CN100528368C - 超速冷冻离心机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种超速冷冻离心机，在高速冷冻离心机的基础上，通过皮带变速来提高离心机主轴的转速，达到比现有的高速冷冻离心机更高转速、更大离心力的超速目的。包括电器控制系统、冷冻系统、减震系统、安全保护系统和电机驱动系统的超速冷冻离心机，其特征在于所述的电机驱动系统是由同步皮带和一对大小皮带轮来实现变速，离心机主轴的转速可以达到或超过2.5万转以上的转速。本发明的积极效果在于可以承担更高要求的分离技术，可以分离各种蛋白质、DNA、RNA和酵素等直径约为0.002μm-0.1μm的物质。

Description

超速冷冻离心机

技术领域

本发明涉及一种实验室用离心机，特别是涉及医学、制药领域应用的高速冷冻离心机的结构。

背景技术

一般在医学、制药领域对离心机的使用要求很高，不但有灭菌、冷冻的要求，在分离细菌、微生物等物质时需要高速，要有很大的离心力才能满足要求。现有的高速冷冻离心机包括电器控制系统、冷冻系统、减震系统、安全保护系统和电机驱动系统。现有技术的高速冷冻离心机的转速可以达到19000转/分，可以满足一般的实验室分离技术的要求，如分离细胞膜、动植物组织内的病毒等一般直径在0.1-1um的物质，随着社会的进步、科技的发展、医学及生物工程的实验对离心机设备提出了更高的要求，如分离各种蛋白质、DNA、RNA、酵素等(直径约为0.002-0.1um)物质，需要的转速比现有的近20000转/分的高速离心机还要高、离心力更要大的离心机，以满足更高要求的物质分离、纯化和精制。

发明内容

为了适应市场的需求，克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种超速冷冻离心机，比现有的高速冷冻离心机更高转速、更大离心力的超速冷冻离心机，本发明的技术方案是在现有高速冷冻离心机的基础上，将其中的变频电机驱动系统通过变速来提高离心机主轴的转速，达到超速，本发明通过如下的技术手段来具体实施技术方案的：一种包括电器控制系统、冷冻系统、减震系统、安全保护系统和电机驱动系统的超速冷冻离心机，其特征在于电机主轴124和离心机主轴110不在同一直线上，两主轴平行、中心距错开一段距离(一般在45mm-65mm)通过同步皮带107将轴端的大同步皮带轮123和轴端的小同步皮带轮108连接，所述的电机驱动系统包括电机组件16和离心机主轴组件33：电机组件16上主要有定子、转子(电机主轴124)、电机上下座、电机外壳，电机轴两端各有一个滚动轴承，轴承固定在电机上座和电机下座，在电机主轴124末端安装有大同步皮带轮123，并用螺母122和弹簧垫片组成的紧固件将大同步皮带轮123固定在电机主轴124端部；离心机主轴组件33包括离心机主轴110通过柔性轴承座固定在小托板37上，小托板37上有条用于皮带张紧的孔，小托板37和大托板38之间有弹簧减震器组件39支撑，大托板38通过细长圆套管支撑20和螺栓吊装在机架18的中间板上，由外座106、橡胶夹层103、大小轴套104、101组成的柔性轴承座，其中用浇铸橡胶制成的橡胶夹层103可以有效减小离心机主轴110的震动，用紧定螺钉121及孔用挡圈102使它们连接紧密，离心机主轴110通过上下孔用挡圈111、120和轴用挡圈118固定在离心机主轴110的外套即小轴套101中，其作用是防止离心机主轴110的上下窜动，离心机主轴110上下两端装有两个滚动轴承113和117，两轴承上下外侧各有一个轴承盖112和119固定两轴承的外圈，两轴承内侧各有一个挡油圈114，在两个挡油圈114之间有一个套在离心机主轴110外的圆筒形支撑116，支撑116外面套有弹簧115能够撑住两个挡油圈114固定在两个轴承内侧的外圈。在离心机主轴110的末端安装有小同步皮带轮108并用紧固件109固定，通过同步皮带107将电机主轴124上的大同步皮带轮123的转动速度传动到离心机主轴110上，电机主轴124的最高转速为19000rpm，大小同步皮带轮的速比为1∶3-1∶2，所以离心机主轴110的转速可以提高一倍至二倍，达到最大转速可超过38000rpm，离心机主轴110的上端有二个销子15和转子9上的孔相配合，带动转子9转动，转子9上有转子手柄7和转子盖8。

本发明考虑到转速提高以后，对机架18、保护腔178、前防板19、后防板35和左右侧防板26都作了加强，保护腔178的厚度增加到10mm，前防板19、后防板35和左右侧防板26都加强加厚到6mm，以保安全。

本发明的有益效果是：在现有高速冷冻离心机的基础上，采用两个大小同步皮带轮和同步皮带的变速，使离心机的转速提高一倍以上，达到超速冷冻离心机，可以承担更高要求的分离技术，不但适用一般实验室的物质分离、纯化和精制的需要，更适用速度在25000转以上的、直径在0.002-0.1um的蛋白质、DNA、RNA和酵素等的分离。

附图说明

图1是本发明超速冷冻离心机结构示意图。

图2是本发明超速冷冻离心机的离心机主轴系统结构示意图。

图中1.盖门，2.门开关按钮，4.盖门压紧圈，5.盖门托板，6.观察镜，7.转子手柄，8.转子盖，9.离心机转子，10.门锁钩，11.电子门锁，12.压紧板，13.操作面板，14.台面，15.销子，16.电机系统组件，17.安全保护腔，18.机架，19.前防板，20.支撑套管，21.压缩机组，22.橡胶机脚，23.销，24.门铰链，25.温度传感器，26.侧防板，29.离心腔，30.发泡层，31.冷却管，32.密封圈，33.离心机主轴系统组件，34.密封圈，35.后防板，36.紧固件，37小托板，38.大托板，39.弹簧减震器组，40.电器控制线路板，42.接地线，101.小轴套，102.挡圈，103.橡胶夹层，104.大轴套，106.外座，107.同步皮带，108.小同步皮带轮，109.紧固件，110.离心机主轴，111.孔用挡圈，112.轴承座，113.滚动轴承，114.挡油、115.弹簧，116.圆筒形支撑，117.滚动轴承，118.轴用挡圈，119.轴承盖，120.孔用挡圈，121.紧定螺钉，122.螺母。

具体实施方式

下面结合实施例和附图1和附图2对本发明作进一步的说明：

一种型号为CL-38KT-A的超速冷冻离心机，包括电器控制系统、冷冻系统、减震系统、安全保护系统和电机驱动系统组成，其特征在于电机主轴124和直径为φ17mm的离心机主轴110不在同一直线上，二主轴是错开中心距为45mm平行的，通过型号为80-XL的同步皮带107连接轴端的直径为φ36mm的大同步皮带轮123和直径为φ18mm的小同步皮带轮108，所述的电机驱动系统包括电机组件16和离心机主轴组件33：电机组件16上主要有定子、转子(电机主轴124)、电机上下座、电机外壳，电机轴两端各有一个滚动轴承，轴承固定在电机上座和电机下座，在电机主轴124末端安装有大同步皮带轮123，并用螺母122和弹簧垫片组成的紧固件将大同步皮带轮123固定在电机主轴124端部；离心机主轴组件33包括离心机主轴110通过柔性轴承座围定在小托板37上，小托板37上有条用于皮带张紧的孔，三角形的小托板37和大托板38用6mm的A3铁板制成，表面镀锌，小托板37和大托板38之间有弹簧减震器组件39支撑，大托板38通过细长圆套管支撑20和螺栓吊装在机架18的中间板上，由外座106、橡胶夹层103、大小轴套104、101组成的柔性轴承座，其中的橡胶夹层103由浇铸橡胶制成，可以有效减小离心机主轴110的震动，用紧定螺钉121及孔用挡圈102使它们连接紧密，离心机主轴110通过上下孔用挡圈111、120和轴用挡圈118固定在离心机主轴110的外套即小轴套101中，作用都是防止主轴110的上下窜动，离心机主轴110上下两端装有两个型号为SKF 6202-2RSLTN9/HC5C3WT的滚动轴承113和117，两轴承上下外侧各有一个轴承盖112和119固定两轴承的外圈，两轴承内侧各有一个材料为LY12的挡油圈114，在两个挡油圈114之间有一个套在离心机主轴110外并保持活动间隙的圆筒形支撑116，支撑116外面套有外径为φ27.8mm、内径为φ24.2mm的弹簧115能够撑住两个挡油圈114固定在两个轴承内侧的外圈。在离心机主轴110的末端安装有小同步皮带轮108并用紧固件109固定，通过同步皮带107将电机主轴124上的大同步皮带轮123的转动速度传动到离心机主轴110上，电机主轴124的最高转速为19000rpm，大小同步皮带轮的速比为1∶2，所以离心机主轴110的转速可以提高一倍，达到最大转速可达38000rpm，离心机主轴110的上端有二个销子15和转子9上的孔相配合，带动转子9转动，转子9上有转子手柄7和转子盖8。

本实施例考虑到转速提高以后，对机架18、保护腔178、前防板19、后防板35和左右侧防板26都作了加强，钢板制成的保护腔178的厚度增加到10mm，前防板19、后防板35和左右侧防板26都比高速冷冻离心机的4mm加强加厚到6mm，以保安全。

本实施例的外形上有台式和立式两种型式，内部结构相同。

Claims (5)

1.一种包括电器控制系统、冷冻系统、减震系统、安全保护系统和电机驱动系统的超速冷冻离心机，其特征在于它是由盖门[1]，门开关按钮[2]，盖门压紧圈[4]，盖门托板[5]，观察镜[6]，转子手柄[7]，转子盖[8]，离心机转子[9]，门锁钩[10]，电子门锁[11]，压紧板[12]，操作面板[13]，台面[14]，销子[15]，电机系统组件[16]，安全保护腔[17]，机架[18]，前防板[19]，支撑套管[20]，压缩机组[21]，橡胶机脚[22]，销[23]，门铰链[24]，温度传感器[25]，侧防板[26]，离心腔[29]，发泡层[30]，冷却管[31]，密封圈a[32]，离心机主轴系统组件[33]，密封圈b[34]，后防板[35]，紧固件[36]，小托板[37]，大托板[38]，弹簧减震器组[39]，电器控制线路板[40]，接地线[42]，小轴套[101]，孔用挡圈a[102]，橡胶夹层[103]，大轴套[104]，外座[106]，同步皮带[107]，小同步皮带轮[108]，紧固件[109]，离心机主轴[110]，孔用挡圈b[111]，轴承盖[112]，滚动轴承a[113]，挡油圈[114]、弹簧[115]，圆筒形支撑[116]，滚动轴承b[117]，轴用挡圈c[118]，轴承盖[119]，孔用挡圈d[120]，紧定螺钉[121]，螺母[122]、大同步皮带轮[123]和电机主轴[124]组成，其中：电机主轴[124]和离心机主轴[110]不在同一直线上，两主轴平行、中心距错开一段距离；大同步皮带轮[123]和小同步皮带轮[108]直径不同，通过同步皮带[107]将电机主轴[124]轴端的大同步皮带轮[123]和离心机主轴[110]轴端的小同步皮带轮[108]连接来实现变速，达到超速的目的；所述的电机驱动系统包括电机组件[16]和离心机主轴组件[33]：电机组件[16]上主要有定子、转子即电机主轴[124]、电机上下座、电机外壳，电机轴两端各有一个滚动轴承，轴承固定在电机上座和电机下座，在电机主轴[124]末端安装有大同步皮带轮[123]，并用螺母[122]和弹簧垫片组成的紧固件将大同步皮带轮[123]固定在电机主轴[124]端部；离心机主轴组件[33]包括离心机主轴[110]通过柔性轴承座固定在小托板[37]上，小托板[37]上有条用于皮带张紧的孔，小托板[37]和大托板[38]之间有弹簧减震器组件[39]支撑，大托板[38]通过细长圆套管支撑[20]和螺栓吊装在机架[18]的中间板上；由外座[106]、橡胶夹层[103]、大轴套[104]和小轴套[101]组成的柔性轴承座，其中的橡胶夹层[103]可以有效减小离心机主轴[110]的震动，用紧定螺钉[121]及孔用挡圈a[102]使所述柔性轴承座连接紧密；离心机主轴[110]通过上下的孔用挡圈b[111]、孔用挡圈d[120]和轴用挡圈c[118]固定在离心机主轴[110]的外套即小轴套[101]中，其作用是防止离心机主轴[110]的上下窜动；离心机主轴[110]上下两端装有两个滚动轴承，两轴承上下外侧各有一个轴承座[112]和轴承盖[119]固定两轴承的外圈，两轴承内侧各有一个挡油圈[114]，在两个挡油圈[114]之间有一个套在离心机主轴[110]外的圆筒形支撑[116]，支撑[116]外面套有弹簧[115]能够撑住两个挡油圈[114]固定在两个轴承内侧的外圈；在离心机主轴[110]的末端安装有小同步皮带轮[108]并用紧固件[109]固定，通过同步皮带[107]将电机主轴[124]上的大同步皮带轮[123]的转动速度传动到离心机主轴[110]上，电机主轴[124]的最高转速为19000rpm，大小同步皮带轮之间存在速比，所以离心机主轴[110]的转速提高一倍至二倍，达到转速可超过38000rpm的超速，离心机主轴[110]的上端有二个销子[15]和转子[9]上的孔相配合，带动转子[9]转动，转子[9]上有转子手柄[7]和转子盖[8]；考虑到转速提高，对机架[18]、保护腔[17]、前防板[19]、后防板[35]和左右侧防板[26]都作了加强。

2.根据权利要求1所述的一种超速冷冻离心机，其特征在于所述的电机主轴[124]和离心机主轴[110]平行错开的距离为45mm-65mm。

3.根据权利要求1所述的一种超速冷冻离心机，其特征在于所述的小同步皮带轮[108]和大同步皮带轮[123]的速比为1∶3-1∶2。

4.根据权利要求1所述的一种超速冷冻离心机，其特征在于所述的柔性轴承座中的橡胶夹层[103]采用浇铸橡胶制成。

5.根据权利要求1所述的一种超速冷冻离心机，其特征在于所述的钢板制成的保护腔[17]的厚度增加到10mm；前防板[19]、后防板[35]和左右侧防板[26]都加强加厚到6mm。

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