Устройство для защиты ротора ультрацентрифуги

Устройство для защиты ротора ультрацентрифуги

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

сень н-..

".. --тпx ::,;<

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскик

Социалистических

Республик

<н766651

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 100278 (21) 2580134/23-13 (51)М. КЛ.

В 04 В 9/10 с присоединением заявки Мо (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий

Опубликовано 300980.Бюллетень М 36

Дата опубликования описания 300980 (53) ÓÄÊ66.067.57 (088.8) (72) Авторы изобретения

A.Õ.Ìàðãoëèí, I0.Â.×å÷åòêèí и Г.Н.Бойко

Специальное конструкторское бюро биофизической аппаратуры (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ РОТОРА

УЛЬТРАЦЕНТРИФУГИ

Изобретение относится к устройствам автоматического контроля и может быть использовано для защиты роторов удьтрацентрифуги от превышения ими своих допустимых частот вра- 5 щения.

Изветсно устройство для защиты ро тора,ультрацеитрифуги, содержащее источник света, модулятор, устанавливаемый на роторе центрифуги, фото- 10 .приемник, подключенный к формирователю, и двоичный счетчик (1).

Однако в этом устройстве количество необходимых схемных элементов растет при увеличении предельной частоты вращения, что усложняет схему устройства, уменьшает его надежность., Кроме того, в известном устройстве необходимо каждый раз перед началом проведения опыта устанавливать с по- 2() мощью переключателей номинальную частоту вращения и величину допустимого превышения частоты вращения, соответствующие применяемому ротору, что в случае неправильной установки хотя 25 бы одного из переключателей может привести к разрыву дорогостоящего ротора и выходу из строя ультрацентрифуги. Точность срабатывания устройства зависит также от стабильности 3р

2 питающей сети и может составлять несколько процентов. Это особенно недопустимо при работе на высоких частотах вращения.

Целью изобретения является повышение точности и надежности срабатывания.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для защиты ротора ультрацентрифуги, содержащее источник света, модулятор, устанавливаемый на роторе центрифуги, фотоприемник, подключенный к формирователю, и двоичный счетчик, снабжено триггером, один вход которого связан с формирователем непосредственно, а другой через логическую схему И и двоичный счетчик, причем вход триггера через дифференцирующие цепочки и логические схемы ИЛИ и И соединен с приводом ультрацентрифуги.

На фиг. 1 изображена функциональная схема устройства; на фиг. 2 — ротор ультрацентрифуги с установленным на нем модулятором.

Устройство дитя защиты ротора для ультрацентрифуги содержит источник 1 света, модулятор 2 светового потока с отверстиями, установленный на роторе 3, фотоприемник 4, формирователь

766651

5, подключенный к R — входу двоичного счетчика б, генератор 7 стабильной частоты, подключенный к тактовому С входу счетчика 6, выходы которого подключены к -входам логической схемы И 8, PS — триггер 9, ныходы которого через дифференцирующие цепочки TD и 11 подключены к схеме ИЛИ 12, выход которой через логическую схему И 13 подключен к В входу силового исполнительного устройства 14, обес- .печивающего подключение двигателя 15 к питающей сети 16. Кнопка 17 "Пуск" включена между А входом силового исполнительного устройства 14 и корпусом 18 схемы. Кнопка 19 "Тормоз" включена между входом схемы И 13 и корпусом 18.

Устройство для защиты ротора ультрацентрифуги работает следующим образом.

С нажатием кнопки 17 "Пуск" силовое исполнительное устройство 14 подключает двигатель к питающей сети 16. При этом начинает вращаться ротор 3, а следовательно, и модулятор 2, периодически засвечивая фотоприемник 4.

Импульсы с формирователя 5 устанавливают двоичный счетчик G и триггер 9 в исходное состояние (" Reset"

"О"), с

В течение интервала времени, разделяющего эти импульсы установки, счетчик б производит подсчет импульсов, подаваемых с генератора 7 ста бильной частоты и, если частота нращения не превышает допустимую, счетчик б обязательно переполняется.

Сигнал переполнения, фиксируемый схе» мой И 8, устанавливает триггер 9 в состояние "1" (Set), Таким образом, пока присутствует сигнал переполнения на 5 — входе и сигналы с фотоприемника 4 и формирователя 5 на входе RS-триггера 9, он п .Риодически переключается, а его выходные сигналы, пройдя через дифференцирующие цепочки 10 и 11 выпрямляются. В результате на выходе схемы ИЛИ 12 всегда присутствует высокий потенциал, соответствующий логической "1", и, если не нажата кнопка

19 "Тормоз", на выходе схемы И 13 также будет высокий потенциал, разрешающий подключение двигателя 15 к питающей сети 16.

Если частота вращения ротора 3 превышает допустимую, то максимальный интервал времени между импульсами с фотоприемника становится меньше вре.. мени переполнения счетчика б, а на выходе схемы И 8 будет постоянный потенциал. При этом триггер 9 устанавливается в состояния "Reset" и больше не переключается, а на ныходах схем ИЛИ 12 и И 13 устанавливается низкий потенциал, который подается на В- вход исполнительного устройства 14. Это приводит к отключению двигателя 15 от сети питания

16 и переводу его в режим торможения который также может быть обеспечен нажатием кнопки "Тормоз" 19.

Предельно допустимая частота вращения, при которой происходит отклю,чение питающей сети 16 и перевод . двигателя 15 в режим торможения связана с радиальным угломс(модулятора

2 и выбирается в зависимости от устанавливаемого на ультрацентрифугу ротора, причем угол Д., наибольший угол между двумя отверстиями модулятора 2, может быть вычислен из слеМ

15 дующего соотношения:, л - = 1 акоп сч где с(— радиальныи угол, радианы, f o предельно допустимая частота вращения ротора 3, Гц;

20 Г т частота тактонных импульсов генератора 7 стабильной частоты, Гц; и — емкость счетчика. сц

Отсюда: $ = — ДАоп @

Как видно из приведенного соотношения предельно допустимая частота вращения ротора 3 (Г, оп) пропорциональна углу л(модулятора 2,а точность срабатывания устройства защиты зависит только от точности генератора стабильной частоты, которая при использовании кварцевого генератора может иметь значение 10

-6

Угол Ьмежду остальными отверсти35 ями модулятора 2 выбирается меньше убегла, Изобретение позволяет упростить схему и использовать в ней стандартные элементы цифровой техники, котоРые обеспечивают высокую надежность работы устройства и не требуют никаких настроечных и подстроечных регулировок элементов схемы.

Кроме того, использование в схеме элементов цифровой техники и генератора стабильной частоты (кварцевый генератор) позволяет значительно повысить точность срабатывания устройства защиты.

Предлагаемое устройство защить1 предназначено для использования при серийном выпуске ультрацентрифуг с частотами вращения до 75 тыс. об/мин где защита от превышения скорости играет существенную роль в сохране55 нии центрифуги и ротора.

Это устройство не требует настройки при изготовлениии и эесплуатации и надежно в работе, что позволяет значительно снизить затраты и повы60 сить экономическую эффективность от использования как устройства защиты, так и ультрацентрифуги в целом.

Формула изобретения

Устройство для защиты ротора ультрацентрифуги, содержащее источник

766651

ИИПИ Заказ 704 3/4 аж 664 Подписное (Рцг. 2 света, мрдулятор, устанавливаемый на роторе центрифуги, фотоприемник, подключенный к формирователю, и двоичный, счетчик, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, г целью повышения точности и надежности срабатывания, оно снабжено триггером, один вход которого

5 связан с формирователем непосредственно, а другой — через логическую схему И и двоичный счетчик, причем выход триггера через дифференцирую ие цепочки и логические схемы ИЛИ и И соединен с приводом ультрацентрифуги.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США Р 3636545, кл. 340-263, опублик. 1972 (прототип). филиал ППП Патент

r. Ужгород, ул. Проектная, 4