Opublikowano: 10.IV.1972 KI. 421,13/01 MKP BOH 9/00 UKD Wspóltwórcy wynalazku: Bernard Siczek, Pawel Rzetecki Wlasciciel patentu: Polska Akademia Nauk (Zaklad Doswiadczalny Bu¬ dowy Aparatury Naukowej UNIPAN), Warszawa (Polska) Wstrzasarka laboratoryjna, zwlaszcza do naczyn szyjkowych Przedmiotem wynalazku jest wstrzasarka labo¬ ratoryjna, zwlaszcza do naczyn szyjkowych sluza¬ ca do wprowadzania naczyn w zlozony ruch na- wrotny, posuwisto-wahadlowy, z regulowana cze¬ stotliwoscia i amplituda obu skladowych ruchów.Znane dotychczas wstrzasarki, budowane w po¬ staci mechanizmów dzwigniowych plaskich sa za¬ zwyczaj dwojakiego rodzaju. Jeden rodzaj stano¬ wia wstrzasarki zaopatrzone w mechanizm korbo- wo-wahaczowy, gdzie zawieszone w uchwycie na¬ czynie laboratoryjne wykonuje ruchy wahadlowe.Drugi rodzaj wstrzasarek zbudowany jest w posta¬ ci mechanizmu korbowo-wodzikowego i w tego ro¬ dzaju wstrzasarkach naczynie wykonuje prostoli¬ niowe ruchy posuwisto-zwrotne.Zmiane amplitudy ruchu naczynia uzyskuje sie przez zmiane kazdorazowo dlugosci poszczególnych wspólpracujacych dzwigni, badz tez przez zmiane polozenia czopa mimosrodu. Operacje te przeprowa¬ dzic mozna jedynie przy unieruchomionym mecha¬ nizmie wstrzasarki.Osobnym zagadnieniem jest regulacja czestotli¬ wosci ruchów naczynia. W znanych wstrzasarkach, w których zródlem napedu jest asynchroniczny sil¬ nik elektryczny, silnik ten napedza mechanizm po¬ przez przekladnie o zmiennym stosunku przeloze¬ nia. Stosowane sa tu zazwyczaj przekladnie stoz¬ kowe lub cierne. Czesciej jednakze do napedzania mechanizmu wstrzasarek stosowane sa silniki ko¬ so 2 mutatorowe z elektrycznym regulatorem predkosci obrotowej, tj. przez zmiane napiecia zasilania.Niedogodnosci znanych wstrzasarek polegaja przede wszystkim na tylko jednym, alternatywnym rodzaju ruchu naczynia: wahliwym lub prostolinio¬ wym posuwisto-zwrotnym, co nie zapewnia opty¬ malnych warunków wstrzasania. Dodac do tego na¬ lezy uciazliwe czynnosci dla przeprowadzenia zmia¬ ny amplitudy wstrzasów oraz skomplikowany me¬ chanizm zmiany tej amplitudy. Niedogodnosci tkwia równiez w napedzie znanych wstrzasarek, albowiem stosowanie dla zmiany czestotliwosci przekladni stozkowych lub ciernych komplikuje konstrukcje i zwieksza koszty wytwarzania, nato¬ miast stosowanie silników komutatorowych wywo¬ luje zmniejszanie sie momentu obrotowego wraz ze zmniejszeniem predkosci obrotowej.Celem wynalazku jest wstrzasarka, w której ruch naczynia bylby ruchem zlozonym z mozliwos¬ cia bezstopniowej zmiany amplitudy i czestotliwosci wstrzasów, a ponadto aby zmiany te mogly byc do¬ konywane bez specjalnych narzedzi i w trakcie dzialania mechanizmu.Cel ten osiagniety zostal we wstrzasarce labo¬ ratoryjnej bedacej przedmiotem niniejszego wyna¬ lazku, zgodnie z którym z przekladnia kulowa po¬ laczona jest os zakonczona widelkami i polaczona ruchowo z uchem lacznika w którym zamocowany jest czop, który to czop koncem swoim osadzony jest w wahliwym lozysku stanowiacym zakoncze- 6533065330 3 4 nie jednoramiennej dzwigni osadzonej trwale na walku, przy czym na obu koncach tego walka za¬ mocowane sa uchwyty naczyn laboratoryjnych. Na widelkach osi ponadto nalozone jest swobodnie to¬ czne lozysko, zewnetrznym pierscieniem wcisniete w pierscien wkrecony w tuleje, która to tuleja osadzona jest obrotowo w korpusie. W widelkach osi znajduje sie natomiast sprezyna oparta jednym koncem o lacznik.Korzyscia techniczna, jaka zapewnia wynalazek jest mozliwosc zbudowania wstrzasarki wprowa¬ dzajacej naczynia w ruch zlozony, bedacy polacze¬ niem ruchu wahadlowego z ruchem posuwisto- zwrotnym, z mozliwoscia zmiany amplitudy ru¬ chów skladowych oraz czestotliwosci ruchu wypad¬ kowego. Równie korzystna jest mozliwosc prowa¬ dzenia zmian amplitudy i czestotliwosci w czasie pracy wstrzasarki i bezstopniowo.Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przy¬ kladzie wykonania na-rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat kinematyczny wstrzasarki, na¬ tomiast fig. 2 przedstawia wstrzasarke w przekroju podluznym.Wstrzasarka wedlug wynalazku zawiera silnik elektryczny 1 napedzajacy poprzez przekladnie ku¬ lowa 2 przestrzenny mechanizm dzwigniowy wy¬ wolujacy ruchjr walka 3. Walek ""3 podpafty" jest dwoma lozyskami tocznymi 4 osadzonymi w obudo¬ wie 5 i ma mozliwosc jednoczesnego wykonywania ruchów obrotowego i poosiowego. Na obu koncach walka 3 zamocowane sa uchwyty 6 naczyn labo¬ ratoryjnych. W omawianym przykladzie istnieje mozliwosc zamocowania jednoczesnie czterech na¬ czyn szyjkowych.Mechanizm dzwigniowy, zamieniajacy ruch obro¬ towy silnika 1 na zlozony ruch walka 3, zbudowa¬ ny jest w przykladzie wykonania bezposrednio na przekladni kulowej 2. Mechanizm ten sklada sie z zakonczonej widelkami osi 7 oraz z lacznika 8 zaopatrzonego w czop 9, który to czop 9 osadzony jest w wahliwym lozysku 10 znajdujacym sie w jednoramiennej dzwigni 11. Os 7 polaczona jest trwale z koszem przekladni kulowej 2 i wraz z lacznikiem 8 tworzy przegub plaski. Lacznik 8 odchylany jest na zewnatrz sprezyna 12 osa¬ dzona w gniezdzie wykonanym w widelkowym za¬ konczeniu osi 7 i w wycieciu wykonanym w lacz¬ niku 8. Dzwignia 11 jest trwale zamocowana na walku 3 i z czopem 9 tworzy przegub kulisty.Istotna we wstrzasarce wedlug wynalazku jest mozliwosc zmiany wielkosci amplitudy wstrzasów.Dla tego celu ha widelki osi 7 nalozone jest toczne lozysko 13, które ma mozliwosc swobodnego prze¬ suwania sie wzdluz widelek. Dzieki temu krawedz wewnetrznego pierscienia lozyska 13 stanowi ogra¬ nicznik dla wychylanego przez sprezyne 12 lacznika 8, nie pozwalajac lacznikowi 8 wychylic sie poza okrag wewnetrznego pierscienia.Lozysko 13 zewnetrznym pierscieniem wcisniete jest W pierscien 14, który to pierscien 14 wkrecony jest w tuleje 15 osadzona obrotowo w korpusie 16.Tuleja 15 zaopatrzona jest w zewnetrzny wieniec zebaty 17 wspólpracujacy z zebnikiem 18 sterowa¬ nym pokretlem 19 znajdujacym sie na zewnatrz obudowy 5. Na osi zebnika 18 znajduje sie takze drugi zebnik 20 sterujacy zmiane przelozenia prze¬ kladni kulowej 2. Zazebienie zebników 18 i 20 jest 5 alternatywne, co daje mozliwosc niezaleznej od sie¬ bie zmiany wychylenia lacznika 8 i zmiany pred¬ kosci obrotowej osi 7.Dzialanie urzadzenia opisano nizej. Ruch obroto¬ wy silnika 1 przekazywany jest poprzez przeklad¬ nie kulowa 2 na zakonczona widelkami os 7. Obrót osi 7 wywoluje z kolei obrót przestrzenny laczni¬ ka 8 oraz czopa 9. Promien okregu, jaki zatacza koniec czopa 9 zalezny jest od kata, o jaki odchy¬ lony jest od osi lacznik 8. Zadane odchylenie lacz¬ nika 8 uzyskuje sie przesuwajac popsiowo. lozysko 13. Przesuwanie lozyska odbywa sie w wyniku po¬ krecania pokretlem 19 osi zebnika 18, który wywo¬ luje obrót tulei 15. Obroty tulei 15 wywoluja z ko¬ lei wkrecanie sie w nia, badz wykrecanie pierscie¬ nia 14 w którym zamocowane jest lozysko 13, a wiec wywoluja jednoczesnie ruch poosiowy lo¬ zyska 13.Ruch wirowy lacznika 8 z czopem 9 przekazywa¬ ny jest poprzez wahliwe lozysko 10 na dzwignie 11 zamocowana na walku 3. W wyniku transformacji dzwignia 11 a wraz z nia takze walek 3 wykonuja "ruch zlozony. Skladowymi tego ruchu sa ruch wa¬ hadlowy polaczony z ruchem posuwisto-zwrotnym.Mozna w przyblizeniu przyjac, iz koniec dzwigni zakresla w zasadzie elipse lub w jednym szczegól¬ nym przypadku kolo. Zmieniajac odchylenie laczni¬ ka 8 od osi 7 zmienia sie amplitudy ruchów skla¬ dowych uzyskujac badz przewage ruchu posuwisto- zwrotnego, badz wahadlowego, a nawet równowage amplitudowa obu ruchów (kolo). Zawieszone na walku 3 naczynia laboratoryjne wykonuja ruch przestrzenny po zamknietym obwodzie. Jak zazna¬ czono predkosc ruchu moze byc zmieniana nieza¬ leznie od amplitudy. Dokonuje sie tego zmieniajac przelozenie bezstopniowej przekladni kulowej 2. PL