本發(fā)明涉及一種離心機，該離心機的種類如根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分所述。

背景技術(shù)：

在離心機中，特別對于實驗室用離心機，通常情況下，離心樣品材料對溫度很敏感，通常離心溫度不能超過一定的溫度，。例如，離心材料為生物材料時，離心溫度不能超過37℃，否則將會造成生物材料特性的改變。

操作離心機時，轉(zhuǎn)子和離心機內(nèi)部空間內(nèi)的空氣摩擦?xí)a(chǎn)生熱量，熱量可以通過間接手段冷卻。如果要求樣品溫度低于環(huán)境溫度，則需要安裝冷卻設(shè)備并通過冷卻劑吸取安全艙外部的熱量，如果樣品溫度可以高于環(huán)境溫度，例如37℃，通常將環(huán)境空氣引入離心機散熱。為此，將電扇設(shè)置于離心機殼體內(nèi)，并對準(zhǔn)傳熱表面，例如安全艙外部來散熱。然而，這種設(shè)置需要大量氣流來散熱，會增加技術(shù)難度并且產(chǎn)生大量噪音。因此，間接冷卻主要適用于具有較低的驅(qū)動性能的離心機。

大型離心機通常沒有冷卻設(shè)施，采用直接冷卻。例如型號為JP 2008284517 A或者JP 2008-307219 A的離心機，環(huán)境空氣通過凹槽吸入離心機蓋。離心機運行時設(shè)置在安全艙內(nèi)的轉(zhuǎn)子起到類似扇風(fēng)機風(fēng)輪的作用。轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動軸區(qū)域產(chǎn)生了負(fù)壓，空氣從轉(zhuǎn)子上方被吸入，和流動的空氣進行替換，并流入離心機內(nèi)部空間中，從而環(huán)繞安全艙和設(shè)置在安全艙下方的驅(qū)動機流動，并且通過開設(shè)在離心機后側(cè)的開口從內(nèi)部空間中流出。

這種技術(shù)方案經(jīng)濟簡單，但是會產(chǎn)生較大噪音。因為空氣在機殼內(nèi)不定向地流動，產(chǎn)生氣流邊界層分離現(xiàn)象，且氣流通過最短的路徑和最小的阻力流出機殼，這樣從空氣進入離心機內(nèi)到空氣無阻礙地流出離心機的過程中或者在產(chǎn)生氣體邊界層分離現(xiàn)象時都會在離心機內(nèi)產(chǎn)生噪音。此外，氣流并沒有被強制性地分布離心機的內(nèi)部空間中，特別沒有針對性地分布在安全艙的位置，因此，不能保證安全艙和驅(qū)動機的均勻地散熱。

DE10355179A1和DE10316179 A1公開了一種氣體冷卻方式的離心機，氣體通過頂蓋被吸入，在離心機機殼內(nèi)的通道內(nèi)分散。這樣設(shè)置的通道是為了使安全艙外的空氣垂直從上往下分散。

然而，這種技術(shù)方案的缺陷在于，空氣只在安全艙外小部分區(qū)域流通，導(dǎo)致熱量難以散發(fā)，并且在安全艙附近的氣流偏轉(zhuǎn)角接近90℃，導(dǎo)致噪音的產(chǎn)生。

本發(fā)明的目的在于進一步研發(fā)一種離心機，可以避免以上提到的技術(shù)缺陷，離心機機殼內(nèi)的安全艙和驅(qū)動機的熱量能有效地均勻地被發(fā)散，特別是可以降低噪音。

上述目的通過權(quán)利要求1特征部分的技術(shù)特征結(jié)合前序部分的特征得以實現(xiàn)。

本發(fā)明的有益效果呈現(xiàn)于從權(quán)中。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明是基于冷卻介質(zhì)可以通過設(shè)置引流道的方式導(dǎo)流入目標(biāo)導(dǎo)熱區(qū)域的理論，這樣通過將安全艙的外表面額外地作為傳熱表面，氣流隨著恒定的冷卻效果減少，離心機產(chǎn)生的聲音相應(yīng)減小。

本發(fā)明中，設(shè)置了用于氣體冷卻劑的通道，至少部分呈螺旋形地環(huán)繞著安全艙并且至少形成一條引流道，用于區(qū)域性地在徑向和軸向上限制通道，從而引導(dǎo)氣體冷卻劑環(huán)繞安全艙有導(dǎo)向性地流動。冷卻劑在吸入口的湍流中不斷被吸入，進入層流，顯著降低了噪聲。此外，冷卻劑在安全艙外壁受控流動時流經(jīng)安全艙外壁的面積比其不定向流動的情況下的面積大，確保了離心機更有效的冷卻效果。這種離心機適合在較小空間或者直接接近操作者的情況下使用。

優(yōu)選地，所述通道延伸至所述安全艙底部，在較小的結(jié)構(gòu)高度上，所述引流道在所述安全艙區(qū)域設(shè)置為多條通道，尤其是設(shè)置為直坡。

優(yōu)選地，所述吸入口設(shè)置在所述離心機頂蓋上使冷卻劑軸向進入內(nèi)部空間。這種方式中，吸入式開口和環(huán)境空氣的供給在結(jié)構(gòu)上通過一種簡單的方式成為所述離心機內(nèi)的一個整體，可以節(jié)省費用。

在一個具體實施方式中，優(yōu)選地把所述吸式開口設(shè)置在所述轉(zhuǎn)子下方，增加了設(shè)計選擇，尤其是外部空氣供給形式。

優(yōu)選地，所述引流道相對于所述機殼的形成一個獨立的部件。從而可以用多種具有經(jīng)濟效益的材料生產(chǎn)所述引流道安裝在所述離心機內(nèi)來滿足不同的需要。這樣冷卻所述安全艙的費用有效減少。

優(yōu)選地，所述引流道和所述機殼可拆卸性連接?？梢院喕蘩砗途S護或者需要的有不同結(jié)構(gòu)的時候替換引流道的過程。

優(yōu)選地，所述引流道的橫截面呈U形、半圓形或V形。這樣所述通道中的流動阻力最小化，并且冷卻劑更快地平穩(wěn)，從而減低噪音。

若所述引流道設(shè)置在所述安全艙上，這樣散熱會尤其有效。如果所述引流道是由導(dǎo)電材料制作，則所述引流道還具有冷卻元件的效果。所述引流道進一步增加散熱面積。

優(yōu)選地，所述引流道，特別是插入所述機殼的部分抵持在所述安全艙上。冷卻劑流入各側(cè)面均為所述安全艙和所述引流道構(gòu)成的邊界所限制的所述通道中。這樣冷卻劑的流動能更好地控制，并且冷卻劑直接流經(jīng)待冷卻的、由金屬制造具有良好導(dǎo)熱性的所述安全艙。此外，如果所述引流道設(shè)計合理，安裝也很便利，尤其是當(dāng)所述引流道構(gòu)成所述插入機殼的部分。所述引流道在所述安全艙區(qū)域形成一條在所述機殼內(nèi)至少部分地螺旋向下，即與所述轉(zhuǎn)子軸形成傾斜角并保持一定距離的通道，這樣冷卻劑幾乎可以繞整個所述安全艙的外表面流動，進一步提高冷卻效率。

特別地，所述引流道在所述安全艙區(qū)域呈螺旋狀設(shè)計為一條或者多條，軌道傾角保持不變或者增加。因此，冷卻劑經(jīng)過較遠(yuǎn)距離流動后平靜穩(wěn)定，進一步減小所述離心機的噪音。

根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，可以通過設(shè)置所述引流道的傾斜角和表面設(shè)計以及所述通道的橫截面，以使冷卻劑在所述通道內(nèi)形成層流。這樣使得冷卻劑的流路被延長，摩擦阻力增加，冷卻液的速度得以降低。從而達到降噪的目的。

在一個優(yōu)選實施例中，所述引流道在至少在所述安全艙的區(qū)域形成橫截面放大的通道。由于所述通道的橫截面積沿著所述出口方向不斷增加，導(dǎo)致流動速度減小，因此這種設(shè)計同樣減小噪音，并且使所述離心機更易操作。

在一個優(yōu)選的實施例中，所述引流道通過至少一個插入機殼內(nèi)部的模制品形成。使所述引流道靈活易插入且容易更換，使安裝更便利。

優(yōu)選地，所述模制品由泡沫，如PUR，EPP，EPE或EPS制造。所述模制品可以按照需要設(shè)計成各種形狀，并且可以具有消聲特性，具有彈性而且相對經(jīng)濟。

除了以上描述的通過降低流動速度來減小噪聲，也可以通過用所述模制品對發(fā)出噪音組件如轉(zhuǎn)子和驅(qū)動機進行包裝來降低噪音。尤其是所述引流道螺旋形包圍所述安全艙，所述模制品充當(dāng)噪音消聲器。開始于所述離心機內(nèi)部或由所述通道內(nèi)冷卻劑的流動以及所述安全艙外部反射的聲波被所述模制品從所述通道的上部、下部和外部直接吸收。

根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，所述安全艙以夾持連接形式與所述模制品相連，這樣其他用于安裝或固定所述安全艙的元件可以省略。所述模制品和所述機殼嵌入支撐所述安全艙，從而節(jié)省所述離心機的生產(chǎn)和維護費用。將有彈性的所述模制品夾在所述機殼和所述安全艙中可以防止組件由于搖晃劇烈產(chǎn)生噪音，進一步的，所述模制品快速插入所述機殼，尤其是所述模制品部分以夾持的方式與所述安全艙抵接，所述安全艙橫向封閉所述通道防止短路回流。

優(yōu)選地，所述出口的橫截面積至少為所述通道最小橫截面積的150％，根據(jù)實踐發(fā)現(xiàn)，所述出口區(qū)域的流速減少，可以防止噪聲擴散。

優(yōu)選地，從軸向看所述出口軸向設(shè)置在冷卻劑最深處。所述引流道從所述液流最深處向上到所述出口設(shè)置使冷卻劑再次軸向流動，以防止所述驅(qū)動機產(chǎn)生的噪音擴散到外部，進一步降低所述離心機的噪音。

進一步地，優(yōu)選地，所述出口設(shè)置在用于所述轉(zhuǎn)子的所述驅(qū)動機的所述驅(qū)動軸上。以上描述的噪聲隔絕效果也與所述驅(qū)動機相關(guān)，這樣設(shè)置可以有效降低噪聲擴散。

下面將結(jié)合附圖中所示的實施例，對本發(fā)明的進一步的有益效果，技術(shù)特征和應(yīng)用選擇進行描述。

說明書、權(quán)利要求書和附圖中術(shù)語和相關(guān)的參考符號將在下述的參考符號列表中列出。

附圖說明

圖1為本發(fā)明離心機的截面圖；

圖2為圖1中離心機主視圖的剖視圖；

圖3為上述附圖中離心機的部分側(cè)視截面圖；

圖4為模制品的拆分設(shè)計下的透視圖；和

圖5為圖2附帶氣流原理說明的離心機主視圖剖視圖。

具體實施方式

圖1展示了本發(fā)明中離心機10的截面圖，其中，從左側(cè)看時，離心機的前側(cè)面VS朝向左側(cè)，離心機的后側(cè)面RS朝向右側(cè)。圖2和3從不同視角展示了離心機10。

一種離心機10，包括機殼12。在機殼12上設(shè)置有頂蓋16，用于限制離心機10內(nèi)部空間24。驅(qū)動機36設(shè)置在內(nèi)部空間24內(nèi)，用于驅(qū)動可旋轉(zhuǎn)地安裝在所述驅(qū)動機36上的驅(qū)動軸37上的轉(zhuǎn)子32。所述轉(zhuǎn)子32被對稱且可旋轉(zhuǎn)的安全艙26包圍，以使得意外碰撞對離心機10的損傷以及內(nèi)部空間24樣品破裂對環(huán)境造成的污染最小化。

安全艙26設(shè)置在圍繞在驅(qū)動機36的電機殼36a上。轉(zhuǎn)子32、安全艙26、驅(qū)動軸37和驅(qū)動機36都與轉(zhuǎn)子軸R同軸安裝。

安全容器26和電機殼36a之間設(shè)置了波紋管34，以消除操作過程中產(chǎn)生的耦合振動。此外，波紋管34用于密封在安全艙26內(nèi)通過將驅(qū)動軸37從下接合安全艙26形成的凹槽27。

模制品38設(shè)置在離心機10的內(nèi)部空間24內(nèi)。所述模制品從相通區(qū)域的各個面與部分機殼12抵接。在安全艙26區(qū)域內(nèi)，設(shè)置模制品38的內(nèi)徑使模制品38抵接艙內(nèi)壁，通道41相對轉(zhuǎn)子軸R螺旋設(shè)置環(huán)繞安全艙26。通道41被模制品38的引流道40限定了部分區(qū)域。引流道40橫截面形狀為U形，通道41呈放射狀設(shè)置在模制品38的引流道40之外、安全艙艙壁28之內(nèi)。模制品38從設(shè)置有處于關(guān)閉狀態(tài)的頂蓋16的機殼12的后壁12a較低面部分延伸到機殼底座12b。模制品38完全環(huán)繞在安全艙26外，并且設(shè)置成兩部分便于插入快速機殼并與安全艙以夾持形式連接。安全艙26包含在模制品38內(nèi)，從而使通道41被密封在安全艙26的側(cè)壁上。

引流道40安裝在模制品38內(nèi)，通道41環(huán)繞著安全艙26。安全艙之下的放射狀橫截面逐漸減小，直到引流道40最終變成模制品38的柱狀內(nèi)廓39。內(nèi)廓39的直徑接近安全艙26的直徑，因此模制品38和電機殼36a以及安全艙26有一定距離。

朝后側(cè)RS開設(shè)的凹槽42被引入內(nèi)廓39，并設(shè)置有出口通道44。出口通道44從開口42被引入，第一底部44a和轉(zhuǎn)子軸R垂直，和旋轉(zhuǎn)軸R平行，第二底部44b和機殼后壁12a相鄰，直到低于波紋管34。出口通道44作為排水孔被引入機殼后壁12a。

離心機10的頂蓋16包括頂凸壁16a，底層壁16b和四面?zhèn)缺?6c。一個吸入口18朝向離心機10的后壁RS被引入側(cè)壁16c。一個吸入口20以同樣的方式設(shè)置在底層壁16b上，當(dāng)頂蓋16關(guān)閉時，吸入口20與轉(zhuǎn)子軸R同軸。一個吸入通道19和吸入口18和20相連設(shè)置在頂蓋內(nèi)部。

開口14設(shè)置在機殼12的頂壁12b的頂蓋16上，與轉(zhuǎn)子軸R同軸，其直徑比轉(zhuǎn)子32的直徑大，這樣轉(zhuǎn)子32容易安裝和拆卸，便于轉(zhuǎn)子32的更換與維護。

圍繞著吸入口20的引流區(qū)域22設(shè)置在頂蓋16的底層壁16b上，當(dāng)頂蓋16關(guān)閉時引流區(qū)域和機殼12的開口14相連。從轉(zhuǎn)子軸R看，當(dāng)液流側(cè)面朝向轉(zhuǎn)子放射狀傾斜向下時，引流區(qū)域22通過側(cè)面朝向吸入通道19的底層壁16b終止液流。引流區(qū)域22形成了朝向轉(zhuǎn)子32的側(cè)面的控制面22a。

空氣從吸入口18吸入，從而進入吸入通道19，并通過吸入口20流入離心機10的內(nèi)部空間24。當(dāng)部分流入的空氣軸向流向位于吸入口20下方的轉(zhuǎn)子32時，更多的空氣沿著控制面22a流向艙壁28，這樣空氣進入后以相對平穩(wěn)的方式分散在安全艙內(nèi)。

與扇風(fēng)機風(fēng)輪相比，轉(zhuǎn)子32在運行中的轉(zhuǎn)動在其上方區(qū)域產(chǎn)生負(fù)壓，會導(dǎo)致更多的空氣通過頂蓋16上的吸入通道19被吸入。內(nèi)部空氣和從轉(zhuǎn)子32上方不斷進入的空氣進行替換，并螺旋狀移動，通過艙壁28和機殼12上控制面22a的邊緣22b之間的縫隙30流入引流道40。引流道40呈雙螺旋狀，左邊螺旋線以坡度為100mm繞著轉(zhuǎn)子32逆時針旋轉(zhuǎn)?？諝獗痪鶆蛞胪ǖ蓝粫a(chǎn)生氣流邊界層分離，不斷湍流流入離心機10的空氣都轉(zhuǎn)換成平流。

在安全艙26下面，空氣流出引流道40并流進邊界由模制品38的圓柱內(nèi)廓39限定而成的內(nèi)部空間24的區(qū)域，內(nèi)部空間內(nèi)設(shè)置有驅(qū)動機36。在經(jīng)過出口通道44流出出口46離開離心機10之前，空氣環(huán)繞電機殼36a流動。通過螺旋狀引流道40，保持冷卻空氣環(huán)繞著邊界由模制品38的圓柱內(nèi)廓39在內(nèi)部空間24的區(qū)域循環(huán)流動。因此，電機殼36a圓周方向設(shè)置提高了冷卻效率。

也可以不設(shè)置出口通道44的第二底部44b，將第一底部連接到機殼12，并設(shè)置出口46來排出離心機10內(nèi)的空氣。然而，第二底部44和關(guān)于第一底部44a錯開分布的出口的設(shè)置可以加強噪聲消除。驅(qū)動機和離心機10內(nèi)轉(zhuǎn)子32轉(zhuǎn)動的聲波通過出口通道44直線型的設(shè)置能夠更好地被模制品38吸收。

如圖1-3所示的具體實施案例中，假設(shè)了其所需的是相對較低的制冷效果，因此環(huán)境空氣可以充當(dāng)冷卻媒介。

在本發(fā)明中，所述制冷空氣可以早期進入吸入口18之間先被冷卻，或者用二氧化碳或氮氣充當(dāng)制冷劑。根據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域，所述空氣能在進入吸口18之前即被冷卻，或選擇二氧化碳或氮氣作為冷卻劑。

圖4所示為模制品38分為兩個不對稱部分的透視圖，模制品38的后側(cè)一般為后半部38a，前側(cè)一半為前半部38b。這種分開設(shè)計有利于將模制品38引入和安裝在離心機10的機殼12內(nèi)。這樣，模制品38形成了機殼插入物。

為了更好的消聲效果，模制品38由泡沫，如PUR制造，其它合適的泡沫材料，如EPP，EPE或EPS也可以用于制造。

可以從這里看出引流道40的螺旋狀設(shè)計。

圖5為圖2附帶氣流原理說明的離心機主視圖截面圖。

用于冷卻的空氣從外部通過吸入口18(此圖中未標(biāo)明)進入安裝在頂蓋16內(nèi)的吸入通道19。氣流通過吸入口20進入安全艙26，分散在轉(zhuǎn)子32和設(shè)置在頂蓋16下方的控制面22a區(qū)域之間。氣流圍繞轉(zhuǎn)子32流動時吸收熱量，然后通過縫隙30進入引流道40。

空氣在圍繞安全艙26螺旋設(shè)置的引流道40內(nèi)平穩(wěn)下來，由于均勻的槽道形狀和恒定的坡度漸漸轉(zhuǎn)化成平流。在這個情況下，空氣通過艙壁28吸收熱量。

根據(jù)安全艙26周角的位置，空氣流入引流道40，經(jīng)過約0.5-2次圍繞著安全艙26的轉(zhuǎn)動之后，空氣進入位于安全艙26下面的離心機10的內(nèi)部空間24的引流道40內(nèi)，在這里，氣流環(huán)繞驅(qū)動機36的電機殼36a運動，繼續(xù)吸收熱量。

最后，氣流進入出口通道44的如上所述的與轉(zhuǎn)子軸R垂直的第一底部44a，再進入與轉(zhuǎn)子軸R平行的第二底部44b(此圖中未標(biāo)明)。散熱空氣通過出口46(圖5中未標(biāo)明)排出離心機10。

引用標(biāo)號表

10 離心機

12 機殼

12a 機殼后壁

14 開口

16 頂蓋

16a 頂凸壁

16b 底層壁

16c 側(cè)壁

18 吸入口

19 吸入通道

20 吸入口

22 引流區(qū)域

22a 控制面

22b 邊緣

24 內(nèi)部空間

26 安全艙

27 凹槽

28 艙壁

30 縫隙

32 轉(zhuǎn)子

34 波紋管

36 驅(qū)動機

36a 電機殼

37 驅(qū)動軸

38 模制品

38a， b模制品前半部，模制品后半部

40 引流道

41 通道

42 凹槽

44 出口通道

44a 第一底部

44b 第二底部

46 出口

R 轉(zhuǎn)子軸

VS 前側(cè)

RS 后側(cè)