RU2084263C1 - Planetary centrifuge for counter-current chromatography - Google Patents
Planetary centrifuge for counter-current chromatography Download PDFInfo
- Publication number
- RU2084263C1 RU2084263C1 RU94044940A RU94044940A RU2084263C1 RU 2084263 C1 RU2084263 C1 RU 2084263C1 RU 94044940 A RU94044940 A RU 94044940A RU 94044940 A RU94044940 A RU 94044940A RU 2084263 C1 RU2084263 C1 RU 2084263C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- centrifuge
- housing
- shaft
- drums
- base
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Centrifugal Separators (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к оборудованию для высокоскоростной противоточной хроматографии и может быть использовано в аналитической химии для полупрепаративного и аналитического разделения близких по свойствам органических, биоорганических и неорганических соединений. The invention relates to equipment for high-speed counter-current chromatography and can be used in analytical chemistry for semi-preparative and analytical separation of organic, bioorganic and inorganic compounds with similar properties.
Известна планетарная центрифуга для противоточной хроматографии, включающая корпус, размещенные в нем вал, взаимодействующий с электродвигателем, два несущих диска, установленных на вале при помощи конической зубчатой передачи, барабаны с расположенными на них разделительными колонками (трубками), укрепленные на осях, установленных на несущих дисках с возможностью вращения, соединенных ременной передачей через коническую передачу с валом, и магистрали для подачи и отвода растворов, соединенные с трубками (колонками). [1] При этом вал выполнен цельнолитым. Known planetary centrifuge for countercurrent chromatography, comprising a housing, a shaft placed therein, interacting with an electric motor, two carrier disks mounted on a shaft using a bevel gear, drums with separation columns (tubes) located on them, mounted on axes mounted on bearing disks with the possibility of rotation, connected by a belt drive through a bevel gear with a shaft, and lines for supplying and discharging solutions, connected to tubes (columns). [1] In this case, the shaft is solid.
Известная конструкция планетарной центрифуги для противоточной хроматографии позволяет устанавливать трубки под разными углами к оси вращения (от 0o до 90o). Центрифуга имеет различные варианты намотки трубок (разделительной колонки) на барабан.The known design of a planetary centrifuge for countercurrent chromatography allows you to install the tube at different angles to the axis of rotation (from 0 o to 90 o ). The centrifuge has various options for winding the tubes (separation column) on the drum.
Известная планетарная центрифуга для противоточной хроматографии обладает следующими недостатками: повышенная вибрация за счет наличия ременной передачи, невозможность осуществления динамической балансировки, что ведет к снижению работоспособности центрифуги при больших скоростях, что в конечном итоге обуславливает снижение параметров процесса разделения жидкой пробы на фиксации, сложности эксплуатации за счет необходимости демонтажа всей центрифуги при установке барабанов под различными углами к оси вращения. The known planetary centrifuge for countercurrent chromatography has the following disadvantages: increased vibration due to the presence of a belt drive, the impossibility of dynamic balancing, which leads to a decrease in the centrifuge’s operability at high speeds, which ultimately leads to a decrease in the parameters of the process of separation of the liquid sample into fixation, the complexity of operation for due to the need to dismantle the entire centrifuge when installing the drums at different angles to the axis of rotation.
Известна планетарная центрифуга для промывочной хроматографии, включающая корпус, размещенные в нем полный вал, взаимодействующий с приводом через зубчатую ременную передачу, два несущих диска, установленных на валу, противовес и барабан с намотанной на нем трубкой, установленный на несущем диске с возможностью вращения и взаимодействующий через коническую зубчатую передачу с валом, и магистрали для подачи и отвода растворов, соединенные с трубками [2]
Конструкция планетарной центрифуги для противоточной хроматографии позволяет располагать барабан под различными углами к оси вращения и иметь различные варианты намотки трубки на барабан.Known planetary centrifuge for washing chromatography, comprising a housing, a full shaft placed therein, interacting with the drive through a gear belt drive, two carrier disks mounted on the shaft, a counterweight and a drum with a tube wound thereon, mounted on the carrier disk with the possibility of rotation and interacting through a bevel gear with a shaft, and lines for supplying and discharging solutions connected to the tubes [2]
The design of a planetary centrifuge for countercurrent chromatography allows you to position the drum at different angles to the axis of rotation and have different options for winding the tube on the drum.
Известная центрифуга обладает следующими недостатками: повышенная вибрация, отрицательно влияющая на процесс разделения раствора по фракциям, невозможности динамической балансировки, использование всего одного барабана приводит к невозможности проведения нескольких процессов разделения одновременно. The known centrifuge has the following disadvantages: increased vibration, which negatively affects the process of separation of the solution into fractions, the impossibility of dynamic balancing, the use of just one drum makes it impossible to carry out several separation processes simultaneously.
Наиболее близким техническим решением к предложенному является планетарная центрифуга для противоточной хроматографии, включающая корпус, размещенные в нем полый вал, взаимодействующий с двигателем, несущий диск, установленный на валу, узел хроматографического разделения, укрепленный на осях, установленных на несущем диске с возможностью вращения и соединенных с зубчатой передачей[3] Узел хроматографического разделения содержит два барабана с намотанными на них трубками, укрепленные на осях и расположенные симметрично относительно вала, и магистрали для подачи и отвода растворов, соединенные с трубками. The closest technical solution to the proposed one is a planetary countercurrent chromatography centrifuge, including a housing, a hollow shaft placed in it, interacting with the engine, a supporting disk mounted on the shaft, a chromatographic separation unit mounted on axes mounted on a supporting disk with the possibility of rotation and connected with gear [3] The chromatographic separation unit contains two drums with tubes wound on them, mounted on the axes and located symmetrically relative to ala, and a pipe for feeding and discharging fluids are connected with the tubes.
Недостатками известной планетарной центрифуги для противоточной хроматографии являются: значительные динамические нагрузки за счет того, что передача вращения от привода к валу осуществляется при помощи зубчатых ремней и передач; невозможность одновременного проведения нескольких независимых экспериментов (процессов разделения); центральный вал центрифуги установлен в двух разнесенных опорах, что ведет к сложности ее балансировки, причем, если статическую балансировку можно осуществить при помощи противовеса, представляющего собой барабан с намотанной на него трубкой, но не подсоединенной к магистралям, то динамическую балансировку (помехи, возникающие от неравномерности запитки рабочих трубок жидкостью, и помехи, появляющиеся во время вращения барабанов при циркуляции воздуха внутри устройства) практически осуществить невозможно. Данный дисбаланс ведет к тому, что при увеличении числа оборотов возникает повышенная вибрация, которая отрицательно влияет как на сам процесс разделения жидкости на фракции, так и на работоспособность самой центрифуги при больших скоростях. Сложность эксплуатации центрифуги: для установки барабанов под разными углами к оси вращения центрифуги необходим ее демонтаж; при изменении одной схемы навивки питательных трубок на другую также необходим демонтаж всего устройства. В известной центрифуге положение ее оси вращения остается неизменным, что сужает возможности устройства. The disadvantages of the known planetary centrifuge for countercurrent chromatography are: significant dynamic loads due to the fact that the transmission of rotation from the drive to the shaft is carried out using gear belts and gears; the impossibility of simultaneously conducting several independent experiments (separation processes); the central shaft of the centrifuge is installed in two spaced bearings, which leads to the difficulty of its balancing, and if static balancing can be done using a counterweight, which is a drum with a tube wound on it, but not connected to the mains, then dynamic balancing (interference from irregularities in the supply of working tubes with liquid, and the interference that occurs during the rotation of the drums during air circulation inside the device) is practically impossible. This imbalance leads to the fact that with an increase in the number of revolutions there is an increased vibration, which negatively affects both the process of separation of the liquid into fractions, and the operability of the centrifuge itself at high speeds. The complexity of the operation of the centrifuge: to install the drums at different angles to the axis of rotation of the centrifuge, it is necessary to dismantle it; when changing one pattern of winding the feeding tubes to another, it is also necessary to dismantle the entire device. In a known centrifuge, the position of its axis of rotation remains unchanged, which narrows the capabilities of the device.
Задача, решаемыми в настоящем изобретении, являются:
расширение функциональных возможностей планетарной центрифуги для противоточной хроматографии за счет возможности проведения одновременно нескольких независимых процессов разделения;
возможность одновременной работы узла хроматографического разделения с различными параметрами B (B r/R), где r радиус вращения барабана, т.е. радиус барабана, на который намотана тефлоновая трубка, R радиус обращения барабана, т.е. расстояние между центральной осью устройства и осью вращения барабана);
возможность использования трубок как при параллельном, так и при последовательном из соединении;
повышение надежности, эффективности разделения проб;
возможность работы с трубками различной емкости (за счет изменения количества витков трубки на барабане), что достигается благодаря возможности вывода трубки в различных местах барабана, а также оптимизация разделения проб сложных по составу при проведении двух и более параллельных сравнительных экспериментов без разборки центрифуги и замены барабанов с трубками;
улучшение эксплуатационных характеристик центрифуги за счет снижения вибрации с одновременным увеличением скорости вращения барабанов с трубками, а также снижения ее веса;
упрощение эксплуатации за счет возможности установки последней под любым углом к горизонтальной плоскости без ее разборки.The problem to be solved in the present invention are:
expanding the functionality of the planetary centrifuge for countercurrent chromatography due to the possibility of simultaneously conducting several independent separation processes;
the possibility of simultaneous operation of the chromatographic separation unit with various parameters B (B r / R), where r is the radius of rotation of the drum, i.e. the radius of the drum on which the Teflon tube is wound, R is the radius of rotation of the drum, i.e. the distance between the central axis of the device and the axis of rotation of the drum);
the possibility of using tubes both in parallel and in series from the connection;
increased reliability, sample separation efficiency;
the ability to work with tubes of different capacities (by changing the number of turns of the tube on the drum), which is achieved due to the possibility of outputting the tube at various places of the drum, as well as the optimization of separation of samples of complex composition when conducting two or more parallel comparative experiments without disassembling the centrifuge and replacing the drums with tubes;
improving the operational characteristics of the centrifuge by reducing vibration while increasing the speed of rotation of the drums with tubes, as well as reducing its weight;
simplification of operation due to the ability to install the latter at any angle to the horizontal plane without disassembling it.
Поставленная задача решается тем, что планетарная центрифуга для противоточной хроматографии, включающая корпус, размещенные в нем полый вал, взаимодействующий с двигателем, несущий диск, установленный на валу, узел хроматографического разделения, укрепленный на осях, установленных на несущем диске с возможностью вращения и соединенных с зубчатой передачей, снабжены системой балансировки, поворотной подставкой, и разгрузочным демпфером, при этом система балансировки, выполнена в виде стойки, установленной внутри вала коаксиально на основании корпуса в сферической опоре и шарнирного подвеса, установленного на верхнем конце стойки и соединенного с валом, с внешней стороны вала коаксиально стойки установлен ротор двигателя, а статор закреплен при помощи упругого элемента на основании корпуса, зубчатая передача взаимодействует с основанием корпуса, корпус укреплен на поворотной подставке, разгрузочный демпфер выполнен в виде кронштейна с профилированной канавкой, жестко связанным со стойкой с возможностью поворота вокруг нее, причем канавка взаимодействует через упругий фиксатор с основанием корпуса, а узел хроматографического разделения содержит n-барабанов, укрепленных на осях коаксиально друг к другу, n-трубок, намотанных на барабаны, и 2n-магистралей подачи и отвода растворов, соединенных с трубками как последовательно так и параллельно, при этом n четное число. The problem is solved in that a planetary centrifuge for countercurrent chromatography, comprising a housing, a hollow shaft placed therein, interacting with the engine, a supporting disk mounted on the shaft, a chromatographic separation unit mounted on axes mounted on the supporting disk with rotation and connected to gear, equipped with a balancing system, a swivel stand, and an unloading damper, while the balancing system is made in the form of a rack mounted inside the shaft coaxially on In addition to the housing in a spherical support and a hinged suspension mounted on the upper end of the rack and connected to the shaft, the motor rotor is installed coaxially on the outside of the shaft of the rack, and the stator is fixed with an elastic element on the base of the housing, the gear gear interacts with the base of the housing, the housing is mounted on swivel stand, the discharge damper is made in the form of a bracket with a profiled groove rigidly connected to the rack with the possibility of rotation around it, and the groove interacts through the third retainer with the base of the housing, and the chromatographic separation unit contains n-drums mounted on axes coaxially to each other, n-tubes wound on drums, and 2n-solution supply and drain lines connected to the tubes both in series and in parallel, this n is an even number.
Кроме того, планетарная центрифуга противоточной хроматографии снабжена защитным кожухом, выполненном в виде цилиндра с кольцевой крышкой, укрепленным на несущем диске коаксиально корпусу между стенками корпуса и барабанами узла хроматографического разделения. In addition, the countercurrent chromatography planetary centrifuge is equipped with a protective casing made in the form of a cylinder with an annular lid mounted on a carrier disk coaxially to the casing between the casing walls and the drums of the chromatographic separation unit.
На фиг. 1 представлен общий вид хроматографа в разрезе. In FIG. 1 shows a general sectional view of a chromatograph.
На фиг. 2 схема смещений планетарной центрифуги при вращении. In FIG. 2 scheme of displacements of a planetary centrifuge during rotation.
На фиг. 3 вид планетарной центрифуги в горизонтальном положении (при повороте ее на 90o).In FIG. 3 view of a planetary centrifuge in a horizontal position (when it is rotated 90 ° ).
Предложенная конструкция планетарной центрифуги для противоточной хроматографии отличается от известных ранее рядом существенных особенностей, суть которых можно пояснить следующим образом. The proposed design of a planetary centrifuge for countercurrent chromatography differs from previously known a number of significant features, the essence of which can be explained as follows.
Для расширения функциональных возможностей конструкция планетарной центрифуги содержит n барабанов, укрепленных на осях коаксиально друг другу, n трубками, намотанными на барабаны, 2n магистралями, соединенными с трубками. На каждый из барабанов можно осуществлять намотку трубок под разными углами и разными способами, а также производить подвод рабочей жидкости как по отдельности к каждому барабану, так и одновременно ко всем. Причем подвод рабочей жидкости к барабанам осуществляется без демонтажа центрифуги, а лишь путем соединения трубок с магистралями тем или другим образом. Однако, для устойчивости работы конструкции необходимо вращающимся частям центрифуги дать возможность самоустанавливаться за счет гироскопического момента (эффект волчка). To expand the functionality, the design of the planetary centrifuge contains n drums mounted on the axes coaxially to each other, n tubes wound on drums, 2n highways connected to the tubes. On each of the drums, it is possible to wind the tubes at different angles and in different ways, as well as supply the working fluid both individually to each drum, and simultaneously to all. Moreover, the supply of working fluid to the drums is carried out without dismantling the centrifuge, but only by connecting the tubes to the mains in one way or another. However, for the stability of the construction, it is necessary for the rotating parts of the centrifuge to allow self-alignment due to the gyroscopic moment (the top effect).
Данный эффект достигается предоставлением необходимых степеней свободы "ротору" центрифуги (под его ротором понимаются вращающиеся части, т.е. диск и смонтированные на нем барабаны, зубчатые шестерни и ротор двигателя). This effect is achieved by providing the necessary degrees of freedom to the "rotor" of the centrifuge (by its rotor we mean rotating parts, that is, the disk and the drums mounted on it, gear gears and the motor rotor).
В предлагаемом используется не две, а одна опора с шарнирным подвесом, который располагается в центре вращающихся масс. Шарнирный подвес позволяет диску с барабанами покачиваться относительно опоры на угол α=(2-3)° при вращении диска вокруг оси X (см. фиг. 2). В процессе разгона диска за счет воздействия центробежного момента происходит самоустановка диска с барабанами в горизонтальной плоскости. Кроме этого, шарнирный подвес смонтирован на стойке, нижний конец которой установлен при помощи сферической опоры на основании корпуса. Сферическая опора позволяет стойке с установленным на ней шарниром подвесе диском с барабанами совершать покачивания также на угол γ=(2-3)° относительно вертикальной оси (см. фиг. 2). Если диск неточно сбалансирован или возникает динамический дисбаланс и центр масс вращающихся частей сместится на величину Y от вертикальной оси, то в процессе разгона диска, за счет воздействия возникающего центробежного момента (гироскопического эффекта) произойдет поворот стойки в сферической опоре и реальный цент масс займет свое нужное (реальное) геометрическое положение. В результате воздействия центробежного момента (гигроскопического эффекта) вся система будет самоустанавливаться. Вместо вредной вибрации центральная стойка будет совершать покачивания (прицессию в сферической опоре, описывая своим верхним концом окружность). Между статором привода и корпусом установлен упругий элемент, который воспринимает момент от ротора и в то же время поддерживает всю конструкцию в вертикальном положении, причем деформируясь, он дает ей возможность покачиваться (совершать прицессию) в сферической опоре. Центрифуга для упрощения эксплуатации и расширения возможностей снабжена поворотной подставкой, которая позволяет установить ее под любым углом к горизонту (имеется в виду центральная ось вращения центрифуги) без демонтажа барабанов. Пульт управления вынесен из корпуса планетарной центрифуги.The proposed one uses not two, but one support with a hinged suspension, which is located in the center of the rotating masses. The hinged suspension allows the disk with the drums to swing relative to the support at an angle α = (2-3) ° when the disk rotates around the X axis (see Fig. 2). In the process of acceleration of the disk due to the influence of centrifugal moment, a disk with drums self-installs in a horizontal plane. In addition, the hinged suspension is mounted on a rack, the lower end of which is mounted using a spherical support on the base of the housing. The spherical support allows the rack with the disk with drums mounted on it with a hinged suspension to swing also at an angle γ = (2-3) ° relative to the vertical axis (see Fig. 2). If the disk is inaccurately balanced or there is a dynamic imbalance and the center of mass of the rotating parts is shifted by Y from the vertical axis, then during the acceleration of the disk, due to the action of the resulting centrifugal moment (gyroscopic effect), the column will rotate in the spherical support and the real center of mass will take its place (real) geometric position. As a result of the centrifugal moment (hygroscopic effect), the entire system will self-install. Instead of harmful vibration, the central pillar will wiggle (a precession in a spherical support, describing a circle with its upper end). An elastic element is installed between the drive stator and the casing, which receives the moment from the rotor and at the same time supports the entire structure in a vertical position, and, being deformed, it gives it the ability to sway (make a precession) in a spherical support. To simplify operation and expand capabilities, the centrifuge is equipped with a swivel stand, which allows you to set it at any angle to the horizontal (meaning the central axis of rotation of the centrifuge) without dismantling the drums. The control panel is removed from the body of the planetary centrifuge.
При установке центрифуги под углом к горизонтали (рассмотрим случай при угле 90o) на ее ротор начинает действовать момент, возникающий от веса подвижной части, который стремиться повернуть ротор, относительно сферической опоры. Усилие ограничивающее поворот ротора, воспринимается упругим элементом. Для данного момента предусмотрен разгрузочный демпфер. Демпфер представляет собой кронштейн, который в осевом направлении жестко связан со стойкой имеет возможность поворачиваться вокруг нее. На кронштейне профилированная канавка. Канавка кронштейна взаимодействует через упругий фиксатор с основанием корпуса. Поворачивая кронштейн вокруг оси и закрепляя упругий фиксатор в канавке, создают момент в зависимости от угла наклона центрифуги на стойку, компенсируя тем самым весовую составляющую от ее вращающейся части. Кожух-обтекатель, который укреплен на несущем диске, улучшает аэродинамические характеристики вращающейся системы и в то же время при приближении вращающегося кожуха к неподвижному корпусу, при покачивании вращающейся системы в сферической опоре в уменьшенном зазоре образуется избыточное давление воздуха, а с другой стороны, в увеличенном зазоре происходит понижение давления. Таким образом возникает восстанавливающая сила, которая также демпфирует возникающие возмущения. В планетарной центрифуге применен моментальный безколлекторный привод, ротор которого установлен непосредственно на вращающемся полом валу, без промежуточной передачи, что также ведет к снижению вибрации и шума.When installing a centrifuge at an angle to the horizontal (consider the case at an angle of 90 o ), a torque arises on its rotor, arising from the weight of the moving part, which tends to rotate the rotor relative to the spherical support. The force limiting the rotation of the rotor is perceived by the elastic element. For this moment, an unloading damper is provided. The damper is a bracket that in the axial direction is rigidly connected with the stand has the ability to rotate around it. The bracket has a profiled groove. The bracket groove interacts through the elastic retainer with the base of the housing. By turning the bracket around the axis and fixing the elastic retainer in the groove, create a moment depending on the angle of inclination of the centrifuge on the rack, thereby compensating for the weight component from its rotating part. The cowling-casing, which is mounted on the carrier disk, improves the aerodynamic characteristics of the rotating system and at the same time, when the rotating casing approaches the stationary body, when the rotating system swings in the spherical support in the reduced clearance, excess air pressure is generated, and on the other hand, in the increased the gap is a decrease in pressure. Thus, a restoring force arises, which also dampens the resulting disturbances. In a planetary centrifuge, an instantaneous brushless drive is used, the rotor of which is mounted directly on a rotating hollow shaft, without an intermediate gear, which also reduces vibration and noise.
Планетарная центрифуга для противоточной хроматографии выполнена следующим образом. Planetary centrifuge for countercurrent chromatography is as follows.
Центрифуга состоит из корпуса 1 с основанием 2, на котором установлена стойка 3 в сферической опоре 4. На верхнем (свободном) конце стойки 3 при помощи шарнирного подвеса 5 (шарнирный двухрядный подшипник) коаксиально с внешней стороны установлен полый вал 6, на котором укреплен несущий диск 7 с барабанами 8. Диск 7 с барабанами 8 установлен таким образом, что центр его масс расположен в центре шарнирного подвеса 5. С внешней стороны вала 6 коаксиально стойке 3 закреплен ротор 9 привода. Статор 10 привода через упругий элемент 11 связан с основанием 2. На корпусе статора 10 выполнен зубчатый венец 12. Барабаны 8 укреплены на осях 13, установленных на несущем диске 7 в шарнирах 14. Оси 13 барабанов 8 параллельны оси вращения несущего диска 7. Барабаны 8 через механическую (планетарную) передачу 15 взаимодействуют с зубчатым венцом 12 корпуса статора 10. Планетарная центрифуга содержит набор из нескольких (в данном случае из шести, по три с каждой стороны) пенопластовых барабанов 8, на каждый из которых намотана по спирали фторопластовые трубки 16. Материал барабанов 8 пенопласт выбран из соображений малого удельного веса, а также защита фторопластовых трубок 16 от возможного нагрева тепловым потоком воздуха от привода. Количество барабанов 8 выбирают в зависимости от проводимого эксперимента. На каждую из осей 23 размещают от1 до n барабанов 8. В верхней части барабанов 8 попарно каждого барабана закреплены соединительные втулки 17, через которые в спиральные трубки 16 осуществляется подвод и выход магистралей 18, 19, 20 и 21 (на фиг. 1 представлены магистрали только для 2-х барабанов). Разделяемую жидкость можно подводить как к каждому барабану 8 в отдельности, так и ко всем барабанам одновременно. Для того, чтобы подводящие магистрали 18 21 не пересекались во время вращения диски 7 с барабанами 8, подвод магистралей 20 и 21 в один барабан осуществляется через центральное отверстие в верхней части корпуса 1. Другие магистрали 18 и 19 запитываются через полый вал 6 и канал в стойке 3. 0по периметру несущего диска 6 закреплен кожух-обтекатель 28, выполненный в форме цилиндра с кольцевой крышкой (защитный кожух выполняет 2 функции: а - улучшает аэродинамические характеристики при вращении барабанов 8, что приводит к снижению нагрузок на привод; б защищает трубки 16, намотанные на барабаны 8 от воздействия теплового тока, который может идти от привода во время работы планетарной центрифуги). Центрифуга снабжена поворотной подставкой 23, которая крепится к основанию 2 корпуса 1. Поставка 23 выполнена таким образом, что позволяет устанавливать плоскость несущего диска 7 центрифуги под разными углами к горизонту в диапазоне от 0 до 90o. Блок управления устройством 24 выполнен в моноблочном исполнении. Пульт 25 блока управления 24 вынесен за корпус 1. На основании 2 центрифуги смонтирован разгрузочный демпфер, который включают только при наклоне центрифуги. Демпфер представляет собой кронштейн 26, который в осевом направлении жестко связан со стойкой 3 и имеет возможность поворачиваться вокруг нее. На периферийной части кронштейна 26 выполнена канавка 27. Канавка 27 кронштейна 26 взаимодействует через упругий фиксатор 28 с основанием 2. Поворачивая кронштейн 26 вокруг оси, и фиксируя упругий фиксатор 28 в канавке 27, создает момент на стойку 3, компенсируя тем самым весовую составляющую от вращающейся части планетарной центрифуги (диск с барабанами и ротором), которая возникает при наклонах центрифуги (от 0o до 90o) во время эксплуатации. При этом разгружается упругий элемент 11, поддерживающий статор 10 привода.The centrifuge consists of a housing 1 with a base 2, on which a
Планетарная центрифуга для противоточной хроматографии работает следующим образом. Planetary centrifuge for countercurrent chromatography works as follows.
По магистралям 18 и 20 заполняют неподвижной фазой трубки 16. Затем на пульте 25 блока управления 24 включают электропитание. Ротор 9, закрепленный с внешней стороны вала 6, начинает вращаться относительно статора 10. При вращении вала 6 вращается диск 7 и установленные на нем на осях 13 барабаны 8, на которых намотаны трубки 16. При этом через зубчатую передачу 15 вращение с вала 6 передается на оси 13. Таким образом барабаны 8 вращаются относительно вала 6 и осей 13. Затем в магистрали 18 и 20 подают подвижную фазу. После установления гидродинамического равновесия в потоке подвижной фазы вводят пробу. Объем вводимой пробы зависит от содержания в ней определяемых элементов и нижней границы определяемых содержаний используемой системы детектирования. Далее пропускают подвижную фазу, выделяют определяемые элементы и регенерируют трубки 16 путем пропускания промывной смеси. При этом в процессе разгона диска 7 с наполненными барабанами 8 при каждом незначительном отклонении вала 6 от вертикальной оси в зависимости от неоднородного заполнения трубок 16 барабана 8 или несимметричного заполнения трубок 16 барабанов 8 срабатывает система балансировки. Система балансировки, как было указано ранее, выполнена в виде стойки 3, установленной в шарнирной опоре 4, и шарнирного подвеса 5, установленного на верхнем конце стойки 3. Шарнирный подвес 5 расположен в центре масс и позволяет диску с барабанами 8 покачиваться относительно шарнирной опоры 4 на угол γ=(2-3)° вокруг оси X. Сферическая опора 4 позволяет стойке 3 совершать также покачивания на угол α=(2-3)° относительно вертикальной оси. Таким образом, в процессе разгона диска 7 с барабанами 8 за счет воздействия возникающего центробежного момента происходит поворот стойки 3 в сферической опоре 4 и реальный центр масс занимает свое реальное геометрическое положение, т.е. происходит самоустановка планетарной центрифуги. При установке планетарной центрифуги в горизонтальном положении несущего диска 7 (см. фиг. 1) разгрузочный демпфер в работе не участвует, т.е. кронштейн 26 не взаимодействует с упругим фиксатором 28. При необходимости работы с планетарной центрифугой под определенным углом ее установки поступают следующим образом (рассмотрим установку центрифуги в вертикальном положении несущего диска 7) (см. фиг. 3). Поворачивают корпус 1 центрифуги вместе с поворотной подставкой 23 на угол 90o. При этом отвеса подвижных частей центрифуги (полого вала 6, диска 7, барабанов 8 и т.д.) создается момент относительно опоры 4. Для того, чтобы компенсировать возникающий момент необходимо повернуть кронштейн 26 относительно штоки 3 до показателя 90o. При этом канавка 27 кронштейна 26 подожмет упругий фиксатор 28 и создаст момент в опоре 4 обратный моменту вызванному весом подвижных частей и равный ему по величине.On the highways 18 and 20, the tube 16 is filled with the stationary phase 16. Then, on the remote control 25 of the control unit 24, the power supply is turned on. The rotor 9, mounted on the outside of the shaft 6, begins to rotate relative to the stator 10. When the shaft 6 rotates, the disk 7 rotates and the
Таким образом, предложенная планетарная центрифуга для противоточной хроматографии по сравнению с прототипом позволяет расширить функциональные возможности проведения одновременно нескольких независимых процессов разделения, возможности одновременной работы узла хроматографического разделения с различными значениями параметра B (B r/R), где r радиус вращения барабанов, т. е. радиус барабана, на который намотана тефлоновая трубка, R радиус обращения барабана, т.е. расстояние между центральной осью устройства и осью вращения барабана), возможности использования трубок как при параллельном, так и при последовательном их соединении и возможности работы с трубками различной емкости (за счет изменения количества витков трубки на барабане), что достигается благодаря возможности вывода трубки в различных местах барабана, а также оптимизация разделения проб сложных по составу при проведении двух и более параллельных сравнительных экспериментов без разборки центрифуги и замены барабанов с трубками. Thus, the proposed planetary centrifuge for countercurrent chromatography in comparison with the prototype allows you to expand the functionality of simultaneously several independent separation processes, the possibility of simultaneous operation of the chromatographic separation unit with different values of the parameter B (B r / R), where r is the radius of rotation of the drums, t. e. the radius of the drum on which the Teflon tube is wound, R is the radius of rotation of the drum, i.e. the distance between the central axis of the device and the axis of rotation of the drum), the possibility of using tubes both in parallel and in series, and the ability to work with tubes of different capacities (by changing the number of turns of the tube on the drum), which is achieved due to the possibility of outputting the tube in various places of the drum, as well as optimization of separation of samples of complex composition when conducting two or more parallel comparative experiments without disassembling the centrifuge and replacing the drums with tubes.
Конструкция центрифуги позволяет по сравнению с прототипом повысить надежность и эффективность разделения проб за счет снижения вибрации с одновременным увеличением скорости вращения барабанов с трубками, а также снизить ее вес. The design of the centrifuge allows, in comparison with the prototype, to increase the reliability and efficiency of separation of samples by reducing vibration while increasing the speed of rotation of the drums with tubes, and also to reduce its weight.
Предложенная конструкция центрифуги позволяет установить барабаны под любым углом к горизонтальной плоскости без ее разборки. The proposed centrifuge design allows you to set the drums at any angle to the horizontal plane without disassembling it.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU94044940A RU2084263C1 (en) | 1994-12-20 | 1994-12-20 | Planetary centrifuge for counter-current chromatography |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU94044940A RU2084263C1 (en) | 1994-12-20 | 1994-12-20 | Planetary centrifuge for counter-current chromatography |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU94044940A RU94044940A (en) | 1996-10-27 |
| RU2084263C1 true RU2084263C1 (en) | 1997-07-20 |
Family
ID=20163393
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU94044940A RU2084263C1 (en) | 1994-12-20 | 1994-12-20 | Planetary centrifuge for counter-current chromatography |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2084263C1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003086639A3 (en) * | 2002-04-05 | 2004-02-12 | Univ Brunel | Centrifuge |
| CN103736296A (en) * | 2013-12-30 | 2014-04-23 | 浙江大学 | Double-column circulating separation system and method for preparing high-purity tanshinone compound |
| RU2643539C1 (en) * | 2016-12-02 | 2018-02-02 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Method of fractioning polydisperse mixtures of nano- and micro particles |
| CN110327660A (en) * | 2019-07-23 | 2019-10-15 | 汕头大学 | A kind of dip-adjustable type counter-current chromatograph drive mechanism |
-
1994
- 1994-12-20 RU RU94044940A patent/RU2084263C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 1. Патент США N 4714554, кл. B 01 D 15/08, 1987. 2. Патент США N 4753734, кл. B 01 D 15/08, 1988. 3. Патент США N 4615805, кл. B 01 D 15/08, 1986. * |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003086639A3 (en) * | 2002-04-05 | 2004-02-12 | Univ Brunel | Centrifuge |
| US7351333B2 (en) | 2002-04-05 | 2008-04-01 | Brunel University | Centrifuge |
| CN103736296A (en) * | 2013-12-30 | 2014-04-23 | 浙江大学 | Double-column circulating separation system and method for preparing high-purity tanshinone compound |
| CN103736296B (en) * | 2013-12-30 | 2015-12-30 | 浙江大学 | A kind of twin columns circulation separation system and method thereof preparing tanshinone compound |
| RU2643539C1 (en) * | 2016-12-02 | 2018-02-02 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Method of fractioning polydisperse mixtures of nano- and micro particles |
| CN110327660A (en) * | 2019-07-23 | 2019-10-15 | 汕头大学 | A kind of dip-adjustable type counter-current chromatograph drive mechanism |
| CN110327660B (en) * | 2019-07-23 | 2021-07-13 | 汕头大学 | Transmission structure of counter-current chromatograph with adjustable inclination angle |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU94044940A (en) | 1996-10-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5256037A (en) | Self balancing motor | |
| CA1195234A (en) | High speed preparative countercurrent chromatography with a multiple layer coiled column | |
| US3856669A (en) | Elution centrifuge-apparatus and method | |
| KR960037950A (en) | Centrifugal dehydrator | |
| CA1327556C (en) | Centrifuge drive and support assembly | |
| US7435211B2 (en) | Ball balancer for vertical rotor and centrifuge | |
| JPH09187597A (en) | Drum washing machine | |
| SE507107C2 (en) | Centrifugal separator with maximum load start | |
| JPH08215473A (en) | Washing tank of drum type washing machine | |
| JPS5817858A (en) | Centrifugal separator treating liquid | |
| RU2084263C1 (en) | Planetary centrifuge for counter-current chromatography | |
| US5425698A (en) | Centrifugal separator with flexibly suspended restrainable bowl | |
| US4228009A (en) | Toroidal coil planet centrifuge | |
| WO2021163146A1 (en) | Suspensionless laundry apparatuses and methods of balancing a laundry apparatus | |
| US4321138A (en) | Method and apparatus for preparative countercurrent chromatography employing a rotating column assembly | |
| RU2684389C1 (en) | Washing machine and balancing ring for the washing machine | |
| WO2017029910A1 (en) | Rotation-driving system support structure provided with ball balancer | |
| BRPI0716798B1 (en) | CENTRIFUGER WITH A HORIZONTAL ROTATION AXLE ROTOR | |
| RU2148438C1 (en) | Centrifuge | |
| US4182678A (en) | Micro-scale countercurrent chromatograph | |
| US5104531A (en) | Cross-axis synchronous flow through coil planet centrifuge for large scale preparative countercurrent chromatography | |
| JPH07114875B2 (en) | Unbalance correction device | |
| US6295678B1 (en) | Method for pre-balancing a rotating drum having a temporarily shifting unbalance | |
| CN101676715A (en) | High-speed countercurrent chromatograph with vibration damping configuration and preparation method thereof | |
| RU2126722C1 (en) | Planetary centrifuge for countercurrent chromatography |