DE2009725B2 - Vorrichtung zur Gasentnahme für Ultrazentrifugen - Google Patents

Description

Schleudertrommel 1 so hergestellt, daß sie Insgesamt ist, der immer größer als der Druck P₁ ist, der im eine Neigung einerseits in Drehrichtung des Dreh- Inneren der Schutzwand 11 herrscht, was Dichtigsinns 7 der Schleudertrommel und andererseits von keitsschwierigkeiten zwischen der Schleudertrommel der Hohlachse 5 nach außen zur Schleudertrommel und deren Umgebung vermeidet,
haben. S F i g. 3 zeigt in größerem Maßstab den Diffusor 8, F i g. 2 zeigt in größerem Maßstab die Ausführung in dem vorzugsweise zwischeu den Blechen 9 und 10 der Löcher 6, die quer durch beispielsweise den Bo- mindestens ein Leitblech 12 in Form einer kontinuden 3 verlaufen. Infolge der gegebenen Ausrichtung ierlichen Spirale montiert ist, die zur Führung des der Löcher 6 wird das Gas, das aus der Schleuder- Gases dient, das aus den Löchern 6 austritt, und datrommel 1 austritt, in eine Absolutgeschwindigkeit ₁₀ mit zur Erhöhung des Faktors der erhaltenen Rückversetzt, die gleich der Resultante der Antriebsge- gewinnung. Die Anzahl der Leitbleche 12 im Diüusor schwindigkeit ω, der Schleudertrommel 1, tangential Hängt ebenso wie die Ganghöhe der Leitbleche von zu dem Kreis, auf dem die Löcher verteilt sind und dem Gasdurchsatz und der Drehzahl der Schleuderin Drehrichtung der Schleudertrommel ausgerichtet, trommel 1 ab. Schließlich ist der Abstand zwischen und der Relativgeschwindigkeit V_R des Gasstrahles 15 dem Boden der Schleudertrommel und dem zugerelativ zur Schleudertrommel 1 ist. Die Relativge- hörigen Diffusor immer klein, jedoch nicht vernachschwindigkeit V_R hängt insbesondere von dem Ent- lässigbar, so daß Schwingungen, Ausdehnungen usw. nahmedurchsatz, dem Druck des Gases in der vermieden werden.

Schleudertrommel, dem Querschnitt des Lochkanals Fig. 4 zeigt ein abgewandeltes Ausfuhrungsbei- und dem Winkel ab, den die Lochachse mit der 20 spiel der Erfindung, bei dem der Faktor der Ruck-Achse der Schleudertrommel 1 bildet. Die gegebene gewinnung der kinetischen Energie in Form von Ausrichtung der Lochachse ergibt eine Neigung in Druck im Diffusor 8 noch besser ist, indem m der Drehrichtung der Relativgeschwindigkeit V_K, was zu Nähe des Bodens 3 eine Durchtrittskammer 13 fur das einer beträchtlichen Erhöhung der resultierenden aus der Schleudertrommel 1 austretende Gas vorge-Geschwindigkeit F₀ führt. In Fig. 2 bezeichnet der 25 sehen ist, wo es sich vor dem Eintreten in den Diffu-Winkel α die Neigung der Achse des betrachteten sor beruhigt. Zu diesem Zweck ist der Boden 3 mit Lochs 6 in Drehrichtung, gemessen zur vertikalen einer parallelen Platte 14 versehen, die im Innern Richtung der Achse der Schleudertrommel 1, wäh- der Schleudertrommel 1 am Mantel 2 anliegt, wobei rend der Winkel/? den Winkel darstellt, den die die Platte 14 mit einer Anzahl von Löchern 15 m der Lochachse mit der gleichen Achse der Schleuder- 30 Nähe ihres Umfangs versehen ist, die in die Kammer trommel einschließt. Unter diesen Bedingungen kann 13 münden. Der Boden 3 hat außerdem eine kreisdie Energie entsprechend der Geschwindigkeit des ringförmige Öffnung 16, die so durch den Boden 3 veraus der Schleudertrommel 1 über die Löcher 6 aus- läuft, daß die Relativgeschwindigkeit des Gases im tretenden Gasstrahls teilweise in Form von Druck wesentlichen parallel zur Achse der Schleudertromwiedergewonnen werden, insbesondere in einem 35 mel 1 gerichtet ist. Bei diesem abgewandelten Ausfüh-Diffusor8, der an der Schleudertrommel 1 wie in, rungsbeispiel ist die resultierende Geschwindigkeit Fig. 1 abgebildet befestigt ist und vorzugsweise zwei etwas geringer als die mit dem Ausführungsbeispiel Bleche 9 und 10 von im wesentlichen Kegelstumpf- von F i g. 1 erhaltene. Um diese Unzulänglichkeit zu form aufweist, deren Achse mit der der Schleuder- vermeiden, hat die kreisringförmige öffnung16 vortrommel 1 zusammenfällt und deren öffnung mit 40 zugsweise mehrere Schaufeln 17, die in Vorwärtsrichwachsender Entfernung von letzterer zunimmt. Das tung relativ zur Drehrichtung der Schleudertrommel 1 Blech 9 ist an einer äußeren Schutzwand 11 befestigt, geneigt sind, um wie vorher die resultierende Gedie die Schleudertrommel 1 umgibt. Diese Drucker- schwindigkeit zu erhöhen. Das aus der Schleuderhöhung des aus der Schleudertrommel austretenden trommel 1 austretende Gas strömt anschließend spi-Gases, das in den Diffusor 8 eintritt, hat zur Folge, 45 ralförmig in den Diffusor, wobei ein Teil der Energie daß der Druck P₂ im Diffusor auf einen Wert erhöht in Form von Druck zurückgewonnen wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

ι ' 2 wohnlich Turbulenzen beim Gasdurchtritt, und ein Patentansprüche: verhältnismäßig geringer Wirkungsgrad ist die Folge. Ziel der Erfindung ist daher eine verbesserte Her-

1. Vorrichtung zur Gasentnahme für Ultrazen- ausführung des Gases aus der Schleudertrommel, um trifugen, mit einer zylindrischen um eine Achse 5 durch den Gasaustritt bedingte Störungen der Verdrehangetriebenen Schleudertrommel mit zwei hältnisse innerhalb der Trommel möglichst gering zu den Schleuderkammerraum begrenzenden paral- halten und eine möglichst weitgehende Erhaltung der lelen Böden, einer entlang der Achse verlaufen- dem herauszuführenden Gas innewohnende kinetische den Speiseleitung für zu zentrifugierendes Gas Energie zu erreichen.

und einer Anzahl von Gasaustrittsöffnungen in io Dieses Ziel wird gemäß der Erfindung dadurch er-

zumindest einem Boden, die im wesentlichen auf reicht, daß die Gasaustrittsöffnungen zusätzlich zu

einem Kreis mit einem Radius nahe dem der der nach außen strebenden Neigung gegenüber der

Schleudertrommel verteilt sind und eine allge- Trommelachse (Winkel ß) in Vorwärtsrichtung des

mein von der Trommelachse wegstrebende Drehsinns gegenüber der achsparallelen Richtung

Richtung aufweisen, dadurch gekenn- 15 geneigt sind.

zeichnet, daß die Austrittsöffnungen zusatz- Wesentlich ist dabei vor allem die im Rotaüonslich zu der nach außen strebenden Neigung ge- sinn gewählte Neigung der Gasaustrittsöffnungen, die genüber der Trommelachse (Winkel ß) in Vor- durch eine Anzahl einzelner Bohrungen im Tromwärtsrichtung des Drehsinns (7) gegenüber der melboden, aber insbesondere auch durch eine innerachsparallelen Richtung geneigt sind (Winkel α), ao halb des Bodens vorgesehene kreisringförmige öff-

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeich- nung gebildet werden können, welch letztere mit in net durch einen zur äußeren Schleudertrommel- Vorwärtsrichtung des Drehsinns geneigten Schaufeln Stirnwand (3) parallelen Zwischenboden (14), der versehen ist. Mit diesem Schaufelauslaß wirkt insbezusammen mit dieser eine Durchtritts- oder Be- sondere ein Diffusor in Nähe der Schleudertrommel ruhigungskammer (13) begrenzt und eine vor- as zusammen, der durch zwei kegelstumpiförmige EIezugsweise mit in Vorwärtsrichtung des Dreh- mente gebildet wird, deren öffnung sich mit wachsinns (7) geneigten Schaufel (17) versehene kreis- sender Entfernung von der Schleudertrommel aufringförmige Gasaustrittsöffnung (16) in der Stirn- weitet. Vorteilhafterweise hat der Diffusor zwischen wand (3). den kegelstumpfförmigen Elementen mindestens ein

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, ge- 30 spiralenförmiges Leitblech, dessen Schrittweite oder kennzeichnet durch einen an die Gasaustrittsöff- Ganghöhe vom Gasdurchsatz und von der Drehzahl nungen (6 bzw. 16) der Trommelstirnwand an- der Schleudertrommel abhängt.

schließenden Diffusor (8) in unmittelbarer Nähe Im übrigen kann in an sich bekannter Weise

der Trommel (1) mit zwei allgemein koaxialen (s. deutsche Patentschrift 1218 361) parallel zum

kegelstumpfförmigen Flächen (9,10), deren Ab- 35 Trommelboden und Gasaustritt nach innen zu ein

stand mit zunehmender Entfernung von der Zwischenboden vorgesehen sein, durch den am Ende

Schleudertrommel (1) größer wird. der Trommel eine Durchtritts- und Beruhigungs-

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch ge- kammer abgeteilt wird.

kennzeichnet, daß der Diffusor (8) zwischen sei- Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher

nen kegelstumpfförmigen Flächen (9, 10) min- 40 erläutert. Es zeigt

destens ein spiralförmiges Leitblech (12) hat, F i g. 1 schematisch einen Achsschnitt durch eine

dessen Ganghöhe von dem Gasdurchsatz und der Ultrazentrifuge, deren Böden mit der erfindungsge-

Drehgeschwindigkeit der Schleudertrommel (1) mäßen Vorrichtung versehen sind,

abhängt (F i g. 3). F i g. 2 eine Ansicht in größerem Maßstab eines

45 Teils von einem der Böden der Zentrifuge,

F i g. 3 eine Ansicht, ebenfalls in größerem Maß-

stab, des Diffusors, der jedem der Böden der zylindrischen Trommel zugeordnet ist und

F i g. 4 eine perspektivische Ansicht des Endab-

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung 50 schnittes einer Zentrifuge gemäß einem anderen Auszur Gasentnahme für Ultrazentrifugen, mit einer zy- führungsbeispiel der Erfindung,
lindrischen um eine Achse drehangetriebenen Schleu- Nach F i g. 1 hat eine Ultrazentrifuge eine zylindertrommel mit zwei den Schleuderkammerraum be- drische Schleudertrommel 1, die aus einem Mantel 2 grenzenden parallelen Böden, einer entlang der Achse besteht, der an seinen beiden Enden durch zwei verlaufenden Speiseleitung für zu zentrifugierendes 55 parallele Böden 3 und 4 verschlossen ist. Die Schleu-Gas und einer Anzahl von Gasaustrittsöffnungen in dertrommel 1 wird mit sehr großer Drehzahl um zumindest einem Boden, die im wesentlichen auf eine Hohlachse 5 angetrieben, die insbesondere das einem Kreis mit einem Radius nahe dem der Schleu- Einführen eines zu zentrifugierenden Gasgemisches dertrommel verteilt sind und eine allgemein von der in die Schleudertrommel 1 erlaubt.
Trommelachse wegstrebende Richtung aufweisen. 60 Erfindungsgemäß sind die Böden 3 und 4 der In den bereits bekannten Vorrichtungen wird die Schleudertrommel 1 oder mindestens einer der Böden Entnahme zentrifugierten Gases im allgemeinen über mit einer Vorrichtung zur Entnahme des in der öffnungen vorgenommen, die in den Böden vorhan- Schleudertrommel 1 zentrifugierten Gases versehen, den sind, die die Schleudertrommel der Zentrifuge die im einfachsten Fall wie in F i g. 1 durch eine Anverschließen, wobei diese öffnungen im allgemeinen 65 _zahl von Löchern 6 gebildet wird, die vorteilhaftersenkrecht zum entsprechenden Boden oder leicht ge- weise um die Achse S auf einem Kreis mit gegebenem neigt zu dessen Achse in einer durch diese Achse Radius in der Nähe des Mantels 2 verteilt sind. Die verlaufenden Ebene liegen. Dadurch entstehen ge- Löcher 6 sind direkt in den Böden 3 und 4 der