Вакуумная ультрацентрифуга

(51) В ОСУДАРСТЭЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ п ЗОБРЕТЕНИЙ ЕПЬСТВУ(71) Научно-исстут прикладнойтики при Горькоуниверситете им(54) (57) ВАКУУМНАЯ УЛЬТРАЦЕНТРИФ содержашая. вакуумированный цилннд ческий корпус, размещенный внутр него ротор и шпиндель с приводом о т л и ч а ю щ а я с я тем, что с целью повышения проиэводительн ти и надежности в работе, ротор свя зан со шпинделем посредством фона, при этом шпиндель выполнен лым и установлен в корпусе на га вом подшипнике в вакуумных уплотНедостатком 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, вподшипниковых опорах. возникают значительные динамические нагрузки,снижающие срок, службы и надежностьконструкции и не позволяющие увеличивать скорость вращения ротора, аследовательно, производительностьцентрифугиЦель изобретения - повышениепроизводительности и надежности вработе,50556065 Изобретение относится к центрифугостроению и может быть использовано в химической, медицинской идругих отраслях промышленности, преимущественно для исследования разделения высокодисперсных, в основномбиологических, систем и полимеров.Известна фильтрующая центрифуга,содержащая корпус, привод, консольноустановленный на валу ротор, питающее устройство, сборник для жидкойи твердой фаэ и подшипниковые опоры.Одна иэ подшипниковых опор размещена концентрично верхней части ротораи содержит кольцевой бандаж с перфорированной внутренней поверхностью, установленный с зазором относительно стенки ротора, В процессецентрифугирования возникающие. динамические нагрузки уравновешиваютсянапором воздуха, находящегося в 20зазоре между опорой и ротором, одновременно этот слой сжатого воздуха,является подшипником с газовойсмазкой, позволяющим повысить окружные скорости ротора 1) 25Недостаток данной центрифугисостоит в том, что при вращенииротора, находящегося под атмосферным давлением, возникают большиединамические и тепловые нагрузки,что не дает возможности достигнутьвысоких скоростей вращения ротораи повысить качество разделения смеси,Наиболее близкой к предлагаемойявляется вакуумная ультрацентрифугасодержащая вакуумный цилиндрическийкорпус размещенный внутри него.ротор и шпиндель с приводом.1ротор 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 ная камера и корпус находятся в разреженной окружающей среде 2) Поставленная цель достигаетсятем, что в вакуумной ультрацентрифуге, содержащей вакуумированныйцилиндрический корпус, размещенныйвнутри него ротор ишпиндель с приводом, ротор связан со шпинделемпосредством сильфона, при этомшпиндель выполнен полым и установленв корпусе на газовом подшипнике ввакуумных уплотнениях,На чертеже схематично изображенавакуумная ультрацентрифуга, продольный разрезВакуумная ультрацентрифуга содержит вакуумированный цилиндрическийкорпус 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 рабочейчасти 2 корпуса размещен ротор 5,который упруго соединен посредствомсильфона б со шпинделем 7, выполненным полым, Шпиндель 7 установлен вопорной части 3 корпуса на газовомподшипнике с вакуумными уплотнениями 8 и 9.Вакуумное уплотнение 8 междурабочей 2 и опорной 3 частями корпуса представляет собой динамическое уплотнение, образованное нанесенными на внутреннюю поверхностьопорной части 3 корпуса винтовымиканалами, обеспечивающими возможноать откачивания воздуха из внутренней полости корпуса. Вакуумноеуплотнение 9 между опорной частью 3корпуса и камерой 4 отбора выполнено в виде щелевого или лабиринтного уплотнения,Опорная часть 3 корпуса снабженакольцевыми проточками 10 и 11 иимеет систему жиклеров для подачисжатого газа (воздуха) между опорной частью 3 корпуса и шпинделем 7и создания поддерживающей шпиндельгазовой подушки, Кольцевые проточки 10 и 11 соединены с отверстиями12 и 13 в опорной части корпуса длясброса в атмосферу отработанногогаза. На шпинделе 7 выполнен кольцевой опорный выступ 14, входящийс зазором в кольцевую проточку 15опорной части 3 корпуса.Кроме того, шпиндель 7 снабженприводом (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 . вакуум эа счет уплотнения 8, выполняющего роль форвакуумного насоса и создающего перепад давлений от атмосферного до 10- 10Па,что достаточно для работы вакуумной1063468 О 15 20 25 Составитель В.ДехановРедактор Н.Безродная Техред Л.Пилипенко Коррек.тор И, Муска Заказ 10385/9 Тираж 579 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, 3-35, Раушская наб., д,4/5Подписное филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная,4 ультрацентрифуги, Шпиндель 7 вращается в опорной части 3 корпуса.Разделяемая смесь поступает черезшпиндель 7 и сильфон б в полостьротора 5, при вращении которого внем происходит разделение на фракции, которые отбираются иэ ротора 5через сильфон б и шпиндель 7 в камеру 4 отбора.Качество разделения смеси повышается при увеличении скорости вращения ротора. Достижению высокихсКоростей вращения способствуетвакуумирование рабочей части.2 корпуса динамическим уплотнением 8,которое уменьшает давление в этойчасти корпуса до 10- 10Па отатмосферы на выходе у отверстия 12,что позволяет ультрацентрифуге работать без дополнительных средствоткачки.Соединение ротора со шпинделем 7посредством сильфона б повышаетнадежность конструкции, так как приработе ультрацентрифуги ротор 5самоцентрируется, чем и достигаетсяуменьшение динамических нагрузокна шпиндель 7. Кроме того, такаяподвеска 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 полости 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.