DE1132863B

DE1132863B - Vorrichtung zur Stabilisierung der Rotorbewegungen von schnell laufenden Zentrifugen

Info

Publication number: DE1132863B
Application number: DED33401A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Rudolf Scheffel; Dr-Phys Gernot Zippe; Dr-Phys Max Steenbeck
Original assignee: Degussa GmbH
Current assignee: Evonik Operations GmbH
Priority date: 1957-11-28
Filing date: 1958-10-22
Publication date: 1962-07-05

Description

Vorrichtung zur Stabilisierung der Rotorbewegungen von schnell laufenden Zentrifugen Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Rotorbewegungen von schnell laufenden Zentrifugen zu stabilisieren, d. h. diese während des Durchlaufens kritischer Drehzahlen selbsttätig in die zentrische Lage zurückzuführen.
Es ist bereits vorgeschlagen worden, die neben der Rotationsbewegung des Rotors einer Zentrifuge um die vorgesehene Achse auftretenden Bewegungen, wie Präzessions- und Nutationsbewegungen, während des Abweichens der Rotationsachse des Systems aus der angestrebten stabilen Lage dadurch zu dämpfen, daß der Rotor auf biegsamen Wellen gelagert wird und zwischen den Lagern dieser Wellen und dem Zentrifugengehäuse Dämpfungsorgane angeordnet werden, die z. B. aus mit Öl gefüllten Räumen bestehen. Diese mechanische Lagerung des Rotors ergibt in der Praxis eine starke Bremsung der Rotationsbewegung des Rotors, so daß relativ große Antriebkräfte zum Erreichen hoher Drehzahlen notwendig sind.
Durch die Erfindung wird die Stabilisierung des Rotors auf einfachem Wege dadurch erzielt, daß die Lagerung und die Rückführung während des Abweichens der Rotationsachse aus der angestrebten stabilen Lage durch magnetische Systeme erfolgt, wobei die Dämpfung, d. h. der Energieentzug, durch den Magneten oder den Ankern zugeordnete Dämpfungsglieder vorgenommen wird. Der magnetische Fluß verläuft hierbei vorzugsweise in Richtung der Rotationsachse des Rotors, wodurch es möglich ist, die magnetischen Kräfte neben der Zentrierung des Systems gleichzeitig zur Entlastung des Spurlagers zu verwenden, das am anderen Ende des Rotors vorgesehen ist. Die Erfindung ist besonders für extrem leicht gebaute Zentrifugenrotoren geeignet.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele von magnetischen Lagerungen gemäß der Erfindung im Längsschnitt dargestellt.
In Fig. 1 ist mit 1 der Kopfteil eines Rotors bezeichnet, in dem, zentrisch und fest verbunden mit dem Rotor, ein zylindrischer Magnet 2 oder der Anker eines Magneten eingesetzt ist. Ein nicht rotierender Magnet 3 in Form eines Hohlzylinders ist oberhalb des Rotors angeordnet. Durch diese Anordnung entsteht ein magnetischer Fluß in Richtung der Rotationsachse, der bei Abweichungen des Rotors von der angestrebten stabilen Lage diesen wieder in die Rotationsachse zurückführt. Der Magnet 3 kann fest oder beweglich angeordnet sein. Bei fester Anordnung des Magneten 3 bewährt sich zur Schwingungsdämpfung eine zwischen den Polen des Magnetfeldes vorgesehene, an sich bekannte Wirbelstrombremse 10. An Stelle einer Wirbelstrombremse können auch Dämpfungsglieder verwendet werden, die zwischen dem Magneten und dem Zentrifugengehäuse angeordnet sind. Wie in Fig. 2 dargestellt, können Dämpfungsglieder 4 zwischen dem Zentrifugengehäuse 5 und dem Magneten 6 vorgesehen sein, wobei durch die Wahl der Abmessung der Dämpfungsglieder 4 die Dämpfung beeinfiußbar ist. In Fig. 3 ist die Dämpfung mit Hilfe eines Flüssigkeitsbades dargestellt, und zwar befindet sich der beweglich angeordnete Magnet 7 in einem Behälter B. Die Verwendung dieser Flüssigkeitsdämpfung erlaubt es, durch Änderung der Flüssigkeitstemperatur den Wirkungsgrad der Dämpfung zu beeinflussen.
Die beschriebenen magnetischen Lager bewähren sich insbesondere als obere Lager für Rotoren mit lotrecht stehender Achse, wobei die magnetischen Kräfte zur Zentrierung des Systems auf die vorgesehene Achse und zur Entlastung des am unteren Ende des Rotors vorgesehenen Spurlagers dienen.
Wie aus Fig. 4 ersichtlich, können derartige Stabilisierungsglieder auch im Innern des Rotors angeordnet sein. Im Rotor 9 ist eine Anzahl von ringförmigen Magneten 10' vorgesehen, wobei die Dämpfungsglieder 11 ähnlich wie bei den Ausführungen nach Fig. 1 bis 3 ausgebildet sind. Die Magnete selbst bzw. die Anker können sowohl Einteilig als auch mehrteilig als Hohlkörper oder Vollkörper ausgebildet sein. Es können Permanent- oder Elektromagnete verwendet werden, die den erforderlichen Dämpfungs- und Entlastungswerten entsprechend in ihrer Stärke regelbar sind.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Vorrichtung zur Stabilisierung der Rotorbewegungen von schnell laufenden Zentrifugen, dadurch gekennzeichnet, daß zur Zentrierung des Rotors magnetische Systeme dienen, die ohne mechanische Verbindung den Rotor bei Abweichungen von der Rotationsachse in diese zurückführen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Rotoren mit lotrechter Rotationsachse der magnetische Fluß in Richtung der Rotationsachse verläuft und die magnetischen Kräfte gleichzeitig zur Zentrierung des Systems und zur Entlastung eines am unteren Ende des Rotors vorgesehenen Spurlagers dienen.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfung der Rotorschwingungen an dem nicht mit dem Rotor verbundenen Teil des magnetischen Systems durch zwischen diesem und dem Rotorgehäuse angeordnete Dämpfungsglieder erfolgt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungsglieder innerhalb des Zentrifugenrotors angeordnet sind.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnete bzw. Anker als Hohlzylinder ausgebildet sind.