隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,離心技術(shù)已成為多學(xué)科日常工作以及科研等不可缺少的主要技術(shù)之一,離心機(jī)已成為實(shí)驗(yàn)室樣品分離、分析必不可少的基本設(shè)備。離心機(jī)在醫(yī)院多科室廣泛應(yīng)用,離心機(jī)事故偶有發(fā)生,其安全使用問題令人擔(dān)憂。如何保障儀器的安全運(yùn)行并發(fā)揮其有效性能,是醫(yī)學(xué)工程技術(shù)人員面臨的一個(gè)主要問題。
一、離心機(jī)簡介
離心機(jī)是在離心力的作用下進(jìn)行固液或液液分離的設(shè)備。離心機(jī)按照轉(zhuǎn)速分為低速離心機(jī)、高速離心機(jī)、超速離心機(jī)。低速離心機(jī)由電動(dòng)機(jī)、離心轉(zhuǎn)盤、調(diào)速器、定時(shí)器、離心套管與底座等主要部件構(gòu)成。高速離心機(jī)由轉(zhuǎn)動(dòng)裝置、速度控制系統(tǒng)、溫度控制系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、離心室、離心轉(zhuǎn)頭及安全保護(hù)裝置等構(gòu)成。超速離心機(jī)主要由驅(qū)動(dòng)和速度控制、溫度控制、真空系統(tǒng)及轉(zhuǎn)頭4部分組成。
離心機(jī)安全保護(hù)系統(tǒng)用來保護(hù)人員和儀器安全,其主要組成為:
① 主電流保護(hù):當(dāng)電源電流超過額定值時(shí),主機(jī)斷電;
② 超溫保護(hù):當(dāng)溫度超過預(yù)設(shè)溫度±6 ℃時(shí),電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn);
③ 超速保護(hù):當(dāng)轉(zhuǎn)速失控或超過預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速±300 rpm時(shí),電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn);
④ 不平衡保護(hù):當(dāng)離心機(jī)由于不平衡運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生振動(dòng),其振幅超過一定量時(shí),電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn);
⑤ 門蓋安全保護(hù):當(dāng)門蓋未鎖好啟動(dòng)離心機(jī)時(shí),電機(jī)不能啟動(dòng)。離心機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)中強(qiáng)行打開門蓋,電機(jī)立即停止運(yùn)轉(zhuǎn)。
離心機(jī)安全保護(hù)系統(tǒng)對于離心機(jī)的安全使用至關(guān)重要,但是當(dāng)前實(shí)驗(yàn)室并不是對所有在用離心機(jī)均配齊安全保護(hù)系統(tǒng),因此存在著重大安全隱患。離心機(jī)高速運(yùn)行時(shí),如果發(fā)生惡性事件,會(huì)導(dǎo)致人員傷亡、機(jī)器損壞以及感染事件等,后果相當(dāng)嚴(yán)重。
德國NACHT(納赫特)離心機(jī)
二、離心機(jī)事故產(chǎn)生的主要原因
(1)離心機(jī)先天設(shè)計(jì)缺陷。如有些離心機(jī)在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),門蓋隨時(shí)可以開啟,離心機(jī)不能聯(lián)鎖制動(dòng)。
(2)離心機(jī)安裝不符合要求。如安裝工作臺(tái)不完全水平。
(3)操作人員操作不規(guī)范。如用離心機(jī)分析標(biāo)本時(shí),未對稱配平。
(4)維護(hù)保養(yǎng)工作未嚴(yán)格執(zhí)行。如未按說明書定期更換轉(zhuǎn)頭。
三、離心機(jī)的安全管理
針對離心機(jī)事故原因,為保證離心機(jī)的使用安全,應(yīng)加強(qiáng)以下幾方面的管理。
1、離心機(jī)的正確安裝
(1)電源電壓。電壓波動(dòng)要符合10%以內(nèi)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),否則離心機(jī)不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)。如果電壓波動(dòng)超過行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),應(yīng)使用穩(wěn)壓器,以符合儀器正常工作需要。
(2)保護(hù)接地。室內(nèi)應(yīng)具有獨(dú)立地線,地線應(yīng)與離心機(jī)外殼可靠連接,接地電阻<4 Ω,地線不能接在暖氣管、自來水管上,從而避免觸電事故的發(fā)生。
(3)離心機(jī)的放置。應(yīng)根據(jù)離心機(jī)的性能選擇合適的地點(diǎn)放置,對一般低速離心機(jī)(臺(tái)式)可放在平穩(wěn)、堅(jiān)固的臺(tái)面上(其底座都裝有橡皮吸腳,借助于大氣壓力及儀器本身的重量,緊貼于臺(tái)面);大容量低速離心機(jī)和高速離心機(jī)要安放在相應(yīng)堅(jiān)實(shí)的地面上,水平放置。超速離心機(jī)重達(dá)數(shù)百公斤,應(yīng)放在很堅(jiān)實(shí)的地面上,并配有防塵、防潮設(shè)備。離心機(jī)附近無較強(qiáng)振源,四周避免熱源及陽光直接照射,周圍留有一定空間,保持通風(fēng)良好。
(4)主機(jī)安裝。調(diào)節(jié)螺桿使機(jī)腳支撐到地面,通過水平儀觀察并調(diào)整螺桿使主機(jī)平穩(wěn)。裝上轉(zhuǎn)子,定位緊固,把水平儀放在轉(zhuǎn)子的多個(gè)部位,調(diào)節(jié)螺桿,直到水平儀氣泡均位于中央。確保4個(gè)機(jī)腳均衡受力,不允許有懸空現(xiàn)象。
2、離心機(jī)的使用注意事項(xiàng)
(1)使用離心機(jī)前,確保室內(nèi)無異物。仔細(xì)檢查轉(zhuǎn)子和離心管是否有裂紋或腐蝕,嚴(yán)禁使用有裂紋或腐蝕的轉(zhuǎn)子、離心管。使用規(guī)格配套的轉(zhuǎn)子和離心管,注意保證樣品、溶劑不腐蝕離心管。
(2)離心管加液應(yīng)稱量平衡,若加液差異過大,運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大振動(dòng),此時(shí)應(yīng)停機(jī)檢查,使加液符合要求,離心管必須成偶數(shù)對稱放入。
(3)在轉(zhuǎn)子使用和保存中,應(yīng)防止碰傷、擦傷和刮傷。
(4)若有腐蝕作用的溶劑與轉(zhuǎn)子接觸,停機(jī)后及時(shí)清洗轉(zhuǎn)子,擦拭并噴涂保護(hù)劑。
(5)啟動(dòng)離心機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)前,確保門鎖開關(guān)已關(guān)閉。離心機(jī)運(yùn)行時(shí),嚴(yán)禁移動(dòng)離心機(jī)。不得在機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)過程中或轉(zhuǎn)子未停穩(wěn)的情況下打開蓋門或移動(dòng)離心機(jī),以免發(fā)生故障。
(6)使用高轉(zhuǎn)速時(shí)(>8000 rpm),要先在較低轉(zhuǎn)速運(yùn)行2 min左右以磨合電機(jī),然后再逐漸升到所需轉(zhuǎn)速。不要瞬間運(yùn)行到高轉(zhuǎn)速,以免損壞電機(jī)。
(7)在離心過程中,操作人員不得離開離心機(jī)室,一旦發(fā)生不正常噪音或振動(dòng),操作人員要立即按“STOP”鍵,使電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn),再斷開電源,停機(jī)檢查,未找出原因前不得繼續(xù)使用。
(8)離心機(jī)一次運(yùn)行盡量不要超過30min。對于有壓縮機(jī)制冷的離心機(jī),每次停機(jī)后再開機(jī)的時(shí)間間隔>5 min,以免壓縮機(jī)損壞。
(9)嚴(yán)禁轉(zhuǎn)子超出其額定轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn);嚴(yán)禁無轉(zhuǎn)子高速運(yùn)轉(zhuǎn)。
(10)勿用離心機(jī)分離易燃、易爆樣品,勿在距離離心機(jī)300mm內(nèi)使用和存放易燃、易爆樣品。
德國NACHT(納赫特)離心機(jī)
3.離心機(jī)的維護(hù)保養(yǎng)
(1)每次使用完畢,務(wù)必清理離心機(jī)內(nèi)腔和轉(zhuǎn)子。
(2)及時(shí)清理離心腔內(nèi)的積水。離心機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)使用壓縮機(jī)制冷,由于空氣中含有水分,在離心腔內(nèi)結(jié)霜成水。大部分大容量離心機(jī)沒有排水孔,離心腔中水愈積愈多。此時(shí),應(yīng)拆下轉(zhuǎn)子,清理積水。在重新安裝轉(zhuǎn)子時(shí),一定要裝好,避免事故。
(3)離心室上部與門蓋接觸處、轉(zhuǎn)子座與離心室底部接觸處都有橡膠密封圈,應(yīng)經(jīng)常觀察有無變形,以防止外界熱量滲入,如變形或老化應(yīng)及時(shí)更換。
(4)定期檢查門蓋氣動(dòng)支撐桿和門鎖開關(guān)是否能正常工作。
(5)定期檢查散熱風(fēng)扇是否能正常工作;定期清除離心機(jī)通風(fēng)窗和冷凝器上的灰塵,保證通風(fēng)效果和冷凝器的傳熱效果。
(6)定期檢查轉(zhuǎn)子內(nèi)外表面氧化層,若有剝落、腐蝕、嚴(yán)重劃傷、變形或裂紋,應(yīng)停止使用。離心機(jī)長期不使用時(shí),應(yīng)取出轉(zhuǎn)子,在轉(zhuǎn)子座和驅(qū)動(dòng)軸上涂上防銹油,防止轉(zhuǎn)子座和驅(qū)動(dòng)軸生銹。
只有從離心機(jī)的安裝、使用注意事項(xiàng)、維護(hù)保養(yǎng)等方面加強(qiáng)離心機(jī)的安全管理,才能提高離心機(jī)的使用率和延長使用壽命,確保儀器安全運(yùn)轉(zhuǎn),避免事故發(fā)生。
德國NACHT(納赫特)為杰懋萬得福旗下品牌,目前主要定位于試驗(yàn)離心機(jī)的研發(fā)與生產(chǎn),實(shí)驗(yàn)室離心機(jī)為其主打成品,種類多樣,型號齊全,包括實(shí)驗(yàn)室小型離心機(jī)、通用離心機(jī)以及大容量落地離心機(jī)等,廣泛應(yīng)用于工業(yè)、生物、化學(xué)、制藥、材料、食品飲料和電子等行業(yè)。
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離心機(jī)目前國內(nèi)的品種很多,依據(jù)轉(zhuǎn)速不同,能夠分為低速離心機(jī)、高速離心機(jī)和超速離心機(jī),轉(zhuǎn)速少于10000r/min的為低速離心機(jī),低于25000r/min的為高速離心機(jī),超越30000r/min的是超速離心機(jī);而離心機(jī)需要冷凍控溫系統(tǒng)主要是取決于兩個(gè)原因。
一是依據(jù)離心機(jī)高轉(zhuǎn)速運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)子體與空氣摩擦生熱導(dǎo)致機(jī)身溫度不易控制,過高溫度影響離心機(jī)內(nèi)部元件的使用壽命。這也就是冷凍離心機(jī)和普通離心機(jī)的區(qū)別,冷凍離心機(jī)帶有制冷系統(tǒng),能夠控制溫度保護(hù)機(jī)器元件,普通離心機(jī)不帶制冷系統(tǒng)。
二是根據(jù)用戶實(shí)驗(yàn)要求,必須配有低溫控制系統(tǒng),比如分離一些有機(jī)活性物質(zhì):酶,有機(jī)易揮發(fā)的物質(zhì)等需要恒溫或是溫差不超過正負(fù)10℃。來保證實(shí)驗(yàn)條件滿足實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)需要,確保實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行。
高速離心機(jī)維護(hù)保養(yǎng)
1.離心蓋上不要放置任何物質(zhì),每次使用完畢,務(wù)必清理內(nèi)腔和轉(zhuǎn)頭。
2.臺(tái)式高速離心機(jī)如較長時(shí)間未使用,在使用前應(yīng)將離心機(jī)蓋開啟一段時(shí)間,干燥內(nèi)腔。
3.電機(jī)的碳刷在使用3000小時(shí)后,應(yīng)及時(shí)更換,以免磨損整流子。
4.臺(tái)式高速離心機(jī)經(jīng)長期使用,磨損屬正?,F(xiàn)象。
5、工作臺(tái)及機(jī)殼要經(jīng)常保持干凈,離心機(jī)不用時(shí)應(yīng)套上塑料罩,儲(chǔ)存在空氣干燥無有害氣體浸入的室內(nèi)。
6. 定期用壓縮空氣(吸塵器)清除位于離心機(jī)后部散熱片上的灰塵。
7. 臺(tái)式高速冷凍離心機(jī)可用通常的消毒劑消毒。
8. 如發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)頭被腐蝕及裂痕,應(yīng)立即更換。必須定期用專用的油對轉(zhuǎn)子等進(jìn)行維護(hù),以避免腐蝕;
設(shè)計(jì)與理論
離心機(jī)廠有3種設(shè)備:
實(shí)心碗式離心分離機(jī):用于去除粗顆粒的第一級清洗
該過濾器:用于去除超大的材料可能堵塞盤噴嘴離心機(jī)
圓盤式噴嘴離心機(jī):用于清洗水和殘余細(xì)粒固體的最后階段。
固體滾刀式離心機(jī)
固體轉(zhuǎn)鼓式離心分離機(jī)被用來作為從稀釋泡沫中除去粗固體的第一道工序。有時(shí)被稱為臥螺離心機(jī),這些裝置由一個(gè)水平旋轉(zhuǎn)殼或一個(gè)碗組成,里面有一個(gè)螺釘或滾動(dòng)盤朝同一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)。進(jìn)料進(jìn)入碗的中心,在大約1000轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn),推動(dòng)固體到外緣。內(nèi)卷軸將污泥移動(dòng)到液體流動(dòng)的相反方向,以稍低的速度旋轉(zhuǎn),將固體移動(dòng)到卸料斗。水平碗對固體排出端的錐形形狀鼓勵(lì)擱淺和減少液體攜帶到尾流。
這些離心裝置回收了98%的碳?xì)浠衔铮诋a(chǎn)品中仍留下固體含量為3%~3%。在油砂的常見固體離心機(jī)廠家擁有的。
離心機(jī)是利用離心力使得需要被分離的不同物質(zhì)得到加速從而分離的機(jī)器。主要分為沉降式離心機(jī)和過濾式離心機(jī)兩大類。沉降式離心機(jī)的主要原理是通過轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的強(qiáng)大的離心力,加快混合液中不同比重成分(固相或液相)的沉降速度,把樣品中不同沉降系數(shù)和浮力密度的物質(zhì)分離開。過濾式離心機(jī)的主要原理是通過高速運(yùn)轉(zhuǎn)的離心轉(zhuǎn)鼓產(chǎn)生的離心力(配合適當(dāng)?shù)臑V材),將固液混合液中的液相加速甩出轉(zhuǎn)鼓,而將固相留在轉(zhuǎn)鼓內(nèi),達(dá)到分離固體和液體的效果,或者俗稱脫水的效果。
離心機(jī)詳細(xì)操作規(guī)程:
1、離心樣品密度要一樣,離試管口保持3mm處。
2、密度相同、配平、管壁干燥的離心管對稱狀態(tài)置入掛籃內(nèi),擰緊對應(yīng)的是試管蓋,懸掛到對應(yīng)的掛籃上上,空掛籃也要懸掛,為了使轉(zhuǎn)子水平受力均勻,否則運(yùn)行中會(huì)出現(xiàn)斷軸的嚴(yán)重實(shí)驗(yàn)室事故。
3、蓋上高速冷凍離心機(jī)機(jī)蓋。
4、打開開關(guān)。
5、將懸掛掛籃的轉(zhuǎn)子筆直向下輕輕放置在轉(zhuǎn)軸套上,保證其牢固。
6、擰緊轉(zhuǎn)頭蓋。
7、手按住指定位置將門蓋押下去。
8、離心參數(shù)設(shè)置:轉(zhuǎn)速、時(shí)間、轉(zhuǎn)頭型號、溫度、升降速度頻率(轉(zhuǎn)投型號功能現(xiàn)已有自動(dòng)轉(zhuǎn)子識(shí)別功能)。
9、確認(rèn)參數(shù)設(shè)置無誤,按啟動(dòng)鍵START,高速冷凍離心機(jī)達(dá)到設(shè)定轉(zhuǎn)速5分鐘后,使用者方可離開。離心途中要觀察儀器是否運(yùn)轉(zhuǎn)正常。
10、離心結(jié)束(或按STOP結(jié)束運(yùn)行),轉(zhuǎn)頭停止運(yùn)轉(zhuǎn)后,打開門蓋,擰松轉(zhuǎn)頭蓋,將轉(zhuǎn)頭11、取出放到專用架上14取出掛籃,取出樣品。
12、掛籃敞開放在指定位置,如有漏液,取出密封圈,洗凈后再倒置放在桌布上。
13、將儀器電源關(guān)閉。
14、離心機(jī)腔體內(nèi)冷凝水擦凈。