离心机种类众多,厂家对离心机的设计理念不同,因此对离心机结构设计复杂度越来越高,控制系统操作性趋于简单化,液晶显示屏热感应也是层出不穷以及加上环保、维护、安全方面的考虑,都有自己的专利技术。尽管如此基本结构还是没有多大差别的。
基本组成部件仍旧是:驱动系统、离心室和离心转头三大部件。另外高速离心机和超(高)速离心机转速很高,然而高速旋转转头与空气之间摩擦而产生的热量很大,可能会导致机器烧坏以及样品毁坏,这都会导致影响离心实验或者生产效果。因此它们都带有制冷系统、控制系统、防护系统等,超速离心机还装有真空系统。
驱动系统是离心机的心脏,包含电动机,是提供离心机动力的重要组成都分。不同类型驱动系统均有不同寿命限制,在使用时应注意使用年限或累积的总转数。驱动系统的类型主要分为电机驱动、油轮驱动、空气旋涡驱动和磁悬浮驱动系统。
1.电机驱动:目前大多数离心机使用的是电机驱动系统。早期使用的电机主要为齿轮驱动电机或碳刷电机驱动,最人转速可以达到80000r/min。后来使用变频电机驱动,低速离心机和尚迈离心机都采用这种驱动系统。变频电机驱动已经成为离心机驱动结构的主流,具有噪声小、运行平稳、转速精确、寿命长、免维护、环保等优点。最大转速可达300000r/min。
2.气旋涡驱动:该类离心机以压缩空气作为推动力,利用压缩空气推动空气涡轮带动转头转动,在转动过积中转头被压缩空气托起悬浮在离心室中高速旋转,产生强大的离心场。这种类型的驱动系统无机械摩擦,最大转速可达60000r/min,但在低速运转时不太平稳,不宜用于沉降平衡实验。
3.油轮驱动:这种离心机是在离心时将转头横放在转动轴上,利用高压油泵喷射枪作为驱动力,将油喷射在转动轴端叶片上,使其高速运转,产生强大的离心力场,一般最大转速可达75000r/min。
4.磁悬浮驱动:离心机也是利用压缩空气作为推动力,将压缩空气喷射到空气涡轮上,推动转头旋转加速,当转速达到预定的速度时,用电磁力量将转头托起悬浮于离心室中。由于离心室内处于真空状态,空气摩擦力极小,因此转头能长时间自由旋转,最大转速可达600000r/min。转速可以精确控制,可适用于低速、长时间的沉降平衡离心。
离心机是利用离心力,分离液体与固体颗粒或液体与液体的混合物中各组分的机械。
离心机主要用于将悬浮液中的固体颗粒与液体分开,或将乳浊液中两种密度不同,又互不相溶的液体分开(例如从牛奶中分离出奶油);
它也可用于排除湿固体中的液体,例如用洗衣机甩干湿衣服;特殊的超速管式分离机还可分离不同密度的气体混合物;
利用不同密度或粒度的固体颗粒在液体中沉降速度不同的特点,有的沉降离心机还可对固体颗粒按密度或粒度进行分级。
由于样品组分的密度和沉降系数不同,离心分离后的样品沉淀物会形成层状结构。只需要通过上清液倾出就可以实现离心过程。
离心设备实验室离心机8000转每分钟。近些年出现的超速离心是超过万转/分钟,它们被广泛应用于生物化学、医学研究(医用离心机)、实验室研究(实验室离心机)、化验室研究(化验室离心机)、血液分离测试(血液离心机),可以从血浆中的分离出红细胞和白细胞。
离心机在高速旋转的过程中,由离心力所导致的运动使悬浮于液体中的固体物质形成沉淀,也就是悬浮体液中质量或体积较大的物体向转头半径最大的方向移动,而质量或体积较小的部分沉积在转头半径较近的地方。
在离心过程中,乳浊液或悬浮液样品被放置在一个厚壁离心管中,而离心管放置在离心机转子上。
其特征在于通过转子带动离心管快速旋转产生的离心力的作用,样品中的密度较高的成分会加速向离心管的底部沉降。
离心管成对放置,且容量不超过一半左右。这可以防止形成不平衡和样品溢出。
上面我们提到了离心力这个概念。离心机就是一个产生离心力的机器,离心力与转子半径、转速及样品质量有关:
即F=Rmω2(F:离心力:R:半径:m:样品质量:to:转速),离心力是衡量离心机重要的参数之一,也是离心机档次的区别标准之一, 离心机在出厂的时候都会给出该离心机的最大离心力。
我们都知道,转子的半径和样品质量在运转的时候是不变的,只有转速可以通过控制发生变化,因此我们往往习惯用转速来描述一个离心机。如:高速离心机,超高速离心机,低速离心机。
离心机是利用离心力对液体进行快速分离的专门设备,如在生化研究中对所研究的对象,如:病毒、生物细胞、无机物溶液、蛋白等有机物、血清、悬浮液及胶体等样品进行分离制备工作.其中以普通的离心机(转数在4000~7000r/min)常见.
下面就简单介绍实验室离心机的维护和修理.
实验室离心机由电动机、转盘、调速器。套管、底座等组成,其中电动机是轻载时转速高,但随着负载的增加转速则会急剧下降。
1.使用及维护
(l)在使用离心机前必须将其放置在平稳、坚固的地面(台面).
(2)使用时机壳要接地线.
(3)使用时负载必须平衡,安装符合时必须对称安置.
(4)在打开开关调速旋扭应指在“0”位.
(5)在打开开关调速旋扭开到最大,正确的做法是将调速旋扭缓慢加挡.
(6)使用完毕,应将调速旋扭档逐档旋回至“0”,然后让它自行停转,严禁在还未停转的状态下和开机运转的状态下打开机盖.
(7)使用中,如发现声音不正常,应立即关机,并进行检查维修.
(8)应定期(一年左右)检查整流子和电刷的磨损情况.有磨损过度的应立即更换.
(9)电动机的轴承应定期加注润滑脂.
2.常见故障的排除
(l)通电后,电机不转:首先对电源线、插头、插座进行检查,如有损坏则应更换,如无问题则检查波段开关或变阻器是否损坏或连线开脱.如损坏或开脱则更换损坏元件,重焊连线.如无问题则检查电机磁场线圈是否有断脱或断路(内部)如是连线圈断脱可以重焊.如是线圈内部断路则只能重绕线圈.
(2)电动机转速达不到额定转速:首先检查轴承,如轴承损坏则更换轴承.如轴承内部缺油或污物太多则应清洗轴承并加注润滑脂.检查整流子表面是否有异常或电刷与整流子轰面的配合是否吻合,如整流子表面有异常,如有一层氧化物则应用细砂纸对其进行打磨.如整流子与电刷的配合不吻合则应调整到接触良好的状态如无以上间题则检查转子线圈中,是否有短路的现象,如有则应重绕线圈.
(3)震动剧烈、噪音大:检查是否有不平衡的问题存在,固定机器的螺帽松动。如有则固紧.检查轴承是否损坏或弯曲。如有则更换轴承。机器外罩变形或位置不正确发生摩擦.如有则对其进行调整。
(4)整流子与电刷之间间隙太大:检查整流子表面是否平整,如表面不平整可以用砂纸打磨.如问题是电刷与整流子接触不良。如果接触不良则用细砂纸将其部位打磨,重新调整电刷与整流子之间的配合.电刷质量不合格.如是这个故障则只能更换电刷.如以上无问题,则检查磁场线圈是否有局部短路或通地或是转子线圈有局部短路或断路,如以上情况无论出现哪一个都得重绕磁场线圈或是重绕转子线圈。
(5)天冷时低速档不能启动:润滑油凝固或润滑油变质干涸粘住.开始时,可用手帮助重新转动或清洗后主动重新上油。
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