專利名稱：離心機(jī)的碳纖維轉(zhuǎn)子的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種離心機(jī)的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，特別是涉及一種用碳纖維材料制成的離心機(jī) 轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中的離心機(jī)的轉(zhuǎn)子都是采用鐵質(zhì)或鋁質(zhì)等金屬制成，使用中，設(shè)備中的 轉(zhuǎn)子的重量降不下來(lái)，造成轉(zhuǎn)子的啟動(dòng)電流很大，運(yùn)行中的噪聲、振動(dòng)也大。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，通過(guò)選用新材料并對(duì)離心機(jī)轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)。特 別是離心機(jī)的轉(zhuǎn)子選用碳化纖維來(lái)制造的工藝解決了大問(wèn)題。碳化纖維即碳纖維，是由一些以碳纖維編織或多層復(fù)合而成的材料，結(jié)構(gòu)特性為 每一根大的碳纖維由數(shù)千條更微小的碳纖維所組成，直徑大約5至8微米。在原子層面的 碳纖維跟石墨很相近，都是由一層層以六角型排列的碳原子所構(gòu)成。兩者的差別在于層與 層之間的連結(jié)有差異。石墨是晶體結(jié)構(gòu)，它的層間連結(jié)松散，而碳纖維不是晶體結(jié)構(gòu)，層間 連結(jié)是不規(guī)則的連結(jié)，這樣便防止層間滑移，增強(qiáng)物質(zhì)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，又輕又堅(jiān)硬，碳纖維拉伸 強(qiáng)度為207Gpa，比重又小，它比鋁合金的比重2. 7小50%以上，生產(chǎn)中經(jīng)常采用碳纖維復(fù)合 材料做原料，用抽真空模壓成型或三維混編加樹脂模壓等方法制造零件，以代替金屬零件。采用碳化纖維材料來(lái)設(shè)計(jì)一種離心機(jī)的轉(zhuǎn)子是本發(fā)明的目的所在，本發(fā)明的技術(shù) 方案是采用碳纖維復(fù)合材料做原料，用抽真空模壓成型或三維混編加樹脂模壓等方法制造 離心機(jī)轉(zhuǎn)子，其中的離心機(jī)轉(zhuǎn)子的主要部分是采用碳化纖維材料制成，同時(shí)也包含部分安 裝需要的金屬構(gòu)件。本發(fā)明的技術(shù)方案是通過(guò)如下的技術(shù)措施來(lái)具體實(shí)現(xiàn)的，一種離心機(jī) 的碳纖維轉(zhuǎn)子，其特征在于組成碳纖維轉(zhuǎn)子的主要部件轉(zhuǎn)子和轉(zhuǎn)子蓋均采用碳纖維即聚丙 烯腈碳纖維編織布，置在精度較高的鋼模具中，先平繞再環(huán)繞，在此過(guò)程中使樹脂層和碳纖 維編制布層交錯(cuò)間隔(轉(zhuǎn)子中心須預(yù)留鑲嵌金屬轉(zhuǎn)子芯的預(yù)留孔)，鋪滿后，加壓，在150°C 時(shí)固化，形成表面均勻、內(nèi)部堅(jiān)韌、有很高抗拉強(qiáng)度的碳纖維轉(zhuǎn)子毛坯，對(duì)壓鑄毛坯成型后， 要對(duì)毛坯進(jìn)行雕刻加工，為了加工便利對(duì)其外部母線和形狀做了適應(yīng)性改進(jìn)，適宜于加工 夾具的安裝；除了碳纖維的轉(zhuǎn)子和轉(zhuǎn)子蓋，碳纖維的離心機(jī)轉(zhuǎn)子還包括轉(zhuǎn)子蓋手柄、手柄擋 圈、轉(zhuǎn)軸螺母、金屬轉(zhuǎn)子芯、樣品容量孔、轉(zhuǎn)子固定板、內(nèi)六角螺栓和離心機(jī)主軸；其中采 用雕銑機(jī)加工碳纖維轉(zhuǎn)子內(nèi)中環(huán)布的樣品容量孔，樣品容量孔的容積是幾毫升到二千毫 升，樣品容量孔的個(gè)數(shù)視單個(gè)容量的大小而定，容量大的個(gè)數(shù)可以是4個(gè)到8個(gè)孔，容量小 的可以是20-32個(gè)孔；采用雕銑機(jī)加工碳纖維轉(zhuǎn)子中心的預(yù)留孔，用來(lái)鑲嵌金屬轉(zhuǎn)子芯，材 料可用不銹鋼或其他適宜的金屬材料，目的是為了保證離心機(jī)主軸和離心機(jī)轉(zhuǎn)子之間的良 好配合，裝配后的碳纖維轉(zhuǎn)子和金屬轉(zhuǎn)子芯的整體須進(jìn)行動(dòng)平衡校驗(yàn)；離心機(jī)主軸頂端有 內(nèi)螺紋結(jié)構(gòu)，用轉(zhuǎn)軸螺母下端的外螺紋將碳纖維轉(zhuǎn)子聯(lián)在一起的金屬轉(zhuǎn)子芯旋緊固定在離 心機(jī)主軸上端內(nèi)螺紋上，并通過(guò)金屬制成的轉(zhuǎn)子蓋手柄將碳纖維的轉(zhuǎn)子蓋旋緊聯(lián)接在轉(zhuǎn)軸螺母上端的內(nèi)螺紋孔中；手柄檔圈固定在轉(zhuǎn)子蓋內(nèi)側(cè)的轉(zhuǎn)子蓋手柄上；金屬制成的環(huán)狀的 轉(zhuǎn)子固定板通過(guò)多個(gè)內(nèi)六角螺栓分內(nèi)、外兩圈將金屬轉(zhuǎn)子芯和碳纖維轉(zhuǎn)子牢固固定。從而 離心機(jī)主軸和碳纖維轉(zhuǎn)子牢固聯(lián)接成一體。本發(fā)明的積極效果在于碳纖維轉(zhuǎn)子和內(nèi)鑲嵌金屬轉(zhuǎn)子芯及轉(zhuǎn)子蓋和轉(zhuǎn)子蓋手柄 組件結(jié)構(gòu)，有效減輕了轉(zhuǎn)子的重量，減小空氣阻力和防止樣品外溢，對(duì)樣本中的生物有密封 的作用。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的啟動(dòng)電流和運(yùn)行中的工作電流相應(yīng)減小，整機(jī)的振動(dòng)和噪音也減小了， 同時(shí)還降低了原材料消耗和加工的成本。適宜大批量生產(chǎn)。


附圖本發(fā)明碳纖維轉(zhuǎn)子的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖中各圖例標(biāo)記分別表示如下的意思1——轉(zhuǎn)子蓋手柄 2——轉(zhuǎn)子蓋3——手柄擋圈4——轉(zhuǎn)軸螺母 5——金屬轉(zhuǎn)子芯6——轉(zhuǎn)子7樣品容量孔 8轉(zhuǎn)子固定板9內(nèi)六角螺栓10——離心機(jī)主軸
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例和附圖的結(jié)構(gòu)，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明本實(shí)施例是一種型號(hào)為GL-20B的高速冷凍離心機(jī)所配置的碳纖維轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，最 高轉(zhuǎn)速為10000轉(zhuǎn)/分，樣品容量孔7的個(gè)數(shù)是6個(gè)，每個(gè)樣品容量孔7的容積是250毫升， 外形尺寸為直徑310mm，轉(zhuǎn)子6 (不包括蓋子)的高度為145mm，包括轉(zhuǎn)子蓋2和轉(zhuǎn)子蓋手 柄1的高度是162mm，主軸內(nèi)螺紋為M10，深是20mm，轉(zhuǎn)軸螺母的內(nèi)、外螺紋為MlO深12mm。本實(shí)施例離心機(jī)的碳纖維轉(zhuǎn)子，其特征在于組成碳纖維轉(zhuǎn)子的主要部件轉(zhuǎn)子6和 轉(zhuǎn)子蓋2均采用碳纖維即聚丙烯腈碳纖維編織布，置在精度較高的鋼模具中，先平繞再環(huán) 繞，在此過(guò)程中使樹脂層和碳纖維編制布層交錯(cuò)間隔(轉(zhuǎn)子中心須預(yù)留鑲嵌金屬轉(zhuǎn)子芯5 的預(yù)留孔)，鋪滿后，加壓，在150°C時(shí)固化，形成表面均勻、內(nèi)部堅(jiān)韌、有很高抗拉強(qiáng)度的轉(zhuǎn) 子毛坯，壓鑄毛坯成型后，要對(duì)毛坯進(jìn)行雕刻加工，為了加工便利對(duì)其外部母線和形狀做了 適應(yīng)性改進(jìn)，適宜于加工夾具的安裝；除了碳纖維的轉(zhuǎn)子6和轉(zhuǎn)子蓋2，碳纖維的離心機(jī)轉(zhuǎn) 子還包括轉(zhuǎn)子蓋手柄1、手柄擋圈3、轉(zhuǎn)軸螺母4、金屬轉(zhuǎn)子芯5、樣品容量孔7、轉(zhuǎn)子固定板 8、內(nèi)六角螺栓9和離心機(jī)主軸10 ；其中采用雕銑機(jī)加工碳纖維轉(zhuǎn)子內(nèi)中環(huán)布的樣品容量 孔7，樣品容量孔7的容積是1500毫升，樣品容量孔7的個(gè)數(shù)是6個(gè)；采用雕銑機(jī)加工碳纖 維轉(zhuǎn)子中心的預(yù)留孔，用來(lái)鑲嵌金屬轉(zhuǎn)子芯5，用不銹鋼金屬材料制成，目的是為了保證離 心機(jī)主軸和離心機(jī)轉(zhuǎn)子之間的良好配合，裝配后的碳纖維轉(zhuǎn)子6和金屬轉(zhuǎn)子芯5的整體須 進(jìn)行動(dòng)平衡校驗(yàn)；離心機(jī)主軸10頂端有MlO內(nèi)螺紋結(jié)構(gòu)，用轉(zhuǎn)軸螺母4下端的MlO外螺紋 將碳纖維轉(zhuǎn)子6聯(lián)在一起的金屬轉(zhuǎn)子芯5旋緊固定在離心機(jī)主軸10上端MlO內(nèi)螺紋上，并 通過(guò)金屬制成的轉(zhuǎn)子蓋手柄1將碳纖維的轉(zhuǎn)子蓋2旋緊連接在轉(zhuǎn)軸螺母4上端的MlO內(nèi)螺 紋孔中；手柄檔圈3固定在轉(zhuǎn)子蓋2內(nèi)側(cè)的轉(zhuǎn)子蓋手柄1上；金屬制成的環(huán)狀的轉(zhuǎn)子固定 板8通過(guò)10個(gè)M6內(nèi)六角螺栓分內(nèi)、外兩圈將金屬轉(zhuǎn)子芯5和碳纖維轉(zhuǎn)子6牢固固定。從 而離心機(jī)主軸和碳纖維轉(zhuǎn)子牢固聯(lián)接成一體。
本實(shí)施例的積極效果在于碳纖維轉(zhuǎn)子和內(nèi)鑲嵌金屬轉(zhuǎn)子芯及轉(zhuǎn)子蓋和轉(zhuǎn)子蓋手柄組件結(jié)構(gòu)，有效減輕了轉(zhuǎn)子的重量，減小空氣阻力和防止樣品外溢，對(duì)樣本中的生物有密 封的作用。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的啟動(dòng)電流和運(yùn)行中的工作電流相應(yīng)減小，整機(jī)的振動(dòng)和噪音也減小 了，同時(shí)還降低了原材料消耗和加工的成本。適宜大批量生產(chǎn)。
權(quán)利要求
一種離心機(jī)的碳纖維轉(zhuǎn)子，其特征在于組成碳纖維轉(zhuǎn)子是采用碳纖維即聚丙烯腈碳纖維編織布，置在精度較高的鋼模具中，先平繞再環(huán)繞，在此過(guò)程中使樹脂層和碳纖維編制布層交錯(cuò)間隔，中心處須預(yù)留鑲嵌金屬轉(zhuǎn)子芯的預(yù)留孔，鋪滿后，加壓，在150℃時(shí)固化，形成表面均勻、內(nèi)部堅(jiān)韌、有很高抗拉強(qiáng)度的碳纖維轉(zhuǎn)子毛坯，壓鑄毛坯成型后，要對(duì)毛坯進(jìn)行雕刻加工，為了加工便利對(duì)其外部母線和形狀做了適應(yīng)性改進(jìn)，適宜于加工夾具的安裝；除了碳纖維的轉(zhuǎn)子和轉(zhuǎn)子蓋，碳纖維的離心機(jī)轉(zhuǎn)子還包括轉(zhuǎn)子蓋手柄、手柄擋圈、轉(zhuǎn)軸螺母、金屬轉(zhuǎn)子芯、樣品容量孔、轉(zhuǎn)子固定板、內(nèi)六角螺栓和離心機(jī)主軸；其中采用雕銑機(jī)加工碳纖維轉(zhuǎn)子內(nèi)中環(huán)布的樣品容量孔；采用雕銑機(jī)加工碳纖維轉(zhuǎn)子中心的預(yù)留孔，用來(lái)鑲嵌金屬轉(zhuǎn)子芯，材料可用不銹鋼或其他適宜的金屬材料，目的是為了保證離心機(jī)主軸和離心機(jī)轉(zhuǎn)子之間的良好配合，裝配后的碳纖維轉(zhuǎn)子和金屬轉(zhuǎn)子芯的整體須進(jìn)行動(dòng)平衡校驗(yàn)；離心機(jī)主軸頂端有內(nèi)螺紋結(jié)構(gòu)，用轉(zhuǎn)軸螺母下端的外螺紋將碳纖維轉(zhuǎn)子聯(lián)在一起的金屬轉(zhuǎn)子芯旋緊固定在離心機(jī)主軸上端內(nèi)螺紋上，并通過(guò)金屬制成的轉(zhuǎn)子蓋手柄將碳纖維的轉(zhuǎn)子蓋旋緊聯(lián)接在轉(zhuǎn)軸螺母上端的內(nèi)螺紋孔中；手柄檔圈固定在轉(zhuǎn)子蓋內(nèi)側(cè)的轉(zhuǎn)子蓋手柄上；金屬制成的環(huán)狀的轉(zhuǎn)子固定板通過(guò)多個(gè)內(nèi)六角螺栓分內(nèi)、外兩圈將金屬轉(zhuǎn)子芯和碳纖維轉(zhuǎn)子牢固固定，從而離心機(jī)主軸和碳纖維轉(zhuǎn)子牢固聯(lián)接成一體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的離心機(jī)的碳纖維轉(zhuǎn)子，其特征在于所述的樣品容量孔的容積 是幾毫升到二千毫升。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的離心機(jī)的碳纖維轉(zhuǎn)子，其特征在于所述的樣品容量孔的個(gè)數(shù) 視單個(gè)容量孔的大小而定，容量大的個(gè)數(shù)可以是4個(gè)到8個(gè)孔，容量小的可以是20-32個(gè) 孔。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種離心機(jī)的碳纖維轉(zhuǎn)子，現(xiàn)有技術(shù)中的離心機(jī)的轉(zhuǎn)子都是采用鐵質(zhì)或鋁質(zhì)等金屬制成，轉(zhuǎn)子的啟動(dòng)電流大，運(yùn)行中的噪聲、振動(dòng)也大。本發(fā)明的技術(shù)方案是離心機(jī)轉(zhuǎn)子的主要部分是采用碳化纖維材料制成，并在其中心鑲嵌金屬轉(zhuǎn)子芯，以便于和離心機(jī)主軸的安裝。本發(fā)明的積極效果在于碳纖維轉(zhuǎn)子和內(nèi)鑲嵌金屬轉(zhuǎn)子芯及轉(zhuǎn)子蓋和轉(zhuǎn)子蓋手柄組件結(jié)構(gòu)，有效減輕了離心機(jī)轉(zhuǎn)子的重量，減小空氣阻力和防止樣品外溢，離心機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的啟動(dòng)電流和運(yùn)行中的工作電流相應(yīng)減小，整機(jī)的振動(dòng)和噪音也減小了，同時(shí)還降低了原材料消耗和加工的成本。適宜大批量生產(chǎn)。
文檔編號(hào)B04B7/08GK101829637SQ20101019031
公開日2010年9月15日 申請(qǐng)日期2010年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月1日
發(fā)明者陸永泉 申請(qǐng)人:上海安亭科學(xué)儀器廠