離心機(jī)工作速度范圍寬, 處理樣品范圍廣, 是科研實(shí)驗(yàn)中*的實(shí)驗(yàn)手段,而離心機(jī)轉(zhuǎn)子又是離心機(jī)zui關(guān)健的部件。正確使用轉(zhuǎn)子, 保證安全運(yùn)轉(zhuǎn)是達(dá)到理想的離心效果、延長(zhǎng)主機(jī)壽命和保護(hù)實(shí)驗(yàn)人員安全的可靠保證。離心機(jī)轉(zhuǎn)子因用途、結(jié)構(gòu)及制造材料不同, 操作過程也各不相相同。轉(zhuǎn)子所受的力為轉(zhuǎn)子自身質(zhì)量、轉(zhuǎn)子內(nèi)所加入的介質(zhì)、質(zhì)量及轉(zhuǎn)子其它跗件(包括帽、墊片等)所生的旋轉(zhuǎn)力之和,它的大小是重力場(chǎng)的幾千倍甚至數(shù)百萬倍。因此,操作失誤會(huì)造成很大損失。同時(shí), 加入的物料性質(zhì)對(duì)轉(zhuǎn)子的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)也有直接影響。因此, 要時(shí)刻注意到影響離心機(jī)轉(zhuǎn)子運(yùn)轉(zhuǎn)的安全性因素。
1.轉(zhuǎn)子材料:
轉(zhuǎn)子材料的選擇主要是考慮它屈服強(qiáng)度和對(duì)所處理樣品的耐腐蝕性能。作用在轉(zhuǎn)子上的應(yīng)力與轉(zhuǎn)子速度的平方成正比, 因此, 超速離心機(jī)轉(zhuǎn)子所受的應(yīng)力比低速轉(zhuǎn)子大很多。低速離心機(jī)轉(zhuǎn)子多采用黃銅:不銹鋼、甚至塑料、有機(jī)玻璃和輕鋁合金等制造, 而超速離心機(jī)轉(zhuǎn)子則主要以鋁臺(tái)金和鈦臺(tái)金為主。由于各種轉(zhuǎn)子所容許的zui高速度及容量差別很大, 制造時(shí)所使用的材料也有所不同。即使是同種金屬, 其配料比例也不同。 一般來說,50000rpm以F的轉(zhuǎn)子多用鋁合金制造,超過50000rpm時(shí), 主要使用鈦合金。同時(shí), 也可利用其它材料的某些特性。
由于鋁的密度比較小, 轉(zhuǎn)予在超(高)速下運(yùn)轉(zhuǎn)破碎時(shí)造成的損失小, 所以在離心技術(shù)發(fā)展的早期主要是使用鋁轉(zhuǎn)子。后來,隨著鋁臺(tái)金技術(shù)的發(fā)展, 出現(xiàn)了鋁臺(tái)金轉(zhuǎn)子?,F(xiàn)在采用的鋁合金不僅重量輕, 而且強(qiáng)度高, 耐高溫, 比強(qiáng)度(強(qiáng)度/密度)高,低溫性能好, 在-l25℃ 不僅強(qiáng)度升高, 還保持良好的塑性及韌性。但是, 鋁轉(zhuǎn)子存在嚴(yán)重的金屬疲勞和應(yīng)力腐蝕性,給使用鋁轉(zhuǎn)子造成諸多不便。在塑料、鋁、不銹鋼和鈦四種轉(zhuǎn)子材料中,鈦的比強(qiáng)度zui犬, 且有足夠的機(jī)械強(qiáng)度, 它所能承受的zui大離心力幾乎是鋁臺(tái)金轉(zhuǎn)子的兩倍。例如, 小型鋁轉(zhuǎn)子的速度能達(dá)到60000rpm, 而同樣的鈦轉(zhuǎn)子就可以達(dá)到80000rpm。鈦對(duì)所有的化學(xué)物質(zhì)幾乎都表現(xiàn)出優(yōu)良的抗腐蝕特性。在室溫條件下, 濃硫酸、濃鹽酸、濃硝酸對(duì)鈦臺(tái)金轉(zhuǎn)子均沒有影響。鈦合金轉(zhuǎn)子抗應(yīng)力腐蝕和抗疲勞性能很好, 所以壽命長(zhǎng)。盡管鈦合金, 難于加工, 價(jià)錢昂貴, 但它非常實(shí)用, 備受使朋者歡迎。一些大型離心機(jī)廠都有系列鈦臺(tái)金轉(zhuǎn)子出售。
2.轉(zhuǎn)子的zui大轉(zhuǎn)速和允許轉(zhuǎn)速:
轉(zhuǎn)子表面上所標(biāo)出的速度是轉(zhuǎn)子的zui大轉(zhuǎn)速。它規(guī)定轉(zhuǎn)子在使用塑料離心管、鋁管帽、樣品的平均比重低于1.2g/ml或者按照I兌明書的要求低于某一裝載量時(shí), 才能達(dá)到這一速度。在任何情況下, 轉(zhuǎn)子的工作速度都要低于或者zui高等于轉(zhuǎn)子的zui大速度。
轉(zhuǎn)子的允許轉(zhuǎn)速受兩種因素的制約。首先, 當(dāng)離心管、管帽或者套管變動(dòng)時(shí), 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速要減小。
另一種情況是被分離樣品溶液的密度超過轉(zhuǎn)于允許離心的樣品的zui大密度(通常指1.2g/m1)。 這種情況下, 應(yīng)按照下式確定實(shí)際轉(zhuǎn)速,Nzui大是轉(zhuǎn)子表面標(biāo)出的轉(zhuǎn)速(即zui大轉(zhuǎn)速),N 是轉(zhuǎn)子裝入該介質(zhì)時(shí),實(shí)際允許的轉(zhuǎn)速,p是介質(zhì)的實(shí)際密度, 1.2是設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)子時(shí)選用的介質(zhì)密度。轉(zhuǎn)于在出廠前, 一般都經(jīng)過超速實(shí)驗(yàn)。但在運(yùn)行一段時(shí)間后, 由于疲勞效應(yīng). 原始的屈服強(qiáng)度已經(jīng)減弱, 因此嚴(yán)禁在轉(zhuǎn)子允許轉(zhuǎn)速之上運(yùn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子。否則, 有可能導(dǎo)致惡性事故的發(fā)生。