JPH07114984B2 - 遠心分離機用自動平衡装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は遠心分離機用自動平衡装置に関する。

「従来の技術」 遠心分離機において試料の質量差等によって回転系の重
心位置が偏心すると回転中に振動を発生し危険である。
このために従来より第７図及び第８図に示すような自動
平衡装置が実用されている。

この自動平衡装置は回転軸１の軸心を中心とする環状室
２を設け、この環状室２の中に質量ｍを持つ玉３を２個
挿入した構造で構成される。

この自動平衡装置の動作原理はよく知られているところ
であるが、ここで簡単に説明すると、第９図において回
転系にアンバランス質量４が発生したとき、回転中に環
状室２内の玉３はアンバランス質量４に対して反対側に
つり合うようにα角とβ角の各々に位置し、理論的に α＝−β＝Cos^-1｛−Ｍ・e/（2m・Ｒ）｝ が成立し、自動的につり合う状態となる。

但し、M:アンバランス質量４の値 e:回転軸１の中心からアンバランス質量４までの距離 m:玉３の１個当たりの質量 R:回転軸１の中心から玉３の位置までの距離 「発明が解決しようとする課題」 従来の自動平衡装置はつり合う条件が狭い欠点がある。

つまり、遠心分離機の回転軸にこの自動平衡装置を取り
付けた状態で遠心分離機を起動させたとすると、起動直
後に玉３が旋回を始め、走りながらつり合う位置に安定
しようとする。

しかしながら、場合によって玉３が安定することなく環
状室２内を動き回り、これがために振動が激しくなる共
振状態になることがある。この共振現像はＭ・ｅ＜２・
ｍ・Ｒが満たされないとき起きる現象である。

実用状態では試料の多少によってアンバランス質量４の
値は大きく変化し、しかも大きなアンバランス質量に対
しても自動平衡動作を行わせるためには玉３の質量を大
きく採って先の不等式を常に満たされなくてはならな
い。このために、玉３の質量ｍを大きく採らなければな
らないが、玉３の質量ｍを大きく採るに従って、今度は
玉３の慣性モーメントが大きくなり、玉３の動きが鈍く
なるため、つり合う位置を安定するまでに時間が掛かる
欠点がある。

つまり、玉はつり合う点に向かって転動して移動する
が、慣性が大きいためつり合う点で急に停止することが
できずに行き過ぎる。またその逆向きに移動するが再び
つり合う点を通過して行き過ぎる、といういわゆるハン
チング現象が起きる。この結果、いつまでも安定するこ
とができないことになり、自動平衡動作が行われないこ
とになる。

この発明の目的は質量の小さい玉を用いて実質的にアン
バランス吸収作用が大きい自動平衡装置を提供するにあ
る。

「課題を解決するための手段」 この発明では回転軸心を中心にこの中心点から異なる半
径位置に同心円状に複数の環状室を設けると共に、この
環状室を周方向に複数の室に分割し、この分割された各
室に玉を挿入した構造としたものである。

この発明の構造によれば１個の玉の質量は小さくても各
室に玉が分散されているため実質的に玉の質量を大きく
したのと等価になる。この結果、アンバランス吸収作用
が大きい自動平衡装置を構成することができる。

しかも、玉の各１個の質量は小さくて済むため、玉の応
答は速い。よって、ハンチング現象等を起こすことなく
短時間につり合う位置に安定し、バランス吸収作用を実
行できる。

従って、この発明によればバランス吸収作用が大きく、
しかも応答が速い自動平衡装置を提供することができ
る。

「実施例」 第１図及びこの第２図この発明の一実施例を示す。

図中11は遠心分離機のロータ本体を示す。このロータ本
体11は回転軸１によって支持されて回転駆動される。12
はロータ本体11に掛けたバケットで、図は回転中の姿勢
を示す。13は回転による空気抵抗が少なくするためのウ
インドシールド本体、14はウインドシールド蓋、15はウ
インドシールド蓋14の中心金具を示す。

20はこの発明によって提案する自動平衡装置を示す。こ
の発明の自動平衡装置20は回転軸心位置から異なる半径
位置に同心円状に複数の環状室を設ける。この実施例で
は二つの環状室21と22を設けた場合を示す。

二つの環状室21と22は更に周方向に複数の室に分割され
る。この例では４枚の仕切板23A,23B,23C,23D及び24A,2
4B,24C,24Dによって二つの環状室21と22を４つの室に分
割した場合を示す。

また、この例では外側の環状室21を分割する仕切板23A,
23B,23C,23Dと、内側の環状室22を分割する仕切板24A,2
4B,24C,24Dは半ピッチ分ずらして形成した場合を示す。

これらの仕切板23A〜23D及び24A〜24Dによって仕切られ
た各室に玉３を各１個ずつ挿入する。

このような構造にすることによってこの例では室を８個
作ることができ、玉３は８個実装される。よって、玉３
の質量は従来の玉と同じ質量の玉を用いたとしても従来
の４倍となり、これによってアンバランス吸収力を約４
倍に高めることができる。

更に、玉３の１個当たりの質量を４倍に採らなくて済む
ため、玉３の慣性が大きくなることはない。よって、玉
３はびんしょうに動き、回転を与えたときつり合う点に
短時間に収斂する。よって、応答性のよい自動平衡装置
を提供することができる。

更に、玉３のつり合う条件は第３図A,B,C,Dに示すよう
に４つの組み合わせが存在する。このように、この発明
によればバランスする条件が多くなるためアンバランス
質量４がどの位置に発生しても自動平衡動作を達するこ
とができる。

第４図及び第５図にこの発明の他の実施例を示す。この
例では回転軸心を中心に４重に環状室21,22,25,26を設
けた場合を示す。

このように構成すれば実装される玉３の数は16個とな
り、アンバランス吸収作用を更に高めることができる。

また、このように４つの環状室21,22,25 26を設けるこ
とによって、玉３のつり合う位置は８つの組み合わせが
得られ、つり合う条件の数は環状室の数のべき乗で増加
する。従って、第４図及び第５図に示すように環状室の
数を多くすることによって更に安定に動作する自動平衡
装置を提供することができる。

第６図はこの発明の更に他の実施例を示す。この例では
同心円状に複数の環状室21,22,25,26を形成した自動平
衡装置20を軸心方向に積み重ねて構成した場合を示す。
このように複数の自動平衡装置20を軸方向に積層するこ
とによってアンバランス吸収作用が急に大きい自動平衡
装置を得ることができる。

なお、各室に挿入する玉３の数は１個に限らず、各室ご
とに同数であれば複数挿入してもよい。

「発明の効果」 以上説明したように、この発明によれば複数の室に玉３
を分散して実装したから玉３の実質的な質量を大きくす
ることができる。この結果、アンバランス吸収作用が大
きい自動平衡装置を提供することができる。

しかも、玉３の１個当たりの質量は小さくて済むから玉
３はびんしょうに応動し、短時間につり合う位置に安定
する。よって、応答速度が速い自動平衡装置を提供する
ことができる。

また、環状室の数のべき乗で玉３がつり合う位置の組み
合わせの数が増加するからアンバランス質量４がどの位
置に発生しても、これを確実に吸収することができる自
動平衡装置を提供することができ、その効果は実用に供
して頗る大である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す断面図、第２図はこ
の実施例の平面構造を説明するための断面図、第３図A,
B,C,Dはこの発明の動作を説明するための平面図、第４
図はこの発明の他の実施例を示す断面図、第５図はその
平面構造を説明するための断面図、第６図はこの発明の
更に他の実施例を示す断面図、第７図は従来の技術を説
明するための断面図、第８図はその平衡構造を説明する
ための断面図、第９図は従来の技術の動作を説明するた
めの平面図である。 1:回転軸、3:玉、21,22,25,26:環状室、23A〜23D,24A〜
24D:仕切板。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】遠心分離機の回転軸心を中心とし、回転軸
   心位置から異なる半径位置に形成された複数の環状室
   と、 この複数の環状室を周方向に複数の室に仕切る仕切板
   と、 この仕切板によって形成された複数の室に同じ数ずつ挿
   入した玉と、 から成る遠心分離機用自動平衡装置。