Устройство для защиты ротора ультрацентрифуги

Союз Советскию Социалистическик Республик(22) Заявлено 100278 (21) 2580134/23-13с присоединением заявки Мо(51)М, Кл 3 В 04 В 9/10 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения А.Х.Марголин, Ю.В.Чечеткин и Г,Н.Бойко Специальное конструкторское бюро биофизической аппаратуры(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗЩИТЫ РОТОРА УЛЬТРАЦЕНТРИФУГИ1Изобретение относится к устройствам автоматического контроля и может быть использовано для защиты роторов удьтрацентрифуги от превышения ими своих допустимых частот вращения,Изветсно устройство для защиты ротора,ультрацеитрифуги, содержащееисточник света, модулятор, устанавливаемый на роторе центрифуги, фото.приемник, подключенный к формирователю, и двоичный счетчик 1).Однако в этом устройстве количество необходимых схемных элементов растет при увеличении предельной частоты вращения, что усложняет схемуустройства, уменьшает его надежность.,Кроме того, в известном устройственеобходимо каждый раз перед началомпроведения опыта устанавливать с помощью переключателей номинальную частоту вращения и величину допустимогопревышения частоты вращения, соответствующие применяемому ротору, что вслучае неправильной установки хотя 25бы одного из переключателей можетпривести к разрыву дорогостоящего ротора и выходу из строя ультрацентриФуги. Точность срабатывания устройства зависит также от стабильности 30 2питающей сети и может составлять несколько процентов. Это особенно недопустимо при работе на высоких частотах вращения.Целью изобретения является повышение точности и надежности срабатывания,Поставленная цель достигается тем,что устройство для защиты ротора ультрацентрифуги, содержащее источниксвета, модулятор, устанавливаемый нароторе центрифуги, фотоприемник, подключенный к формирователю, и двоичный счетчик, снабжено триггером,один вход которого связан с Формирователем непосредственно, а другойчерез логическую схему И и двоичныйсчетчик, причем вход триггера черездифференцирующие цепочки и логические схемы ИЛИ и И соединен с приводом ультрацентрифуги,На фиг. 1 изображена функциональная схема устройства; на фиг. 2 - ротор ультрацентрифуги с установленнымна нем модулятором.Устройство дитя защиты ротора дляультрацентрифуги содержит источник 1света, модулятор 2 светового потокас отверстиями, установленный на роторе 3, фотоприемник 4, Формирователь5, подключенный к й - входу двоичного счетчика б, генератор 7 стабильной частоты, подключенный к тактовому С входу счетчика 6, выходы которого подключены к .входам логическойсхемы И 8, Р 5 - триггер 9, ныходы которого через дифференцирующие цепочки10 и 11 подключены к схеме ИЛИ 12,выход которой через логическую схему И 13 подключен к В входу силовогоисполнительного устройства 14, обес-печивающего подключение двигателя 15к питающей сети 16. Кнопка 17 "Пуск"включена между А входом силового исполнительного устройства 14 и корпусом 18 схемы. Кнопка 19 "Тормоз"включена между входом схемы И 13 икорпусом 18.Устройство для защиты ротора ультрацентрифуги работает следующимобразом,С нажатием кнопки 1.7 "Пуск" силовое исполнительное устройство 14подключает двигатель к питающей сети 16. При этом начинает вращатьсяротор 3, а следовательно, и модулятор 2, периодически засвечивая фотоприемник 4.Импульсы с Формирователя 5 устанавливают двоичный счетчик б и триггер 9 в исходное состояние (пйеес""О"),сВ течение интервала времени, разделяющего эти импульсы установки,счетчик б производит подсчет импульсов, подаваемых с генератора 7 ста бильной частоты и, если частота нращения не превышает допустимую, счетчик б обязательно переполняется.Сигнал переполнения, фиксируемый схе;мой И 8, устанавливает триггер 9 всостояние "1" (5 ей),Таким образом, пока присутствуетсигнал переполнения на 5 - входе исигналы с Фотоприемника 4 и формирователя 5 на входе К 5-триггера 9, онп .риодически переключается, а еговыходные сигналы, пройдя через дифференцирующие цепочки 10 и 11 выпрямляются. В результате на выходе схемы ИЛИ 12 всегда присутствует высокий потенциал, соответствующий логической "1", и, если не нажата кнопка19 "Тормоз", на выходе схемы И 13также будет высокий потенциал, разрешающий подключение двигателя 15 кпитающей сети 16.Если частота вращения ротора 3превышает допустимую, то максимальныйинтервал времени между импульсами сфотоприемника становится меньше вре.мени переполнения счетчика б, а навыходе схемы И 8 будет постоянныйпотенциал. При этом триггер 9 устанавливается в состояния "Кеье" ибольше не переключается, а на ныходах схем ИЛИ 12 и И 13 устанавливается низкий потенциал, который подается на В- вход исполнительного устройства 14. Это приводит к отключению двигателя 15 от сети питания16 и переводу его в режим торможениякоторый также может быть обеспеченнажатием кнопки "Тормоз" 19.Предельно допустимая частота вращения, при которой происходит отклю,чение питающей сети 16 и перевод. двигателя 15 в режим торможения связана с радиальным угломд.модулятора2 и выбирается в зависимости от устанавливаемого на ультрацентрифугуротора, причем угол Д., наибольшийугол между двумя отверстиями модулятора 2, может быть вычислен из слеМ15 дующего соотношения: , = 1оп счгде д. - радиальныи угол, радианы;Фс- предельно допустимая частота вращения ротора 3, Гц;20 Гст частота тактонных импульсовгенератора 7 стабильной частоты, Гц;й - емкость счетчика,счОт сюда: 1 = - дАоп 2 Р25 Как видно из приведенного соотношения предельно допустимая частотавращения ротора 3 (Г,оп) пропорциональна углу с( модулятора 2,а точностьсрабатывания устройства защиты зависит только от точности генератора стабильной частоты, которая прииспользовании кварцевого генератораможет иметь значение 10"6Угол Р между остальными отверсти 35 ями модулятора 2 выбирается меньшеубегла С,Изобретение позволяет упроститьсхему и использовать в ней стандартные элементы цифровой техники, которые обеспечивают высокую надежностьработы устройства и не требуют никаких настроечных и подстроечных регулировок элементов схемы,Кроме того, использование в схемеэлементов цифровой техники и генератора стабильной частоты (кварцевыйгенератор) позволяет значительно повысить точность срабатывания устройства защиты,Предлагаемое устройство защить 1-0 предназначено для использования присерийном выпуске ультрацентрифуг счастотами вращения до 75 тыс. об/мингде защита от превышения скоростииграет существенную роль в сохране 55 нии центрифуги и ротора.Это устройство не требует настройки при изготовлениии и эесплуатациии надежно в работе, что позволяетзначительно снизить затраты и повыо 0сить экономическую эффективность отиспользования как устройства защиты,так и ультрацентрифуги в целом.Формула изобретенияУстройство для защиты ротора уль 65 трацентрифуги, содержащее источник766 б 51 ИИПИ Заказ 7043/4 аж 664 Подписное иг Филиалг. Уж ППП Патент род, ул, Проектнаясвета, мрдулятор, устанавливаемый на роторе центрифуги, фотоприемник, подключенный к формирователю, и двоичный, счетчик, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, г целью повышения точности и надежности срабатывания, оно снабжено триггером, один вход которого5 связан с формирователем непосредственно, а другой - через логическую схему И и двоичный счетчик, причем выходтриггера через дифференцирующие цепочки и логические схемы ИЛИ и И соединен с приводом ультрацентрифуги. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США Р 3636545,кл. 340-263, опублик. 1972 (прототип).