DE2113460A1

DE2113460A1 - Zentrifuge mit evakuierbarem gehaeuse

Info

Publication number: DE2113460A1
Application number: DE19712113460
Authority: DE
Inventors: Max Dr Wutz
Original assignee: Heraeus Christ GmbH
Current assignee: Heraeus Sepatech GmbH
Priority date: 1971-03-19
Filing date: 1971-03-19
Publication date: 1973-06-07
Also published as: GB1391015A; FR2135135A1; US3822823A; FR2135135B1

Description

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Hanau, den 16. -..ar55 1971 PA-Zw/3e

C. Heraeus GabH, Hanau

"Zentrifuge mit evakuierbarem Gehäuse"

Die Erfindung betrifft eine Zentrifuge, insbesondere eine Ultrazentrifuge, mit einem evakuierbarem Gehäuse mit einem Absaugstutsen und in den Gehäuse angeordneten, mit einer Dreli-· welle verbundenen Rotor zur Aufnahme von zu zentrifugierendem Gut, mit Antriebsmitteln für die Drehwelle sov/ie mit einer Vakuumpumpe.

Bei derartigen Zentrifugen wird zur Evakuierung des Zentrifugengehäuses bisher meistenteils eine Diffusionsvakuumpumpe verwendet. Sine solche Diffusionspumpe erfordert eine nicht unbeträchtliche Anheizzeit, ist also nicht sofort betriebsbereit. Ferner werden solche Diffusionspumpen häufig mit Ol betrieben, was besondere Vorkehrungen erfordert, um das Gehäuse, in dem' der Rotor angeordnet ist, möglichst frei von Öldämpfe.11 zu halten.

Die Erfindung stellt sich die Aufgebe, eine Kombination von Zentrifuge und an sich bekannter Vakuumpumpe zu schaffen, die eine kompakte, raumsparende Einheit bildet.

Gelöst wird diese Aufgabe.erfindungsgemäß dadurch, da? auf der

Drehwelle mehrere Laufschaufelkränze einer an sich bekannten •TurbomolekularvakuumpumpG mit Abstand zueinander angeordnet und am Gehäuse mehrere Leitschaufelkränze dieser Pumpe mit Abbtand zueinander derart angeordnet sind, daß jev/eils ein Laufs e häufe 1-

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kranz in den Zwischenraum zwischen zwei Le it schaufelkränz en eingreift.

2b sind zwei besonders vorteilhafte Ausführungen der Erfindung im einzelnen beschrieben, wobei sich im ersten Ausführungsbeispiel der Antriebsmotor außerhalb des evakuierbaren Zentrifugengehäuses befindet, und eine vakuumdichte v7eilendurchfuhrcaig vorgesehen ist und ini zv/eiten Ausführungsceispiel der Antriebsmotor innerhalb des Zentrifugengehäuses angeordnet ist.

Beiden Ausführungen der Erfindung gemeinsam ist der Torteil der Anordnung des Zentrifugenrotors und der Turbcnolekularvakuumpumpe in einem gemeinsamen Gehäuse und des gemeinsamen Antriebs, nämlich die kompakte Bauweise dieser Kombination und ihre dadurch gewonnene Eigenschaft, in der 2otorkarnmer der Zentrifuge ein urne« höheres Vakuum zu erzeugen, je höher die Drehzahl der Drehv/elle ist, auf der sowohl der Pumpenläufer als auch, der Zentrifugenrotor angeordnet sind. Bin weiterer Vorteil der erfindungsgemäflen Anordnung ist die sofortige Betriebsbereitschpft. Sie erfordert nicht wie bei der Anwendung von Eiffusionspumpen eine zusätzliche Anheizzeit, und sie erfordert auch keine der bei Diffusionspumpen notwendigen ilaßnahmen, um das Γ indringe ή von Öläämpfen der Pumpe in die Vakuumkammer des Zentrifugenrotors zu vermeiden. Die Vorteile des Direktantriebs nach der Erfindung sind offensichtlich·

ilach einem anderen Ilerkmal der Irfindur.g sind der Zentrifugenrotor, die Turbomolekularvakuumpumpe und die Antriebsvorrichtung in einem gemeinsamen evakuierbaren Gehäuse so angeordnet, daß der Zentrifugenrotor oberhalb der Laufschaufe!kränze der Turbomolekularvakuumpumpe und die Antriebsvorrichtung unterhalb derselben liegt.

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BAD ORJQiNAL

Dies ergibt die IJöglichkeit, die Leufschaufelkränze der Turbomo le kularvakuumpumpe nit der Antriebsvorrichtung konstruktiv au vereinen, insbesondere dann, 7/enn sie nit der Drehwelle direkt verbunden ist' und der Antrieb aus einem Hysteresemotor mit Scheibenläufer besteht, der ebenfalls auf der Drehwelle angeordnet ist. Dadurch erli"*lt man eine besonders kompakte, raumsparende Gesamtanordnung.

Die Drehvvelle kann erfindungsgemäß entweder fliegend im GehHuse gelagert sein oder zur Ilupplung mit der Antriebsvorrichtung vakuumdicht durch das Gehl'use hinäurchgeführt sein. So ergibt sich die für die jeweilige Antriebsart günstigste Lagerung.

Gemii-ß einem weiteren Herkmal der Erfindung ist am Gehäuse ein Pumpstutzen vorgesehen, an den eine Vakuumvörpumpe angeschlossen ist. Dieser Anschluß einer Vorpumpe gestattet ein wirtschaftlicheres Arbeiten des Systems zur Evakuierung der. Kammer dee Gehäuses, in der der Zentrifugenrotor umläuft·

"'eitere Einzelheiten der rrrfinduag sind der nachstehenden Beschreibung und der rein schematischen !Darstellung von zwei Ausführungebeispielen in den beigefügten Zeichnungen zn entnehmen. Es zeigen:

?ig.1 Sin Auaführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Zentrifuge

mit einem evakuierbaren Gehäuse. Pig.2 Eine Abwandlung einer Zentrifuge gemäß Fig. 1

Wie in Pigur 1 dargestellt, besteht die erfindungsgemäSe Zentrifuge aus einem evakuierbaren Gehäuse 1, in dem der Zentrifugenrotor 2 zur Aufnahme des zu zentrifugierenden Gutes angeordnet ist. Das '!ehäuse 1 ist mit einem Pumpstutzen 3 versehen, welcher an eine Vakuumvörpumpe angeschlossen ist. 3er Zentri-

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fugenrotor ist auf einer Drehv/elle 4 angeordnet, die durch das Gehäuse bei 5a vakuumdicht hindurchgef Uirt isi. Die Drehv/elle ist mit ei:;er Antriebsvorrichtung, z.B. " einen Hystercss-oöer Asynchronmotor oder einer: Spaltrohrmotor 6 verbunden und νird von diesen direkt angetrieben. Auf der Drehwelle 4 sind gemäß Figur 1 scheibenförmige Laufschaufelkr^:\nze 7 einer Turbomolekularvakuumpumpe im Abstand zueinander befestigt, derart, daß jeweils ein an der Gehäuseinnenwand befestigter Leitschaufelkranz 8, welcher ebenfalls als Scheibe ausgebildet ist, in den Zwischenraum zwischen zwei Laufschaufelkränzen eingreift. Die Säugöffnung ist der oberste Schaufelkranz.

Die Anordnung ist so getroffen, daß die Antriebsvorrichtung unterhalb der Laufschr.ufelkränze der Turbomolekularvakuurnpucpe angeordnet ist. Der Zentrifugenrotor 2 ist ebenfalls ε.ηΐ der Drehwelle 4 oberhalb der Laufschoufelkrrnze 7 der Turbomolekularvakuumpumpe angeordnet.

Bei dfeser Anordnung gem'ß Figur 1 wirkt die Turbomolekul-rvakuumpumpe als Axialpumpe und erzeugt in Zentrifugengehäuse in der "Umgebung des Zentrifugenrotors ein Hochvakuum.

Die Schaufeln des Laufkranzes und des Leitkranzee sind -:hnlich wie bei einem Axialkompressor angeordnet.

7ie der Figur 2 zu entnehmen, bei der gleiche Teile die gleichen Bezugsziffern aufweisen, ist die Antriebsvorrichtung 6 ebenfalls innerhalb des Gehäuses 1 angeordnet. Anstelle der vakuumdichten Durchführung 5a gemäß Pigur 1 wird die Drehwelle 4 bei diesem Ausführungsbeispiel der Lrfincung in einem Lager 5b fliegend gelagert. Die Laufschaufelkränze 7 der Turbomolekularvakuunpumpe sitzen auf der gleichen Drehwelle 4 v.ie der Zentrifugenrotor 2 und der Läufer des Elektromotors β. Besonders bewährt hat sich bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung die Ver-

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wen&ung eines Hysteresemotors mit einem scheibenförmigen Läufer, welcher relativ zu einen Statorring umläuft. ~s können jedoch auch andere Antriecsniotoren '.vie insbesondere Asynchronmotoren verwendet werden.

Selbstverständlich können im "ahmen der Irfindung Abwandlung cn vorgenommen werden, insbesondere hinsichtlich dar Antriebsvorrichtung und der Ausbildung der Turbomolekularvakuumpumpe. Bei der Anwendung der Erfindung für Ultrazentrifugen werden die Laufschaufeln wegen der erwünschten hohen Drehzahl direkt angetrieben. Der vorgeschlagene Hysteresemotor läßt sich besonders j einfach und genau mit einer elektrischen bzw* elektronischen· Drehzahlregelung vergehen. Ir hat den Vorteil, asynchron hochzulaufen und bei renndrehzrhl das Verhalten eines Synchronmotors zu zeigen. Die dargestellte Anordnung bzw. Zuordnung des Zentrifugenrotors, der 'Jurbomolekularvakuumpumpe und ihrer Antriebs vorrichtung ergibt eine kompakte einfache Bauweise der gesamten Vorrichtung. Sie gestattet einen ölfreien Betrieb und eine sofortige Betriebsbereitschaft.

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ORIGINAL

Claims

Patentansprüche

Zentrifuge, isnbesondere Ultrazentrifuge, nit einem evakuierbaren Gehäuse mit einem Absaugstutzen und in den Gehäuse angeordneten, mit einer Drehwelle verbundenen .lotor zur Aufnahme von zu zentrifugierendem Gut, mit Antriecsiaitteln für die Drehwelle sov;ie mit einer Vakuumpumpe, dadurch gekennzeichnet, da? auf der Dreir.velle (4) mehrere Laufechaufelkränze (7) einer an sich bekannten Turbonolekularvakuumpumpe mit Abstand zueinander angeordnet und am Gehäuse mehrere Leitschaufelkränze (8) dieser Pumpe mit Abstand zueinander derart angeordnet sind, daß jeweils ein laufschaufelkranz in den ilwi sehe:., raum zwischen zwei Leitschaufelkränzen eingreift,
2. Zentrifuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zentrifugenrotor (2) oberhalb der Laufschaufeln (7) der -■urboniolekularvakuumpumpe auf der Drehwelle (4) angeordnet ist.
3. Zentrifuge nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsvorrichtung (6) unterhalb der Laufschaufelkränze (7) der Turbomolekularvakuumpumpe angeordnet ist.
4. Zentrifuge nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daS '*.ie Antriebsvorrichtung (6) mit der Drehv/elle (4) direkt verbunden ist.
5. Zentrifuge nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Laufschaufelkriinze (7) mit der Antriebsvorrichtung (6) konstruktiv vereinigt ε ind,

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6. Zentrifuge nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, da3 die Antriebsvorrichtung (6) aus einen '"lektromotor, wie einen Hysterese- oder Asynchronmotor, "besteht.
7. Zentrifuge nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, dai3 die Drehwelle (4) fliegend im Gehäuse (1) gelagert (bei 5b) ist.
8. Zentrifuge nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehwelle (4) durch das Gehüuse (1) zur Kupplung mit der Antriebsvorrichtung vakuumdicht (bei 5a) hindurchfuhrt.
9. Zentrifuge nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß an den Iuapetutsen (3) eine VakuumpuEice angeschlossen ist·

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