KR101132843B1 - 원심분리기용 허브 - Google Patents

Abstract

본 발명에서 원심분리기의 주축과 로터 사이에 장착되어 로터의 고속 회전 시 시료 불평형에 의한 진동 및 회전 토크에 의한 비틀림 하중을 저감시키는 원심분리기용 허브가 개시된다. 본 발명에 따른 원심분리기용 허브는 원심분리기의 주축과 로터 사이에 개재되는 것으로, 허브케이스 및 허브 케이스의 내측에 배치되어 상하좌우 진동을 흡수하는 고무 어셈블리를 구비하며, 허브 케이스의 내측에 배치되어 비틀림 하중을 흡수하는 커플링을 포함한다. 따라서, 불평형 진동에 의한 상하좌우 진동을 흡수할 뿐 아니라, 허브에 가해지는 회전 토크에 의한 비틀림 하중을 효과적으로 흡수함에 따라, 원심분리기의 내구성이 우수해지며 안전성 및 신뢰성을 크게 향상시킬 수 있다.

원심분리기, 허브

Description

원심분리기용 허브{Hub for centrifuge}

이 기술은 원심분리기용 허브에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 원심분리기의 주축과 로터 사이에 장착되어 로터의 고속 회전 시 시료 불평형에 의한 진동을 저감시키는 원심분리기용 허브에 관한 것이다.

일반적으로, 원심분리기는 원심력을 이용하여 물질을 비중에 따라 분리하는 장치를 말한다. 원심분리기는 모터의 회전축에 연결되어 고속으로 회전되는 로터 및 액상형 물질이 수용되어 로터에 삽입되는 복수의 튜브를 포함한다.

이러한 원심분리기는 모터의 회전력에 의해 로터가 고속으로 회전되며, 회전에 의해 발생된 원심력에 의해 튜브에 수용된 물질은 비중의 차이에 따라 분리 및 추출된다.

이 경우, 튜브 내에 수용된 물질의 무게 차이에 의해서 튜브들간에 무게 차이가 발생되며, 튜브들간의 무게 차이에 의한 불평형 및 여타의 원인으로 인해 로터의 고속 회전 시 진동이 발생하게 된다.

이와 같은 불평형 진동은 원심분리기의 주축을 지지하는 베어링에 전달되어 베어링을 발열시키고 마모를 촉진시킴에 따라, 베어링의 수명이 급격하게 단축되며 결국 제품의 내구성을 저하시키는 큰 원인이 된다. 따라서, 원심분리기의 주축과 로터 사이에 고무 허브를 장착하여 사용해 왔다.

그런데, 원심분리기의 고사양화에 따라 로터의 급가속 및 급감속이 자주 요구되며, 로터의 하중 증가에 따라 로터의 가감속 시 회전 토크에 의한 비틀림으로 인해 허브가 파손되는 빈도가 증가되는 문제점이 있었다.

이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여, 불평형 진동의 저감 기능은 그대로 유지시킨 채, 로터의 가감속 시 허브에 가해지는 토크에 의한 비틀림을 효과적으로 분산시켜 제품의 안전성과 신뢰성을 향상시킨다.

본 발명에 따른 원심분리기용 허브는 원심분리기의 주축과 로터 사이에 개재되는 것으로, 허브케이스 및 허브 케이스의 내측에 배치되어 상하좌우 진동을 흡수하는 고무 어셈블리를 구비하며, 허브 케이스의 내측에 배치되어 비틀림 하중을 흡수하는 커플링을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이 경우, 커플링은 고무 어셈블리에 대해 주축의 길이 방향으로 직렬 배치되는 것을 특징으로 한다.

이 경우, 허브 케이스는 내부가 중공의 원통 형상으로 이루어지고, 고무 어셈블리는 허브 케이스의 내측과 주축의 외주면 사이에 연결되며, 커플링의 일측 내주면은 고무 어셈블리의 일측 외주면에 연결된다.

또한, 커플링은 한 쌍의 축 부재 및 축 부재를 연결하는 벨로우즈로 구성되는 것이 바람직하다.

따라서, 본 발명에 따른 원심분리기용 허브는 불평형 진동에 의한 상하좌우 진동을 흡수할 뿐 아니라, 허브에 가해지는 회전 토크에 의한 비틀림 하중을 효과 적으로 흡수함에 따라, 원심분리기의 내구성이 우수해지며 안전성 및 신뢰성을 크게 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 원심분리기용 허브는 위와 같은 안전성 및 신뢰성의 향상에 따라 고무 어셈블리에 사용되는 고무 소재의 수치적 계산에 있어 정확성을 기대할 수 있다.

이와 더불어, 본 발명에 따른 원심분리기용 허브는 구조가 심플하면서도 구성 요소가 매우 밀도 있는 결합을 갖기 때문에, 조립성이 향상되며 제조 비용의 절감 효과를 갖는다.

이하 첨부된 도면에 따라서 원심분리기용 허브의 기술적 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 원심분리기의 분리 사시도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 원심분리기(1)는 원심분리기 케이스(11)와, 모터(12)와, 축하우징(13)과, 호스(14)(15) 및 패킹(16)을 포함한다.

원심분리기 케이스(11)의 하부에 모터(12)가 배치된다. 모터(12)의 상부에는 모터커버(122)가 체결되며, 모터(12)의 회전축(121)은 모터커버(122)를 관통하여 원심분리기 케이스(11)의 내부에 위치한다.

축하우징(13)은 모터(12)의 회전축(121)을 내부에 수용하면서 모터커버(122)의 상부에 렌지볼트(131)로 체결된다. 하나의 호스(14)는 니플(141)에 의해 축하우징(13)에 연결되며 다른 호스(15)는 원심분리기 케이스(11)의 드레인볼트부에 연결 된다. 이와 같이 연결된 호스(14)(15)의 타측은 동관티(17)에 연결된다.

패킹(16)은 모터커버(122)의 상부에 결합되어 실링 작용한다. 즉, 축하우징(13)이 모터커버(122) 상에 체결된 상태에서, 단열스폰지(161) 및 패킹(16)을 축하우징(13)의 상부에 삽입한 후 스텐밴드(162)로 고정시킨다.

특히, 원심분리기(1)는 허브(2)를 더 구비한다.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 허브의 분리 사시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 허브의 단면도이다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 허브(2)는 원심분리기(1)의 주축과 로터 사이에 개재된다. 본 실시 예에서, 원심분리기(1)의 주축은 모터(12)의 회전축(121)이다. 또한, 로터는 도시되지 않았으나, 모터(12)의 회전력에 의해 고속으로 회전되며, 앵글로터, 스윙로터 등의 타입으로 구현될 수 있다.

허브(2)는 허브 케이스(21)와, 고무 어셈블리(22) 및 커플링(23)을 구비한다.

허브 케이스(21)는 내부가 중공인 원통 형상으로 이루어진다. 허브 케이스(21)의 일 측에는 복수의 허브핀(212)이 압입된다. 허브 케이스(21)는 길이 방향으로 연장부(211)를 구비한다.

고무 어셈블리(22)는 허브 케이스(21)의 내부에 배치되어, 로터의 고속 회전 시 시료의 불평형에 의한 상, 하, 좌, 우 방향의 진동을 흡수하는 작용을 한다. 고무 어셈블리(22)의 일 측에는 허브볼트(24)가 삽입되며, 허브볼트(24) 및 고무 어셈블리(22)는 함께 허브 케이스(21)의 일측 개구부로 삽입된 상태에서 고무 고정볼 트(25)에 의해 허브 케이스(21)의 내측에 고정된다.

고무 어셈블리(22)는 허브 케이스(21)의 내측과 주축의 외주면 사이에 연결된다. 즉, 허브볼트(24)는 고무 어셈블리(22)의 일측을 통과하여 고무 어셈블리(22)의 타측으로 삽입되는 모터(12)의 회전축(121)과 고무 어셈블리(22)의 내부에서 결합된다.

커플링(23)은 허브 케이스(21)의 내부에 배치되어, 로터의 급가속 및 급감속에 따른 토크에 의한 비틀림 하중을 흡수하는 작용을 한다. 커플링(23)은 고무 어셈블리(22)의 일 측과 허브 케이스(21)의 내측 사이에 연결된다. 결국, 커플링(23)은 허브 케이스(21)의 연장부(211)에 위치하게 된다.

이 경우, 커플링(23)은 고무 어셈블리(22)에 대해 원심분리기(1)의 주축의 길이 방향으로 직렬 배치된다. 즉, 커플링(23)의 내부를 모터(12)의 회전축(121)이 관통하며, 커플링(23)과 고무 어셈블리(22)는 회전축(121)과 동일 선상에 나란히 배치된다.

즉, 커플링(23)은 고무 어셈블리(22)의 축(221)에 안착된 상태에서 무드볼트(235)로 체결하여 고정된다. 이후에, 커플링 커버(26)를 허브 케이스(21)와 고무 어셈블리(22)의 중심에 맞추어 안착시킨 후 다른 무드볼트(261)를 커플링 커버(26)에 체결하여, 커플링(23)이 허브 케이스(21) 내부에 고정된다. 이후에, 허브 케이스(21)에 또 다른 무드볼트(262)를 체결하여 커플링 커버(26)를 허브 케이스(21)에 고정시킨다.

또한, 커플링(23)은 벨로우즈형 커플링으로 구성되는 것이 바람직하다.

즉, 커플링(23)은 한 쌍의 축 부재(231)(232) 및 벨로우즈(233)로 구성된다. 축 부재(231)(232)는 알루미늄 등으로 이루어질 수 있다. 또한, 벨로우즈(233)는 한 쌍의 축 부재(231)(232)를 연결한다. 벨로우즈(233)는 용접 또는 접착제를 이용하여 축 부재(231)(232)에 결합될 수 있다. 벨로우즈(233)는 SUS 계열, 니켈 등의 금속 소재로 이루어질 수 있다.

이와 같은 벨로우즈형 커플링(23)은 매우 예민하고 응답성이 우수하여 소형이면서 정교한 제품에서 효과적으로 토크를 전달할 수 있다. 또한, 벨로우즈형 커플링(23)은 힘을 전달하는데 있어 백래쉬가 발생하지 않고 반복적인 구동에서도 높은 기계적 성능을 발휘할 수 있다.

정리하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 원심분리기용 허브(2)의 몇 가지 특징적인 양상을 갖는다. 첫째, 허브 케이스(21)는 일 측에 연장부(211)를 구비하여 원기둥 형상으로 길게 형성된다. 둘째, 커플링(23)을 더 구비하여 회전 토크에 의한 비틀림 하중을 효과적으로 흡수한다. 셋째, 커플링(23)이 고무 어셈블리(22)와 직렬로 배치되며 허브 케이스(21)의 연장부(211)에 위치된다.

따라서, 허브(2)는 불평형 진동에 의한 상하좌우 진동을 흡수할 뿐 아니라 허브 전체에 가해지는 회전 토크에 의한 비틀림 하중을 흡수한다. 또한, 허브 케이스(21)의 형상 및 고무 어셈블리(22)와 커플링(23)의 연결 구조가 개선되어, 별도의 장치 추가 없이 심플하고 타이트한 구조를 갖는 원심분리기용 허브(2)를 제작할 수 있다.

지금까지 원심분리기용 허브는 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으 나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당업자라면 누구든지 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 원심분리기의 분리 사시도.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 허브의 분리 사시도.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 허브의 단면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 원심분리기 12 : 모터

121 : 회전축 2 : 허브

21 : 허브 케이스 22 : 고무 어셈블리

23 : 커플링 231,232 : 축 부재

233 : 벨로우즈

Claims (4)

1. 원심분리기의 주축과 로터 사이에 개재되는 것으로, 내부가 중공의 원통 형상으로 이루어지고 길이방향으로 연장부를 구비하는 허브 케이스 및 상기 허브 케이스의 내측과 상기 주축의 외주면 사이에 배치되어 상하좌우 진동을 흡수하는 고무 어셈블리를 구비하는 원심분리기용 허브에 있어서,

   상기 허브 케이스의 연장부의 내측과 상기 고무 어셈블리의 일측 외주면에 각각 볼트로 연결되는 한 쌍의 축 부재와, 상기 축 부재를 연결하는 벨로우즈를 포함하고, 상기 고무 어셈블리에 대해 상기 주축의 길이 방향으로 직렬 배치되어 상기 로터의 급가속 및 급감속에 따른 토크에 의한 비틀림 하중을 흡수하는 커플링을 설치한 것을 특징으로 하는 원심분리기용 허브.
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