Вакуумная ультрацентрифуга

 

ВАКУУМНАЯ УЛЬТРАЦЕНТРИФУГА, содержащая вакуумированный цилиндрический корпус, размещенный внутри него ротор и шпиндель с приводом, отличающаяс я тем, что, с целью повышения производительное- . ти и надежности в работе, ротор связан со шпинделем посредством сильфона , при этом шпиндель выполнен полым и установлен в корпусе на газовом подшипнике в вакуумных уплотнениях . (Л с: 05 со 4 00

(19) (11) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ЫЯ) В 04 В 7 02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЙ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3437058/28-13 (22) 13. 05.82 (46) 30. 12. 83, Бюл. 9 48 (72) В. П. Иванов (71) Научно-исследовательский институт прикладной математики и кибернетики при Горьковском государственном университете им. Н.M. Лобачевского (53) 66. 067. 57 (088,8) (56) 1. авторское свидетельс TBQ СССР

М 839580, кл. В 04 В 3/00, 1978.

2.Патент CB)A 9 4226359, кл. В 04 В 9/04, опублик. 1980 (прототип). (54) (57) ВАКУУМНАЯ УЛЬТРАЦЕНТРИФУГА, содержащая. вакуумированный цилиндрический корпус, размещенный внутри него ротор и шпиндель с приводом, отличающаяс ятем,что, с целью повышения производительности и надежности в работе, ротор связан со шпинделем посредством сильфона, при этом шпиндель выполнен полым и установлен в корпусе на газо вом подшипнике в вакуумных уплотне— ниях, 1063468

Недостатком такой ультрацентрифуги является то, что она периодического действия и оснащена вспомогательным вакуумным насосом, откачивающим воздух и корпуса ультрацентрифуги. Кроме того, в связи с жесткой установкой ротора на шпинделе, усложняется его балансировка, в подшипниковых опорах. возникают значительные динамические нагрузки, снижающие срок, службы и надежность конструкции и не позволяющие увеличивать скорость вращения ротора, а следовательно, производительность центрифуги„

Цель изобретения — повышение производительности и надежности в работе.

Изобретение относится к центрифугостроению и может быть использовано в химической, медицинской и других отраслях промышленности, преимущественно для исследования разделения высокодисперсных, в основном биологических, систем и полимеров.

Известна фильтрующая центрифуга, содержащая корпус, привод, консольно

yñòàHîâëåHíûé на валу ротор, питающее устройство, сборник для жидкой и твердой фаэ и подшипниковые опоры.

Одна иэ подшипниковых опор размещена концентрично верхней части ротора и содержит кольцевой бандаж с перфорированной внутренней поверхнос- 15 тью, установленный с зазором относительно стенки ротора. В процессе це н трифугиров ания воэ ник ающие. динамические нагрузки уравновешиваются напором воздуха, находящегося в 2(» зазоре между опорой и ротором, одновременно этот слой сжатого воздуха .является подшипником с газовой смазкой, позволяющим повысить окружные скорости ротора (1) 25

Недостаток данной центрифуги состоит в том, что при вращении ротора, находящегося под атмосферным давлением, возникают большие динамические и тепловые нагрузки, что не дает возможности достигнуть высоких скоростей вращения ротора и повысить качество разделения смеси, Наиболее близкой к предлагаемой является вакуумная ультрацентрифуга содержащая вакуумный цилиндрический корпус,, размещенный внутри него .ротор и шпиндель с приводом.

Ротор уль траце нтрифуги жестко 40 закреплен на шпинделе, установленном в подшипниковом узле. Рядом с корпусом .размещено вакуумное уплотнение, удаленное от шпинделя. Во время работы ультрацентрифуги ротор- 45 ная камера и корпус находятся в разреженной окружающей среде j2) Поставленная цель достигается тем, что в вакуумной ультрацентрифуге, содержащей вакуумированный цилиндрический корпус, размещенный внутри него ротор и шпиндель с приводом, ротор связан со шпинделем посредством сильфона, при этом шпиндель выполнен полым и установлен в корпусе на газовом подшипнике в вакуумных уплотнениях.

На чертежю схематично изображена вакуумная ультрацентрифуга, продольный разрез °

Вакуумная ультрацентрифуга содержит вакуумированный цилиндрический корпус 1, состоящий иэ трех частей: рабочей 2,опорной 3 и камеры 4 отбора с устройствами для подачи разделяемой смеси и отбора фракций (последние не показаны) . Внутри рабочей части 2 корпуса размещен ротор 5, который упруго соединен посредством сильфона б со шпинделем 7, выполненным полым. Шпиндель 7 установлен в опорной части 3 корпуса на газовом подшипнике с вакуумными уплотнениями 8 и 9.

Вакуумное уплотне ние 8 между рабочей 2 и опорной 3 частями корпуса представляет собой динамическое уплотнение, образованное нанесенными на внутреннюю поверхность опорной части 3 корпуса винтовыми каналами, обеспечивающими воэможнос ть откачивания воздуха из внутренней полости корпуса. Вакуумное уплотнение 9 между опорной частью 3 корпуса и камерой 4 отбора выполнено в виде щелевого или лабиринтного уплотнения.

Опорная часть 3 корпуса снабжена кольцевыми проточками 10 и 11 и имеет систему жиклеров для подачи сжатого газа (воздуха) между опорной частью 3 корпуса и шпинделем 7 и создания поддерживающей шпиндель газовой подушки. Кольцевые проточки 10 и 11 соединены с отверстиями

12 и 13 в опорной части корпуса для сброса в атмосферу отработанного газа. На шпинделе 7 выполнен кольцевой опорный выступ 14, входящий с зазором в кольцевую проточку 15 опорной части 3 корпуса.

Кроме того, шпиндель 7 снабжен приводом (не показан) .

Вакуумная ультрацентрифуга работает следующим образом.

При включении привода ультра центрифуги вращение ротору 5 передается через шпиндель 7 и сильфон б, В рабочей части 2 корпуса создается . в акуум э а сче т уплотнения 8, выполняющего роль форвакуумного насоса и создающего перепад давлений от атмосферного до 10 — 10 Па,что достаточно для работы вакуумной

1063468!

15

25

Составитель В. Деханов

Редактор Н. Бе эродная Техред Л. Пилипенко

Коррек.тор И, Муска

Заказ 10385/9 Тираж 579

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Филиал IKII Патент, r.ужгород, ул. Проектная,4 ультрацентрифуги. Шпиндель 7 вращается.в опорной части 3 корпуса.

Разделяемая смесь поступает через шпиндель 7 и сильфон б в полость ротора 5, при вращении которого в нем происходит разделение на фракции, которые отбираются иэ ротора 5 через сильфон б и шпиндель 7 в камеру 4 отбора.

Качество разделения смеси повышается при увеличении скорости вращения ротора. Достижению высоких сКоростей вращения способствует вакуумирование рабочей части.2 корпуса динамическим уплотнением 8, которое уменьшает давление в этой части корпуса до 10 — 10 Па от атмосферы на выходе у отверстия 12, что позволяет ультрацентрифуге работать без дополнительных средств откачки.

Соединение ротора со шпинделем 7 посредством сильфона 6 повышает надежность конструкции, так как при работе ультрацентрифуги ротор 5 самоцентрируется, чем и достигается уменьшение динамических нагрузок на шпиндель 7. Кроме того, такая подвеска ротора позволяет не производить тщательную балансировку ротора.

Предлагаемая вакуумная ультра центрифуга позволяет через полый шпиндель и сильфон непрерывно подавать в ротор 5 разделяемую смесь и отбирать ее фракции, что повышает ее производительность. Благодаря щелевому или лабиринтному уплотнению 9 атмосферой и камерой 4 отбора процесс разделения можно вести при наиболее выгодном давлении в полос ти ротора 5 вакуумной ультрацентрифуги. Это уплотнение дает возможность разделения агрессивных сред без риска прорыва их в атмосферу.

При исполЬэовании предлагаемой вакуумной ультрацентрифуги повышается производительность разделения смесей эа счет непрерывности разделения и эа счет воэможности регулирования давления в полости ротора и повышение надежности в связи с самоцентрированием и исключением попадания частиц разделяемой смеси на трущиеся части за счет того, что

Смесь проходит внутри сильфона и шпинделя .

Экономический эффект от использования изобретения составит

100000 руб. в год.