торможения при групп 19. Кнопка 20 предназначена для пуска двигателя И, контакт 21 магнитного пускателя 17 осуществляет его самолитание. Функциональный преобразователь 22 частоты вращения в напряжение постоянного тока является основным элементом системы уатравления частотно-регулируемого привода и вместе с линейным генератором частоты 23 и унравляемыМ выпрямителем 24 служит для питания и управления статическим преобразователем 25 и, следовательно, питания асинхронного приводного двигателя И трехфазным частотно-изменяющимся напряжением. Устройство работает следующим образом. Нажатием кнопки 20 пуска обмотка магнитнаго пускателя 17 запитывается, а его контакты замыкаются и подключают приводной двигатель 11 к вьгходу статического прсосразователя 25. При разгоне двигателя ротор 3 с модулятором 2 начинают вращаться. При этоМ свеТОБОЙ поток от источника света 5 периодически засвечивает фотоэлектрический датчик 1 на время прохождения щели 6 модулятора 2. К коллектору фотоэлектричеокого датчика 1 подключен транзисторный ключ 10, который в тот момент, когда фотоэлектрический датчик 1 не освещен, открывается, разряжая через резистор 15 накопительный конденсатор 9 до потенциала, близкого к нулю, а когда фотоэлектрический датчик освещен, - закрывается. Накопительный конденсатор 9 в это время заряжается от генератора тока 8 и в момент, когда напряжение ,на нем превысит напряжение на двиЖКе потенциометра 16 и станет равным напряжению опрокидывания порогового элемента 7, последний по выходу перейдет в одно из устойчивых состояний, например Ьп. В момент прекращения засветки фотоэлектрического датчика 1 через щель 6 в модуляторе 2 транзисторный ключ 10 открывается и пороговый элемент 7 переходит в исходное состояние .по выходу, например «нуль. Таким Образом, с момента начала вращения пр.иводного двигателя И и ротора 3 на выходе порогового элемента 7 появляется частотно-модулированный сигнал и, следовательно, замыкаются контакты реле исполнительного механизма 4. Магнитный пускатель 17 переключается на самопитание через замкиувш-иеся при нажатии кнопки 20 пуока свои контакты 21 и замкнувшиеся контакты реле исполнительного .механизма 4. Режим разгона асинхронного приводного двигателя И ультрацентрифуги и поддержапне заданной скорости осуществляются преобразователем 22 частоты вращения в напряжение постоянного тока, который управляет линейным генератором частоты 23 и выпрямителем 24, который в свою очередь определяет частоту и напряжение на выходе статического преобразователя 25 и, следовательно, режим разгона п-риводного двигателя И. Фиксация необходимой скорости вращения приводного двигателя осуществляется задатчиком скорости вращения, находящимся в преобразователе 22 частоты вращения в напряжение постоянного тока. В случае, если скорость вращения превысит допустимую, накопительный конденсатор 9 не будет разряжаться до напряжения опрокидывания порогового элемента 7, а на его выходе сигнал исчезнет, разомкнутся контакты реле исполнительного механизма 4, цепь самонитания магнитного пускателя 17 разорвется, разомкнутся контактные группы 18, ОТКЛ.ЮЧИВ приводной двигатель 11 от статического .преобразователя 25. С другой стороны, в одну из фаз двигателя 11 через некоторое время подключится постояиное напряжение через контактные групны 19 магнитного нускателя 17 и замкнувщиеся контакты реле исполнительного механизма 4. Двигатель 11 затормозится и войдет в зону скорости, допустимой для ротора 3. Через

фазу приводного двигателя потечет постоянный ток, ОбеопечИвая режим динамического торможения.

После остановки двигателя II и ротора 3 контакты реле И|опол1нительного механиз ма 4 размыкаются, отключают постоянное напряжение с замкнлтых конта ктных групп 19 магнитного пускателя 17, и приводной двигатель 11 сни-мается с режима динамического торможения.

Предлагаемое устройство для контроля скорости врапдения ультрадентрифуги позволяет повысить надежность и упростить схему.

Формула изобретения

Устройство для контроля скорости ;вращения ротора ультращентрифуги, содержащее фотоэлектрический датчик с модулятором светового потока, укрепленным на роторе, временной дискриминатор, наполнительный .механизм и источник света, отличающееся тем, что, с целью повышения иадел ности в

работе, модулятор светового потока выполнен ,в виде тела вращения, имеющего щель для прохода светового .потока, а вреМенной дискри.минатор включает пороговый элемент, генератор тока, накопител ный конденсатор и

транзисторный ключ, шунтирующий накопительный конденсатор, вход которого подсоединен непосредственно к выходу фотоэлектрического датчика. 2. Устройство по п. 1, отличающееся

тем, что щель на модуляторе светового потока выполнена с центральным тлом растзора, прямо нропорциональным долусти.мой скорости ротора.

/}-/