CN109794366A - 一种伞形伸缩式微量高速离心装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种伞形伸缩式微量高速离心装置，包括：离心单元：包括主轴(14)、固定在主轴(14)上端的上毂(4)、滑动连接在主轴(14)上的下毂(16)、连接在上毂(4)和下毂(16)之间用于固定离心管单元的悬臂单元，所述悬臂单元设有偶数个，并均匀分布在上毂(4)和下毂(16)上；驱动单元：位于离心单元的下方，与主轴(14)连接并用于驱动主轴的高速旋转；离心管单元：用于放置待离心样品。与现有技术相比，本发明通过对结构的改良，尽量减少了装置的转动惯量，并增加了装置的安全性，利用了相对简单的结构以及廉价常见的材料，达到了高速离心装置由于高转速对设备的动力以及安全性能的较高要求。

Description

一种伞形伸缩式微量高速离心装置

技术领域

本发明涉及化学器械技术领域，具体涉及一种伞形伸缩式微量高速离心装置。

背景技术

高速离心机转速一般在10000～30000r/min之间，它利用转子高速旋转产生的强大离心力，分离液体与固体颗粒或液体混合物中各组分，适用于微量样品快速分离合成。高速离心机的高转速对设备的动力、安全性能以及后期维护都有很高的要求，而为达到这些要求，自然也提高了设备本身的制造成本。而且，现有的高速离心设备，联轴器在高速旋转中由于不平衡会发生振动，不仅影响离心效果，而且震动容易造成仪器的损坏，对于精密的高速离心设备来说，会缩短使用寿命。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种结构简单、离心效果好的伞形伸缩式微量高速离心装置。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种伞形伸缩式微量高速离心装置，该装置包括：

离心单元：包括主轴、固定在主轴上端的上毂、滑动连接在主轴上的下毂、连接在上毂和下毂之间用于固定离心管单元的悬臂单元，所述悬臂单元设有偶数个，并均匀分布在上毂和下毂上；

驱动单元：位于离心单元的下方，与主轴连接并用于驱动主轴的高速旋转；

离心管单元：用于放置待离心样品。

所述的悬臂单元包括斜向下设置的悬臂以及斜向上设置的连杆，所述悬臂的上端与上毂通过一号销轴连接，所述悬臂可绕着一号销轴在竖直平面内转动，所述悬臂的上端比下端更靠近主轴；所述连杆的下端通过二号销轴与下毂转动连接，所述连杆的上端通过三号销轴与悬臂的中部转动连接，所述连杆的下端比上端更靠近主轴。当主轴高速旋转时，悬臂受到离心力后向外打开，并通过连杆带动下毂及配重块沿主轴向上滑动，形成伞形结构。而装有待离心样品的离心管单元在悬臂的带动下在水平位置进行高速旋转。

所述的下毂底部固定有配重块。设置配重块，便于悬臂单元在不转动时收缩。

所述的悬臂底部设有勺状托，所述悬臂上设有多个圆箍。

所述的离心管单元包括用于放置待离心样品的离心管、套设在离心管外侧的泡沫塑料管以及包裹离心管底部的橡胶帽，所述泡沫塑料管的外壁与圆箍固定，所述橡胶帽的底部抵接在勺状托内。

优选的，所述的悬臂单元设有2组、4组、6组或8组。

所述的离心单元包括一个上机箱，所述上机箱设置在离心单元的最外侧，所述上机箱的内壁设有防护层，所述上机箱的侧壁设有可开闭的操作窗，所述主轴的上端通过上轴承与上机箱固定。

所述的驱动单元包括下机箱以及设置在下机箱内的电机，所述电机包括电机转子以及围绕在电机转子外侧的定子线圈，所述电机转子同轴固定在主轴的外侧，所述主轴的底端通过下轴承与下机箱固定。即本发明只采用一根主轴，在轴的两端分别装有高精度轴承，具有良好的平衡性能，避免了在高转速情况下连接电机主轴与离心装置主轴的连轴器由于不平衡而发生的振动；同时，电机采用敞开式无外壳的电机结构，有利于散热和维护。

所述的驱动单元包括一个变频器，所述变频器与定子线圈连接，用于调控定子线圈的输入频率。

所述的装置包括一个用于感应主轴转速的感应式转速传感器。通过位于上轴承上方的感应式转速传感器监控高速离心装置的实际转速，从而可通过调控变频器的输出频率，即定子线圈的输入频率，来增大或降低转速，使待离心样品的转速符合设定要求。

与现有技术相比，本发明的有益效果体现在以下几方面：

1、离心组件与驱动组件的电机转子共用一根主轴，在轴的两端分别装有高精度轴承，具有良好的平衡性能，避免了在高转速情况下连接电机主轴与离心装置主轴的连轴器由于不平衡而发生的振动。

2、电子调速，变频器的输出在零至数百赫兹范围内连续可调，设定程序逐渐改变频率缓慢加速，最终可达到每分钟数万转的高速。

3、高速电机直驱，不含有变速齿轮的设计可以确保，在离心过程结束或因故障突然断电的情况下，转子不再受到定子线圈的驱动力，转动部分仅在阻力很小的情况下由惯性推动自由转动并缓慢减速，避免了减速过急对电机内部组件的损伤。

4、电机的转子设计为具有较大长径比的细长圆柱形，在保证具有足够扭矩的情况下尽量减少转动惯量，以适应装置的性能和提高安全性。

5、对转动半径大的部分都尽量轻量化，如悬臂设计成由粗到细的性状，离心管外部的防振套管采用泡沫塑料等，尽量减少转动惯量。

6、敞开式无外壳的电机结构有利于散热和维护。

附图说明

图1为实施例1中的结构示意图；

图2为本发明离心管单元的结构示意图。

其中，1为上机箱，2为感应式转速传感器，3为上轴承，4为上毂，5为悬臂，6为离心管，7为泡沫塑料管，8为连杆，9为圆箍，10为橡胶帽，11为勺形托，12为配重块，13为防护层，14为主轴，15为可开闭的操作窗，16为下毂，17为电机转子，18为定子线圈，19为下轴承，20为下机箱，21为变频器，22为一号销轴，23为二号销轴，24为三号销轴。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1

参见附图1：一种伞形伸缩式微量高速离心装置，包括：

离心单元：由上机箱1、感应式转速传感器2、上轴承3、上毂4、悬臂5、连杆8、圆箍9、勺形托11、配重块12、防护层13、主轴14，可开闭的操作窗15、下毂16组成；

驱动单元：由电机转子17、定子线圈18、下轴承19、下机箱20、变频器21组成；

离心管单元：由离心管6、泡沫塑料管7、橡胶帽10组成，如图2所示。

本实施例中，悬臂、连杆及离心管单元各设有2套。

实现高速离心分离某悬浊液的过程如下：将装有悬浊液的离心管6插入泡沫塑料管7中，固定在橡胶帽10上，打开上机箱1上的可开闭的操作窗15，将离心管单元装载在悬臂5底端的勺形托11上，并用圆箍9固定并调节相对位置，两根离心管中所装悬浊液体积必须十分接近，且悬浊液体积不得超过离心管总体积的1/2。装载完成后，关闭可开闭的操作窗15。此时悬臂5及下毂16在配重块12及自身的重力的作用下自由下垂，相对位置参加附图1。

设定变频器21程序，逐渐增大定子线圈18的频率，使电机转子17缓慢加速，最终达到每分钟数万转。电机转子17带动主轴14转动，从而带动上毂4及悬臂5高速旋转，悬臂5受到离心力后向外打开，并通过连杆8带动下毂16及配重块12沿主轴向上滑动，形成伞形结构。而装有需进行分离悬浊液的离心管6在悬臂5的带动下在水平位置进行高速旋转，并可以通过位于上轴承3上方的感应式转速传感器2监控高速离心装置的实际转速。

设定变频器21程序，逐渐减小定子线圈18的频率，使电机转子17缓慢减速至零，离心单元在惯性的作用下继续旋转，并在装置较小的阻力影响下缓慢减速至静止。打开可开闭的操作窗15，取出离心管6。

实施例2：

本实施例中，悬臂、连杆及离心管单元各设有4套。

其余同实施例1。

实施例3：

本实施例中，悬臂、连杆及离心管单元各设有6套。

其余同实施例1。

实施例4：

本实施例中，悬臂、连杆及离心管单元各设有8套。

其余同实施例1。

Claims (10)

1.一种伞形伸缩式微量高速离心装置，其特征在于，该装置包括：

离心单元：包括主轴(14)、固定在主轴(14)上端的上毂(4)、滑动连接在主轴(14)上的下毂(16)、连接在上毂(4)和下毂(16)之间用于固定离心管单元的悬臂单元，所述悬臂单元设有偶数个，并均匀分布在上毂(4)和下毂(16)上；

驱动单元：位于离心单元的下方，与主轴(14)连接并用于驱动主轴的高速旋转；

离心管单元：用于放置待离心样品。

2.根据权利要求1所述的一种伞形伸缩式微量高速离心装置，其特征在于，所述的悬臂单元包括斜向下设置的悬臂(5)以及斜向上设置的连杆(8)，所述悬臂(5)的上端与上毂(4)通过一号销轴(22)连接，所述悬臂(5)可绕着一号销轴(22)在竖直平面内转动，所述悬臂(5)的上端比下端更靠近主轴(14)；所述连杆(8)的下端通过二号销轴(23)与下毂(16)转动连接，所述连杆(8)的上端通过三号销轴(24)与悬臂(5)的中部转动连接，所述连杆(8)的下端比上端更靠近主轴(14)。

3.根据权利要求2所述的一种伞形伸缩式微量高速离心装置，其特征在于，所述的下毂(16)底部固定有配重块(12)。

4.根据权利要求2所述的一种伞形伸缩式微量高速离心装置，其特征在于，所述的悬臂(5)底部设有勺状托(11)，所述悬臂(5)上设有多个圆箍(9)。

5.根据权利要求4所述的一种伞形伸缩式微量高速离心装置，其特征在于，所述的离心管单元包括用于放置待离心样品的离心管(6)、套设在离心管(6)外侧的泡沫塑料管(7)以及包裹离心管(6)底部的橡胶帽(10)，所述泡沫塑料管(7)的外壁与圆箍(9)固定，所述橡胶帽(10)的底部抵接在勺状托(11)内。

6.根据权利要求1～5任一所述的一种伞形伸缩式微量高速离心装置，其特征在于，所述的悬臂单元设有2组、4组、6组或8组。

7.根据权利要求1所述的一种伞形伸缩式微量高速离心装置，其特征在于，所述的离心单元包括一个上机箱(1)，所述上机箱(1)设置在离心单元的最外侧，所述上机箱(1)的内壁设有防护层(13)，所述上机箱(1)的侧壁设有可开闭的操作窗(15)，所述主轴(14)的上端通过上轴承(3)与上机箱(1)固定。

8.根据权利要求1所述的一种伞形伸缩式微量高速离心装置，其特征在于，所述的驱动单元包括下机箱(20)以及设置在下机箱(20)内的电机，所述电机包括电机转子(17)以及围绕在电机转子(17)外侧的定子线圈(18)，所述电机转子(17)同轴固定在主轴(14)的外侧，所述主轴(14)的底端通过下轴承(19)与下机箱(20)固定。

9.根据权利要求8所述的一种伞形伸缩式微量高速离心装置，其特征在于，所述的驱动单元包括一个变频器，所述变频器与定子线圈(18)连接，用于调控定子线圈(18)的输入频率。

10.根据权利要求1所述的一种伞形伸缩式微量高速离心装置，其特征在于，所述的装置包括一个用于感应主轴(14)转速的感应式转速传感器(2)。