Kam domātas centrifūgas? Kas ir centrifūga? Līdzīgu ierīču vērtējums.

Pēc atdalīšanas koeficienta vērtības centrifūgas var iedalīt divās grupās: parastās centrifūgas(K r< 3500) и supercentrifūgas(K p > 3500).

Parastās centrifūgas galvenokārt izmanto dažādu suspensiju atdalīšanai, izņemot suspensijas ar ļoti zemu cietvielu koncentrāciju, kā arī mitruma atdalīšanai no beramajiem materiāliem. Supercentrifūgas izmanto, lai atdalītu emulsijas un smalkas suspensijas.

Parastās centrifūgas var nostādināt un filtrēt. Supercentrifūgas ir nostādināšanas tipa ierīces un iedala cauruļveida ultracentrifūgas izmanto smalku suspensiju atdalīšanai, un šķidruma separatori izmanto emulsiju atdalīšanai.

Būtiska centrifūgu veida iezīme ir metode nogulumu izkraušanai no tām. Izkraušana notiek manuāli, izmantojot nažus vai skrāpjus, skrūves un virzuļus, kas pārvietojas uz priekšu un atpakaļ (pulsējot), kā arī gravitācijas un centrbēdzes spēka iedarbībā.

Pēc rotācijas ass atrašanās vietas izšķir vertikālās, slīpās un horizontālās centrifūgas. Vertikālās centrifūgas rotora vārpsta ir atbalstīta no apakšas vai piekārta no augšas.

Atkarībā no procesa organizācijas centrifūgas tiek sadalītas periodiski un nepārtraukti darbojošās.

Trīs kolonnu centrifūgas.Šāda veida aparāti pieder parastajām nostādināšanas vai filtrēšanas centrifūgām ar periodisku darbību ar manuālu dūņu izkraušanu.

Trīskolonnu filtra centrifūgā ar nosēdumu augšējo izlādi (V-14. att.) atdalāmā suspensija tiek iekrauta perforētā rotorā 1, kura iekšējā virsma ir pārklāta ar filtra audumu vai metāla sietu. Rotors ar konusa 2 palīdzību ir uzmontēts uz vārpstas 3, kuru darbina elektromotors caur ķīļsiksnas transmisiju. Suspensijas šķidrā fāze iet caur audumu (vai sietu) un caurumiem rotora sienā un tiek savākta gultnes 4 apakšā, pārklāta ar fiksētu apvalku 5, no kurienes tā tiek izvadīta tālākai apstrādei. Uz rotora sieniņām izveidojušās nogulsnes tiek noņemtas, piemēram, ar lāpstiņu pēc korpusa vāka 6 atvēršanas.

Lai mazinātu vibrāciju ietekmi uz pamatu, rāmis 7 ar uzmontētu rotoru, piedziņu un korpusu tiek iekarināti ar vertikāliem stieņiem 8 ar lodīšu galvām uz trim kolonnām 9, kas atrodas 120° leņķī. zināma brīvība rotora vibrācijai. Centrifūga ir aprīkota ar bremzi, kuru var aktivizēt tikai pēc motora apstāšanās.

Trīs kolonnu centrifūgas tiek izgatavotas arī ar nosēdumu grunts novadīšanu, kas ir ērtāk ražošanas apstākļos.

Aplūkojamajām centrifūgām ir raksturīgs zems augstums un laba stabilitāte, un tās plaši izmanto ilgstošai centrifugēšanai.

Virszemes centrifūgas. Šīs centrifūgas ir arī parastās nostādināšanas vai filtrēšanas centrifūgas ar vertikālu rotoru un manuālu nosēdumu izvadīšanu.

Uz att. V-15 ir redzama apakšējā izplūdes suspendēto dūņu centrifūga. Padeves suspensija tiek padota caur vadu 1 uz rotoru 2 ar cietu sienu, kas uzstādīts uz vārpstas 3 apakšējā gala. Vārpstas augšējam galam ir konisks vai lodīšu gultnis (bieži aprīkots ar gumijas blīvi), un to darbina tieši tam pievienots elektromotors. Suspensijas cietā fāze, jo tās blīvums ir lielāks par šķidrās fāzes blīvumu, centrbēdzes spēka iedarbībā tiek izmesta uz rotora mašīnām un tiek nogulsnēta uz tām. Šķidrā fāze atrodas gredzenveida slāņa veidā tuvāk rotora asij un, tā kā tikko ienākošās suspensijas daļas ir atdalītas, tā pārplūst pāri rotora augšējai malai telpā starp to un fiksēto apvalku 4. Šķidrums tiek izņemts no centrifūgas caur savienotājelementu 5. Lai izkrautu nogulsnes, koniskais vāks 6 tiek pacelts uz ķēdēm un manuāli iebīdīts starp ribām 7, kas kalpo rotoru savienošanai ar vārpstu.

Suspensijas nostādināšanas centrifūgas ir paredzētas zemas koncentrācijas smalku suspensiju atdalīšanai, kas ļauj suspensiju nepārtraukti ievadīt rotējošā rotorā, līdz tiek iegūts pietiekama biezuma nogulšņu slānis.

Piekaramās filtra centrifūgas atvieglo nosēdumu noņemšanu no rotora, tāpēc tās izmanto īsiem centrifugēšanas procesiem.

Mūsdienu augšējās centrifūgas ir pilnībā automatizētas, un tām ir programmatūras vadība. Šo centrifūgu priekšrocība ir zināmas rotora vibrācijas pieļaujamība. Turklāt tie novērš agresīvu šķidrumu iekļūšanu balstā un piedziņā. Pašlaik augšējās centrifūgas ar manuālu dūņu novadīšanu pakāpeniski tiek aizstātas ar modernākām centrifūgām.

Karājās pašizkraušana centrifūgas, rotora apakšējai daļai ir koniska forma, un tās sienu slīpuma leņķis ir lielāks par iegūto nogulumu novietojuma leņķi. Ar šo rotora izvietojumu, centrifūgas darbībai apstājoties, nogulsnes noslīd no sienām.

Lai novērstu vibrācijas, kas rodas no rotora nevienmērīgas slodzes augšējo centrifūgu gadījumā, tiek izmantots gredzenveida vārsts, caur kuru ienākošā suspensija tiek vienmērīgi sadalīta pa visu rotora perimetru. Lai atvieglotu nogulumu izkraušanu no augšpusē esošajām centrifūgām, dažkārt izmanto skrāpjus, lai no rotora sienām nogrieztu nogulsnes ar samazinātu griešanās ātrumu.

Horizontālās centrifūgas ar asmeņiem nogulumu noņemšanai. Šādas konstrukcijas centrifūgas ir parastas nostādināšanas vai filtrēšanas partijas centrifūgas ar automatizētu vadību.

Horizontālajā lāpstiņu centrifūgā (V-16. att.) suspensijas iekraušanas, centrifugēšanas, mazgāšanas, nogulšņu mehāniskās žāvēšanas un to izvadīšanas darbības tiek veiktas automātiski. Centrifūgu vada elektrohidrauliskā automātiskā iekārta, kas ļauj kontrolēt rotora piepildījuma pakāpi pēc dūņu slāņa biezuma.

Suspensija caur cauruli 2 nonāk perforētajā rotorā 1 un vienmērīgi tiek sadalīta tajā. Uz rotora iekšējās virsmas ir oderējuma sieti, filtra audums un režģis, kas nodrošina sietu ciešu piegulšanu rotoram, lai izvairītos no to izspieduma, kas nav pieļaujams, noņemot nogulsnes ar nazi. Rotors atrodas atlietā korpusā 3, kas sastāv no apakšējās stacionārās daļas un noņemama vāka. Centrifūga tiek izņemta no centrifūgas caur sprauslu 4. Nosēdumi tiek nogriezti ar nazi 5 (kas, rotoram griežoties, ar hidrauliskā cilindra 6 palīdzību paceļas), iekrīt virzošajā slīpajā teknē 7 un tiek izvadīts no centrifūgas pa kanālu. 8. Aprakstītā centrifūga ir paredzēta vidēja un rupja suspensiju atdalīšanai.

C pulsējošas virzuļu centrifūgas dūņu novadīšanai.Šīs ierīces ir nepārtrauktas filtrēšanas centrifūgas ar horizontālu rotoru (att. V-17), kas pārvietojas pa piltuves iekšējo virsmu un pakāpeniski iegūst ātrumu, kas gandrīz vienāds ar rotora griešanās ātrumu. Pēc tam suspensiju caur piltuvē esošajiem caurumiem izmet uz sieta iekšējo virsmu virzienā pirms virzuļa 5. Centrbēdzes spēka iedarbībā šķidrā fāze iziet caur sieta spraugām un tiek izņemta no centrifūgas korpusa. caur sprauslu 6. Cietā fāze tiek saglabāta uz sieta nogulšņu veidā, kas periodiski virzās uz rotora malu, kad virzulis virzās pa labi par aptuveni 1/10 no rotora garuma. Tādējādi katram virzuļa gājienam no rotora tiek noņemts nosēdumu daudzums, kas atbilst virzuļa gājiena garumam; kamēr virzulis veic 10-16 gājienus vienā min. Nogulsnes tiek noņemtas no apvalka caur 7. kanālu.

Virzulis ir uzstādīts uz stieņa 8, kas atrodas dobās vārpstas 9 iekšpusē, kas ir savienots ar elektromotoru un piešķir rotoram rotācijas kustību. Doba vārpsta ar rotoru un stienis ar virzuli un konisku piltuvi griežas ar tādu pašu ātrumu. Virzuļa turp un atpakaļ kustības virziens mainās automātiski. Otrā stieņa galā perpendikulāri savai asij ir uzstādīts disks 10, kura pretējās virsmās speciālā ierīcē pārmaiņus darbojas zobratu sūkņa radītais eļļas spiediens.

Centrifūgās ar sedimentu mazgātāju korpuss ir sadalīts divās daļās, caur kurām vienu tiek izvadīts mazgāšanas šķidrums.

Aprakstītā centrifūga tiek izmantota rupju, viegli atdalāmu suspensiju apstrādei, īpaši gadījumos, kad to izkraušanas laikā nav vēlams bojāt dūņu daļiņas.

Centrifūgas ar inerciālu dūņu novadīšanu.Šīs centrifūgas ir parastas nepārtrauktas filtra centrifūgas ar vertikālu konisku rotoru.

Ar suspensija, kas satur rupjgraudainu materiālu, piemēram, ogles, rūdu, smiltis, no augšas caur piltuvi 1 nonāk centrifūgā (V-19. att.). Centrbēdzes spēka iedarbībā balstiekārta tiek izmesta uz konisko rotoru 2 ar perforētām sienām. Šajā gadījumā suspensijas šķidrā fāze iziet cauri rotora caurumiem un tiek izņemta no centrifūgas caur kanālu 3, savukārt cietās daļiņas, kuru izmēram jābūt lielākam par caurumu izmēru, tiek saglabātas rotora iekšpusē. . Šādi izveidotais cieto daļiņu slānis, kura berzes leņķis ir mazāks par rotora sieniņu slīpuma leņķi, virzās uz tā apakšējo malu un tiek izņemts no centrifūgas pa kanālu 4. Lai palielinātu ilgumu. perioda, kurā šķidrums tiek atdalīts no cietajām daļiņām, to kustību kavē skrūve 5, kas griežas lēnāk nekā rotors. Nepieciešamā atšķirība starp rotora un skrūves griešanās ātrumu tiek panākta, izmantojot pārnesumu reduktoru.

Centrifūgas ar inerciālu dūņu novadīšanu izmanto suspensiju, rupjgraudainu materiālu atdalīšanai.

Centrifūgas ar vibrācijas dūņu novadīšanu.Šādas konstrukcijas centrifūgas ir parastas nepārtrauktas filtra centrifūgas ar vertikālu vai horizontālu konisku rotoru.

Iepriekš aprakstītās centrifūgas ar inerciālu dūņu novadīšanu trūkums ir nespēja kontrolēt dūņu ātrumu gar rotora sienām. Šis trūkums tiek novērsts centrifūgās ar vibrācijas dūņu novadīšanu, kuru darbības princips ir šāds.

Centrifūgai ir konisks rotors ar sienas slīpuma leņķi, kas ir mazāks par nogulumu berzes leņķi gar sienu. Tāpēc centrbēdzes spēka iedarbībā nogulumu kustība gar sienām no šaurā rotora gala līdz platajam galam nav iespējama. Šajā gadījumā nogulumu pārvietošanai rotorā tiek izmantotas aksiālās vibrācijas, kuras rada mehāniska, hidrauliska vai elektromagnētiska ierīce. Šajā gadījumā vibrācijas intensitāte nosaka dūņu kustības ātrumu rotorā, kas jo īpaši ļauj nodrošināt nepieciešamo dūņu dehidratācijas pakāpi.

Šķidruma separatori. Šīs vienības ir nepārtrauktas supercentrifūgas ar vertikālu rotoru.

Šādās supercentrifūgās ietilpst šķidruma separatori ar rotoru ar diametru 150-300 mm, griežas ar ātrumu 5000-10000 apgr./min. Tie ir paredzēti emulsiju atdalīšanai, kā arī šķidrumu dzidrināšanai.

Paplātes tipa šķidruma separatorā (V-20. att.) nostādināšanas zonā apstrādājamais maisījums tiek sadalīts vairākos slāņos, kā tas tiek darīts nostādināšanas tvertnēs, lai samazinātu daļiņas nostādināšanas laikā noieto ceļu. Emulsija caur centrālo cauruli 1 tiek padota uz rotora apakšējo daļu, no kurienes tā tiek sadalīta caur caurumiem plāksnēs 2 plānās kārtās starp tām. Smagāks šķidrums, kas pārvietojas pa plākšņu virsmu, ar centrbēdzes spēku tiek izmests uz rotora perifēriju un tiek izvadīts caur atveri 3. Vieglāks šķidrums virzās uz rotora centru un tiek noņemts caur gredzenveida kanālu 4.

Caurumi paplātēs atrodas aptuveni gar saskarni starp smagākiem un vieglākiem šķidrumiem. Lai šķidrums turētos līdzi rotējošajam rotoram, tas ir aprīkots ar ribām 5. Šim pašam nolūkam plāksnēm ir izvirzījumi, kas vienlaikus fiksē attālumu starp tām.

Plākšņu tipa separatoru piemērs ir plaši izmantoti piena separatori.

Šis neaprakstāmais pelēkais cilindrs ir galvenā saikne Krievijas kodolrūpniecībā.

Protams, tas neizskatās īpaši reprezentabls, taču, tiklīdz saproti tā mērķi un apskati tehniskos raksturlielumus, sāc saprast, kāpēc valsts kā acs ābolu sargā tā tapšanas un uzbūves noslēpumu.

Jā, aizmirsu iepazīstināt: jūsu priekšā ir gāzes centrifūga urāna izotopu atdalīšanai VT-3F (n-tā paaudze). Darbības princips ir elementārs, tāpat kā piena separatoram, smags, centrbēdzes spēka ietekmē, tiek atdalīts no gaismas. Tātad, kāda ir nozīme un unikalitāte? Sākumā atbildēsim uz citu jautājumu – bet vispār, kāpēc atdalīt urānu? Dabīgais urāns, kas atrodas tieši zemē, ir divu izotopu kokteilis: urāns-238 un urāns-235 (un 0,0054% U-234). Urāns-238 ir tikai smags, pelēks metāls. No tā var izveidot artilērijas lādiņu, nu, vai ... atslēgu piekariņu.

Bet ko var izdarīt no urāna-235? Nu, pirmkārt, atombumba, otrkārt, degviela atomelektrostacijām. Un šeit mēs nonākam pie galvenā jautājuma - kā atdalīt šos divus gandrīz identiskus atomus vienu no otra? Nē, tiešām, KĀ?! Starp citu: Urāna atoma kodola rādiuss ir -1,5 10-8 cm.Lai urāna atomi tiktu iedzīti tehnoloģiskajā ķēdē, tas (urāns) jāpārvērš gāzveida stāvoklī. Vārīt nav jēgas, pietiek savienot urānu ar fluoru un iegūt HFC urāna heksafluorīdu.

Tā ražošanas tehnoloģija nav īpaši sarežģīta un dārga, un tāpēc HFC tiek iegūti tieši tur, kur tiek iegūts šis urāns. UF6 ir vienīgais ļoti gaistošais urāna savienojums (karsējot līdz 53°C, heksafluorīds (attēlā) tieši mainās no cieta stāvokļa uz gāzveida). Pēc tam to iesūknē īpašos konteineros un nosūta bagātināšanai.

Mazliet vēstures Kodolsacensību pašā sākumā gan PSRS, gan ASV lielākie zinātniskie prāti apguva difūzijas separācijas ideju - urāna izvadīšanu caur sietu. Mazais 235. izotops izslīdēs cauri, savukārt "biezais" 238. iestrēgs. Un izgatavot sietu ar nanocaurumiem padomju rūpniecībai 1946. gadā nebija tas grūtākais uzdevums.

No Īzaka Konstantinoviča Kikoina ziņojuma Zinātniski tehniskajā padomē pie Tautas komisāru padomes (dots deklasificēto materiālu krājumā par PSRS atomprojektu (Rjabevs)): Šobrīd mēs esam iemācījušies izveidot režģus ar caurumi aptuveni 5/1000 mm, t.i. 50 reizes lielāks par molekulu vidējo brīvo ceļu atmosfēras spiedienā. Tāpēc gāzes spiedienam, pie kura šādos režģos notiks izotopu atdalīšanās, jābūt mazākam par 1/50 no atmosfēras spiediena. Praksē mēs paredzam strādāt ar spiedienu aptuveni 0,01 atmosfēras, t.i. labos vakuuma apstākļos. Aprēķins liecina, ka, lai iegūtu produktu, kas bagātināts līdz 90% koncentrācijai vieglā izotopā (ar šādu koncentrāciju pietiek, lai iegūtu sprāgstvielu), kaskādē jāsavieno aptuveni 2000 šādu posmu.

Mūsu projektētajā un daļēji ražotajā mašīnā paredzēts saražot 75-100 g urāna-235 dienā. Instalācija sastāvēs no aptuveni 80-100 "kolonnām", no kurām katra saturēs 20-25 soļus." Zemāk ir dokuments - Berijas ziņojums Staļinam par pirmā kodolsprādziena sagatavošanu. Zemāk ir neliela atsauce uz uzkrātajiem kodolmateriāliem līdz 1949. gada vasaras sākumam.

Un tagad iedomājieties paši - 2000 dūšīgas instalācijas kādu 100 gramu dēļ! Nu kur iet, bumbas vajag. Un viņi sāka būvēt rūpnīcas, un ne tikai rūpnīcas, bet arī veselas pilsētas. Un labi, tikai pilsētas, šīs difūzijas stacijas prasīja tik daudz elektrības, ka tām bija jābūvē atsevišķas spēkstacijas tuvumā. Fotoattēlā: pasaulē pirmā K-25 urāna gāzveida difūzijas bagātināšanas rūpnīca Oak Ridge (ASV). Celtniecība izmaksāja 500 miljonus dolāru.U veida ēkas garums ir aptuveni pusjūdze.

PSRS rūpnīcas Nr.813 pirmais posms D-1 bija paredzēts kopējai 140 gramu 92-93% urāna-235 izlaidei dienā 2 kaskādēs pa 3100 identiskām jaudas atdalīšanas pakāpēm. Ražošanai tika piešķirta nepabeigta lidmašīnu rūpnīca Verkh-Neivinskas ciemā, kas atrodas 60 km attālumā no Sverdlovskas. Vēlāk tā pārvērtās par Sverdlovskas-44, bet 813. rūpnīca (attēlā) par Urālas elektroķīmisko rūpnīcu - pasaulē lielāko atdalīšanas ražotni.

Un, lai gan difūzijas atdalīšanas tehnoloģija, kaut arī ar lielām tehnoloģiskām grūtībām, tika atkļūdota, ideja par ekonomiskāka centrbēdzes procesa apgūšanu nepameta darba kārtību. Galu galā, ja jums izdosies izveidot centrifūgu, enerģijas patēriņš samazināsies no 20 līdz 50 reizēm! Kā tiek iestatīta centrifūga? Tas ir sakārtots vairāk nekā elementāri un izskatās kā veca veļas mašīna, kas darbojas “izgriešanas / žāvēšanas” režīmā. Slēgtā korpusā ir rotējošs rotors. Šis rotors tiek piegādāts ar gāzi (UF6).

Pateicoties centrbēdzes spēkam, kas ir simtiem tūkstošu reižu lielāks par Zemes gravitācijas lauku, gāze sāk sadalīties "smagajā" un "vieglajā" frakcijā. Vieglās un smagās molekulas sāk grupēties dažādās rotora zonās, bet ne centrā un pa perimetru, bet gan augšā un apakšā. Tas notiek konvekcijas strāvu dēļ - rotora pārsegs tiek uzkarsēts un notiek gāzes atpakaļplūsma. Cilindra augšpusē un apakšā ir divas mazas caurules - ieplūde.

Noplicināts maisījums nonāk apakšējā caurulē, un maisījums ar lielāku 235U atomu koncentrāciju nonāk augšējā caurulē. Šis maisījums nonāk nākamajā centrifūgā un tā tālāk, līdz urāna 235 koncentrācija sasniedz vajadzīgo vērtību. Centrifūgu ķēdi sauc par kaskādi.

Tehniskās īpašības. Nu, pirmkārt, griešanās ātrums - mūsdienu centrifūgu paaudzē tas sasniedz 2000 apgr./min (es pat nezinu, ko salīdzināt ar ... 10 reizes ātrāk nekā turbīna lidmašīnas dzinējā)! Un tas ir strādājis bez pārtraukuma TRĪS DEGADES gadus! Tie. tagad kaskādēs griežas centrifūgas, kas tika ieslēgtas Brežņeva laikā! PSRS vairs nav, bet viņi turpina griezties un griezties. Nav grūti aprēķināt, ka darba cikla laikā rotors veic 2 000 000 000 000 (divi triljoni) apgriezienu. Un kāds gultnis to var izturēt?

Jā, neviena! Nav gultņu. Pats rotors ir parasta augšdaļa, apakšā tam ir spēcīga adata, kas balstās uz korunda vilces gultni, un augšējais gals karājas vakuumā, ko notur elektromagnētiskais lauks. Adata arī nav vienkārša, no parastas stieples klavieru stīgām, rūdīta ļoti viltīgā veidā (kas - GT). Nav grūti iedomāties, ka ar tik traku rotācijas ātrumu pašai centrifūgai jābūt ne tikai izturīgai, bet arī superspēcīgai.

Akadēmiķis Iosifs Fridlyander atceras: “Trīs reizes viņus varēja nošaut. Reiz, kad jau bijām saņēmuši Ļeņina balvu, notika liela avārija, centrifūgai aizlidoja vāks. Gabali izkaisīti, iznīcinātas citas centrifūgas. Pacēlies radioaktīvs mākonis. Man bija jāpārtrauc visa līnija - kilometrs instalāciju! Sredmašā centrifūgas vadīja ģenerālis Zverevs, pirms atomprojekta viņš strādāja Berijas departamentā.

Ģenerālis sanāksmē sacīja:"Situācija ir kritiska. Valsts aizsardzība ir apdraudēta. Ja mēs situāciju ātri neizlabosim, jums atkārtosies 37. gads. Un tūlīt sapulce tika slēgta. Pēc tam mēs nācām klajā ar pilnīgi jaunu tehnoloģiju ar pilnīgi izotropisku vienotu pārsegu struktūru, taču bija nepieciešamas ļoti sarežģītas instalācijas. Kopš tā laika šie vāki ir ražoti. Nekādu nepatikšanu vairs nebija. Krievijā ir 3 bagātināšanas rūpnīcas, daudzi simti tūkstošu centrifūgu.

Fotoattēlā: pirmās paaudzes centrifūgu testi

Arī rotoru korpusi sākumā bija no metāla, līdz tos nomainīja... oglekļa šķiedra. Viegls un īpaši izturīgs pret plīsumiem, tas ir ideāls materiāls rotējošam cilindram.

UEIP ģenerāldirektors (2009-2012) Aleksandrs Kurkins atgādina:“Tas kļuva smieklīgi. Izmēģinot un testējot jaunas, vairāk "rotējošākas" paaudzes centrifūgas, viens no darbiniekiem nesagaidīja, kad rotors pilnībā apstāsies, atvienoja to no kaskādes un nolēma pārlikt rokās uz statīvu. Bet tā vietā, lai virzītos uz priekšu, neatkarīgi no tā, cik smagi viņš pretojās, viņš aptvēra šo cilindru un sāka virzīties atpakaļ. Tāpēc mēs savām acīm redzējām, ka zeme griežas, un žiroskops ir liels spēks.

Kurš izgudroja?

Ak, tas ir noslēpums, kas ir caurstrāvots ar noslēpumiem un tīts tumsā. Šeit ir vācu sagūstīti fiziķi, CIP, SMERSH virsnieki un pat notriektais spiegu pilots Pauerss. Kopumā gāzes centrifūgas darbības princips tika aprakstīts 19. gadsimta beigās. Pat Atomprojekta rītausmā Kirovas rūpnīcas Īpašā projektēšanas biroja inženieris Viktors Sergejevs ierosināja centrbēdzes atdalīšanas metodi, taču sākumā viņa kolēģi neapstiprināja viņa ideju. Tajā pašā laikā sakautās Vācijas zinātnieki cīnījās par separācijas centrifūgas izveidi īpašā NII-5 Suhumi: doktors Makss Stīnbeks, kurš strādāja Hitlera vadībā kā Siemens galvenais inženieris, un Gernots Zipe, bijušais Luftwaffe mehāniķis. , Vīnes universitātes absolvents. Kopumā grupā bija aptuveni 300 "eksportēto" fiziķu.

Valsts korporācijas Rosatom CJSC Centrotech-SPb ģenerāldirektors Aleksejs Kalitejevskis atgādina:“Mūsu speciālisti nonāca pie secinājuma, ka vācu centrifūga ir absolūti nepiemērota rūpnieciskai ražošanai. Stīnbeka aparātā nebija sistēmas daļēji bagātinātā produkta pārvietošanai uz nākamo posmu. Tika ierosināts atdzesēt vāka galus un sasaldēt gāzi, pēc tam to atsaldēt, savākt un ievietot nākamajā centrifūgā. Tas ir, shēma nedarbojas. Tomēr projektā bija daži ļoti interesanti un neparasti tehniskie risinājumi. Šie "interesantie un neparastie risinājumi" tika apvienoti ar padomju zinātnieku iegūtajiem rezultātiem, jo ​​īpaši ar Viktora Sergejeva priekšlikumiem. Relatīvi runājot, mūsu kompaktā centrifūga ir viena trešdaļa vācu domāšanas augļa un divas trešdaļas padomju domas. Starp citu, kad Sergejevs ieradās Abhāzijā un izteica tam pašam Stīnbekam un Zipem savas domas par urāna izvēli, Stīnbeks un Zipe tās noraidīja kā nerealizējamas. Ko tad Sergejevs izdomāja.

Un Sergejeva priekšlikums bija izveidot gāzes paraugu ņemšanas ierīces Pito caurulīšu veidā. Bet doktors Stīnbeks, kurš, kā viņš uzskatīja, ēda zobus par šo tēmu, bija kategorisks: "Tie palēninās plūsmu, izraisīs turbulenci, un nebūs atdalīšanās!"

Gadiem vēlāk, strādājot pie saviem memuāriem, viņš to nožēlos:“Ideja, kuras vērta nāk no mums! Bet man tas neienāca prātā…” Vēlāk, atrodoties ārpus PSRS, Stīnbeks ar centrifūgām vairs nenodarbojās. Bet Gerontam Cipem pirms došanās uz Vāciju bija iespēja iepazīties ar Sergejeva centrifūgas prototipu un ģeniāli vienkāršo darbības principu. Reiz Rietumos "viltīgais Zipe", kā viņu bieži sauca, patentēja centrifūgas konstrukciju ar savu vārdu (1957. gada patents Nr. 1071597, izskatīšanai 13 valstīs). 1957. gadā, pārcēlies uz ASV, Zipe tur uzbūvēja strādājošu instalāciju, pēc atmiņas reproducējot Sergejeva prototipu. Un viņš to nosauca, godināsim, "krievu centrifūga" (attēlā).

Starp citu, krievu inženierija sevi ir parādījusi daudzos citos gadījumos. Kā piemēru var minēt elementāru avārijas slēgvārstu. Nav sensoru, detektoru un elektronisko shēmu. Ir tikai samovāra jaucējkrāns, kas ar savu ziedlapu pieskaras kaskādes karkasam. Ja kaut kas noiet greizi un centrifūga maina savu pozīciju telpā, tā vienkārši pagriežas un aizver ieplūdes līniju. Tas ir kā jokā par amerikāņu pildspalvu un krievu zīmuli kosmosā.

Mūsu dienas Šonedēļ šo rindu autors apmeklēja nozīmīgu notikumu - ASV Enerģētikas departamenta Krievijas novērotāju biroja slēgšanu saskaņā ar HEU-LEU līgumu. Šis darījums (augsti bagātināts urāns-mazbagātināts urāns) bija un joprojām ir lielākais kodolenerģijas līgums starp Krieviju un Ameriku. Saskaņā ar līguma nosacījumiem Krievijas kodolzinātnieki apstrādāja 500 tonnas mūsu ieroču kvalitātes (90%) urāna par degvielu (4%) HFC Amerikas atomelektrostacijām. 1993.-2009.gada ieņēmumi sasniedza 8,8 miljardus ASV dolāru. Tas bija loģisks iznākums mūsu kodolzinātnieku tehnoloģiskajam sasniegumam izotopu atdalīšanas jomā, kas tika veikts pēckara gados. Fotoattēlā: gāzes centrifūgu kaskādes vienā no UEIP darbnīcām. Šeit ir apmēram 100 000 no tiem.

Pateicoties centrifūgām, esam saņēmuši tūkstošiem tonnu salīdzinoši lētas gan militāras, gan komerciālas preces. Kodolrūpniecība, viena no nedaudzajām atlikušajām (militārā aviācija, kosmoss), kurā Krievijai ir neapšaubāms pārākums. Ar ārvalstu pasūtījumiem vien desmit gadus uz priekšu (no 2013. līdz 2022. gadam), Rosatom portfelis, neskaitot HEU-LEU līgumu, ir 69,3 miljardi ASV dolāru. 2011. gadā tas pārsniedza 50 miljardus... Fotoattēlā konteineru noliktava ar HFC pie UEIP.

Centrifūgas ir iekārtas, ko izmanto laboratorijās, medicīnas iestādēs un rūpnīcās, lai atdalītu suspendēto materiālu no vides, kurā tie ir sajaukti.

To dara, ļoti ātri rotējot slēgtus maisījuma konteinerus ap fiksētu centra punktu.

Šīs kustības radītais centrbēdzes spēks piespiež blīvāku materiālu suspensijā pret konteinera sienām, efektīvi atdalot to no šķīduma. Šīs ierīces izmanto, lai atdalītu cietās vielas no šķidras suspensijas vides; piemēram, tie ir svarīgs medicīnisks instruments plazmas atdalīšanai no asins paraugiem.

Rakstu atzīmes:

• centrifūga;
• centrifūgas iekārta;
• medicīniskā centrifūga;
• centrifūgas rotors;
• filtru centrifūga;
• centrifūga plazmoliftingam;
• centrifūgas laboratorijas medicīnas;
• centrifūgas ātrums;

Kā darbojas centrifūgas?

Centrifūgas pamatprincips ir centrbēdzes spēks. Ja spainis, kas ir līdz pusei pilns ar ūdeni, strauji griežas riņķī virs galvas un atpakaļ uz zemi, spaiņa griešanās radītais centrbēdzes spēks liek ūdenim virzīties uz leju. Tas notur ūdeni spainī pat tad, kad tas ir apgriezts otrādi.

Lielākā daļa centrifūgu izmanto šo spēku līdzīgā veidā un sastāv no korpusa ar vāku un darbināmu centrālo rotoru. Rotoram ap perimetru ir virkne caurumu, kuros tiek ievietoti konteineri, parasti mēģenes ar šķīdumu. Kad mašīnas vāks ir aizvērts un centrifūga ir ieslēgta, rotors griežas lielā ātrumā. Tāpat kā eksperimentā ar kausu, centrbēdzes spēks liek jebkurai šķīdumā esošajai vielai, kas ir blīvāka par šķidrumu, tikt nospiesta pret cauruļu ārējām sienām, atdalot to no šķidruma.

Kad centrifūga ir beigusi savu ciklu, tā pakāpeniski palēninās un apstājas, lai novērstu turbulenci, kas var izraisīt šķīduma atkārtotu sajaukšanos. Šis aizkaves periods arī ļauj visam atdalītajam materiālam nokrist caurules apakšā. Kad rotors ir apstājies, mēģeni var noņemt un paraugus apstrādāt.

Dažos gadījumos centrifūgas vienā galā var būt ekrāns, kas ļautu šķidrumiem iziet cauri, kamēr cietās vielas paliek iesprostotas mēģenes iekšpusē. Citi var turēt caurules fiksētā leņķī vai ļaut tām novirzīties, kad tās griežas. Caurules novietojums un centrifūgas griešanās ātrums var atšķirties atkarībā no atdalāmā šķīduma veida.

Blīvuma atdalīšana

Tādējādi no suspensijas var atdalīt jebkuru suspendēto materiālu daudzumu. Katra atšķirīgā viela atdalīsies blīvuma secībā, veidojot dažādus slāņus caurules apakšā, kad iekārta tiek apturēta. To sauc par sedimentācijas principu. Piemēram, asins paraugs, kas ievietots centrifūgā piemērota cikla garumā, pilnībā sadalīsies, apakšā sakrājoties smagākām asins šūnām un augšpusē vieglākai asins plazmai. Tas ir īpaši noderīgi, lai identificētu visas nezināmu risinājumu sastāvdaļas.

Citi lietojumi

Centrifūgas ierīces izmanto ne tikai laboratorijās; viņi redz plašu izmantošanu notekūdeņu apsaimniekošanā, naftas rūpniecībā un pat cukura un piena pārstrādē. Medicīnas un zinātniskās laboratorijas centrifūgas parasti ir mazas galda ierīces. No otras puses, rūpnieciskās iekārtas, ko izmanto, lai atdalītu magnetīta vircu no procesa ūdens ogļu rūpnīcā, var būt ļoti lielas.

Urāna bagātināšanas procesā izmantotās gāzes centrifūgas ir aprīkotas ar īpaši izstrādātiem konteineriem, kas ietver stratēģiski novietotu iekšējo kausu. Pagriežot, šī liekšķere savāc vajadzīgo urāna-235 izotopu, bet smagāks 238 izotops savāc uz tvertnes sienām. Tomēr tas ir daudz ilgāks process nekā šķidrās vircas atdalīšana, kas bieži prasa vairākus tūkstošus ciklu.

Lielas centrifūgas tiek izmantotas arī, lai pakļautu cilvēkus ekstremāliem spēkiem kontrolētā vidē. Ārējo spēku, ko rada tik liela mašīna, var izmantot, lai simulētu milzīgos gravitācijas spēkus (G-spēkus), ko var izjust astronauts vai iznīcinātāja pilots, ceļojot ar ļoti lielu ātrumu. Ģeotehniskā modelēšana ir vēl viena joma, kurā centrifūgas izmanto, lai modelētu gravitācijas spriegumus prototipos.

Kā iegādāties laboratorijas centrifūgu?

Centrifūga tiek izmantota ļoti dažādās nozarēs un dažādu veidu izvēle ir diezgan liela, tāpēc pirkšana var būt ļoti sarežģīta. Lai izvēlētos pareizo ierīci, pircēji tiek mudināti noteikt konkrētos lietojumus, kuros viņiem nepieciešama centrifūga, lai veiktu to, ko parasti nosaka nozare, kurā cilvēks strādā. Kad tas ir noteikts, lietotājam ir jāizpēta dažādi modeļi un funkcijas, lai noteiktu īsto centrifūgu konkrētam uzdevumam.Centrifūgas visbiežāk ir nepieciešamas izmantošanai medicīnā un laboratorijā. Šīs ierīces ir pieejamas daudzos medicīnas un laboratorijas veikalos. Medicīnas un laboratorijas veikalus ir arvien grūtāk atrast fiziskā formā (nevis tiešsaistē), no kuriem daudzi jau pastāv TIKAI tiešsaistē. Diemžēl interneta veikalam ir savas priekšrocības un trūkumi. Priekšrocība ir plašais armatūras un funkciju klāsts, kas pieejams apskatei un salīdzināšanai, bet mīnuss ir tas, ka lietotājs nevar redzēt un precīzi zināt, ko viņš pērk, kamēr prece nav atnākusi.

Pārskats par dažādiem centrifūgu veidiem palīdzēs izprast šo problēmu.

Laboratorijas centrifūgas darbības princips

Centrifūgas griež objektus ap centrālo fiksēto asi, parasti ar lielu ātrumu. Šis liela ātruma pagrieziens uzliek spēku objektiem palielinātas gravitācijas veidā, izmantojot centripetālo paātrinājumu. Tas liek blīvākiem materiāliem konteineru iekšpusē pie ārējās malas attālināties no rotācijas ass, bet vieglākie materiāli tuvojas rotācijas asij. Pateicoties šai darbībai, centrifūgas paātrina sedimentācijas laiku.

Centrifūgu izmantošanas jomas laboratorijā

Centrifūgām ir daudz pielietojumu, un tās labi darbojas dažādos lietojumos, kas ietver šķidrumu atdalīšanu.

Laboratorijas centrifūga

Centrifūgu laboratorija ir ierīce, ko izmanto zinātnē, lai atdalītu suspensijas pēc blīvuma. Blīvākās daļiņas tiek atbrīvotas un migrē uz caurules apakšdaļu, bet vieglākās daļiņas pārvietojas uz augšu. Iekārtai ir apaļa forma, un tajā ir atveres, kurās var ievietot mēģenes. Pirms ieslēgšanas vāks nosedz mašīnas augšdaļu, pēc tam to var griezt ar motoru ļoti lielā ātrumā.

Ja kāds vēlas to sadalīt sastāvdaļās – sarkanajās asins šūnās, baltajās asins šūnās, trombocītos un plazmā, izmanto centrifūgu. Plazma peldēs virsū, jo tai ir viszemākais blīvums. Turklāt plazmu var izmantot, lai atdalītu organellus no šūnām un izolētu nukleīnskābes. Šeit ir daži centrifūgas izmantošanas piemēri.

Lielākā daļa mūsdienās izmantoto centrifūgu ir paredzētas lietošanai medicīnā un laboratorijās. Kā jau minēts, šīs ierīces atdala materiālus, kas suspendēti šķidros maisījumos. Medicīnas jomā parasti izmanto plazmas atdalīšanu no sarkanajām asins šūnām. Plazma ir daudz vieglāka nekā eritrocīti, un centripetālā paātrinājuma rezultātā eritrocīti nosēžas caurules apakšā, un plazma paceļas uz augšu. Medicīnas jomā visizplatītākās centrifūgas ir ultracentrifūgas un hematokrīta centrifūgas.

Ultracentrifūgas tiek izmantotas molekulārās bioloģijas, bioķīmijas un polimēru jomā, un tās ir paredzētas rotoru rotēšanai ārkārtīgi lielā ātrumā. Hematokrīta centrifūgas ir specializētas centrifūgas, kas ļauj pētniekam izmērīt sarkano asins šūnu skaitu pilnās asinīs.

Skaistumkopšanas salonu centrifūgas

Citas laboratorijas, piemēram, kosmētikas laboratorijas, izmanto centrifūgas, lai atdalītu ķīmisko vielu elementus, lai izveidotu dažādus losjonus, krēmus un citus skaistumkopšanas produktus.

Centrifūgas kalnrūpniecības nozarei

Kalnrūpniecības rūpniecība izmanto lielas, smagas mašīnas, ko sauc par horizontālām centrifūgām, lai atdalītu zeltu un citus smagos minerālus, kas suspendēti ūdenī. Horizontālās centrifūgas izmanto citās nozarēs, lai atgūtu materiālus no ūdens, ko izmanto mašīnu tīrīšanai vai dzesēšanai.

Centrifūgas aviācijas un kosmosa rūpniecībā

Dažas no lielākajām centrifūgām tiek izmantotas aviācijas un kosmosa rūpniecībā. Lielākā daļa cilvēku tos pazīst kā "G-Force Boosters", kas pārbauda astronautu un pilotu izturību pret lieliem g spēkiem, virsskaņas lidojumam un iziešanai kosmosā un pēc tam atveseļošanos zem zemes atmosfēras. Tomēr aviācijas un kosmosa rūpniecība izmanto šīs lielās centrifūgas citiem mērķiem, tostarp materiālu un iekārtu izturības testēšanai ar tādiem pašiem nosacījumiem.

Centrifūgas kodolrūpniecībā

Kodolbagātināšanas rūpniecībā tiek izmantotas gāzes centrifūgas. Šīs centrifūgas darbojas pēc tāda paša principa, bet atdala izotopus no saimniekgāzes. Visbiežāk gāzes centrifūgas izmanto urāna bagātināšanai enerģijas ražošanai un daudz mazākā mērā ieroču bagātināšanai.

Centrifūgas rūpnieciskai lietošanai

Sietu centrifūgas ir vienas no visizplatītākajām rūpnieciskajām centrifūgām. Šajās centrifūgās ir metāla vai plastmasas sieta sieta ar caurumiem visattālākajā malā. Rotoram griežoties, caurumi pieļauj tikai noteikta izmēra daļiņas, aizķerot lielas daļiņas uz ekrāna. Dažas sieta centrifūgas satur vairākus sietus, tādējādi sadalot daļiņas dažādos biezuma līmeņos.

Centrifūgas sadzīves tehnikai

Pazīstams centrifūgu lietojums sadzīves ierīcēs, veļas mašīnas ir rūpnieciskās centrifūgas. Kad slodze ir izgriešanas ciklā, centripetālais spēks spiež ūdeni un drēbes ārējā ekrāna malas virzienā. Drēbes tiks ieķertas ekrānā (bungas sienās), bet ūdens var tikt cauri (caur caurumiem). Tas ļauj apģērbam sasniegt noteiktu sausuma līmeni, pirms tas tiek ievietots žāvētājā galīgai žāvēšanai.

Centrifūgu salīdzinājums

Ne visas centrifūgas ir viena veida un vienādas. Jāņem vērā divi galvenie faktori: rotācijas ātrums un rotora konstrukcija.

Rotācijas ātrums

Centrifūgu salīdzināšana var būt gan vienkārša, gan sarežģīta. Kad ir noteikts vajadzīgās centrifūgas veids, klients var sākt salīdzināt modeļu dažādās specifikācijas. Viens no svarīgākajiem apsvērumiem ir noteikt, kādi ātrumi ir nepieciešami pielietojumam, kurā tiks izmantota centrifūga, jo dažādi ātrumi var radīt dažādus rezultātus ar tiem pašiem materiāliem.

Tomēr rotācija minūtē vai RPM nav vienīgais faktors, kas jāņem vērā, salīdzinot līdzīgas centrifūgas. Tas ir tāpēc, ka atkarībā no konteineru griešanās leņķa saturam ar dažādu griešanās ātrumu var pielietot dažādas centripetālā spēka vērtības.

Rotoru dizains

Svarīgs ir arī centrifūgā izmantotā rotora leņķis. Daudzām laboratorijas centrifūgām ir maināmi rotori, kas ļauj izmantot vienu centrifūgu dažādiem lietojumiem. Dažām centrifūgām ir rezerves rotors, kas tiek izmantots visbiežāk, un dažas ir bez rotora, tāpēc pircējam, pērkot centrifūgas, rūpīgi jāizlasa preču apraksti.

Klientam nekas nav satraucošāks kā zaudēt laiku, lai iegādātos centrifūgu, kuru nevar izmantot rotora trūkuma dēļ. Ja jūsu iegādātajai centrifūgai nav pievienots rotors, konkrētam mērķim paredzēts rotors ir jāiegādājas atsevišķi.

Rotoru leņķi un perforācijas

Rotoros ir caurumi, kas vienmērīgi izvietoti ap centrālo vārpstu, lai nodrošinātu pareizu slodzes sadali. Šajos caurumos tiek ievietotas īpašas plastmasas, stikla vai metāla caurules, kas paredzētas izmantošanai centrifūgās. Rotori ir dažādu jaudu un dizainu. Pareizai lietošanai lietotājam ir jāizmanto konkrētajam rotoram piemēroti palīgmateriāli.

Izplatītas rotoru kategorijas ir fiksēta leņķa un grozāmie rotori. Fiksēta leņķa rotoriem ir īpašas atveres stūros, lai atdalītu mērķus. Grozāmie rotori ļauj novietot konteinerus vertikāli un pagriezt horizontālās pozīcijās, pateicoties centripetālajam spēkam.

Izejmateriālu apsvēršana

Vēl viens apsvērums, kas jāņem vērā, lietojot un pērkot centrifūgas, ir nepieciešamie palīgmateriāli. Kad centrifūga ir izvēlēta un atbilstošais rotors ir identificēts un uzstādīts, nākamais apsvērums ir centrifūgā izmantotais konteiners. Līdz pagājušajam gadsimtam stikls bija visizplatītākais centrifūgās izmantotais konteineru veids.

Tomēr stikla flakoni var saplaisāt vai saplīst zem spiediena, ja tiek apdraudēta virsmas integritāte. Šī iemesla dēļ pieaug plastmasas trauku izmantošana, lai gan stikls joprojām tiek izmantots. Plastmasas trūkums ir tāds, ka visa plastmasa ir nedaudz poraina, tāpēc stikls joprojām tiek izmantots daudzos medicīnas lietojumos.

Kā nopirkt centrifūgu?

Specializētie tiešsaistes veikali var būt lielisks avots centrifūgu iegādei. Tomēr daudzi produkti ir centrifūgu veidi, kas neattiecas uz tipisku izmantošanu laboratorijā. Šī iemesla dēļ var rasties situācija, ka pircējam ir jāskatās uz centrifūgu tieši kategorijā Bizness un rūpniecība centrifūgām.

Šajā kategorijā ir specifiskākas apakškategorijas, un veselības aprūpes nozare ir labākā vieta, kur meklēt laboratorijas centrifūgas. Šī sadaļa, kā likums, ir sadalīta vēl vairāk precīzākai meklēšanai. Pirmajā apakškategorijā, laboratorijas aprīkojums, ir sadaļa Centrifūgas un detaļas ar noteiktu centrifūgu laukumu. Šī pēdējā kategorija, iespējams, ir labākā vieta, kur atrast laboratorijas vajadzībām piemērotas centrifūgas.

Palīgmateriāliem ir līdzīgs kategorisks koks, ko meklēt. Kategorijā Uzņēmējdarbība un rūpniecība atveriet sadaļu Veselības aprūpe, laboratorijas un dzīvības zinātne un pēc tam — Laboratorijas piederumi. Šajā apgabalā ir papildu apakškategorijas, kas paredzētas īpašiem izejmateriālu veidiem, tostarp vienreizlietojamām precēm, plastmasām, laboratorijas stikla traukiem, pipetēm, caurulēm, vārstiem un piederumiem, kā arī citiem piederumiem.

Laboratorijas centrifūgas kopsavilkums

Centrifūgas ir salīdzinoši vienkāršas iekārtas, taču tās ir ļoti grūti iegādāties tiešsaistē. Diemžēl, tā kā fizikas laboratoriju veikalu skaits samazinās, tiešsaistes centrifūgu veikali kļūst arvien nepieciešami. Tāpēc salīdzinošās informācijas izpēte un apkopošana, iegādājoties centrifūgas, ir kļuvusi aktuālāka nekā jebkad agrāk.

Pircējam pirmais solis ir noteikt vajadzīgās centrifūgas veidu, ko bieži nosaka nozare, kurā centrifūga tiks izmantota. Pēc tam klients tiek aicināts izpētīt un salīdzināt dažādās šo centrifūgu piedāvātās lietojumprogrammas un funkcijas un noteikt, kas jums ir piemērots. Visbeidzot, centrifūgu iegāde tiešsaistē kļūst vienkārša jebkura veida tiešsaistes veikalā un izsoļu vietnē.

Visi pētniecības medicīnas centri un labas slimnīcas ir aprīkotas ar laboratorijām. Šeit darbinieki pārbauda pacientu analīzes, nāk klajā ar kaut ko jaunu farmakoloģijas jomā un pēta noteiktas slimības. Bez laboratorijas pētījumiem nebūtu iespējams izpētīt jaunas kaites un ar tām cīnīties.

Katrai laboratorijai ir atšķirīgs aprīkojums. Un laboratorijas centrifūga ir ierīce, bez kuras nav iespējams iztikt.

Kas ir laboratorijas medicīniskā centrifūga?

Jebkura laboratorija var pilnībā strādāt tikai tad, ja tai ir optimāls instrumentu un instrumentu komplekts, kas ir gatavs regulārai lietošanai. Laboratorijas centrifūga ir ierīce, ko ikdienā izmanto medicīnas un zinātnes praksē. Šīs ierīces galvenais uzdevums ir atdalīt vielas pēc blīvuma un konsistences, izmantojot centrbēdzes spēku. Tādējādi vielas ar maksimālo īpatnējo svaru tiek novietotas perifērijā, un frakcijas ar minimālo īpatnējo svaru tuvojas rotācijas asij.

Zinātniskajā un medicīnas praksē ir diezgan izplatīta dažādu šķidrumu sadalīšana frakcijās, izmantojot laboratorijas medicīniskās centrifūgas. Šķidrumu ievieto speciālā traukā, un pēc ierīces ieslēgšanas centrifūga ļoti ātri sāk griezties ap savu asi. Rezultātā veidojas viendabīgi elementi - sākotnējā šķidruma sastāvdaļas.

Kas ir centrifugēšana?

Centrifugēšana ir centrifūgas darbība. Tas ir balstīts uz fizikas likumu par centrbēdzes spēku un ļauj pēc iespējas ātrāk sadalīt šķidrumus komponentos, kas nav iespējams, piemēram, nostādot, filtrējot vai saspiežot. Jo augstāks ir rotora ātrums un lielāka tā apgriezienu intensitāte, jo efektīvāka ierīce darbojas.

Laboratorijas centrifūgas ar vai bez dzesēšanas tiek klasificētas:

• Zema ātruma ierīcēm, kurās rotora frekvence ir 25 000 apgr./min.
• Ātrgaitas vienības ar griešanās ātrumu 40 000 apgr./min.
• Īpaši ātrgaitas centrifūgas, kurās rotora ātrums pārsniedz 40 000 apgr./min.

Kādas vielas var sadalīt daļiņās, izmantojot centrifūgu?

Šī ierīce ir paredzēta tādu bioloģisko šķidrumu atdalīšanai kā asinis, urīns, limfa, mātes piens. Šīs vielas ir neviendabīgas, un, pētot slima cilvēka analīzes, nevar izvairīties no to vieglas atdalīšanas, izmantojot laboratorijas centrifūgu.

Visbiežāk izmeklē, protams, cilvēka asinis. Ar speciālu centrifūgu palīdzību var pagatavot asins pagatavojumus, iegūt pārliešanai piemērotu asins serumu un daudz ko citu.

Turklāt šī iekārta ir paredzēta ne tikai šķidru vielu sadalīšanai komponentos, bet arī cieto frakciju atdalīšanai no šķidrumiem. Šķidrumi, kas satur dažādas smaguma pakāpes daļiņas, tiek viegli sadalīti komponentos, izmantojot laboratorijas centrifūgu. Tas var būt ne tikai asinis vai limfa, bet arī dažādas suspensijas.

Iekārtas dizaina iezīmes

Iepriekš minētais aprīkojums ir cilindrs, kas aprīkots ar dažāda diametra caurumiem. Tieši tajās mēģenes ar testa materiāliem tiek uzstādītas dažādos leņķos. Diezgan jaudīgs centrifūgas motors un noslēgts vāks nodrošina kvalitatīvu un pilnvērtīgu iekārtas darbību.

Galvenā atšķirība starp centrifūgām ir dizains. Tas var būt atšķirīgs un atkarīgs no tā, kādam mērķim šis aprīkojums tiks izmantots nākotnē.

Ierīces galvenie elementi

Mūsdienu laboratorijas un medicīnas praksē izmantotās centrifūgas ir aprīkotas ar daudzām noderīgām funkcijām, piemēram, taimeri, maināmām sprauslām, ierīces griešanās ātruma regulatoru un citām. Bet pamatelementi nemainās, un tie ir:

• Ierīces korpuss un noslēgts vāks.
• Īpaša darba kamera, kurā ievieto mēģenes.
• Rotors.
• Dzinējs.
• Tālvadība.
• Enerģijas padeve.

Dārgāki modeļi var būt aprīkoti ar displeju, sensoriem, detektorierīci, dzesēšanas sistēmu, automātisko vāka slēdzeni utt.

Tradicionāli ražotāji korpusa un hermētiskā vāka ražošanā izmanto nerūsējošo tēraudu, polipropilēnu, alumīniju un dažādus metālu sakausējumus. Tas nodrošina iekārtas izturību. Daudzi šī aprīkojuma ražošanā izmantotie materiāli ir izturīgi pret agresīvu vidi.

Kopējā klasifikācija

Laboratorijas un medicīnas centrifūgām ir sava klasifikācija. Tāpēc pirms šīs ierīces iegādes ir nepieciešams ar to iepazīties.

Atbilstoši vienības tipam tie ir sadalīti vispārējā laboratorijā, hematocīdā un ierīcēs, kas aprīkotas ar dzesēšanas sistēmu. Pirmais centrifūgu veids ir vispopulārākais un izplatītākais. Otrais ir paredzēts asins analīžu veikšanai. Vēl citi ļauj testa vielu atdzesēt analīzes laikā.

Ierīces tiek klasificētas arī pēc darba piederumu veida un tilpuma. Tās var būt: mikrocentrifūgas (galda virsma), maza tilpuma vienības, liela apjoma centrifūgas, grīdas iespējas, universālās centrifūgas.

Neaizmirstiet par laboratorijas centrifūgas funkcijām. Ir mašīnas ar zemu griešanās ātrumu, ātrgaitas agregāti, centrifūgas, kas nodrošina vairākas funkcijas, kā arī ultracentrifūgas.

Kā izvēlēties centrifūgu?

Izvēloties centrifūgu laboratorijas un medicīniskiem pētījumiem, jāņem vērā vairāki faktori.

Pirmkārt, ir jāizlemj, kāda veida analīzes tiks veiktas, izmantojot šo aprīkojumu. Bioķīmijas, hematoloģijas, imūnķīmijas, citoloģijas jomā tiek izmantotas dažādas ierīces ar dažādiem tehniskajiem parametriem un darbības režīmiem.

Tālāk jums ir jānosaka turpmākās izpētes apjoms un kāda veida izejmateriālus plānojat izmantot. Būs lietderīgi ņemt vērā drošības prasības. Ja plānojat pētīt nelielu vielu daudzumu, tad šiem nolūkiem pietiks ar mikrocentrifūgu.

Mazai vai mobilai laboratorijai nav nepieciešams iegādāties apjomīgu aprīkojumu, jo šajā gadījumā pētījumu apjoms būs neliels. Parasti lielas centrifūgas ir aprīkotas ar virkni papildu funkciju, kuras, visticamāk, netiks izmantotas. Nav nepieciešams pārmaksāt. Kompakta laboratorijas centrifūga uz galda ir ideāls risinājums šai situācijai.

Tā kā tā izmērs ir mazs, tas netraucēs citām pētniecības darbībām. Viņai ir ļoti vienkārši un viegli nodrošināt strāvu (pieslēdzas parastajai kontaktligzdai).

Kādiem tehniskajiem parametriem pievērst uzmanību, izvēloties ierīci?

Ja nolemjat iegādāties centrifūgu augstas kvalitātes laboratorijas un zinātniskiem pētījumiem, vispirms pievērsiet uzmanību rotora griešanās ātrumam. Parasti rotora ātrums lielākajā daļā laboratorijas tipa ierīču, piemēram, laboratorijas centrifūgā TsLMN R-10-02 un citās, nepārsniedz 3000 apgr./min (ja mēs runājam par galddatoru modeļiem). Prakse ir parādījusi, ka šodien vispieprasītākās ir centrifūgas ar ātrumu 4000 apgriezienu, jo šī vērtība ir pietiekama laboratorijas apstākļiem.

Rotora veids var būt horizontāls vai leņķisks.

Uzziniet, cik mēģenes ir ievietotas katrā ierīces cilnē. Norādiet pieļaujamo mēģeņu tilpumu.

Pievēršot uzmanību iepriekš minētajām specifikācijām, jūs varat izvēlēties labāko ierīci par labu cenu. Vienību cena parasti svārstās no 18 līdz 270 tūkstošiem rubļu.

Kur vēl tiek izmantotas šīs vienības?

Laboratorijas centrifūgu ražotāji ir centušies tās padarīt daudzfunkcionālas un katru gadu izlaiž arvien modernākus modeļus. Šī vienība ir neaizstājams palīgs medicīnas, ķīmijas, eksperimentālajās un pat rūpnieciskajās laboratorijās. Tas ļauj precīzi izpētīt dažādu vielu sastāvu.

Naftas rūpniecībā šādas ierīces izmanto ogļūdeņražu izpētē, kā arī ceļa seguma kvalitātes uzraudzībā. Centrifūgas izmanto arī rūdas apstrādei un veļas mašīnu ražošanā.

Lauksaimniecības sektorā centrifūgas izmanto, lai efektīvi attīrītu graudus, iegūtu medu no šūnām un atdalītu taukus no piena.

Bez centrifūgas fizikā vienkārši nav iespējams iztikt bez izotopu skaldīšanas.

Centrifūgas var būt ar vertikālu un horizontālu vārpstas un trumuļa izvietojumu, periodisku darbību (periodiski tiek veikta suspensijas padeve un nosēdumu izvadīšana), daļēji nepārtraukta (suspensija tiek piegādāta nepārtraukti, un nogulsnes tiek izvadītas periodiski) un nepārtraukta darbība (suspensijas padeve un nogulumu izvadīšana tiek veikta nepārtraukti).

Partiju nostādināšanas centrifūga ar manuālu dūņu novadīšanu (7.6. att.) sastāv no cilindra, kas uzstādīta uz rotējošas vārpstas un ievietota korpusā. Centrbēdzes spēka iedarbībā, kas rodas cilindra griešanās laikā, cietās daļiņas tiek nogulsnētas nepārtraukta nogulumu slāņa veidā uz cilindra sienas, un dzidrinātais šķidrums pārplūst korpusā un tiek noņemts caur sprauslu. atrodas zemāk. Procesa beigās nogulsnes tiek izkrautas no centrifūgas.

Process nostādināšanas centrifūgā sastāv no suspensijas atdalīšanas (nostādināšanas) un dūņu presēšanas vai sablīvēšanas.

Nepārtrauktas nostādināšanas horizontālās centrifūgas ar skrūvju dūņu novadīšanu (NOGSh) izmanto cietes rūpniecībā koncentrētu cietes nogulumu iegūšanai un citās nozarēs.

Centrifūga sastāv no rotora un iekšējās skrūves ierīces, kas ir ievietota korpusā. Suspensija tiek ievadīta caur centrālo cauruli dobajā skrūves šahtā. Šīs caurules izejā skrūves iekšpusē suspensija tiek sadalīta rotora dobumā centrbēdzes spēka ietekmē.

Rotors griežas korpusā dobās tapās. Gāze griežas zaros, kas atrodas rotora stieņu iekšpusē. Centrbēdzes spēka ietekmē cietās daļiņas tiek izmestas uz rotora sienām, un šķidrums veido iekšējo gredzenu, kura biezumu nosaka drenāžas caurumu novietojums rotora galā. Iegūtās nogulsnes pārvietojas skrūves griešanās ātruma nobīdes dēļ no rotora griešanās ātruma uz rotora caurumiem, caur kuriem tie tiek izvadīti kamerā. 6 un izņemt no centrifūgas.

Pārvietojoties pa rotoru, nogulsnes tiek sablīvētas. Ja nepieciešams, to var mazgāt.

Filtru centrifūgas periodiskā un nepārtrauktā darbība tiek sadalīta pēc šahtas atrašanās vietas vertikālajā un horizontālajā, pēc nogulumu izkraušanas metodes - centrifūgās ar manuālu, gravitācijas, pulsējošu un centrbēdzes nogulumu izkraušanu. Galvenā atšķirība starp filtru centrifūgām un nostādināšanas centrifūgām ir tā, ka tām ir perforēta cilindra, kas pārklāta ar filtra audumu.

Partijas filtra centrifūgā (8.14. att.) suspensiju iepilda tvertnē no augšas. Pēc suspensijas iekraušanas cilindrs tiek iestatīts uz rotāciju. Suspensija centrbēdzes spēka iedarbībā tiek izmesta uz cilindra iekšējo sienu. Šķidrā izkliedētā fāze iziet caur filtra starpsienu, un nogulsnes nokrīt uz tās. Filtrāts caur kanalizācijas cauruli tiek nosūtīts uz kolekciju. Pēc filtrēšanas cikla beigām nogulsnes manuāli izkrauj caur vāku 3.

Filtra centrifūgas ar perforētu cilindru dizains ir līdzīgs automātiskās nostādināšanas centrifūgas konstrukcijai ar nepārtrauktu nosēdumu noņemšanu ar nazi.