NO139537B - Alarmvindu. - Google Patents

Description

Anordning vedrørende sfæriske punktlagringer.

Oppfinnelsen vedrører en sfærisk punktlagring for understøttelse av et legeme, f. eks. rotoren for en ultrasentrifuge, som lø-per med høy hastighet om en vertikal akse, idet legemet er forsynt med en lagertapp som ender i en kule og hvilker i en sfærisk fordypning i et lager, hvilken fordypning har form av en del av kulen, og lageret er forsynt med en passasje som munner ut i den nederste del av fordypningen.

For kjente, sfæriske punktlagringer av

denne type ble smørefluidumet tilført under svakt overtrykk gjennom denne passasje. Det har imidlertid vist seg at en slik lagring bryter ned etter kort tid. Nøyaktige eksperimenter har vist at den generelle antagelse at den oppadstrømning av smøremiddel skulle frambringes under innflytelse av sentrifugalvirkningen i lageret, ikke er riktig, idet denne strøm skulle bevirke i nærheten av tappens kulepol et redusert trykk og i nærheten av kulens ekvator et overtrykk, som et resultat av det sterkt avsmalede smørerom i dette om-råde, og ytterligere at nevnte overtrykk skulle være tilstrekkelig til å garantere en understøttende film av smørefluidum mellom tappen og lageret. I motsetning til hva man kunne vente, har det vist seg at i et sfærisk punktlager av kjent type frambringes også et overtrykk nær polen, og soner med redusert trykk tilveiebringes an-netsteds på den understøttende flate for lageret, idet disse soner foranlediger en brist av filmen for smørefluidumet.

Oppfinnelsen har til hensikt å unngå

de ulemper som følger med de kjente sfær-

iske punktlagringer. Dette oppnåes ved å anordne en sfærisk punktlagring av den ovennevnte type, som kjennetegnes ved av fordypningen strekker seg over i det minste en halvkule og er utformet i bunnen av et forholdsvis rommelig kammer i lageret, samt at avløpsåpningen ved polen for den kuleformede fordypning har maksimalt en diameter på en fjerdedel av fordypningens diameter, og at midler er anordnet for tilførsel av smørevæske til nevnte kammer og at avløp av væske bare foregår gjennom nevnte avløpskanal, slik at under drift strømmer smørevæsken i det minste fra ekvator til polen av nevnte fordypning.

Ved høyere rotasjonshastigheter spru-. ter smørefluidum utover på grunn av sentrifugalkreftene bort fra ekvator for lager-tappkulen så kraftig at tilførselen av smørefluidum til lageret hindres eller avskjæres. For å hindre dette, anbefales riller i veggen for den sfæriske fordypning i lagerhylsen, idet disse riller ligger i direkte forbindelse med i det minste nevnte, relative rommelige kammer. Smørefluidu-met blir da tilført mellom banene for lageret gjennom nevnte riller. For å garantere at rillene forblir fylte, kan de være så for-skjellige med hensyn til beliggenhet, retning eller form fra rillene som ligger i meridianplanet for kuleflaten for lagerhylsen, i den hensikt å gi den resultantkraft som oppstår på grunn av lagertappens rotasjon, og utøver på smørefluidumet som forekommer i rillene, en nedadgående komponent, hvorved en ytterligere kraft frem-bringes for å drive smørefluidumet fra ekvator til polen for lagerkulen. De krefter som utøves på smørefluidumet, er bl. a. sentrifugalkraften, som driver smørefluid-umet oppover til breddeparallellene for kuleflaten. På grunn av disse krefter, vil det smørefluidum som inneholdes i en rille, presses mot sideveggen for denne, som ligger bak i forhold til rotasjonsretningen og hvis nevnte sidevegg omslutter på noen steder en vinkel med et relevant meridian-plan, vil smørefluidum forseres langs nevnte vegg, enten nedover eller oppover med en kraft som er avhengig av størrelsen av friksjonskreftene i det relevante sted. Re-sultanten av alle kreftene vil nå være slik at det fåes en nedadgående komponent. Dette kan oppnåes ved å gi rillene, som er bøyet eller brukket i den riktige stilling, visse dimensjoner eller bruke riller som er rettet parallelt med meridianplanene som ligger bak, sett i rotasjonsretningen.

For nærmere belysning av oppfinnelsen skal det vises til den vedlagte tegning, hvor: Fig. 1 viser en ultrasentrifuge, delvis i snitt. Fig. 2 viser i større målestokk et snitt gjennom en sfærisk punktlagring for rotoren for nevnte sentrifuge, egnet for relativt lave rotasjonshastigheter. Fig. 3 viser, likeledes i større målestokk, et snitt gjennom en sfærisk punktlagring for en rotor for nevnte sentrifuge, egnet for relativt høye hastigheter. Fig. 4 er et planoppriss av lagerhylsen 1 fig. 3, og Fig. 5 er et planoppriss av en modifika-sjon av hylsen for lageret i fig. 3.

På tegningen er 1 et stasjonært lukket hus. Montert for rotasjon i nevnte hus er en sentrifugerotor 2. I rommet 3 mellom rotoren 2 og huset 1 er det opprettholdt et høyt vakuum. Skruetetninger opererer i overensstemmelse med prinsippet for Hol-weck's molekularpumpe og er betegnet med 4. Rotoren drives av en elektrisk motor, 5, 6 og hviler med en lagertapp 7 på et lager 8 (fig. 2 og 3). Ved den øvre ende av rotoren er det festet en permanent magnet 9 som tiltrekkes av et legeme av magnetisk materiale (ikke vist) montert i en beholder 10 og holder rotoren 2 i vertikal stilling. Gassblandingen som skal separeres, tilføres rotoren 2 gjennom et stasjonært rør 11, og de separerte komponenter for blan-dingen avgår fra kammeret 13 ved 12 og fra kammeret 15 ved 14.

I fig. 2 og 3 ender tappen 7 for rotoren 2 i en kule 7a som passer i en sfærisk fordypning 8a for lagerhylsen 8. I overensstemmelse med oppfinnelsen er fordypningen 8a utformet i bunnen av et relativt rommelig kammer 16. Den nedre del av fordypningen 8a er forbundet, med en kanal 17, for avløp av smørevæske. En ledning 18 for tilførsel av smørevæsken munner ut over kammeret 16 i lageret, i hvilket smøre-væsken 20 danner en overflate 21 på grunn av rotasjonen. I rommet 22 mellom kulen 7a og fordypningen 8a dannes en film av smørevæske, i hvilken trykk frambringes som kompenserer den del av vekten av rotoren 2 som er understøttet av punktlagringen.

Den sfæriske punktlagringsvist i fig. 2 er bare egnet for lave rotasjonshastigheter av rotoren. Hvis antall omdreininger overskrider en viss verdi, vil smørevæsken på grunn av sentrifugalkreftene bli slynget så voldsomt fra ekvator for kulen 7 a at tilførselen av smørevæske til rommet 22 hindres eller og til og med helt avskjæres.

Den sfæriske punktlagring som vist i fig. 3 og 4 eller 5, er egnet for relativt store hastigheter. I veggen for den sfæriske fordypning 8a av lageret 8 er der anordnet riller 23 som i det minste står i åpen kom-munikasjon med det rommelige kammer 16 i lageret. Det viser seg at smørevæsken strømmer inne i rommet 22 og der danner en godt understøttende film, selv ved meget høye hastigheter.

Punktlagringene er i stand til å virke som en pumpe hvis rillene 23 er anordnet på den måte som er vist i fig. 4 eller er krummet eller brukket på den måte som er vist i fig. 5. I fig. 4 er rillene 23 parallelle med meridianplanet 24, men de ligger, sett i rotasjonsretningen, bak disse plan. Resul-tatet av dette er at de tangensielle kreftene utøvet på smørevæsken av friksjonen omslutter med retningen av rillene en vinkel, hvorved nevnte krefter virker med en nedadgående komponent for smørevæsken, og kompenserer, hvis rillene er riktig dimen-sjonert, virkningen av sentrifugalkreftene, hvorved de også driver smøremidler fra ekvator til polen for lagerkulen.

Hvis rillene er krummet på den måte som er vist i fig. 5, vil friksjonskreftene

virke i den øvre del av rillene 23, diverge-rende fra meridianplanet 24, med en nedadgående komponent og den nedre del av rillene konvergerende mot nevnte plan med en oppadgående komponent for smørevæs-ken. På grunn av det forhold at periferisk hastighet for lagerkulen i området nær ekvator er høyere enn i området nær polen, vil de krefter som utøves på smørevæsken i retning nedover, være større inn i retning

oppover, slik at en pumpevirkning frem-deles fåes, forutsatt at dimensjonene og

formen for rillene er riktig valgt.

Den pumpevirkning som fåes i punktlagringen ifølge fig. 4 eller 5, er som regel

tilstrekkelig for sirkulasjon av væsken.

Hvis så er tilfelle, kan kanalene 17 og 18

forbindes innbyrdes. Hvis, imidlertid, pum-pevirkningen i punktlagringen er for liten,

er det mulig å tilveiebringe en individuell

pumpe i forbindelsen mellom kanalene 17

og 18.

Claims (2)

1. Sfærisk punktlagring for understøt-telsen av et legeme, f. eks. rotoren for en

ultrasentrifuge som roterer med høy hastighet om en vertikal akse, idet legemet er forsynt med en lagertapp som ender i en kule og hviler i en herfor tilpasset sfærisk fordypning i et lager, hvilken fordypning har form av en del av kulen, og lageret er forsynt med en passasje som munner ut i den nederste del av fordypningen, karakterisert ved at fordypningen strekker seg over i det minste en halvkule og er utformet i bunnen av et forholdsvis rommelig kammer i lageret, samt at avløpsåpningen ved polen for den kuleformede fordypning har maksimalt en diameter på en fjerdedel av fordypningens diameter, og at midler er anordnet for tilførsel av smørevæske til nevnte kammer, og at avløp av væske bare foregår gjennom nevnte avløpskanal, slik at under drift strømmer smørevæsken i det minste fra ekvator til polen av nevnte fordypning.

2. En sfærisk punktlagring som angitt i påstand 1, omfattende riller i veggen av den sfæriske fordypning av et lager, og kommuniserende direkte med i det minste det rommelige kammer i lageret, karakterisert ved at rillene har i det minste partier som i forhold til rotasjonsretningen ligger bak meridianplanene for den sfæriske overflate for lagerfordypningen, hvilke plan inneholder polen for fordypningen, og de steder hvor rillene munner ut i kammeret, nevnte riller stimulerer den nedadgående strøm av smørevæske ved sentripetale frik-sjonskrefter som oppstår mellom kulen og veggen av fordypningen.