HUT54076A - Centrifuge - Google Patents

Description

A találmány centrifugára vonatkozik, különösen kiegyensulyozatlanságjelző rögzítésének eszközére, amely a centrifugarotor kiegyensúlyozatlanságát figyeli, és a biotechnológia, a biofizika, a biológia és más területeken végrehajtott munkáknál alkalmazható .

Mint ismeretes, a centrifuga rotorjának kiegyensúlyozatlansága nem haladhat meg egy meghatározott névleges értéket, mivel az komoly sérülésekhez

67460-1582 VL • ·· ···· · • · · · · · · • · · ·· · ··

- 2 vezethet, beleértve a rotor törését és a centrifuga üzemképtelenségét.

Ez különösen abból a szempontból fontos, hogy a modern centrifugák rotorjának fordulatszáma percenként néhány ezret tesz ki.

Ezért minden centrifugaszerkezet egy olyan jelző meglétét teszi szükségessé, amely a centrifugameghajtás táplálásának kikapcsolását és igy a rotor leállítását biztosítja, ha annak kiegyensúlyozatlansága meghaladja a meghatározott névleges értéket.

A jelző típusától függetlenül a jelzőnek optimális érzékenységűnek kell lennie a rotorkiegyensulyozatlansággal szemben, ami a jelző helyzetének módosításával érhető el. Ezen túlmenően a jelző beállítására és helyzetének szabályozására szolgáló berendezés konstrukciós kivitelének kompaktnak kell lennie, mivel a jelző elrendezési helye bármelyik tetszőleges centrifugában területileg korlátozott.

A fentieken túlmenően a jelző beállítására szolgáló berendezés szerkezetének mind a jelzőnek egy a szabályozáskor kiválasztott helyzetben történő rögzítésének szempontjából, mind pedig a jelző szerelésének és szétszerelésének szempontjából példaképpen egy megelőző karbantartás során megfelelően egyszerűnek kell lennie.

A GB-A- 146.784 és az US-A 4.214.179 sz. szabadalmi leírásokból ismeretes, hogy kiegyensulyo3 zatlanságjelzőként egy olyan elektromosan vezető gyűrűt alkalmaznak, amely a meghajtótengelyhez viszonyítva koncentrikusan van elrendezve és a meghajtótengellyel a rotor egy meghatározott lengésamplitúdójánál érintkezik.

Az ismert szerkezet egyik hátránya az, hogy a meghajtótengelynek a gyűrűvel való érintkezésekor az elektromos áramkör a centrifuga házán keresztülmegy. Ez csökkenti a kezelőszemély biztonsági fokát és csökkenti a centrifuga megbízhatóságát.

Az ismert szerkezet további hátránya az, hogy nem teszi lehetővé a jelző helyzetének szabályozását annak beállítása céljából.

Ismeretes továbbá egy olyan centrifuga, amelynél a rotor feltétje által létrehozott mágneses mező a feltét homlokfelülete és a kiegyensúlyozatlanságjelző mágneses ellenállásai közötti rés geometriájának változása következtében megváltozik /A Heraeus Christ cég laboratóriumi centrifugái és ultracentrifugái c. szimpózium, Moszkva, 1983. , 6.-9. oldalak/.

Ennek az ismert szerkezetnek az a hátránya, hogy egy speciális feltét előállítását igényli, amelynek puhamágneses anyagú betétje van. Az ········ ·· · ·· • ·· · · · · · • · · · · · · • ·· ·· · ··

- 4 ilyen szerkezet bonyolult, csökkenti a feltét szilárdsági tulajdonságait és nem teszi lehetővé, hogy a jelző helyzetét annak beállítása céljából megváltoztassuk .

Az EP-A 0139290 sz. szabadalmi leírásból ismert egy olyan centrifuga, amely egy olyan rotor által meghajtott meghajtást tartalmaz, amelynek fordulatszámát egy olyan jelző figyeli, amely egy a függőleges tengelyre merőleges síkban található gyűrű mélyedésében elhelyezett szerelőlapon van elrendezve, miközben a gyűrű a meghajtóház támasztófelületén úgy van elrendezve, hogy a jelző eltolható a rotornak a centrifuga függőleges tengelyétől való eltérésének optimális érzékenységű helyzetébe. Az ilyen szerkezet egy olyan kiegyensúlyozatlanság jelzőnek az említett szerelőlapon történő elrendezésére alkalmas, amely a centrifuga rotorjának helyzetét a centrifuga függőleges tengelyének viszonyában figyeli.

Az ismert szerkezet egyik hátránya abban áll, hogy nem biztosítja a gyűrű állandó orientálását a rotor alsó felületével párhuzamos síkban.

Ez azzal függ össze, hogy a szerelőlap és igy a jelző helyzetszabályozása két

- 5 csavarral történik. Ilymódon nehéz biztosítani a lemez orientálását a rotor alsó felületével párhuzamos síkban. Ezáltal elkerülhetetlenül csökken a rotorkiegyensulyozatlanság ellenőrzésének pontossága.

Az ismert szerkezet további hátránya az, hogy nagyszámú elemet tartalmaz a gyűrű és a szerelőlap rögzítésére.

A találmány célkitűzése az, hogy olyan centrifugát hozzunk létre, amelynél a kiegyensúlyozatlanság jelző beállítására szolgáló szabályozható berendezés egyszerű szerkezeti kialakításával a kiegyensúlyozatlanságjelző szabályozásának folyamata leegyszerűsíthető és biztosítható a rotor kiegyensúlyozatlanságjelzőjének megbízható rögzítése a szabályozáskor kiválasztott helyzetében, ami a rotorkiegyensulyozatlanság pontos ellenőrzését biztosítja.

A találmány szerinti célkitűzés azáltal valósítható meg, hogy a centrifugában, amelynek hajtóműve egy olyan rotort hajt meg, amelynek helyzetét a centrifuga függőleges tengelyéhez képest egy kiegyensúlyozatlanság jelző figyeli, amely egy olyan szerelőlapon van elrendezve, amely egy a függőleges tengelyre merőleges síkban elhelyezett gyűrű mélyedésében

- 6 van úgy elhelyezve, hogy a kiegyensúlyozatlanságjelző a rotornak a centrifuga függőleges tengelyétől való eltérésének optimális érzékenységű helyzetébe eltolható legyen, miközben a gyűrű a meghajtóház támasztófelületén van elrendezve, a találmány szerint a gyűrű a meghajtóház támasztófelületén úgy van elrendezve, hogy az a támasztófelülethez képest eltolható és beállítható olymódon, hogy a gyűrű síkja a rotor alsó felületével mindenkor párhuzamos, miközben a szerelőlapon egy mélyedés van kialakítva a kiegyensúlyozatlanság jelző befogadására, amelynek felületi kialakítása és a meghajtóház támasztófelületének alakja kölcsönösen kiegészítik egymást, miközben a szerelőlap az említett gyűrűben az említett síkban eltolható a kiegyensúlyozatlanságjelző beállítása céljából a rotornak a centrifuga függőleges tengelyétől való eltérésének optimális érzékenységű helyzetébe.

A célkitűzés szerint a centrifugarotor kiegyensúlyozatlanságjelzőjének beállítására szolgáló szabályozóberendezés egyszerű szerkezetét alakítottuk ki.

Célszerű, ha az említett gyűrűnek a meghajtóház támasztófelületéhez viszonyított eltolására és beállítására a gyűrűben egy első furatot alakítunk ki, amelynek tengelye egy tangens mentén ·«·· ···· ·· • · · · • · · · • a t · · · a meghajtóház említett támasztófelületéhez tart, és ha az említett első furatban egy mozgatható elemet rendezünk el, amelynek olyan mélyedése van, amelynek alakja és a meghajtóház említett támasztófelületének alakja kölcsönösen kiegészítik egymást.

Célszerű továbbá, ha a szerelőlap elcsusztatására a gyűrűnek az említett függőleges tengelyre merőleges síkjában a szerelőlap síkjában a mélyedéssel ellentétes oldalon egy második furatot alakítunk ki, amelynek tengelye az említett függőleges tengelyre merőleges, és ebben a második furatban egy második mozgatható elemet rendezünk el, amely a szerelőlappal van összekötve.

Ilymódon elérhető a rotorkiegyensulyozatlanság pontos ellenőrzése a kiegyensúlyozatlanság jelző megbízható rögzítésével a szabályozáskor választott helyzetében.

A kiegyensúlyozatlanságjelző célszerű módon egy optikai pár formájában van kialakítva, amelynek adója és vevője egy a meghajtóház támasztófelületével tángáló vonal mentén van orientálva.

Célszerű továbbá, ha a második furatot menettel látjuk el és a második mozgatható elemet csavar és ellenanya formájában alakítjuk ki, ι

- 8 és a mélyedés oldalán a szerelőlapot a gyűrű mélyedésének szembeniévé felületével rugalmasan összekötjük .

A továbbiakban a találmányt egy kiviteli példa kapcsán a mellékelt rajzok segítségével ismertetjük részletesen, ahol az

1. ábra - a találmány szerinti centrifuga részben hosszmetszetben, a

2. ábra - a találmány szerinti centrifuga axonometri- kusan egy hosszmetszettel és a feltét részbeni metszetével, a

3. ábra - a gyűrűben elhelyezhető szerelőlapok, egy mozgatható elem és egy a fordulatszám ellenőrzéséhez alkalmazott, jelekkel ellátott lemez, a

4. ábra - a találmány szerinti centrifugának a meg- hajtóház támasztófelületéről levett egy része axonometrikusan hosszmetszetben, az elemek elrendezésével, az

5. ábra - a centrifuga beállításának folyamata.

Az 1. ábra szerinti centrifugában a meghajtóház 2 támasztófelületének hajlékony 1 tengelyén a centrifuga 4 rotorjának befogadására egy 3 feltét van szerelve. A meghajtóház 2 támasztófelületén egy 5 gyűrű van függőlegesen eltol

- 9 ható módon elrendezve. Az 5 gyűrűben egy 6 szerelőlap van mozdithatatlanul elrendezve, amelyhez egy 7 jelző van rögzítve a 4 rotor fordulatszámjelzéséhez, amelyet egy rugalmas 8 rúd rögzít.

A 4 rotornak a centrifuga függőleges tengelyéhez viszonyított helyzetét egy 9 kiegyensúlyozatlanság jelző figyeli, amely az 5 gyűrűben elrendezett 10 szerelőlapon van elhelyezve, és az említett 5 gyűrű a meghajtóház 2 támasztófelületén úgy van elrendezve, hogy a 9 kiegyensúlyozatlanságjelző a 4 rotornak a centrifuga függőleges tengelyétől való eltérésnek optimális érzékenységű helyzetébe tolható el.

Az 5 gyűrű a meghajtóház 2 támasztófelületén úgy van elrendezve, hogy az a támasztófelülethez képest eltolható és beállítható olymódon, hogy az 5 gyűrű síkja mindenkor párhuzamos a 4 rotor alsó 11 felületével.

A 10 szerelőlapban egy 12 mélyedés van kialakítva a 9 kiegyensúlyozatlanságjelző befogadására, ahol a mélyedés alakja és a meghajtóház 2 támasztófelületének alakja kölcsönösen kiegészítik egymást.

Az 5 gyűrűnek a meghajtóház támasztófelületéhez képesti eltolására és beálli tására az 5 gyűrűben egy 13 első furat van kialakítva, amelynek tengelye egy tangens mentén a meghajtóház 2 támasztófelületéhez tart. Az 5 gyűrűben /egy parametrikus hőmérsékletjelző alkalmazása esetén/ egy 14 csatolótekercs van elrendezve. Ennél a kialakításnál a 3 feltétben egy hőmérsékletfüggő 15 kondenzátor és egy 16 önindukciós tekercs van elrendezve.

A 13 első furatban egy 17 első mozgatható elem van elrendezve, amelynek 18 mélyedése van /lásd 3c ábra/, amelynek alakja és a meghajtóház 2 támasztófelületének alakja kölcsönösen kiegészítik egymást.

A 10 szerelőlapnak az említett tengelyre merőleges síkban való eltolására az 5 gyűrűben a 10 szerelőlap síkjában a 18 mélyedéssel /lásd 2. ábra/ szembenlévő oldalon egy 19 második furat van kialakítva, amelynek tengelye merőleges az említett függőleges tengelyre és amelyben egy 20 második mozgatható elem van elrendezve. A 19 második furat menettel van ellátva és a 20 második mozgatható elem 21 csavar és ellenanya formájában van kialakítva, miközben a 12 mélyedés oldalán a 10 szerelőlap az 5 gyűrű 24 mélyedésével /lásd 2. ábra/ szembenlevő felületével 22 rugók segítségével rugalmasan össze ········ ·· · ·· • · · · · · ♦ · • · ·♦ · ·· • · · · ♦ · ·· ·· · · ·· ··· » »

- 11 van kötve. A 4 rotor alsó 11 felületén egy 23 tárcsa van elrendezve a fordulatszám ellenőrzésére.

A 2. ábrán alkalmazott hivatkozási számok megegyeznek az 1. ábra hivatkozási számaival, de a találmány lényegének jobb megértése céljából itt a 3 feltét metszetét mutatjuk be, amelynek körcikkében a 15 kondenzátor és a 16 önindukciós tekercs látható. A 6 és 10 szerelőlapok az 5 gyűrű 24 mélyedésében vannak elrendezve, a 10 szerelőlap pedig a beállításkor a keresztsikban eltolható, miközben leküzdi a 22 rugók erejét.

A 3a ábrán a 4 rotor 25 jelölésekkel ellátott 23 tárcsáját mutatjuk be.

A 3b ábrán a 6 és 10 szerelőlapok felűlnézetét mutatjuk be az azokon elrendezett mindenkori 7 és 9 jelzőkkel.

A 9 kiegyensúlyozatlanságjelző optikai párként van kialakítva, amelynek 9a adója és 9b vevője egy a meghajtóház 2 támasztófelületét /lásd 4. ábra/ tángáló vonal mentén van orientálva.

A konkrét kiviteli példában a szerelőlap a 12 mélyedés oldalán 22 rugók segítségével van rugalmas módon a 6 szerelőlappal összekötve, amely az 5 gyűrű 24 mélyedésével szembenlévő felületén van rögzítve.

··«····· ·· · ·· • ·· ···· · • · ·· · ·· • · · · · » · · • · ·· ·· ··♦ ··

- 12 A 3c ábrán a 17 mozgatható elem elrendezését mutatjuk be, amely 26 csavar és anya formájában van kialakítva, amely az 5 gyűrűt a választott helyzetben rögzíti.

A 4. ábra szerinti hivatkozási számok megegyeznek az 1. ábra szerinti hivatkozási számokkal, azzal a különbséggel, hogy az 5 gyűrű levett helyzetben van ábrázolva. Itt hiányzik a 14 csatolótekercs /lásd 1. ábra/ és a 16 önindukciós tekercs /arra az esetre, ha egy más tipusu hőmérsékletjelzőt alkalmazunk/.

A berendezés beállítása úgy történik, hogy az 5 gyűrűt eltoljuk a meghajtóház 2 támasztófelülete mentén /lásd 5a ábra/ egy 28 sablon 27 alsó homlokfelületéhez történő felütközésig, aholis a 28 sablont átmenetileg a 3 feltétre felhelyeztük. Az 5 gyűrűt ebben a helyzetben a 26 anya forgatásával rögzítjük /lásd 5b ábra/. Ezután levesszük a 28 sablont /lásd 5. ábra/. A 9 jelző helyzetét /lásd 2. ábra/ a 20 csavar forgatásával választjuk meg. Eközben a 10 szerelőlap, amelyen a 9 kiegyensúlyozatlanságjelző van elrendezve, eltolódik a hajlékony 1 tengely keresztsikjában. Miután megválasztottuk a 10 szerelőlap helyzetét és következésképpen a 9 kiegyensúlyozatlan•·♦ · ···· ·· • · · · • · ·· • ♦ · » · · • · ··

- 13 -

ságjelző helyzetét is, a 20 csavart rögzítjük a

21 anyával.

A centrifuga a következő-

képpen működik.

A 3 feltétre /lásd 1. ábra/

feltoljuk a 4 rotort, amely a nem ábrázolt meghajtó bekapcsolásakor forogni kezd. A 4 rotor fordulatszámának 7 jelzője levolvassa a 25 jelöléseket /lásd 3a ábra/ és a 4 rotor fordulatszámát jelző elektromos jeleket állít elő. Azáltal, hogy az 5 gyűrű /lásd 1. ábra/ az 1 tengelyhez képest bosszant eltolható, lehetséges a 7 jelző és a 23 tárcsa közötti távolság optimalizálása és ilymódon a rotorfordulatszámot regisztráló 7 jelző érzékenységének és következésképpen az ellenőrzés pontosságának növelése. Ennél a kialakításnál a 17 mozgatható elem szerkezeti kialakítása biztosítja az 5 gyűrű és az 1 tengely egytengelyüségét, ami szintén hozzájárul a rotorfordulatszám ellenőrzési pontosságának növeléséehz.

A 9 kiegyensúlyozatlanságjelző, amely egy tangens mentén a meghajtóház 2 támasztófelűletéhez tart, reagál a fényáram megszakadására, amely a 4 rotor kiegyensúlyozatlansága következtében a 3 feltét és az 1 tengely eltérése miatt következik be. A 9 jelző ilyen orientálása elősegíti a

···· ···· ·· • · · V · • · ·· • ♦ ♦ · · ·

- 14 4 rotor kiegyensulyozatlansági fokának ellenőrzési pontosságának növelését. E fok meghatározott névleges értékének túllépésekor a meghajtó kikapcsol.

A 4 rotor hőmérsékletváltozásai megváltoztatják a 15 kondenzátor kapacitását és következésképpen a 15 kondenzátor és a 16 önindukciós tekercs által alkotott rezgőkör impedanciáját .

Ezeket a változásokat a 14 csatolótekercs regisztrálja, amely egy a 4 rotor hőmérsékletének megfelelő jelet állít elő. Amennyiben ez a jel a 4 rotor meghatározott hőmérsékletértékétől való eltérést jelez, egy nem ábrázolt termosztátoló rendszer reagál erre a jelre.

A leirt berendezés szerkezete egyszerű és biztosítja a rotorfordulatszám, a rotor hőmérsékletének és kiegyensúlyozatlanságának ellenőrzésének meghatározott pontosságát a 7 és 9 jelzők beállításának optimalizálásával. A találmány szerinti berendezés különböző centrifugatipusokban mind parametrikus hőmérsékletjelzővel, mind más tipusu hőmérséklet jelzővel együtt alkalmazható. A leirt berendezés lehetővé teszi, hogy a beállítás időtartamát nagy pontosság biztosítása mellett lényegesen csökkentsük.

Claims (5)

1. Centrifuga, amely egy olyan rotort meghajtó hajtóművel rendelkezik, amelynek helyzetét a centrifuga függőleges tengelyéhez viszonyítva egy kiegyensúlyozatlanságjelző figyeli, amely egy olyan szerelőlapon van elrendezve, amely egy a függőleges tengelyre merőleges síkban elhelyezett gyűrű mélyedésében található, miközben a kiegyensúlyozatlanságjelző a rotornak a centrifuga függőleges tengelyétől való eltérésének optimális érzékenységű helyzetébe tolható el, azzal jellemezve , hogy a gyűrű /5/ a meghajtóház támasztófelületén /2/ úgy van elrendezve, hogy az a támasztófelülethez /2/ viszonyítva eltolható és beállítható olymódon, hogy a gyűrű /5/ síkja a rotor /4/ alsó felületével /11/ mindenkor párhuzamos, miközben a szerelőlapban /10/ egy mélyedés /12/ van kialakítva a kiegyensúlyozatlanságjelző /9/ befogadására, amelynek felületi kialakítása és a meghajtóház támasztófelületének /2/ alakja kölcsönösen kiegészítik egymást, miközben a szerelőlap /10/ a gyűrűben /5/ úgy van elrendezve, hogy az az említett síkban a kiegyensúlyozatlanság jelzőnek /9/ a rotornak /4/ a centrifuga függőleges tengelyétől való eltérésének optimális ér- ·9·9 ♦ ··» ·* « ·· • · · ···· · • · ·* · ·· ····♦♦ * ·

- 16 zékenységü helyzetébe történő beállítására eltolható.

2. Az 1. igénypont szerinti centrifuga, azzal jellemezve, hogy a gyűrűnek /5/ a meghajtóház támasztófelületéhez /2/ viszonyított eltolására és beállítására a gyűrűben egy első furat /13/ van kialakítva, amelynek tengelye egy tangens mentén a meghajtóház támasztófelületéhez /2/ tart, amely furatban egy mozgatható elem /17/ van elrendezve, amelynek olyan mélyedése /18/ van, amelynek alakja és a meghajtóház támasztófelületének /2/ alakja kölcsönösen kiegészítik egymást.

3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti centrifuga, azzal jellemezve, hogy a szerelőlapnak /10/ a függőleges tengelyre merőleges síkban történő eltolására a gyűrűben /5/ a szerelőlap /10/ síkjában a mélyedéssel /12/ ellentétes oldalon egy második furat /19/ van kialakítva, amelynek tengelye merőleges a függőleges tengelyre és amelyben egy második mozgatható elem /20/ van elrendezve, amely a szerelőlappa /10/ van összekötve.

4. A 2. és 3. igénypontok bármelyike szerinti centrifuga, azzal jellemezve , hogy a kiegyensúlyozatlanságjelző /9/ egy optikai pár formájában van kialakítva, amelynek ··»· «··· ·· • · · « • · ·· • · · · · · • · ·»

- 17 adója /9a/ és vevője /9b/ egy a meghajtóház támasztófelületével /2/ tángáló vonal mentén van orientálva.

5. A 3. és 4. igénypontok bármelyike szerinti centrifuga, azzal jellemezve , hogy a második furat /19/ menettel van ellátva és a második mozgatható eleme /20/ csavar és ellenanya /21/ formájában van kialakítva, miközben a mélyedés /12/ oldalán a szerelőlap a gyűrű /5/ mélyedésével /24/ ellentétes felülettel rugalmasan