轉(zhuǎn)子離心管的離心力及原理
當(dāng)離心機(jī)轉(zhuǎn)頭以一定的角速度w(弧度/秒)旋轉(zhuǎn),顆粒的旋轉(zhuǎn)半徑為r(厘米)時,任何顆粒均受一個向外的離心力,此離心力為: F= mω2r ①
式中,F(xiàn)通常以地心引力表示,稱為相對離心力(RCF),
相對離心力指在離心力場中,作用于顆粒的離心力相當(dāng)于地球重力的倍數(shù),單位是重力加速度g(980厘米/秒2),這時RCF可表示如下: RCF = ω2r/980 ②
實際上,這一關(guān)系式常用每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)n(r/min或rpm),以更通用表達(dá)式來表示,由于ω=2πn/60 于是:
RCF=4π2 ( rpm)2r/3600*980 ③
簡化得:
RCF=1.119×10-5 ( rpm)2r ④
一般低轉(zhuǎn)速時常用rpm來表示,高轉(zhuǎn)速離心則以g表示。
(一)離心管
常見的玻璃離心管質(zhì)雖硬,但脆,不能承受超離心的壓力。
用于超離心機(jī)轉(zhuǎn)子中的離心管分為塑料管及不銹鋼管兩類。
離心時樣品一般應(yīng)裝滿離心管,否則將可能因有氣泡而使管的外部受壓不均,造成離心管破裂,使轉(zhuǎn)子不平衡產(chǎn)生事故
(二)離心管帽
超離心機(jī)所用離心管一般都附有管帽,離心時離心管需戴上管帽。
(三)轉(zhuǎn)子及選擇
主要有角轉(zhuǎn)子(Type)、水平轉(zhuǎn)子(sw)、垂直轉(zhuǎn)子(v)、區(qū)帶轉(zhuǎn)子(c)等幾種類型。
1、角轉(zhuǎn)子
指離心管腔與轉(zhuǎn)軸成一定傾角的轉(zhuǎn)子,角度越大,沉降越結(jié)實,分離效果越好,相反,角度越小,顆粒沉降距離短,沉降速度快,但分離效果差。顆粒在角轉(zhuǎn)子中沉降時,先沿離心力方向撞向離心管,然后再沿管壁滑向管底,因此管的一側(cè)會出現(xiàn)顆粒沉積,稱為“壁效應(yīng)”。差速離心,強(qiáng)度大、方便,但加速或減速時,對樣品有攪動。
2、水平轉(zhuǎn)子
轉(zhuǎn)子活動管套內(nèi)的離心管,旋轉(zhuǎn)時隨著轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動,從垂直懸吊上升到水平位置(約200—800rpm)時。顆粒在水平轉(zhuǎn)子中的沉降是沿管子方向的,梯度離心中顆粒沉降區(qū)帶橫過離心管,離心后區(qū)帶不必重新定位,但只有處于樣品區(qū)帶中心的顆粒才直接向管底沉降,其它顆粒則撞向壁的兩側(cè),產(chǎn)生“壁效應(yīng)”,但受振動和變速攪亂后對流現(xiàn)象小得多。
3、垂直轉(zhuǎn)子
角式轉(zhuǎn)子的特殊形式,主要用于等密度梯度離心,這種轉(zhuǎn)子顆粒移動距離短,比水平式和角式轉(zhuǎn)子節(jié)約大量時間,但速度劇變 容易產(chǎn)生對流擾亂。
4、區(qū)帶轉(zhuǎn)子