Ультрацентрифуга

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЯИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИК А 1 554 9) 1111 7/О 51) 5 УДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯ ГКНТ СССР р . " Г ф 1г, чс1 т 3,Я),Ц( ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ тиеьство СССР 00, 1987,Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Научно-исследовательский инстут прикладной математики и кибертики при Горьковском государственном университете им. Н,И, Лобачевкого и Производство нестандартногоборудования Горьковского автомобного завода(57) Изобретение относится к центрфугам и может быть использовано в медицинской, химической и других раслях промышленности для раздел газообразных смесей. Цель изобре ния - снижение энергозатрат на п ротора. Ультрацентрпфуга содержит корпус, связанный с вакуумной системой и состоящий иэ цилиндрической оболочки 2, плоского основания 3 и верхней торцовой крышки 4, Внутри корпуса установлен ротор 5, в котором при вращении происходит разделение газовых смесей, В кольцевом зазоре между корпусом и ротором расположены рифли б, имеющие форму двугранного угла. Причем каждый рифль выполнен по винтовой линии в направлении вращения ротора с углом подъема о(, определяемым формулой= агссозф(з Ь;а Б ), где з - объемное газоотделение, Ь - периметр поперечного се- С Ж 1 з1554980 е ЬрагссоеаБ ч 40 50 чения рифля, а - расстояние междуоснованиями рифлей, Б - площадь поперечного сечения пространства междуротором и внутренней поверхностьюкорпуса, ч - линейная скорость ротора, Такой угол о обеспечивает наибоИзобретение относится к центрифугам и может быть использовано в медицинской, химической и других отраслях промышленности для разделения га зообразных смесей.Цель изобретения - снижение энергозатрат на привод ротора.Па фиг, 1 изображена ультрацентрифуга, продольный разрез; на фиг, 2 - 20 сечение А-А на Аиг, 1; на фиг. 3 - развертка части внутренней поверхности корпуса ультрацентрифуги с риф лями,1Ультрацентрифуга содержит кор пус 1, связанный с вакуумной системой и состоящий из цилиндрической оболочки 2, плоского основания 3 и верхней торцовой крышки 4, установленный внутри корпуса ротор 5, рас положенные в кольцевом зазоре между корпусом 1 и ротором 5 рифли 6. При этом каждый рифль б выполнен по винтовой линии в направлении вращения ротора с углом подъема Ы, изображенным на фиг. 3 и определяемым форму- лой где е - объемное газоотделение;Ь - периметр поперечного сечения ри 4 дя;а - расстояние между основаниями риндлей;Б - площадь поперечного сеченияпространства между ротором и внутренней поверхностью корпуса;ч - линейная скорость ротора.В вершинах рифлей имеются щели 7, которые связывают вершины рифлей 6 с полостью 8. Ротор 5 крепится к шпинделю 9 через сильфон 10. Между шпинделями 9 и корпусом 1 стоит динамическое уплотнение 11. шпиндель 9 снабжен приводом (не обозначен), Ультрацентрифуга содержит патрубок лее выгодный бескомпрессионный реяммоткачки остаточного газа из корпусаи позволяет снизить энергозатратына привод за счет уменьшения аэродинамического трения между ротороми остаточным газом. 3 ил. л1 с для подвода в ротор газовой смеси и патрубки 13 и 14 для выводафракций,Ультрацентрифуга работает следующим образом,С помощью привода через шпиндель9 и сильфон 10 приводится во вращение ротор 5. Во вращающийся ротор5 по патрубку 12 подается газовая смесь,Внутри ротора газовая смесь разделяется на фракции, которые через патрубки 13 и 14 выводятся из ротора.Из корпуса 1, в котором вращаетсяротор 5, через динамическое уплотнение 11 насос вакуумной системы (непоказан) удаляет газ или воздух.Вращающийся ротор 5 наводит упорядоченный поток остаточного газа вдольрифлей б, нанесенных на внутреннююповерхность цилиндрической оболочки2 в виде винтовой многозаходной резьбы. При угле подъема о в направлении вращения ротора 5 по отношениюк основанию 3 этот наведенный ротором поток обеспечивает транспортировку остаточного газа вдоль роторав направлении от основания 3 к крышке 4 корпуса, где находится входноесечение динамического уплотнения 11,через которое откачивается газ изкорпуса центрифуги.Величина й этого потока в единицах объема равна: аЯ = ч В -соесЕсли этот наведенный ротором поток равен объемному газоотделению е, то это обеспечивает наиболее выгодный бескомпрессионный режим откачки остаточного газа, Из равенства= е следует предлагаемая формула для угла юС,Увеличение угла оС приводит к образованию эоны повышенного давления остаточного газа у основания 3 корпуса, следовательно, к усиленному торможению ротора. При меньшем угле5 15549транспортирующая способность рифлей превосходит величину газовыделения, но образованию зоны пониженного давления у основания центрифуги пре 5 пятствует обратная диффузия остаточного газа иэ кольцевой полости 8, что приводит лишь к бесполезной циркуляции остаточного газа в корпусе центрифуги.10Таким образом, выполнение рифлей по винтовой линии с углом подъема р в направлении вращения ротора позволит уменьшить энергозатраты на привод эа счет уменьшения аэродинамического трения между ротором и остаточным газом.Формула иэ обре тения20Ультрацентрифуга, содержащая корпус, связанный с вакуумной системой и состоящий из цилиндрической оболочки, плоского основания и верхней торцовой крышки, установленной внутри 25зЬк = агссояа Б ч периметр поперечного сечения рифля;площадь поперечного сеченияпространства между ротороми внутренней поверхностью,корпуса;расстояние между основаниямирифлей;объемное га;оотделение;линейная скорость ротора. где Ь -80 6корпуса ротор, распо.-о:1;енные в ко; ьцевом зазоре между корпусом и ротором рифли, имеющие в поперечном сечении форму двугранного угла, о т -личающая ся тем, что, сгцелью снижения энергозатрат на привод ротора, каждый рифль выполненпо винтовой линии в направлении вращения ротора с углом подъема о, определяемым формулой1554980 Составитель Н, НазаровТехред М.Дидык Корректор В. Кабаций Редактор В. Петраш Заказ 519 Тираж 457 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раущская наб д, 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул. Гагарина, 101