Ультрацентрифуга

 

Изобретение относится к центрифугам и может быть использовано в медицинской, химической и других отраслях промышленности. Цель изобретения - снижение энергозатрат приводом ротора за счет изменения геометрии рифлей в процессе работы центрифуги. Ультрацентрифуга содержит корпус 1, связанный с вакуумной системой и состоящий из цилиндрической оболочки 2 и плоских торцовых крышек, внутри корпуса установлен ротор 5. В кольцевом зазоре между корпусом и ротором образованы рифли для отвода молекул газа. Рифли обрзованы стойками 6 и 7, расположенными в вершинах двугранных углов по концентрическим окружностям, и эластичной лентой 8, натянутой на эти стойки. При этом стойки 6, расположенные на окружности меньшего диаметра, установлены неподвижно, а стойки 7 на окружности большего диаметра снабжены устройством для изменения величины двугранных углов, состоящим из двух связанных между собой поворотных колец 9, расположенных у торцовых крышек корпуса и имеющих радиальные прорези для размещения подвижных стоек 7. Торцовые крышки корпуса имеют направляющие пазы для свободного размещения в них концов указанных стоек и их перемещения по касательной к окружности меньшего диаметра, на которой расположены неподвижные стойки 6. Во время работы ультрацентрифуги в ротор подается смесь для разделения на фракции и последующего их вывода, а с помощью поворотного устройства можно изменять величину двугранных углов рифлей для уменьшения аэродинамического сопротивления остаточного газа вращению ротора. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

1 11 4 В 04 В 7 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4312166/31-13 (22) 05.10.87 (46) 07.11.89. Бюл. № 41 (71) Научно-исследовательский институт прикладной математики и кибернетики при Горьковском государственном университете им. Н. И. Лобачевского (72) В. П. Иванов, В. Н. Христачев и Н. К. Шарыгина (53) 66.067.57 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 908410, кл. В 04 В 7/00, 1979. (54) УЛЪТРАЦЕНТРИФУГА (57) Изобретение относится к центрифугам и может быть использовано в медицинской, химической и других отраслях промышленности. Цель изобретения — снижение энергозатрат приводом ротора за счет изменения геометрии рифлей в процессе работы центрифуги. Ультра центрифуга содержит корпус 1, связанный с вакуумной системой и состоящий из цилиндрической оболочки 2 и плоских торцовых крышек. Внутри корпуса установлен ротор 5. В кольцевом зазоре между корпусом и ротором образованы риф„„Я0„„1519778 A 1 ли для отвода молекул газа. Рифли образованы стойками 6 и 7, расположенными в вершинах двугранных углов по концентрическим окружностям, и эластичной лентой 8, натянутой на эти стойки. При этом стойки 6, расположенные на окружности меньшего диаметра, установлены неподвижно, а стойки 7 на окружности большего диаметра снабжены устройством для изменения величины двугранных углов, состоящим из двух связанных между собой поворотных колец 9, расположенных у торцовых крышек корпуса и имеющих радиальные прорези для размещения подвижных стоек 7. Торцовые крышки корпуса имеют направляющие пазы для свободного размещения в них концов указанных стоек и их перемещения по касательной к окружности меньшего диаметра, на которой расположены неподвижные стойки 6.

Во время работы ультрацентрифуги в ротор подается смесь для разделения на фракции и последующего их вывода, а с помощью поворотного устройства можно изменять величину двугранных углов рифлей для уменьшения аэродинамического сопротивления остаточного газа вращению ротора. 3 ил.

1519778

Формула изобретения

50

Изобретение относится к центрифугам и может быть использовано в медицинской, химической и других отраслях промышленности.

Цель изобретения — снижение энергозатрат на привод ротора за счет уменьшения аэродинамических нагрузок на ротор, путем подбора оптимальной геометрии рифлей в процессе работы центрифуги.

На фиг. 1 изображены ультрацентрифуги, продольный разрез; на фиг. 2 — сечение

А- А на фиг. 1; на фиг. 3 — в увеличенном масштабе части ультрацентрифуги в сечении А — -А.

Ультрацентрифуга содержит вакуумированный корпус 1, состоящий из цилиндрической оболочки 2 и плоских торцовых крышек 3 и 4, и установленный внутри него ротор 5.

В кольцевом зазоре между корпусом и ротором образованы рифли для отвода молекул газа, имеющие форму двугранного угла р, одна из граней которого расположена по касательной к внутренней окружности рифлей. Рифли образованы стойками 6

)! 7, р(((. (l()1()æ(. иными в (3(.рп! и на х двх Г1)((({ных углов ио концентрическим окружностям и эластичной лентой 8, натянутой на эти стойки. При этом стойки 6, расположенные на окружности меньшего диаметра, усFBHoBлены неподвижно, а стойки 7 — на окружности большего диаметра снабжены устройством для изменения величины двугранных углов, состоящим из двух связанных между собой поворотных колец 9, расположенных у торцовых крышек корпуса и имеющих радиальные прорези 10 для размещения этих подвижных стоек. Торцовые крышки корпуса имеют направляющие пазы

11 для свободного размещения в них концов указанных стоек и их перемещения по касательной к окружности меньшего диаметра, на кот()рой расположены неподвижные стойки.

Через иатрубок 12 центрифуга связана с вакуумным насосом. Для подачи смеси и отбора фракций из ротора при работе центрифуги используются патрубки 13 -15.

Устройство для изменения величины двугранных углов включает в себя также установочный винт 16, шток 17, герметизирую(ций сильфон 18 и поворотный рычаг 19.

Ультрацентрифуга снабжена приводом ротора с регулятором частоты вращения и индикатором мощности (не показаны).

Ультрацентрифуга работает следуюшим образом.

Ротор 5 раскручивается приводом до номинальной частоты вращения, при которой происходит процесс разделения исходной смеси, например газов, на фракции. Через иатрубок 13 смесь подается в полость ротора, где происходит разделение фракций, которые выводятся из полости ротора через патрубки 14 и 15.

Изменение геометрии рифлей производится преимущественно на начальной стадии работы ультра центрифуги, когда наиболее резко изменяется режим работы вакуумной системы, в частности параметры отражения молекул газа. Молекулы газа, находящиеся в пространстве между поверхностью ротора 5 и основаниями рифлей, образованных неподвижными стойками 6, сталкиваясь с поверхностью ротора, приобретают упорядоченную скорость в направлении его вращения, Вследствие этого, молекулы газа глубоко проникают в вершины рифлей и вокруг ротора создается дополнительный вакуум. В рифлях возрастает концентрация газа за счет уменьшения его концентрации у поверхности ротора, что приводит к уменьшению трения ротора.

Для минимизации трения ротора 5 пред усмотрено устройство изменения геометрии рифлей, работающее следующим образом

Вращеним винта 16 перемещается шток

17, который через рычаг 19 поворачивает кольца 9, в радиальных прорезях 10 которых размещены подвижные стойки 7. Стойки 7, перемещаясь в направляющих пазах 11 крышек корпуса, изменяют угол р при вершине рифлей.

При этом перемещении сохраняется касательность одной из граней рифлей к окружности, на которой расположены неподвижные стойки 6. Подбирается такой угол ири вершине рифлей, при котором потребляемая мощность привода, необходимая для поддержания заданной частоты вращения ротора, минимальна, чем и достигается поставленная цель.

Таким образом, изменение геометрии рифлей путем изменения углов 1! снижает момент торможения остаточного газа на ротор по сравнению с известным устройством и тем самыМ снижает энергозатраты на привод.

Ультра центрифуга, содержащая корпус, связанный с вакуумной системой и состоящий из цилиндрической оболочки и плоских торцовых крышек, установленный внутри него ротор, расположенные в кольцевом зазоре между корпусом и ротором вертикальные рифли, имеющие форму двугранного угла, одна из граней которого расположена по касательной к внутренней окружности рифлей, и служащие для отвода молекул газа из кольцевого зазора, отличающаяся тем, что, с целью снижения энергозатрат на привод ротора, рифли образованы стойками, расположенными в вершинах двугранных углов ио концентрическим окружностям, и эластичной лентой, натянутой на эти стойки, при этом стойки, расположенные на окружности меныиего диаметра, установлены неподвижно, а стойки на окру жности большего диа1519778

>.ост»вит>.дн Н. 11;»,tð<>H

Редактор Г Гербер Тскрсд И. Верее Корректор В Гирняк

Заказ 6636 I 3 Тираж 4Ч4 1Jодr >t». t<>

ВНИИПИ Государственно>о комитета по изобре>сниял> и отлр,>ttt>tм при ГКНТ (:(;t.:Р ! l 3() 35, Мг>сква, Ж 35, Ра н>сл,»t наб., д 4,6

Гlроизводственно-издате tt,ck>t>t комбинаг «11атсн>», г У;лг»р»д, Гд Гагap>IH;>. !»! метра снабжены устройством для изменения величины двугранных углов, состоящим из двух связанных между собой поворотных колец, расположенных у торцовых крышек корпуса и имеющих радиальные прорези для размещения этих стоек, причем торцовые крышки корпуса имеют направляющие пазы для свободного размещения в них концов указанных стоек и их перемещения по касательной к окружности меньшего диаметра, на которой расположены неподвижные стойки.