[发明专利]离心机的碳纤维转子

说明书

技术领域

本发明涉及一种离心机的转子结构，特别是涉及一种用碳纤维材料制成的离心机转子的结构。

背景技术

现有技术中的离心机的转子都是采用铁质或铝质等金属制成，使用中，设备中的转子的重量降不下来，造成转子的启动电流很大，运行中的噪声、振动也大。

发明内容

为了解决现有技术的不足，通过选用新材料并对离心机转子的结构进行改进。特别是离心机的转子选用碳化纤维来制造的工艺解决了大问题。

碳化纤维即碳纤维，是由一些以碳纤维编织或多层复合而成的材料，结构特性为每一根大的碳纤维由数千条更微小的碳纤维所组成，直径大约5至8微米。在原子层面的碳纤维跟石墨很相近，都是由一层层以六角型排列的碳原子所构成。两者的差别在于层与层之间的连结有差异。石墨是晶体结构，它的层间连结松散，而碳纤维不是晶体结构，层间连结是不规则的连结，这样便防止层间滑移，增强物质结构强度，又轻又坚硬，碳纤维拉伸强度为207Gpa，比重又小，它比铝合金的比重2.7小50％以上，生产中经常采用碳纤维复合材料做原料，用抽真空模压成型或三维混编加树脂模压等方法制造零件，以代替金属零件。

采用碳化纤维材料来设计一种离心机的转子是本发明的目的所在，本发明的技术方案是采用碳纤维复合材料做原料，用抽真空模压成型或三维混编加树脂模压等方法制造离心机转子，其中的离心机转子的主要部分是采用碳化纤维材料制成，同时也包含部分安装需要的金属构件。本发明的技术方案是通过如下的技术措施来具体实现的，一种离心机的碳纤维转子，其特征在于组成碳纤维转子的主要部件转子和转子盖均采用碳纤维即聚丙烯腈碳纤维编织布，置在精度较高的钢模具中，先平绕再环绕，在此过程中使树脂层和碳纤维编制布层交错间隔(转子中心须预留镶嵌金属转子芯的预留孔)，铺满后，加压，在150℃时固化，形成表面均匀、内部坚韧、有很高抗拉强度的碳纤维转子毛坯，对压铸毛坯成型后，要对毛坯进行雕刻加工，为了加工便利对其外部母线和形状做了适应性改进，适宜于加工夹具的安装；除了碳纤维的转子和转子盖，碳纤维的离心机转子还包括转子盖手柄、手柄挡圈、转轴螺母、金属转子芯、样品容量孔、转子固定板、内六角螺栓和离心机主轴；其中：采用雕铣机加工碳纤维转子内中环布的样品容量孔，样品容量孔的容积是几毫升到二千毫升，样品容量孔的个数视单个容量的大小而定，容量大的个数可以是4个到8个孔，容量小的可以是20-32个孔；采用雕铣机加工碳纤维转子中心的预留孔，用来镶嵌金属转子芯，材料可用不锈钢或其他适宜的金属材料，目的是为了保证离心机主轴和离心机转子之间的良好配合，装配后的碳纤维转子和金属转子芯的整体须进行动平衡校验；离心机主轴顶端有内螺纹结构，用转轴螺母下端的外螺纹将碳纤维转子联在一起的金属转子芯旋紧固定在离心机主轴上端内螺纹上，并通过金属制成的转子盖手柄将碳纤维的转子盖旋紧联接在转轴螺母上端的内螺纹孔中；手柄档圈固定在转子盖内侧的转子盖手柄上；金属制成的环状的转子固定板通过多个内六角螺栓分内、外两圈将金属转子芯和碳纤维转子牢固固定。从而离心机主轴和碳纤维转子牢固联接成一体。

本发明的积极效果在于：碳纤维转子和内镶嵌金属转子芯及转子盖和转子盖手柄组件结构，有效减轻了转子的重量，减小空气阻力和防止样品外溢，对样本中的生物有密封的作用。驱动系统的启动电流和运行中的工作电流相应减小，整机的振动和噪音也减小了，同时还降低了原材料消耗和加工的成本。适宜大批量生产。

附图说明

附图：本发明碳纤维转子的一个实施例的结构示意图。

附图中各图例标记分别表示如下的意思：

1----转子盖手柄    2----转子盖        3----手柄挡圈

4----转轴螺母      5----金属转子芯    6----转子

7----样品容量孔    8----转子固定板    9----内六角螺栓

10----离心机主轴

具体实施方式

下面结合实施例和附图的结构，对本发明作进一步的说明：

本实施例是一种型号为GL-20B的高速冷冻离心机所配置的碳纤维转子结构，最高转速为10000转/分，样品容量孔7的个数是6个，每个样品容量孔7的容积是250毫升，外形尺寸为：直径310mm，转子6(不包括盖子)的高度为145mm，包括转子盖2和转子盖手柄1的高度是162mm，主轴内螺纹为M10，深是20mm，转轴螺母的内、外螺纹为M10深12mm。