DE1144195B

DE1144195B - Einrichtung zum Anzeigen, Registrieren und Beeinflussen von Bewegungen der Rotationsachse und der Drehzahl des Rotors einer Zentrifuge

Info

Publication number: DE1144195B
Application number: DER29882A
Authority: DE
Original assignee: Reactor Centrum Nederland
Current assignee: Reactor Centrum Nederland
Priority date: 1960-03-17
Filing date: 1961-03-15
Publication date: 1963-02-21
Also published as: GB950982A; CH390798A

Description

DEUTSCHES

PATENTAMT

R29882m/82b

ANMELDETAG: IS. MÄRZ 1961

BEKANNTMACHUNG
DER ANMELDUNG
UND AUSGABE DER

AUSLEGESCHRIFT: 21. F E B RU AR 1963

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Anzeigen, Registrieren und Beeinflussen von Bewegungen der Rotationsachse und der Drehzahl des wie ein Kreisel auf einem Stift umlaufenden, durch Magnete in der lotrechten Lage gehaltenen Rotors einer Zentrifuge.

In einer Anlage mit einer großen Anzahl von Zentrifugen ist es schwer festzustellen, welche Zentrifuge auszufallen droht, welche gefährliche Schwingbewegungen macht oder welche stillsteht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache Einrichtung zu schaffen, mit der das Verhalten jeder einzelnen Zentrifuge beobachtet und gegebenenfalls beeinflußt werden kann. Die Einrichtung besteht aus mindestens einer Spule, die einen Teil des Streufeldes der Magnete umschließt und über einen Verstärker mit einem Signal-, Anzeige- oder Registrierinstrument oder mit einer Korrektionsvorrichtung verbunden ist.

Vorzugsweise ist die Spule mit einem Kern aus magnetischem Material mit einer stark vom induzierenden magnetischen Feld abhängigen Permeabilität versehen. Für einen solchen Kern sind Ferrite gut geeignet. Ein zusätzlicher Vorteil dieses Materials ist, daß seine elektrische Leitfähigkeit gering ist, so daß die Wirbelstromverluste vernachlässigt werden können. Als Kern kann mit Vorteil ein Topfkern verwendet werden. Die Selbstinduktion einer solchen Spule ist daher vom Streufeld, d. h. von der Stelle, an der der am Rotor angeordnete Magnet sich im Gehäuse, d. h. in bezug auf die Spule, befindet, und von der ungleichmäßigen Verteilung des magnetischen Feldes über den Durchschnitt des Magneten quer zur Rotationsachse abhängig. Diese ungleichmäßige Verteilung ist die Folge der Exzentrizität in bezug auf die Rotationsachse und der Inhomogenität des Magneten. Während der Drehung des Rotors und der Wirbelung desselben treten daher Änderungen des magnetischen Feldes und infolgedessen Änderungen der Selbstinduktion der Spule auf, wodurch im Stromkreis der Spule Stromänderungen hervorgerufen werden, die eine Funktion des Verhaltens des Rotors sind. Die durch die Exzentrizität und die Inhomogenität des Magneten des oberen Endes des Rotors in der Spule erzeugten Permeabilitätsänderungen haben eine Grundfrequenz gleich der Drehzahl des Rotors. Andere Änderungen der Selbstinduktion der Spule sind eine Funktion der Wirbelung des Rotors. Von den letztgenannten Änderungen erhält man ein gutes Bild, wenn man zwei zusammenarbeitende Spulen anordnet, die um einen bestimmten Winkelabstand, z. B. um einen Kreisbogen von 90°, vonein-Einrichtung zum Anzeigen, Registrieren

und Beeinflussen von Bewegungen

der Rotationsachse und der Drehzahl

des Rotors einer Zentrifuge

Anmelder:
Reactor-Centrum Nederland, Den Haag

Vertreter:

Dipl.-Ing. W. Paap, Dipl.-Ing. H. Mitscherlich

und Dipl.-Ing. K. Gunschmann, Patentanwälte,

München 22, Mariannenplatz 4

Beanspruchte Priorität:
Niederlande vom 17. März 1960 (Nr. 249 509)

ander in derselben Ebene quer zur Rotationsachse des Zentrifugenrotors angeordnet sind. Mit Hilfe dieser zwei Spulen erhält man auch eine Anzeige bezüglich des Standes des Rotors beim Stillstand, so daß man Abweichungen von der normalen Lage feststellen kann.

Nicht nur die Änderungen der Selbstinduktion der Spule durch Verwendung eines Kerns mit einer stark vom magnetischen Feld abhängigen Permeabilität, sondern auch die durch das infolge der Drehung und der Wirbelung des Rotormagneten sich ändernde magnetische Feld in der Spul© induzierten Spannungen können für die Beobachtung angewendet werden. Durch entsprechende Wahl der Ausführung und des Kernmaterials kann das gewünschte Verhältnis zwischen beiden Effekten erreicht werden.

Die Spule bzw. die Spulen werden zweckmäßigerweise außerhalb des Gehäuses angeordnet, wobei wenigstens an der betreffenden Stelle das Gehäuse aus nichtmagnetischem Material, z. B. aus rostfreiem Stahl, bestehen soll. Der Rotor wird dann während seiner Drehung durch die Wirbelungen der ihn umgebenden Atmosphäre nicht gestört, die durch in den den Rotor umgebenden Raum ragende Spulen verursacht werden könnten.

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Zur Erläuterung dient die Zeichnung. In dieser zeigt

Fig. 1 einen teilweisen Längsschnitt und eine teilweise Ansicht der zur Verwendung gelangenden Zentrifuge,

Fig. 2 einen Axialschnitt des oberen Teils der Zentrifuge naeh Fig. 1 im größeren Maßstab und

Fig. 3 eine Draufsicht auf Fig. 2.

Mit 1 ist das Gehäuse der Zentrifuge bezeichnet. In diesem Gehäuse ist der Rotor 2 zentral angeordnet. Im Raum 3 zwischen dem Rotor und dem Gehäuse wird ein hohes Vakuum aufrechterhalten. Mit 4 sind Abdichtungen bezeichnet, die nach dem Prinzip einer Molekularpumpe arbeiten. Der Rotor wird durch einen Antriebmotor S, 6 angetrieben und steht mit einem Stift 7 auf einer in einem Block 8 angeordneten Lagerpfanne (nicht sichtbar). Am oberen Ende des Rotors ist ein permanenter Magnet 9 vorgesehen, der durch einen feststehenden Magneten 10 (gegebenenfalls einen permanenten Magneten) angezogen wird und den Rotor in der vertikalen Lage hält. Das Schleudergut wird durch ein feststehendes Rohr 11 in den Rotor 2 geführt, und die voneinander geschiedenen Bestandteile werden bei 12 aus dem Raum 13 bzw. bei 14 aus dem Raum 15 abgeführt.

Erfindungsgemäß ist außerhalb des Gehäuses 1 mindestens eine Spule 16 angeordnet, die in Kernen 17 aus magnetischem Material eingeschlossen ist. Dieses Material ©ntljält ein oder mehrere Ferrite. Bei diesem Material ist die Permeabilität stark vom magnetischen Feld abhängig. Außerdem sind hier die Hysteresis und die elektrische Leitfähigkeit gering. Die Spule 16 ist im Streufeld des Magneten 9 oder der Magnete 9 und 10 angeordnet. Da der Magnet nie völlig homogen ist und mit seiner magnetischen Achse nie genau in der Rotationsachse des Rotors liegt, so· daß die Feldintensität nicht an allen Stellen des Magneten mit gleicher Entfernung von der Rotationsachse dieselbe ist, wird beim Umlaufen des Rotors, und damit des Magneten 9, das Streufeld Änderungen erleiden. Die Änderungen des Streufeldes treten auch auf, wenn das obere Ende des Rotors eine Wirbelbewegung ausführt. Diese Änderungen des Streufeldes erzeugen Spannungen und Änderungen der Selbstinduktion in der Spule 16, die über einen Verstärker 18 zu einer Einrichtung 19 zum Anzeigen, Registrieren und Beeinflussen der Bewegungen der Rotorachse und der Drehzahl des Rotors geführt werden.

In Fig. 3 sind zwei Spulen 16, 17, um einen Winkel von 90° versetzt, in einer quer zur Rotationsachse gerichteten Ebene angeordnet. Mit Hilfe von zwei Spulen kann die Lage des Rotors auch beim Stillstand angezeigt werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Einrichtung zum Anzeigen, Registrieren und Beeinflussen von Bewegungen der Rotationsachse und der Drehzahl des wie ein Kreisel auf einem Stift umlaufenden, durch Magnete in der lotrechten Lage gehaltenen Rotors einer Zentrifuge, ge kennzeichnet durch mindestens eine Spule, die einen Teil des Streufeldes der Magnete umschließt und über einen Verstärker mit einem Signal-, Anzeige- oder Registrierinstrument oder mit einer Korrektionseinrichtung verbunden ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spule einen Kern aus magnetischem Material mit einer stark vom induzierenden magnetischen Feld abhängigen Permeabilität aufweist.

3. Einrichtung nach Anspruch?, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern der Spule ein oder mehrere Ferrite enthält.

4. Einrichtung naeh Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse der Zentrifuge aus nichtmagnetischem Material hergestellt und die Spule außerhalb des Gefäßes angeordnet ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei zusammen arbeitende Spulen vorgesehen sind, die um einen bestimmten Winkelabstand, z. 33. um einen Kreisr bogen von 90°, voneinander jn derselben Ebene quer zur Rotationsachse des Rotojrs angeordnet sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen