چگونه یک سانتریفیوژ را متعادل کنیم: الگوهای بارگذاری لوله 2، 3، 5 و 7 - و چرا حجم برابر کافی نیست

نکته فنی · بالانس روتور و بارگذاری جزئی

تعادل سانتریفیوژ اساساً یک نیست قانون تعداد لوله زوج در مقابل زوج . مشکل واقعی این است که آیا جرم، شعاع و موقعیت زاویه ای با هم ترکیب می شوند تا مرکز جرم سیستم دوار را روی محور خود نگه دارند یا خیر. این تمایز زمانی حیاتی می شود که روتور فقط تا حدی بارگذاری شود.

دو لوله هر کدام حاوی 10 میلی لیتر مایع هستند. خطوط پرکننده آنها یکسان است.

آیا آنها متعادل هستند؟ نه لزوما.

حالا سه لوله را در نظر بگیرید. چون سه عدد فرد است، آیا روتور باید نامتعادل باشد؟ باز هم نه.

سوال مفید فقط این نیست که چند لوله وجود دارد. این است که آیا بار کامل توزیع جرم متعادلی را حول محور چرخش ایجاد می کند یا خیر.

یک سانتریفیوژ توزیع جرم را متعادل می کند، نه تعداد لوله

در یک مدل روتور ساده شده، هر لوله بارگذاری شده را می توان به عنوان جرمی که در شعاع و زاویه مشخصی قرار دارد نشان داد.

در روتوری که در آن همه موقعیت‌های لوله تقریباً شعاع یکسانی دارند، مشکل عمدتاً مربوط به تقارن جرم و زاویه است..

قرار دادن دو لوله مساوی در مقابل هم کار می کند زیرا بردار جرم آنها خنثی می شود. این یک مورد خاص از یک وضعیت گسترده تر مرکز جرم است، نه یک قانون متعادل کننده جداگانه.

چرا یک خطای جرم کوچک با افزایش RPM اهمیت بیشتری دارد

یک عدم تعادل جرم 1 گرمی ایده آل را در 10 سانتی متری محور چرخشی در نظر بگیرید.

استفاده از: F = Δm × r × ω⊃2; ، نیروی شعاعی نظری مرتبط با آن عدم تعادل به سرعت با سرعت افزایش می یابد.

محاسبه نقطه جرم ایده آل برای نشان دادن RPM⊃2. رابطه این مقادیر محدودیت های ایمنی روتور نیستند و نباید به عنوان بار واقعی بر روی یک یاتاقان، شفت یا مجموعه روتور خاص تفسیر شوند.

دوبرابر کردن RPM این نیروی ایده آل را تقریباً چهار برابر افزایش می دهد. به همین دلیل است که خطای بارگذاری که در سرعت پایین ناچیز به نظر می رسد در سرعت های چرخشی بالاتر اهمیت فزاینده ای پیدا می کند.

حجم برابر با تعادل برابر یکسان نیست

فرض کنید یک لوله حاوی 10 میلی لیتر آب و دیگری حاوی 10 میلی لیتر محلول متراکم تر باشد.

نمرات فارغ التحصیلی مطابقت دارد. توده های آنها این کار را نمی کنند.

برای بارهای متضاد معمول، تطبیق جرم کل لوله، بسته شدن و محتویات بیشتر از تطبیق سطح مایع با چشم قابل دفاع است.

حتی جرم کل مساوی هر تفاوت دینامیکی ممکن را توصیف نمی کند. مستندات روتور از Eppendorf/Hitachi هشدار می دهد که چگالی نمونه، حجم، قطر داخلی لوله یا شکل لوله به طور قابل ملاحظه ای متفاوت می تواند مرکز ثقل را جابجا کند و به عدم تعادل کمک کند.

هر چه مجموعه های مخالف در هندسه ظرف و توزیع جرم به هم نزدیکتر باشند ، مقایسه معنادارتر می شود.

دو و سه لوله هندسه پشت تعادل را آشکار می کنند

یک آرایش سه لوله ای همچنین نشان می دهد که چرا عبارت 'اعداد فرد را نمی توان متعادل کرد' نادرست است.

آنچه مهم است این است که آیا موقعیت های روتور موجود می توانند تقارن زاویه ای مورد نیاز را ایجاد کنند و آیا سازنده آن بار جزئی را مجاز می داند یا خیر.

لوله های پنج و هفت جایی هستند که نمودارهای بارگیری جهانی دیگر قابل اطمینان نیستند

بارهای پنج و هفت نمونه اغلب به صورت آنلاین ارائه می شوند که گویی یک آرایش ستاره ای شکل برای هر روتور اعمال می شود.

کتابچه راهنمای روتور رسمی نشان می دهد که چرا به عنوان یک قاعده کلی ناایمن است.

هندسه روتور یک ساختار مهندسی است، نه یک دایره انتزاعی. طرح حفره، پشتیبانی لوله، تنش روتور-بدنه و صلاحیت سازنده همه مهم هستند.

بنابراین، یک الگوی ریاضی ظریف نمی تواند راهنمای عملیات را نادیده بگیرد.

یک لوله ساختگی یک تعادل است، نه فقط آب پر شده به همان خط

توصیه آشنا برای 'اضافه کردن آب تا زمانی که سطوح مطابقت داشته باشند' بسیار گسترده است و نمی تواند به عنوان یک قانون متعادل کننده جهانی عمل کند.

روتورهای سطل چرخشی دو مشکل تعادل دارند، نه یک مشکل

سیستم های سطل چرخشی نیاز هندسی دیگری را اضافه می کنند زیرا خود سطل در حین شتاب می چرخد.

این یک وضعیت ظریف را توضیح می دهد: دو سطل متضاد می توانند وزن کل یکسانی داشته باشند در حالی که آرایش لوله داخلی آنها از نظر هندسی متفاوت است.

بکمن کولتر خاطرنشان می کند که بارگذاری نادرست حامل می تواند مانع از رسیدن سطل ها به موقعیت افقی مورد نظر در طول اجرا شود و به طور بالقوه بر جداسازی تراکم تأثیر بگذارد و خطر شکستگی لوله را افزایش دهد.

یک آشکارساز عدم تعادل ثابت نمی کند که بار صحیح است

چرا 'پنج نمونه' یک مشکل متفاوت در روتورهای مختلف GlanLab است

خانواده YT5 GlanLab اهمیت شناسایی روتور واقعی را قبل از بحث در مورد بارگذاری جزئی نشان می دهد.

پیکربندی‌های با زاویه ثابت منتشر شده شامل تعداد موقعیت‌های مختلف برای فرمت‌های 15 و 50 میلی‌لیتری است.

عدم تعادل مجاز نیز یک مشخصات روتور است

یکی دیگر از میانبرهای اینترنتی این ایده است که هر بار سانتریفیوژ باید با یک تحمل جهانی مانند 0.1 گرم متعادل شود.

دستورالعمل های سازنده خلاف این را نشان می دهد. سیستم های روتور مختلف محدودیت های مجاز یا تقریبی مختلف عدم تعادل را منتشر می کنند.

بنابراین مقدار صحیح از زیر می آید:

تلورانس گرفته شده از روتور دیگری - حتی روتور دیگری از همان سازنده - به طور خودکار قابل انتقال نیست.

تعادل بهتر گردش کار با کتابچه راهنمای روتور آغاز می شود، نه تعداد لوله ها

سه مرز مهمتر از به خاطر سپردن یک نمودار بارگذاری است

بالانس سانتریفیوژ در نهایت یک مشکل برداری مخصوص روتور است

دو لوله مخالف 180 درجه را نشان می دهند.

سه لوله نشان می‌دهند که یک عدد فرد همچنان می‌تواند یک آرایش برداری متعادل ایجاد کند.

پنج و هفت لوله مرز مهندسی مهم‌تر را نشان می‌دهند: تقارن ریاضی و بارگذاری واجد شرایط سازنده مفاهیم قابل تعویض نیستند.

آنالیز سانتریفیوژ را ادامه دهید

مهندسی روتور : هندسه، RCF، ظرفیت و سازگاری انتخاب روتور سانتریفیوژ RCF Physics RPM به RCF: شعاع روتور، K-Factor و انتقال پروتکل سازگاری با لوله لوله های سانتریفیوژ GlanLab، بطری ها و قالب های کانتینر تنظیمات روتور واقعی ظرفیت روتور، RPM و داده های RCF GlanLab YT5

مراجع فنی

• Thermo Scientific Tft-80.2 Fixed-Angle Rotor Instruction — متعادل سازی بار جزئی مخصوص روتور و پیکربندی پنج نمونه.
• راهنمای دستورالعمل روتور تیتانیوم با زاویه ثابت Thermo Scientific T-1270 — قوانین بار جزئی که به لوله های ساختگی برای نمونه های 1، 5، 7 و 11 نیاز دارند.
• Beckman Coulter, Balancing Your Rotor - تعادل سطل مخالف، تقارن محور محور و محدودیت‌های تشخیص عدم تعادل.
• مستندات روتور اپندورف / هیتاچی - اثرات جرم لوله، چگالی، هندسه و تفاوت مرکز ثقل بر تعادل.