Привод центрифуги

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскик

Социалистических

Республик н»745546

К АВТОРСКОМУ. СВИДЕТЕЛЬСТВУ

-В: ..— Ж вЂ”. =(6! ) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 070678 (2l) 2625S90/2З-у3 (51)РД. Кл,2

В 04 В 9/08 с присоединением заявки Но

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 0707.80. Бюллетень ¹ 25 (53) УДК 66.067. q7 (088.8) Дата опубликования описания 10. 07, 80 (72) Авторы изобретения

В, В. Маклянский, A. И. Ульянов и Г. В. ДеМьяненко

Специальное конструкторское бюро биофиэической аппаратуры

Министерства приборостроения, средств автоМатизации и систем управления СССР (71 ) Заявитель (54) ПРИВОД ЦЕНТРИФУГИ

Иэрбретение относится к технике препаративного и зонального центрифугирования органических и неорганических полимеров, суспенэнй и вэвесей в больших объемах и относительно больших центробежных полях и может быть испоЛьзовано при проведении научно-исследовательских работ в биологии; химии, бактериологии, вирусологии и медицине.

При разделении в центрифугах в больших органических и неорганическиХ полимеров, белков и различных суспензий необходимо соблюдать температурный режим, т. е. ограничить приток 1з тепла от вращающихся элементов привода (подшипников) к ротору.

Для обеспечения температурного режима в роторах, используемых в центрифугах за рубежом фирмами Beckman (CttlAg()

Sorvat (CllA), Hitachi (Япония) и в

СССР, создаются рефрижераторные центрифуги с холодильными агрегатами.

В рефрижераторных центрифугах с роторами больших объемов для обеспечения заданного температурного режима, например ограннчеиие нагрева ротора до т. = 2 С, требуются очень мощные о холодильные агрегаты, размеры которых соизмеримы с размерами самой центри; 30

2 фуги. В связи с этим необходимо иМеть конструкции приводов, в которых шпйндельные узлы центрифуг позволяли Щя ограничить приток .тепла от подшипников к ротору.

В Известных устройствах ограниЧЕние притока тепла рт подшипников происходит за счет интенсивного их оХ лаждения. Поэтому они требуют обязательно масляной системы или необходимости в циркуляции какой-либо охлаждающей среды через рубашку, окружающую подшипники. Кроме того, использование масляной системы требует наличия специальных уплотнениф для быстро вра щающихся валов, что конструктивно сложно, а.ийогда и не приемлещо.

Наиболее близким и предложенноМу по технической сущности и достигае» мому положительному эффекту является, привод центрифуги, содержащий стаКан, расположенный внутри него вал ротора с укрепленнйм на его нижнем конце шкивом и размещенные внутри стакана верхний и нижний подшипники, смойти рованные на валу, и насос для смазки верхнего подшипника.

В нем имеется также эначительнвя теплопередающая поверхность, котора%

74554 находится в тепловом контакте с маслбм, смазывающим и охлаждающим поНшипник. Теплопередающая поверхность в свою очередь охлаждается потоком воздуха. В результате температура шпинделя при частоте вращенйя ri =

5000 об/мнн не превышает комнатной (1).

Однако в данном устройстве наличие масляной системы усложняет конструк цию и требует примене ния "уйл« отн е н«ий.

KQoMe того, невозможна работа при больших оборотах, так как подшипникам требуется ограниченное количество смаэки и, следовательно, интенсивность отвода тепла сразу уменьшится. 15

Цель изобретения — уменьшение теплоцередачи от подшипников к валу и снижение таким образом энергозатрат на центрифугирование.

Поставленная цель достигается тем,, ф что внутри стакана с кольцевым зазором установлен барабан, имеющий верхнюю и нижнюю полуоси, смонтированные на валу с зазором. Верхний и нижний подшипники расположены между полуосями и стенкой стакана, при этом внутри " барабана размещены дополнительные под -шййники и нижняя полуось барабана. связана ео шкивом при помощи предохран«ительного устройства. Стакан имеет отверстия для подвода и отвода ох- ЗО лаждающего воздуха, а на наружной поверхности барабана выполнейа винтовая нарезка с образованием винтового канала для прохода воздуха;---"-""---- --»---"

На чертеже схематично изображен предложенный привод, разрез..

Привод центрифуги содержит стакан . 1, расположенный внутри него вал 2 ротора 3 с укрепленным на его нижнем конце шкивом 4, установленный внутри 4О стакана с кольцевым зазором барабан

5, имеющий верхнюю и нижнюю полуоси б и 7, смонтированные на валу с зазором S, верхний и нижний подшипники 8 и 9, расположенные между полуосями и 45 стенкой стакана, и дополнительные подшипники 10 и 11, размещенные внутри барабана.

Нижняя полуось 7 барабана связана со шкивом 4 при помощи предохранительного устройства, например штифта

12.

Стакан имеет отверстия 13 и 14 для подвода и отвода охлаждающего воздуха, а на наружной поверхности барабана

BbIIIoJIHeHa винтовая нарезка 15 с обра-. зованием винтового канала для прохода воздуха. Барабан имеет крышку lб "«

Привбд центрифуг«й работает следующим образом.

Вращение со шкива 4, жестко связан-ф) ного с валом 2,. передается через пре:дохранительный штифт 12 на полуось 7 барабана 5. При,этом вал 2 и барабан

5 с крыакой 16 вращаются совместно с одинаковой частотой и в одном направ- б5 б ленни в подшипниках 8 и 9. Подшипники

10 и 11, в которых установлен вал 2, отключены, так как их наружные и внутренние кольца вращаются в одном награвлении с одинаковой частотой и церемещЕния шариков относительно этих колец не происходит. Таким образом вал 2

1 связан с барабаном 5 через неподвижные шарики подшипников 10 и 11, что обеспечивает точечный тепловой контакт вала 2 с вйутр«енне«й поверхностью барабана 5.

Тепло, выделяющееся с вращающихся с большой частотой подшипников 8 и

9, передается на центрифугируемый препарат 17 через стенку барабана

5, неподвижные шарики подшипников 10 и 11, имеющие минимальный тепловой контакт,.а следовательно, и плохую теплопроводность, вал 2 и ротор 3.

Между внутренними поверхностями полуосей барабана 5, крышки 16 и концами вала 2 имеется гарантированный зазор S„ в котором находится воздух, теплопроводность которого также мала. Таким образом, вал 2, контактирующий с ротором 3 и центрифугируемым препаратом 17, теплоизолирован от подшипников 8 и 9, в которых происходит вращение. Для снятия тепла со стенок барабана 5 на наружной поверхности его выполнена винтовая нарезка, которая засасывает окружающий воздух через боковые отверстия

13 в стакане 7, прогоняет его через зазор между внутренней стенкой стакана 1 и наружной поверхностью барабана 5 и выбрасывает в атмосферу через отверстия 14. В случае выхода подшипников 8 и 9 иэ строя срезается предохранительный штифт 12. При этом барабан 5 останавливается, так как псдшипники 8 и 9 разрушены и IIpataeние ротора 3 с валом 2 происходит в подшипниках 10 и 11, которые в этом случае работают как аварийные и исключают поломку вала ротора, масса которого достигает 30 кг при частоте вращения n = 21000 об/мин.

Предлагаемый привод в связи с уменьшением уеплопередачи от подшипников к валу, контактирующему с центрифугируемам препаратом, позволяет заменить дорогостоящий высокочастотный привод со шпинделем на гидродинамических подшипниках более дешевым и простым по конструкции механическим приводом, что значительно снижает стоимость рефрижераторной центрифуги за счет отсутствия маслосистемы, упрощения электрических схеМ и конструкции блоков питания и управления.

Значительно уменьшаются габариты и масса центрифуги. Наличие в приводе центрифуги предохранительного устройства, установленного на ступице стакана, обеспечивает безопасность оператора и исключает поломку центрифуI

745546

Формула изобретения

Составитель Г. Лошкарева

Редактор С. Тараненко ТехредЖ. Кастелевич КорректоРМ. Шароши уираж 664 Подписное цИИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 4050/3

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 гн и ротора при выходе подшипников из строя.

Привод центрифуги, содержащий 5 стакан, расположенный внутри него вал ротора с укрепленным на его нижнем конце шкивом и размещенные внутри стакана верхний и нижний подшипники, о т л и ч а ю щ,и и с я тем, что, с целью уменьшения теплопередачи от йодшипников к валу и снижения таким образом энергозатрат на центрифугирование, внутри стакана с кольцевым зазором установлен барабан, имеющий верхнюю и нижнюю полуоси, смонтированные на валу с зазором, верхний и нижний подшипники располо жены между полуосями и стенкой стакана, при этом внутри барабана размеще ны дополнительные подшипники и нижняя полуось барабана связана со шкивом при помощи предохранительного устрой- ства, причем стакан имеет отверстия для подвода и отвода охлаждающего воздуха, а на наружной поверхности барабана выполнена винтовая нарезка с образованием винтового канала для прохода воздуха.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Англии Р 1273639, кл. В 2 Р, опублик. 1972, (прототип),