Центрифуги

Архив рубрики «Характеристики разных центрифуг»

Эксплуатируется в ЦПК им. Ю.А. Гагарина с 1980 года. Центрифуга предназначена для отбора и подготовки космонавтов в условиях воздействия моделируемых факторов космического полета.
Такими факторами являются:
линейная перегрузка;
физиологическая невесомость;
пониженное давление в кабине;
измененные температура, влажность, газовый состав воздуха в кабине.

В реальном космическом полете по программе «Союз» перегрузки возникают на этапах выведения космического корабля на орбиту (4 G) и спуска с орбиты (около 6 G). При возникновении нештатных ситуаций, связанных с отказами автоматики ориентации корабля и двигательных установок перегрузка на спуске может достичь больших величин. В 1975 году после аварии 2-ой ступени ракеты-носителя экипажу в составе Лазарева В.Г. и Макарова О.Г. пришлось перенести перегрузку около 20 G. Возможность возникновения подобных ситуаций в космическом полете предъявляет особые требования к устойчивости к перегрузкам у космонавтов, а тренировки космонавтов на центрифугах и динамических тренажерах делает обязательными.
Технические характеристики
Конструктивно ЦФ-18 состоит из следующих основных элементов:
главный элекропривод;
ферма трубчатой конструкции с противовесом;
кабина, закрепленная в 3-х степенном кардановом подвесе на конце фермы на расстоянии 18 метров от оси вращения.
С помощью вспомогательнах электроприводов карданова подвеса возможна ориентация кабины, а следовательно и воздействия ускорения, возникающего при вращении фермы с помощью главного электропривода, в пространстве в любом направлении.
Масса вращающихся частей центрифуги — 300 тонн, радиус плеча — 18 метров. Это — одна из крупнейших центрифуг в мире, а по своим техническим характеристикам она является уникальной
Центрифуга ЦФ-18 имеет 3 сменные кабины (А, В, Д). Кабина «А» используется для исследований и тренировок с космонавтами, и содержит 2 рабочих места. Кабина «В» предназначена для проведения специальных медицинских исследований, и содержит рентгеновскую аппаратуру. Кабина Д предназначена для отработки навыков управления космическим кораблем на спуске, и содержит макет рабочего места пилотируемого космического аппарата.
Для контроля за состоянием космонавта во время тренировки на центрифуге имеется медико-физиологический комплекс. Сигналы с датчиков и электродов на теле космонавта, предварительно усиленные и преобразованные, передаются через 4 группы вращающихся контактных устройств на регистраторы и осциллоскопы пульта врача. С помощью телекамеры, установленной в кабине, на монитор пульта врача передается изображение лица космонавта.
Во время тренировки космонавт в левой руке держит специальную ручку-тангенту, зажимая на ней пальцами кнопку. Если он захочет прекратить тренировку, то отпускает тангенту, и на пульте врача появляется световая и звуковая сигнализация. В этом случае врач может сам остановить центрифугу.
Виды тренировок, проводимых на ЦФ-18
При подготовке на центрифугах космонавты испытывают максимальную перегрузку 5 g в направлении «голова-таз» и 8 g в направлении «грудь-спина».
Помимо подготовки космонавтов на центрифуге ЦФ-18 проводятся специальные исследования и испытания космического и авиационного оборудования в условиях воздействия перегрузки.
Другой важной задачей, решаемой на центрифуге, является экспертиза летчиков-истребителей ВВС. При этом они подвергаются воздействию перегрузки 5 G, а летчики-истребители 4-го поколения 6 G в направлении «голова-таз».

В различных отраслях промышленности для разделения неоднородных систем применяется метод центрифугирования. Он основан на воздействии центробежного силового поля на неоднородную систему, состоящую из двух или более фаз — суспензию (жидкость — твердое вещество), эмульсию (жидкость — жидкость), аэрозоли (газ — твердое вещество или газ — жидкость). В последнее время центрифугирование начали применять для разделения растворов и газовых смесей
Машины, в которых осуществляется разделение неоднородных систем в центробежном поле, называются центрифугами.
В книге будут рассмотрены только центрифуги для разделения суспензий и эмульсий, изготовляемые в Советском Союзе. В упрощенном виде центрифуга представляет собой быстро вращающийся вокруг оси пустотелый ротор. Суспензия (или эмульсия) загружается в ротор периодически или непрерывно. Продукты разделения выводятся из ротора также периодически или непрерывно.
В практике центрифугирования применяются два способа разделения жидких неоднородных систем: центробежное фильтрование и центробежное осаждение. В первом случае центрифуги изготовляются с перфорированным ротором, на внутренней стенке (обечайке) которого уложена фильтровальная перегородка — фильтрующие центрифуги, во втором — с отстойным ротором, имеющим сплошную обечайку — отстойные центрифуги. Изготовляются также комбинированные отстойно-фильтрующие центрифуги, в которых совмещаются оба принципа разделения.
При разделении суспензий в фильтрующих центрифугах в роторе под действием центробежной силы происходит фильтрация жидкости через фильтровальную ткань или металлическую сетку с одновременным отложением на последней частиц твердой фазы; жидкость проходит через сита и затем через отверстия в роторе выбрасывается в кожух центрифуги, а осадок выгружается либо во время вращения ротора, либо после его полной остановки.
При разделении суспензий в отстойных центрифугах твердые частицы, имеющие, как правило, больший удельный вес, чем жидкий компонент, осаждаются под действием центробежной силы на обечайке ротора в виде кольцевого слоя; Жидкий компонент также образует кольцевой слой, но ближе к оси вращения. Жидкость отводится из вращающегося ротора путем перелива через борт или с помощью отсосной трубы. Осадок выгружается на ходу или после остановки машины.
Разделение эмульсий происходит аналогично: у стенок ротора образуется слой тяжелой жидкости, а ближе к оси вращения — слой легкой жидкости. Центрифуги, предназначенные для разделения эмульсий, называются разделяющими центрифугами. Загрузка эмульсии и отвод тяжелой и легкой жидкостей из ротора такой центрифуги осуществляются непрерывно.

Имеет микропроцессорный контроль, светодиодный экран(разделенный на три секции: № ротора, скорость вращения, время работы), щеточный двигатель, не выделяющий угольной пыли и удобные сенсорные кнопки на панели управления.
Основные особенности:
Крышка с электронным замком, для безопасности работы.
Память на 10 пользовательских программ.
Гибкие настройки времени работы и скорости вращения.
Возможность настройки времени разгона/остановки.
Возможность отслеживать величину центробежной силы во время работы нажатием одной кнопки.
Автоматическая балансировка.

В Советском Союзе и за рубежом изготовляется большое количество центрифуг различных конструкций. Все они могут быть классифицированы по таким характерным признакам, как технологическое назначение, способ выгрузки осадка, конструкция опор и расположение оси ротора.
В зависимости от технологического назначения, или принципа разделения, различают следующие типы центрифуг:
1) фильтрующие — для разделения сравнительно грубодисперсных суспензий с кристаллической или аморфной твердой фазой, а также для отделения влаги от штучных материалов; применение таких центрифуг обеспечивает наименьшее содержание жидкой фазы в осадке и его эффективную промывку;
2) отстойные и осветляющие — для разделения плохо фильтрующихся суспензий, осветления суспензий небольшой концентрации, а также классификации суспензий по крупности и плотности твердых частиц;
3) разделяющие (сепарирующие) — для разделения эмульсий;
4) комбинированные, в которых сочетаются два принципа разделения — осаждение с последующей фильтрацией или фильтрация с последующим осаждением в центробежном поле.
По основному конструктивному признаку центрифуги бывают:
с горизонтальным валом, имеющим жесткие или упругие опоры; ротор может быть расположен между опорами или на консоли (горизонтальные центрифуги);
с вертикальным валом, имеющим жесткие опоры (вертикальные центрифуги);
с наклонным валом, имеющим жесткие опоры (наклонные центрифуги);
с вертикальным валом, имеющим упругую верхнюю опору и жесткую шарнирную нижнюю опору; ротор закрепляется на верхнем конце вала (вертикальные с подпертым валом и упругой верхней опорой);
с вертикальным валом, подвешенным на верхней шарнирной упругой опоре; ротор закрепляется на нижнем конце вала (подвесные центрифуги с верхним приводом);
с вертикальным валом, опоры которого помещены в общий жесткий корпус, подвешенный на трех колонках; ротор закреплен на верхнем конце вала (маятниковые центрифуги);
с вертикально подвешенным длинным трубчатым ротором (вертикальные трубчатые центрифуги).
По способу выгрузки осадка центрифуги подразделяются на следующие типы:
с ручной выгрузкой через верхний борт; осадок выгружают без применения специальных механизмов после полной остановки ротора;
с ручной выгрузкой через днище — без применения специальных механизмов после полной остановки ротора;
с ручной выгрузкой и разборкой ротора; осадок выгружается без применения специальных механизмов после полной остановки ротора;
с контейнерной, или кассетной, выгрузкой — с помощью специальных съемных контейнеров, мягких или жестких кассет и т. п.;
с ножевой выгрузкой; осадок выгружается ножом или скребком специального механизма на ходу при полном или уменьшенном числе оборотов ротора;
с гравитационной выгрузкой (саморазгружающиеся); осадок выгружается под действием собственного веса во время остановки ротора;
со шнековой выгрузкой — с помощью шнека, вращающегося относительно ротора непрерывно при непрерывной работе машины;
с поршневой выгрузкой осадка толкателем, совершающим возвратно-поступательное (пульсирующее) движение вдоль оси ротора при непрерывной работе машины;
с центробежной (инерционной) выгрузкой; осадок выгружается под действием центробежных сил непрерывно при непрерывной работе машины;
с вибрационной выгрузкой; осадок выгружается непрерывно под действием колебаний вращающегося ротора;
с вибрационно-поршневой выгрузкой; осадок выгружается непрерывно под действием колебаний вращающегося ротора и толкания осадка поршнем;
с гидравлической выгрузкой; влажный осадок и жидкая фаза выгружаются через сопла или отверстия ротора при рабочей скорости последнего.
В зависимости от степени герметизации, взрывозащищенности и соблюдения специальных требований (модификации) различают следующие исполнения центрифуг:
негерметизированное — без специальных уплотнительных устройств, изолирующих рабочие полости машины от внешней среды, с электрооборудованием обычного исполнения. Применяется для обработки нетоксичных, нелетучих, огне- и взрывобезопасных продуктов во взрывобезопасных производствах;
негерметизированное со взрывозащищенным электрооборудованием — без специальных уплотнительных устройств, изолирующих рабочие полости машины от внешней среды, с электрооборудованием во взрывозащищенном исполнении. Применяется для обработки нетоксичных, нелетучих, огне- и взрывобезопасных продуктов во взрывоопасных производствах;
герметизированное взрывозащищенное — с изоляцией рабочих полостей машины от внешней среды, электрооборудованием во взрывозащищенном исполнении и поддувом инертного газа под избыточным давлением от 0,01 до 0,1 кгс/см2 в полость кожуха. Применяется в огне- и взрывоопасных производствах;
герметизированное — с изоляцией внутренних рабочих полостей кожуха от внешней среды и электрооборудованием во взрывозащищенном исполнении. Применяется для работы под избыточным давлением более 0,1 кгс/см2;
с обогревом или охлаждением — со специальными устройствами для подогрева (охлаждения) кожуха или ротора машины и с электрооборудованием в обычном исполнении;
с обогревом или охлаждением — со специальными устройствами для подогрева или охлаждения кожуха или ротора машины и с электрооборудованием во взрывозащищенном исполнении;
капсулированное — вся машина, за исключением привода, помещена в герметичную оболочку;
специальное — для работы в специальных условиях.
Приведенной основной классификации отечественных центрифуг соответствуют принятые условные обозначения, в которых кроме перечисленных признаков указываются:
конструкция ротора (одинарный, сдвоенный, с числом каскадов 1, 2, 3, многокаскадный и т. д.);
размер рабочего диаметра ротора в см (для центрифуг с коническим ротором — максимальный внутренний диаметр; для центрифуг с многокаскадным ротором — внутренний диаметр первого каскада);
материал основных деталей центрифуги, непосредственно соприкасающихся с обрабатываемым продуктом;
порядковый номер модели.

Предназначена для отжима белья после стирки. Компактная, удобна в работе, надежная в эксплуатации, пользуется повышенным спросом у населения. Избавит Вас от малоприятной, тяжелой, ручной работы.
ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАPАКТЕРИСТИКА
Потpебляемая мощность, Вт, не более 200
Номинальное напpяжение, В 220
Номинальная загpузка сухого белья, кг, не более 1,8
Номинальное вpемя отжима, мин, не более 5
Частота вpащения бака центpифуги, об/мин. 1250-1400
Остаточная влажность, %, не более 70
Габаpитные pазмеpы, мм, не более:
высота 410
диаметp 390
Масса, кг, не более 12

Центрифуга лабораторная СМ-12 служит для быстрого разделения смесей на фракции, а также для приготовления растворов. Область применения: химические и биохимические исследования, приготовление эмульсий и суспензий, использование в пищевой промышленности и науке, медицине.
Основные параметры:
— Максимальная скорость 4 000 об/мин.
— Регулирование скорости: пошаговое, 500 – 4000 об/мин. Шаг – 100.
— Рабочий объем – 15мл х 12пробирок.
— Крутящий момент 2100g.
— Направление вращения: против часовой стрелки.
— Выбираемый временной диапазон работы: 0 мин – 99min .
— Мощность: 300 Вт.
— Предохранители: 5A
— Рабочая система: непрерывное управление в течение 4 часов
— Размеры: 350мм х 280мм х 260мм
— Масса: 15 кг

Центрифуга периодического действия, обычная, переносная, предназначена для разделения неоднородных жидких систем плотностью до 2 г/см3 в поле центробежных сил при применении в практике клинической лабораторной диагностики, в закрытых помещениях с искусственно регулируемыми климатическими условиями, при температуре окружающего воздуха от +10° до +35° С и верхнем значением относительной влажности воздуха 80% при +25° С.
Климатическое исполнение центрифуги: УХЛ 4.2.
Класс электробезопасности 1, степень защиты Н.
Плавный разгон и плавное торможение вращения ротора.
Отключение двигателя и экстренное торможение вращения ротора в случае аварии.
Автоматическое годдержание частоты вращения ротора с индикацией скорости на лицевой панели.
Автоматическое отключение двигателя через заданный интервал времени.
Индикацию времени работы (при отсутствии предварительного задания интервала времени работы).
Блокировку включения двигателя при открытой крышке.
Блокировку открывания крышки при работающем двигателе.
Работу с максимальным объемом центрифугата — 150 см3.
Hеypaвновешенность масс в диаметрально противоположных гильзах — до 2 г.

Центрифуга лабораторная медицинская РС-6 периодического
действия, рефрижераторная, стационарная с частотой вращения вала
привода до 6000 min-1. Применяется для разделения жидких систем
плотностью до 2 g/cm3 в поле центробежных сил.
Центрифуга предназначена для использования в практике
клинической лабораторной диагностики и проведения исследований в
медицине и других областях.
Максимальное время непрерывной работы центрифуги 180 min.
Время перерыва после 180 min непрерывной работы не менее 60 min.
Центрифуга изготовлена в климатическом исполнении УХЛ4.2
по ГОСТ 15150-69.
Технические характеристики
Максимальная рабочая частота вращения, min-1 6000
Диапазон регулирования частоты вращения, min-1 500-6000
Допускаемое приведенное отклонение заданной частоты
вращения от максимальной рабочей частоты вращения, % ±5
Максимальный фактор разделения 7300
Максимальный объем центрифугата, ml 3000
Пределы регулирования температуры в рабочей камере от 0 до+30°С
с диапазонами поддержания температуры с шагом 5°С.
Примечание:
Центрифуга имеет дополнительный диапазон поддержания
температуры от минус 5 до 0°С, работа в котором возможна на
частоте вращения до 4000 min-1.
Диапазон регулирования времени работы в режиме автоматического
отключения привода, min 0-60
Время установления рабочего режима и время торможения в режиме
динамического торможения, min,
не более 8
Питание центрифуги от трехфазной сети переменного тока:
напряжением, V 80 ± 38
частотой, Hz 50 ± 0,5
Мощность,потребляемая центрифугой, KVхA, не более 3,0
Габаритные размеры, mm, не более:
глубина 775
ширина 700
высота 1280
Масса центрифуги с комплектом запасных частей
и принадлежностей, kg, не более 240
Центрифуга может оснащаться следующими сменными частями:
а) роторами ТУ5.375-4172-78, типы которых указаны в таблице
б) механизмом увеличения частоты вращения СН-3/1
(ТУ5.375-4167-82), с помощью которого на данной центрифуге
можно увеличить частоту вращения до 18000 min-1 и пoлyчить
фактор разделения до 29000.
Роторы угловые Максимальный Максимальная Максимальный
объем частота вращения фактор
центрифугата ротора разделения

1. РУ6Х10* 60 18000 29000
2. РУ8Х90 720 6000 5700
3. РУ60Х25 1500 6000 7300
4. РУ180* 180 12000 14700
Ротор-крестовина
5. РК4Х750 3000 2500 1600

Максимальное ускорение для высокой производительности
Центрифуга позволяет сократить время центрифугирования. Использование бакет-роторов и угловых роторов позволяет центрифугировать с максимальным ускорением более 100000 х g и скоростью до 30 000 об./мин. Производительность работы увеличивается благодаря наличию различных режимов разгона/торможения и простой установке параметров центрифугирования.

Технические характеристики:

Максимальная скорость: 30 000 об./мин
Максимальное ускорение: 110 500 х g
Контроль скорости: ±10 об./мин от установленной скорости или 0.15%
Контроль дисбаланса: ±2.5% при загрузке в противоположные позиции
Тип двигателя: Вентильно- индукторный, контролируемый микропроцессором
Гарантия на центрифугу: 1 год
Охлаждение двигателя: Воздушное
Система охлаждения камеры: Экологически безопасный хладогент
Максимальная вместимость: 4 000 мл
Объем образца в одной пробирке (бутыли): 1.5 — 1 000 мл
Установка температуры: От — 20 °С дО 40 °С с шагом 1 °С
Контроль температуры: ±2 °С
Программы, устанавливаемые пользователем: 30 программ (двухэтапные)
Установка времени: От 1 минуты до 99 часов 59 минут; режим Hold (Продолжительное центрифугирование) и ш2t
Режимы ускорения/торможения: 12/13
Система уменьшения трения: да
Возможность зонального центрифугирования: да
Динамическое определение ротора: Автоматическое
Тепловыделение: 2.0 кВт (6900 БТЕ/ч)
Уровень шума: < 57 дБ (на расстоянии 3 футов от центрифуги при 30 000 об./мин) Размеры (Высота х Глубина х Ширина): 865 мм х 876 мм х 711 мм Вес: 310 кг Требования к сети: 220 В, 30 А, 50 Гц; 220/380 В, 16 А, 50 Гц

Тысячи разнообразных центрифуг работают на предприятиях химической, металлургической, пищевой, оборонной и других отраслей промышленности. Центрифуги сегодня – это сложные агрегаты, состоящие из многих механизмов, которые нуждаются в точной наладке и квалифицированном обслуживании.
В книге приведена классификация центрифуг, даны характеристики суспензий и эмульсий, определяющих процесс центрифугирования. Изложены общие принципы действия и основы устройства механизмов и агрегатов отечественных центрифуг. Описаны конструкции современных наиболее распространенных автоматических и непрерывнодействующих центрифуг, а также конструкции некоторых основных моделей, снятых с производства, но находящих большое применение в промышленности. Рассмотрены вопросы ремонта, монтажа, наладки, пуска и эксплуатации центрифуг.
Книга рассчитана на инженерно-технических работников предприятий, исследовательских и проектных организаций различных отраслей народного хозяйства, а также на студентов механических факультетов технологических вузов и техникумов.