Центрифуга

 

СООЗ СОВЕТСКИХ

СОЦ ЗАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК..SU„„3 050753 А

3(59 В 04 В

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

По ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОтНРЪТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н ввтссснсвн сввнтвсъствт (21) 3450757/28-13 (22) 24.06.82 (46) 30.10.83. Вюл. 9 40 (72) !О.A. Лотц и A H. Самбурский (71) Специальное конструкторское бюро биофизической аппаратуры

"Союзнаучприбор" (53) 66.067.55.62-52(088.8) (56) 1. Патент США Р 3075424, кл. 74-573, опублик. 1963.

2. Патент Японии Р 55-47938, кл. В 04 В 9/14, 1980 (прототип). (54)(57) ЦЕНТРИФУГА, содержащая устройство автоматической балансировки, включающее механизм радиального перемещения балансировочного груза, который соединен с одним из серводвигателей, подключенных через щеточный узел к выходу устройства управления, вход которого соединен с датчиком вибраций ротора, связанного посредством вала с приводом, о т л н ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения надежности и упрощения конструкции, она снабжена механизмом углового перемещения балансировочного груза, соединенным с другим серводви ателем, а устройство управления снабжено. экстремальным регулятором, задатчиком времени, пороговым элементом, блоком отключения щеточногс узла, датчиком частоты вращения, который связан с приводом, узлом управления приводом и тремя элементами И, выход первого из.которых соединен с одним из входов экстремального регулятора, а выходы второго и третьего - с узлом управления приводом, причем датчик вибраций через поро- pg говый элемент соединен с устройством отключения щеточного узла и с одним из входов всех элементов И, а датчик частоты вращения соединен с другим из входов первого и второго элементов И непосредственно и с Я другим входом третьего элемента И через задатчик времени.

1050753

Изобретение относится к меди цинской технике и может найти применение в биологии, медицине, биохимии и других областях при . разделении различных веществ в центробежных полях.

Известна центрифуга, в которой гибкий вал соединяет шпиндель с ротором, а электродвигатель имеет эластичную подвеску к корпусу центрифуги 1).

Известное устройство неэффективно .при больших дисбалансах ротора и докритических частотах вращения.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемому является центрифуга, содер: ащая устройство автоматической балансировки .включающее механизм радиального перемещения балансировочного груза, который соединен с одним иэ серводвигателей, подключенных через щеточный узел к выходу устройства управления, один вход которого соединен с датчиком вибраций ротора, связанного посредством вала с приводом, а другой — с логическим блоком (2 ).

Недостатком известной центрифуги является ее сложность, отсутствие устройства отсоединения щеточного узла после окончания уравнове1.1нвания, что приводит к преждевре= менному износу щеток и коллектора.

В известной центрифуге невозможно принудительное торможение в том случае, если дисбаланс ротора настолько велик, что устройство автоматической балансировки не . может его скомпенсировать.

Цель изобретения — повышение надежности и упрощение конструкции °

Поставленная цель достигается тем, что центрифуга, содержащая устройство автоматической балансировки, включающее механизм радиального перемещения балансировочного груза, связанного с одйим иэ серводвигателей, соединенных через щеточный узел с выходом устройства управления, с одним входом которого связан логический блок, а с другим - датчик вибраций ротора, а также устройство автоматической балансировки соединенное посредством вала с приводом, снабжена механизмом углового перемещения балансировочного груза, соединенным с другим серводвигателем,.а устройство упРавления снабжено экстремальным регулятором, задатчиком времени, пороговым элементом, блоком отключения щеточного узла, датчиком частоты вращения, связанным с приводом, узлом управления приводом и тремя логическими элементами И, выход первого иэ которых соединен

5 с одним из входов экстремального регулятора, а выходы второго и третьего — с узлом управления приводом, причем датчик вибраций через пороговый элемент соединен с устройством отключения щеточного узла и с одним из входов всех логических элементов И, а датчик частоты вращения соединен с другим из входов первого и второго логических элементов И непосредственно и с другим входом третьего логического элемента И через эадатчик времени.

На фиг. 1 изображена центрифуга с устройством автоматической балан I5 сировки, общий вид; нщ фиг. 2 структурная схема устройства управления центрифугой.

На ьалу 1 привода 2 размещена механическая часть устройства 3 автоматической балансировки и ротор

4 с качающимися стаканами 5. Привод 2 закреплен на основании 6, которое через эластичные элементы 7 соединено с корпусом д центрифуги.

Устройство 3 автоматической балансировки включает механизм радиального перемещения, состоящий из ходового винта 9, с размещенным на нем балансировочным грузом 10. С.ходовым винтом 9 соединен серводвигатель радиального перемещения. Последний совместно с ходовым винтом 9 закреп. лен на втулке 12, выполненной в виде червячного колеса, соединенного с чеРвяком 13. ЧеРвяк 13 закреплен на валу серводвигателя 14 углового перемещения. Червячное колесо, червяк 13 и серводвигатель 14 образуют механизм углового перемещения. Серводвигатель 11 и 14 элек4О трически соединены с вращающейся частью щеточного узла 15. Щеткодержатель 16 соединен с устройством отключения щеточного узла 15, в качестве которого может быть исполь45 эован тяговый электромагнит. Щеткодержатель 16 выполнен с возможностью продольного перемещения и снабжен возвратной пружиной 17. Датчик 18 вибраций связан с приводом 2. Уп->

50 равление центрифугой осуществляет логический блок 19. Выходы экстремального регулятора 20 через щеточный узел 15 и щеткодержатель 16 подключены к серводвигателям 11 и

55 14. Такой регулятор может быть выполнен по одной из известных схем. Пороговый элемент 21 уровня вибраций соединен с входами логических элементов И 22-24 и тяговым электромагнитом устройства отключения щеточного узла 15. Выход логического элемента 22 соединен с одним из входов регулятора 20, к другому входу которого подключен датчик 18 вибраций. Последний

1050753 через пороговый элемент 21 соединен с устройством отключения щеточного узла 15.с одним из входов логических элементов 22-24. Датчик

25 частоты вращения соединен с ,другим из входов логических эле .ментов 22 и 23 непосредственно, а с другим входом логического элемента 24 через задатчик 26 времени.

Выходы логических элементов 23 и 24 подсоединены к блоку 27 управления приводом 2.

Центрифуга работает следующим образом.

Пусть ротор 4 неуравновешен, груз 10 смещен из состояния pasновесия и начат разгон ротора 4 центрифуги до заданной частоты вращения. При достижении ротором 4 в процессе разгона частоты вращения, меньшей первой критической частоты, срабатывает датчик 25 частоты вращения и сигнал с его выхода поступает на вход задатчика 26 времени и логических элементов И

22 и 23. Если при этом уровень вибраций вращающихся частей центрифуги, измеряемый датчиком 18 вибраций, превышает заданный, срабатывает пороговый элемент 21 уровня вибраций, выходной сигнал которого поступает на вторые входы логических элементов И 23 и 22, на вход логического элемента И 24 и на тяговый электромагнит. При этом по сигналу с выхода логического элемента И 22 начинает работать экстремальный регулятор 20, по сигналу с выхода логического элемента И 23, поступающему на узел управления приводом, прекращается дальнейший разгон ротора 4 центрифуги, а тяговый электромагнит обесточивается. В результате щеткодержатель 16 смещается в продольном направлении под воздействием. возвратной пружины 17 и начинает работать щеточный узел 15. Одновременно начинается отсчет интервала времени; длительность которого определяется задатчиком 26 времени.

Экстремальный регулятор 20 осуществляет поиск минимума уровня вибраций вращающихся частей центрифуги путем:включения через щеточный узел 15 одного из серводвигателей

11 и 14 либо обоих серводвигателей 11 и 14. В результате осуществл. ется радиальное угловое перемещение груза 10, либо груз 10 перемещается в обоих направлениях. перемещение груза 10 происходит

5 до тех пор, пока не будет достигнут заданный минимальный уровень вибраций, Длительность интервала времени, задаваемого задатчиком 26, выбирают исходя из быстродействия регулятора 20. Это обеспечивает нахождение минимального уровня вибраций за время меньшее, чем указанный интервал.

При работе экстремального регуля. тора 20 возможны ситуации.

15 Уровень вибраций, измеряемых датчиком 18 вибраций, снизился ниже порога, определяемого пороговым элементом 21 уровня вибраций.

В этом случае пороговый элемент

Я 21 уровня вибраций возвращается в исходное состояние. В результате этого выходной сигнал логического элемента И 22 включает экстремальный регулятор 20, выходной сигнал

25 логического элемента И 23 разрешает дальнейший разгон центрифуги, срабатывает тяговый электромагнит, размыкая щеточный узел 15, Ввиду отсутствия сигнала на втором входе логического элемента И 24, окончание интервала времени, задаваемого задатчиком 26 времени, не приведет к переводу центрифуги в режим торможения.

Уровень вибраций, измеряемых датчиком 18 вибраций, не снизился ниже порога, определяемого пороговым элементом 21 уровня вибраций. Эта ситуация возникает в том случае, если дисбаланс ротора 4 превышает компенсирующие возможности груза 10.

В этом случае, после окончания интервала времени, задаваемого задатчком 26 времени, появляется

45 сигнал на выходе логического элемента И 24, который поступает на узел управления приводом и приводит центрифугу в режим торможения. Сдновременно включается акустическая

50 и световая сигнализация, предупреждающая о превышении допустимого дисбаланса.

В результате реализации предлагае" мого технического решения повышается

55 надежность и одновременно упрощается

:конструкция центрифуги.

1050753

ВНИИПИ Заказ 10814 Тираж 579 Подписное

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä,óë.Ïðîåêòíàÿ,4