高速冷卻離心機(jī)的使用和維護(hù) 

日立離心機(jī)CR21G型 

 日立離心機(jī)統(tǒng)一售后熱線：4 0 0 8 - 5 2 5 - 9 9 0  

  摘要：本文從高速冷卻離心機(jī)的工作原理出發(fā)，詳細(xì)介紹了日立離心機(jī)CR21G型離心機(jī)的主要維護(hù)措施，包括由操作人員進(jìn)行的日常維護(hù)，和由工程技術(shù)人員進(jìn)行的幾項(xiàng)特殊的維護(hù)。  

  關(guān)鍵詞：高速 冷卻 離心機(jī) 維護(hù)  

    1 日立離心機(jī)CR21G簡介  

    日立離心機(jī)CR21G離心機(jī)集真空，高速和冷卻于一身，可以用于大量的細(xì)胞、亞細(xì)胞器、細(xì)菌及病毒的快速分離，是常見的實(shí)驗(yàn)室設(shè)備。  

    通常將轉(zhuǎn)速在5000—30000RPM(轉(zhuǎn)/分鐘)范圍內(nèi)的離心機(jī)稱為高速離心機(jī)，J2—21離心機(jī)的轉(zhuǎn)速范圍是100—2100RPM，因此屬于高速離心機(jī)的范圍。理論上一般認(rèn)為，只有轉(zhuǎn)速高于30000RPM的超高速離心機(jī)，轉(zhuǎn)子與空氣的摩擦生熱才會(huì)造成嚴(yán)重影響，才需要設(shè)置離心室真空系統(tǒng)。J2—21的轉(zhuǎn)速只有21000RPM，但為了減少這種摩擦生熱，仍然采用具有一定的真空度的離心室，另一方面，由于該機(jī)也需要工作在低速狀態(tài)，而空氣阻力是低速離心機(jī)防止過速的主要保護(hù)措施，因此該機(jī)只取半個(gè)大氣壓的真空度。離心室溫度的高低對(duì)微粒的沉降速度影響很大，許多生物樣品都要求在較低的溫度下離心分離。離心機(jī)所處的環(huán)境溫度過高，轉(zhuǎn)頭在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生的摩擦生熱也會(huì)使轉(zhuǎn)頭的溫度升高，這些不利因素都會(huì)影響到樣品的分離，因此J2—21設(shè)置了的制冷系統(tǒng)，來降低離心室和轉(zhuǎn)頭的工作溫度，低溫度可達(dá)-30℃(此時(shí)轉(zhuǎn)頭的運(yùn)轉(zhuǎn)速度也應(yīng)相應(yīng)降低)。  

    2 日立CR21G離心機(jī)的主要安全措施  

    2.1 日立CR21G電源自動(dòng)關(guān)閉  

    當(dāng)離心機(jī)的內(nèi)部電路發(fā)生短路故障，或者是由于某種原因?qū)е码娫催^載和功耗過大，電源開關(guān)將自動(dòng)跳開，把整機(jī)電源切斷。此時(shí)需要人為合上開關(guān)才能接通電源。如果連續(xù)兩次出現(xiàn)自動(dòng)關(guān)機(jī)，則提示機(jī)內(nèi)已發(fā)生電氣故障，需要排除后才能通電試機(jī)。  

    2.2 轉(zhuǎn)頭運(yùn)轉(zhuǎn)的平衡探測(cè)  

    離心機(jī)內(nèi)有一個(gè)轉(zhuǎn)頭平衡控測(cè)器，當(dāng)轉(zhuǎn)頭安裝不正確，或者離心標(biāo)本放置不平衡，或者離心機(jī)本身放置不水平時(shí)，轉(zhuǎn)頭運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)就會(huì)由于不平衡而發(fā)生振動(dòng)。如果不平衡量超過它的容*，就會(huì)觸發(fā)保護(hù)系統(tǒng)，斷開電機(jī)供電，使轉(zhuǎn)頭在沒有制動(dòng)力的情況下減速。此時(shí)控制面板上的報(bào)警指示燈IMBAL亮。應(yīng)排除導(dǎo)致轉(zhuǎn)頭運(yùn)轉(zhuǎn)不平衡的因素后再重新啟動(dòng)。  

    日立CR21G離心機(jī)在啟動(dòng)的加速過程中，當(dāng)轉(zhuǎn)速逐步提高，在越過轉(zhuǎn)頭的臨界速度(約600—800RPM)時(shí)，會(huì)發(fā)生輕微的振動(dòng)，這是正?，F(xiàn)象。這是由于轉(zhuǎn)頭由靜止開始逐步加速，后切換到圍繞它的質(zhì)量中心轉(zhuǎn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)方式時(shí)產(chǎn)生的正常振動(dòng)。  

    2.3 轉(zhuǎn)頭轉(zhuǎn)速異常保護(hù)  

    對(duì)低速轉(zhuǎn)頭的運(yùn)轉(zhuǎn)采用空氣阻力(Windage)作用來防止轉(zhuǎn)頭過速，對(duì)高速轉(zhuǎn)頭則機(jī)內(nèi)設(shè)有專門的保護(hù)電路，當(dāng)轉(zhuǎn)頭的速度突然異常升高時(shí)，保護(hù)系統(tǒng)將切斷電機(jī)供電。使用時(shí)如果要在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中調(diào)高速度，則調(diào)節(jié)SPEED旋鈕時(shí)要緩慢調(diào)節(jié)，否則速度的陡增將會(huì)導(dǎo)致過速保護(hù)系統(tǒng)起控。  

    2.4 日立CR21G離心室的門鎖  

    只有在開機(jī)狀態(tài)和轉(zhuǎn)頭處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，才能正常開關(guān)離心室的門；只有在離心室的門關(guān)好的時(shí)候，轉(zhuǎn)頭才能啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。這就防止了誤操作，對(duì)操作者和機(jī)器本身的安全都十分重要。  

    有兩種特殊的情況，需要在離心機(jī)無法繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，及時(shí)打開離心室的門取出樣品。一種是在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中突然出現(xiàn)電源故障，一時(shí)無法恢復(fù)；另一種是在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，傳動(dòng)帶突然斷裂，不能及時(shí)換上備件。電源失效時(shí)離心室的門無法打開，不裝傳動(dòng)帶時(shí)門也不能打開。此時(shí)可以采用手工的方法打開離心室的門，首先切斷電源，確信轉(zhuǎn)頭已經(jīng)*停轉(zhuǎn)(在沒有制動(dòng)力的情況下，轉(zhuǎn)頭需要20min以上才能*停轉(zhuǎn))，用一根長度大于40mm有一定硬度的細(xì)棒，插入門把手下方的小孔內(nèi)，直插到底后再壓進(jìn)去5mm左右，同時(shí)拉開門栓，即可打開門。剛投入使用的新機(jī)器，也往往需要用這種方法打開離心室的門，取出放在里面的東西。  

    2.5 日立CR21G轉(zhuǎn)頭超溫保護(hù)  

    離心機(jī)在離心室的底上有一個(gè)熱敏電阻作為溫度傳感器。保護(hù)系統(tǒng)的起控溫度是由旋鈕OVERTEMP．

來設(shè)定。當(dāng)離心室的溫度超過OVERTEMP的設(shè)定溫度時(shí)，或者超過45℃時(shí)，系統(tǒng)將切斷電機(jī)電源，同時(shí)面板上的OVERTEMP報(bào)警指示燈亮。因?yàn)殡x心機(jī)只能在38℃以下的環(huán)境中使用，因此如果在高速運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，離心室的溫度高于38℃許多，則提示不但離心機(jī)的制冷系統(tǒng)工作不正常，而且真空系統(tǒng)也不正常，因?yàn)殡x心室的真空度下降，將導(dǎo)致轉(zhuǎn)頭在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)發(fā)生嚴(yán)重的摩擦生熱。  

    3 日立CR21G離心機(jī)的使用注意事項(xiàng)  

    3.1 日立CR21G離心機(jī)的水平調(diào)整  

    在離心機(jī)投入使用前，或者移動(dòng)過位置后，必須進(jìn)行離心機(jī)的水平調(diào)整，否則會(huì)引起轉(zhuǎn)頭運(yùn)轉(zhuǎn)嚴(yán)重不平衡。具體方法是正確安裝好一個(gè)轉(zhuǎn)頭，將水平儀平放在轉(zhuǎn)頭上，反復(fù)調(diào)整離心機(jī)前面的兩個(gè)可調(diào)螺釘，直到*水平。  

    3.2 日立CR21G正確使用轉(zhuǎn)頭  

    (1)正確安裝和拆卸轉(zhuǎn)頭，拆下的轉(zhuǎn)頭要妥善保養(yǎng)，及時(shí)擦拭和涂油；(2)正確選用轉(zhuǎn)頭，不能在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)使用低速轉(zhuǎn)頭，否則將可能導(dǎo)致轉(zhuǎn)頭損壞，發(fā)生事故；(3)當(dāng)轉(zhuǎn)頭有嚴(yán)重腐蝕時(shí)應(yīng)停止使用；(4)由于轉(zhuǎn)頭的長期運(yùn)轉(zhuǎn)會(huì)引起材料的疲勞損傷，因此有必要作好使用時(shí)間記錄，當(dāng)轉(zhuǎn)頭的使用時(shí)間達(dá)到規(guī)定的期限后，即使肉眼觀察沒有發(fā)現(xiàn)問題也應(yīng)停止使用，避免發(fā)生事故。  

    3.3 日立CR21G轉(zhuǎn)頭的溫度設(shè)定  

     J2—21離心機(jī)有三個(gè)溫度值，一是由操作者用SET旋鈕設(shè)定的需要的工作溫度SETTEMP，二是由操作者用OVERTEMP旋鈕設(shè)定的轉(zhuǎn)頭超溫保護(hù)系統(tǒng)的起控溫度OVERTEMP，三是轉(zhuǎn)頭運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的實(shí)際溫度ACTUAL TEMP。要使電機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，必須滿足以下關(guān)系：  

    ACTUAL TEMP當(dāng)轉(zhuǎn)頭不運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)頭的實(shí)際溫度將比用SET旋鈕設(shè)定的溫度值稍低一些，當(dāng)轉(zhuǎn)頭啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)后就會(huì)迅速上升到設(shè)定值，并且在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中轉(zhuǎn)頭的實(shí)際溫度還會(huì)圍繞著設(shè)定溫度作輕微的擺動(dòng)，但由于轉(zhuǎn)頭的體積大質(zhì)量大，可以將樣品的溫度保持在一個(gè)恒定值上。由于離心機(jī)要使用幾種不同的轉(zhuǎn)頭，每一種轉(zhuǎn)頭由于材料和形狀上的差別，其溫度特性也不會(huì)相同，因此使用不同的轉(zhuǎn)頭時(shí)，設(shè)定的轉(zhuǎn)頭工作溫度和實(shí)際溫度之間會(huì)有一些差別，要精確控制溫度，就需要正確設(shè)定溫度補(bǔ)償值(由操作者用COMP旋鈕設(shè)定)，具體數(shù)值可參考Beckman的推薦表，或者自己逐步摸索。  

     當(dāng)環(huán)境溫度較高，而需要設(shè)定的工作溫度低于0 ℃時(shí)，為了得到較低的工作溫度，需要將轉(zhuǎn)速降低。  

    4 由操作者完成的日常維護(hù)工作  

    4.1 日立CR21G清潔制冷系統(tǒng)的冷凝器  

    同其它的制冷設(shè)備一樣，制冷系統(tǒng)的冷凝器(在機(jī)器背面)必須定期清潔。同時(shí)離心機(jī)安裝時(shí)應(yīng)離開后面的墻一定距離，以得到良好的散熱。  

    4.2 清潔離心室保持良好的真空度和溫度  

    經(jīng)常清除離心室內(nèi)的水珠和其它污物，保持密封圈的清潔，不碰傷密封圈，不劃傷轉(zhuǎn)軸表面。J2—21的離心室是不銹鋼制成的，真空密封圈是用硅橡膠制成的，可以使用一般的清潔液進(jìn)行清潔，使用70%的乙醇進(jìn)行消毒。  

    4.3 清潔離心機(jī)的外表面保持整機(jī)的整潔  

    J2—21離心機(jī)的示值表的示窗是用聚苯乙烯制成，離心機(jī)的上蓋是用氨基甲酸乙酯漆成，其余部分則用乙烯樹脂漆成。離心機(jī)的外表面均可用中性的無磨損的清潔液進(jìn)行清潔，還可以用70%的乙醇來消毒，但不能用來擦示值表的示窗和離心室門上的觀察孔(用聚碳酸酯制成)。  

    4.4 日立CR21G清潔離心機(jī)散熱系統(tǒng)的空氣過濾器  

    離心機(jī)的背面有一個(gè)散熱裝置，如果空氣過濾器上沉積著灰塵，碎紙片及其它臟物時(shí)，散熱效果將被嚴(yán)重削弱，致冷系統(tǒng)的效果也將被嚴(yán)重削弱。  

    5 由工程技術(shù)人員完成的幾項(xiàng)特殊維護(hù)  

    5.1 日立CR21G離心機(jī)真空系統(tǒng)的維護(hù)  

    在正常情況下，離心機(jī)的真空表的指針應(yīng)指示在綠色標(biāo)示的范圍內(nèi)。當(dāng)離心室的門關(guān)上，定時(shí)器設(shè)定好后一分鐘之內(nèi)，真空表應(yīng)該能夠達(dá)到正常的工作真空度值，而且穩(wěn)定。如果離心室的真空度不足，應(yīng)該首先檢查離心室的密封圈的表面是否有臟物，其次，檢查機(jī)內(nèi)的真空泵的過濾瓶是否旋緊。  

    5.2 傳動(dòng)帶的更換  

    如果離心機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)完成后離心室的門不能打開，或者在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中突然出現(xiàn)電機(jī)異常加速的不正?，F(xiàn)象，則可能是離心機(jī)的傳動(dòng)帶斷掉了。如果定期檢查，則可能在傳動(dòng)帶磨損到一定程度時(shí)就將其更換。  

    更換傳動(dòng)帶時(shí)應(yīng)注意將傳動(dòng)帶準(zhǔn)確地裝入V型槽內(nèi)，傳動(dòng)帶的有齒形紋的一面朝外。傳動(dòng)帶是靠馬達(dá)的鎖緊彈簧拉緊，更換時(shí)只需將馬達(dá)適當(dāng)朝里按，就可將彈簧拉伸，從而將傳動(dòng)帶松開取掉。把新帶裝好后放手時(shí)應(yīng)逐漸放開，避免發(fā)生振動(dòng)。裝好后應(yīng)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)幾圈，看傳動(dòng)帶是否發(fā)生扭結(jié)。  

    5.3 馬達(dá)電刷的更換  

    由于離心機(jī)使用的是高轉(zhuǎn)矩的直流電機(jī)，電刷磨損嚴(yán)重后容易造成環(huán)火，很容易將換電器燒壞，因此當(dāng)離心機(jī)控制面板上的報(bào)警指示燈BRUSH亮后，就要及時(shí)更換電刷。當(dāng)指示燈亮后，離心機(jī)還能正常運(yùn)轉(zhuǎn)8小時(shí)，因此如果燈亮?xí)r正處于運(yùn)轉(zhuǎn)之中，則可等運(yùn)轉(zhuǎn)結(jié)束后再更換。  

    更換電刷時(shí)要成對(duì)更換，即將有線電刷和無限電刷一起換掉。使用Beckman的零件。換上新電刷后應(yīng)試運(yùn)轉(zhuǎn)一段時(shí)間，以促使電刷和換向器之間咬合良好，一般應(yīng)以15000RPM的速度運(yùn)轉(zhuǎn)8h，至少要30min以上。  

    5.4 運(yùn)轉(zhuǎn)速度的校正  

    (1)轉(zhuǎn)速表的校正  

    轉(zhuǎn)速表(ROTOR SPEED)機(jī)械零位的校正：打開電源，調(diào)整轉(zhuǎn)速表下方孔內(nèi)黑色的螺釘，使表針恰好指到零位。調(diào)整時(shí)輕輕敲打表蓋，使指針自如回位。  

    轉(zhuǎn)速表的精度校正：將速度控制電路板上的RUN-CAL開關(guān)扳到CAL位，處于校正狀態(tài)。此時(shí)轉(zhuǎn)速表是與從電源過來的50Hz信號(hào)接在一起的，校正電路把50Hz的交流信號(hào)轉(zhuǎn)變成每秒100個(gè)脈沖的脈沖信號(hào)，以代替電機(jī)的轉(zhuǎn)速信號(hào)送到轉(zhuǎn)速表。對(duì)應(yīng)每一個(gè)脈沖，表示離心機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，每秒100個(gè)脈沖就表示轉(zhuǎn)速為100r/s(RPS)，由于電機(jī)的轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)頭的轉(zhuǎn)速之間的比值是211，因此在校準(zhǔn)狀態(tài)下，轉(zhuǎn)速表的指示值應(yīng)為：100×211RPS=210RPS=12600RPM  

    如果轉(zhuǎn)速表的指示值不是12600RPM，可在表下方輕輕敲打面板，如果仍然不準(zhǔn)確，則應(yīng)調(diào)整電路板上的標(biāo)記為TACH的電位器R103，順時(shí)針調(diào)為升高，反時(shí)針調(diào)為降低。  

    (2)速度控制校正  

    將電路板上的RUN-CAL開關(guān)扳回到RUN位，分別選擇1000RPM和20000RPM兩個(gè)速度值進(jìn)行速度校正。校正值取1000RPM和20000RPM兩種速度值，是Beckman的推薦。  

    低速校正：  

    將SPEED旋鈕設(shè)定在1000RPM，將TIME旋鈕設(shè)定在HOLD位，不裝轉(zhuǎn)頭關(guān)上離心室的門，啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定后，轉(zhuǎn)速表的指示值應(yīng)在1000±200RPM的范圍內(nèi)，如果不符合，則調(diào)整電路板上標(biāo)記為LOSP的電位器R102。  

    高速校正：  

    將SPEED旋鈕設(shè)定在15000RPM，等速度穩(wěn)定后，再緩慢地將SPEED旋鈕調(diào)到20000RPM(注意：調(diào)整要緩慢，過快地調(diào)高速度將導(dǎo)致超速保護(hù)系統(tǒng)起控，將運(yùn)轉(zhuǎn)停止)，等速度穩(wěn)定后，看轉(zhuǎn)速表的指示是否在20000 ±200RPM的范圍以內(nèi)。如果不符合，則調(diào)整電路板上標(biāo)記為HISP的電位器R101。  

    重復(fù)調(diào)整：  

    重復(fù)上述兩步的調(diào)整工作，直到在低速的1000RPM和高速的20000RPM時(shí)，轉(zhuǎn)速表的讀數(shù)誤差都在±200RPM的范圍內(nèi)。  

    6 做好離心機(jī)日常維護(hù)工作的重要意義  

    J2—21離心機(jī)的性能是*的，只要正確操作和做好日常維護(hù)工作，故障率是比較低的，使用壽命是比較長的。根據(jù)許多人的經(jīng)驗(yàn)，離心機(jī)的正確操作和認(rèn)真保養(yǎng)是降低故障率，延長使用壽命的重要保證。