一种光敏式自动平衡调节及保护的离心机

技术领域

本发明涉及离心机技术领域，具体而言，涉及一种光敏式自动平衡调节及保护的离心机。

背景技术

离心机是利用离心力，分离液体与固体颗粒或液体与液体的混合物中各组分的机械，台式离心机主要用于将悬浮液中的固体颗粒与液体分开；或将乳浊液中两种密度不同，又互不相溶的液体分开(例如从牛奶中分离出奶油)；它也可用于排除湿固体中的液体，例如用洗衣机甩干湿衣服，随着人们的不断发展，液氮在各个领域都扮演着不可或缺的角色。

目前，传统离心机在工作时，先将需要进行离心的物料置入离心管内，之后将离心管置入旋转仓内，进行离心工作，在离心工作进行的过程中，会出现偏摆及俯仰的问题，为了使得离心机在工作时保持平衡，一般采用在离心舱室另一端增加配重的方法，这种调节方式需要将离心机停止之后再按精密端的质量进行调整，一般由人工完成，费时费力。

发明内容

本发明旨在解决现有离心机需要人工手动调整配重保持平衡费时费力的问题。

为解决上述问题，本发明提出如下技术方案：

一种光敏式自动平衡调节及保护的离心机，包括壳体、控制系统、离心组件、动力件和调整组件，所述离心组件、所述动力件和所述调整组件均设置于所述壳体内部，所述控制系统设置于所述壳体的侧壁；

所述离心组件包括离心管、旋转仓、圆座、方座和转盘，所述转盘用于转动安装于所述壳体的内部，所述动力件用于驱动所述转盘转动；所述离心管安装于所述旋转仓上，所述旋转仓的下端连接有所述圆座，所述圆座的下端连接有所述方座，所述转盘的中部设置有方孔，所述方座用于设置于所述方孔中；

所述调整组件包括稳定部、弹性支承件、压力传感器、控制环和调整件，所述稳定部用于将所述旋转仓安装于所述壳体的内部，八个所述压力传感器呈圆周状等距排列于所述稳定部下端；八个所述弹性支承件分别设置于八个所述压力传感器的下方，且所述弹性支承件的下端与所述方座的上端面相抵接；

所述控制环固定设置于所述壳体的内部且套设于所述圆座的外部，八个所述调整件呈圆周状等距排列于所述控制环内侧的弧形面上，且八个所述调整件与八个所述压力传感器一一对应，所述调整件位于所述稳定部与所述方座之间，以用于调整所述方座与所述稳定部之间的距离；所述控制系统用于接收所述压力传感器反馈的信息以及控制所述调节件与动力件。

本发明提供的一种光敏式自动平衡调节及保护的离心机，相较于现有技术，具有但不局限于以下有益效果：

在进行离心工作前，壳体作为安装载体，离心组件、动力件和调整组件均设置于壳体内部，控制系统设置于壳体的侧壁；将需要进行离心的物料置入离心管内，并将离心管置入旋转仓内，通过控制系统对动力件进行控制以进行离心工作，由于方座及转盘的方孔间存在微小间隙，同时受周围气流及其他因素的影响，离心机在工作时会出现偏摆及俯仰的问题，正常工作时，稳定部及其上的压力传感器和弹性支承件受力均衡，但只要有偏摆现象的出现的倾向，各个弹性支承件受到的压力会发生变化，不再均衡，压力传感器感受到新的周期性压力变化，压力传感器将检测到的数据反馈给控制系统，控制系统根据压力传感器传来的压力大小及最先传来突变压力信号位置得到离心机偏转的位移大小并将其偏转方向进行确认，随后控制系统发出信号，控制控制环相应位置的调整件工作，调整件对相应部分的方座向下顶推，依次对离心机偏转的部分进行调整以确保离心机不会出现偏向位移，保证离心机在工作时保持平衡，调整的过程自动化程度较高，避免手动调整带来的麻烦。弹性支承件设置于方座和稳定部之间，有利于对纵向上的产生的振动及位移进行大幅度减缓。当调整组件出现故障或出现其他特殊情况时，离心机的平衡状态被大幅破坏时，旋转仓会出现较大的纵向位移，弹性支承件会最终达到设定的警报阈值，压力传感器会将此信号传递给控制系统，控制系统会操纵动力件停止以使离心机停止工作，从而实现离心机非平衡状态下的保护。

优选地，所述调整组件还包括光敏传感器和光源件，所述光敏传感器固定设置于所述方座的下方，所述光敏传感器的下端面设置有九处感光点，所述光源件设置于所述壳体的内底部，所述光源件照射的光线用于照射在所述九处感光点中至少任意一个感光点上，所述光敏传感器用于根据所述感光点传出信号的先后顺序确定所述方座偏振角度，且所述光敏传感器将信息反馈给所述控制系统。

优选地，所述光源件包括通光盘、调整电机和光源，所述通光盘上贯穿设置有多个大小不一的通光孔，多个所述通光孔呈圆周状等距排列，所述通光盘设置于所述调整电机的驱动端上，且所述通光盘上的所述通光孔始终有一个位于所述光敏传感器的正下方，所述光源固定设置在所述壳体的内底部，所述光源、所述通光盘上的所述通光孔和所述光敏传感器的中心感光点共线。

优选地，所述调整件包括气泵、伸缩套杆、第一调整杆和第二调整杆，所述控制环套设于所述圆座的外部且设置于所述圆座的中部位置处，八个所述气泵呈圆周状等距排列于所述控制环内侧的弧形面上，所述伸缩套杆用于与所述气泵相连接且沿所述控制环的径向方向进行伸缩；所述第一调整杆的上端与所述稳定部的下端面活动铰接，所述第二调整杆的下端用于与所述方座的上端面相抵接，所述第一调整杆的下端和所述第二调整杆的上端均与所述伸缩套杆远离所述气泵的一端活动铰接。

优选地，所述动力件包括动力电机、变速器和呈圆周状设置于所述转盘外壁的齿牙；所述动力电机固定设置于所述壳体内部，所述变速器固定设置于所述动力电机的驱动端上，所述变速器的多组齿轮中位于上方的齿轮(44)与所述转盘外壁的所述齿牙啮合。

优选地，所述弹性支承件包括弹簧和连接块，所述弹簧的一端与所述压力传感器的下端相连接，所述弹簧的另一端连接有所述连接块，所述连接块的下端面抵接于所述方座的上端面。

优选地，所述离心组件还包括限位部，所述限位部包括限位环、限位连杆和限位轴承，所述限位环设置于所述转盘的上端并通过所述限位轴承与所述转盘转动连接，所述限位连杆的一端与所述限位环的侧壁固定连接，所述限位连杆的另一端与所述壳体的内壁固定连接。

优选地，所述稳定部包括稳定座和稳定连杆，所述稳定座的中部设有与所述圆座相匹配的圆孔，所述旋转仓转动设置于所述稳定座的上方且所述圆座贯穿所述稳定座中部的所述圆孔；多个所述稳定连杆呈圆周状等距离排列于所述稳定座的外壁，多个所述稳定连杆远离所述稳定座的一端与所述壳体的内壁固定连接。

优选地，所述旋转仓为中空的圆台状，且所述旋转仓直径大的一端具有安装开口，且所述安装开口朝上设置，所述旋转仓直径小的一端朝下设置，所述旋转仓的倾斜面上圆周等距排列有多个管孔，多个所述离心管分别固定于多个所述管孔上，且所述离心管从所述旋转仓的内部至所述旋转仓的外部朝下倾斜设置。

优选地，所述光源件还包括支撑杆，所述支撑杆的一端固定于所述壳体的内壁上，所述支撑杆的另一端延伸至所述光源与所述光敏传感器之间，所述调整电机安装于所述支撑杆远离所述壳体内壁的一端。

附图说明

图1为本发明实施例的光敏式自动平衡调节及保护的离心机整体结构示意图；

图2为本发明实施例的光敏式自动平衡调节及保护的离心机分解结构示意图；

图3为本发明实施例的离心组件和调整组件分解结构示意图；

图4为本发明实施例的调整件和控制环结构示意图。

附图标记说明：

1壳体、2控制系统、3离心组件、31离心管、32旋转仓、320安装开口、3200管孔、33圆座、34方座、35转盘、350方孔、36限位部、361限位环、362限位连杆、4动力件、41动力电机、42变速器、43齿牙、44变速器的多组齿轮中位于上方的齿轮、5调整组件、51稳定部、511稳定座、512稳定连杆、513圆孔、52弹性支承件、521弹簧、522连接块、53压力传感器、54控制环、540连杆、55调整件、551气泵、552伸缩套杆、553第一调整杆、554第二调整杆、56光敏传感器、560感光点、57光源件、571通光盘、572调整电机、573光源、574通光孔、575支撑杆。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本申请，但不能用来限制本申请的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

需要说明的是，本文提供的坐标系XYZ中，X轴正向代表右方，X轴的反向代表左方，Y轴的正向代表前方，Y轴的反向代表后方，Z轴的正向代表上方，Z轴的反向代表下方；Z轴、X轴、Y轴表示含义仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

参阅图1-图4，本发明提供的一种光敏式自动平衡调节及保护的离心机，包括壳体1、控制系统2、离心组件3、动力件4和调整组件5，所述离心组件3、所述动力件4和所述调整组件5均设置于所述壳体1内部，所述控制系统2设置于所述壳体1的侧壁；

参阅图2，所述离心组件3包括离心管31、旋转仓32、圆座33、方座34和转盘35，所述转盘35用于转动安装于所述壳体1的内部，所述动力件4用于驱动所述转盘35转动；所述离心管31安装于所述旋转仓32上，所述旋转仓32的下端连接有所述圆座33，所述圆座33的下端连接有所述方座34，所述转盘35的中部设置有方孔350，所述方座34用于设置于所述方孔350中；

参阅图3，所述调整组件5包括稳定部51、弹性支承件52、压力传感器53、控制环54和调整件55，所述稳定部51用于将所述旋转仓32安装于所述壳体1的内部，八个所述压力传感器53呈圆周状等距排列于所述稳定部51下端；八个所述弹性支承件52分别设置于八个所述压力传感器53的下方，且所述弹性支承件52的下端与所述方座34的上端面相抵接；

所述控制环54固定设置于所述壳体1的内部且套设于所述圆座33的外部，八个所述调整件55呈圆周状等距排列于所述控制环54内侧的弧形面上，且八个所述调整件55与八个所述压力传感器53一一对应，所述调整件55位于所述稳定部51与所述方座34之间，以用于调整所述方座34与所述稳定部51之间的距离；所述控制系统2用于接收所述压力传感器53反馈的信息以及控制所述调节件与动力件4。

在本实施例中，所述壳体1作为安装载体，所述离心组件3、所述动力件4和所述调整组件5均设置于所述壳体1内部，所述控制系统2设置于所述壳体1的侧壁；在进行离心工作前，将需要进行离心的物料置入所述离心管31内，并将所述离心管31置入所述旋转仓32内，通过所述控制系统2对所述动力件4进行控制以进行离心工作，由于所述方座34及所述转盘35的方孔350间存在微小间隙，同时受周围气流及其他因素的影响，离心机在工作时会出现偏摆及俯仰的问题，正常工作时，所述稳定部51及其上的所述压力传感器53和所述弹性支承件52受力均衡，但只要有偏摆现象出现的倾向，各个所述弹性支承件52受到的压力会发生变化，不再均衡，所述压力传感器53感受到新的周期性压力变化，所述压力传感器53将检测到的数据反馈给所述控制系统2，所述控制系统2根据所述压力传感器53传来的压力大小及最先传来突变压力信号位置得到离心机偏转的位移大小并将其偏转方向进行确认，随后所述控制系统2发出信号，控制所述控制环54相应位置的所述调整件55工作，所述调整件55对相应部分的所述方座34向下顶推，依次对离心机偏转的部分进行调整以确保离心机不会出现偏向位移，保证所述离心机在工作时保持平衡，调整的过程自动化程度较高，避免手动调整带来的麻烦。所述弹性支承件52设置于所述方座34和所述稳定部51之间，有利于对纵向上的产生的振动及位移进行大幅度减缓。当所述调整组件5出现故障或出现其他特殊情况时，离心机的平衡状态被大幅破坏时，所述旋转仓32会出现较大的纵向位移，所述弹性支承件52会最终达到设定的警报阈值，所述压力传感器53会将此信号传递给所述控制系统2，所述控制系统2会操纵所述动力件4停止以使所述离心机停止工作，从而实现离心机非平衡状态下的保护。

参阅图3，优选地，所述调整组件5还包括光敏传感器56和光源件57，所述光敏传感器56固定设置于所述方座34的下方，所述光敏传感器56的下端面设置有九处感光点560，所述光源件57设置于所述壳体1的内底部，所述光源件57照射的光线用于照射在所述九处感光点560中至少任意一个感光点560上，所述光敏传感器56用于根据所述感光点560传出信号的先后顺序确定所述方座34偏振角度，且所述光敏传感器56将信息反馈给所述控制系统2。

具体地，九个所述感光点560呈三行三列方式排列为正方形。

在本实施例中，在进行离心工作前，将需要进行离心的物料置入所述离心管31内，并将所述离心管31置入所述旋转仓32内，通过所述控制系统2对所述动力件4进行控制以进行离心工作，同时所述控制系统2用于启动所述光源件57，当所述光源件57用于照射的光线较细时，所述光源件57发出的细光线处于发生偏移但是不接触所述光敏传感器56外侧的八个感光点560的状态下，离心机对偏振的敏感度低；当所述光源件57用于照射的光线照在所述光敏传感器56中心感光点560上的光线较粗时，离心机发生微小的振动幅度的状态下，所述光源件57用于照射的粗光线发生偏移可以接触到所述光敏传感器56外侧的八个感光点560，离心机对偏振敏感程度高，可根据操作者对偏振影响的接受程度进行调整。

参阅图3，优选地，所述光源件57包括通光盘571、调整电机572和光源573，所述通光盘571上贯穿设置有多个大小不一的通光孔574，多个所述通光孔574呈圆周状等距排列，所述通光盘571设置于所述调整电机572的驱动端上，且所述通光盘571上的所述通光孔574始终有一个位于所述光敏传感器56的正下方，所述光源573固定设置在所述壳体1的内底部，所述光源573、所述通光盘571上的所述通光孔574和所述光敏传感器56的中心感光点560共线。

具体地，常态下所述光源573照射的光线照射在所述光敏传感器56的中心感光点560处，当偏振情况出现，所述光源573照射的光线可照射到四周的所述感光点560，并可根据感光点560传输给所述控制系统2的信号的先后顺序确定偏转角度。所述通光盘571为扁平圆柱体，在其圆面边缘环形等距排列有多个大小不一的通光孔574，所述通光盘571上的所述通光孔574始终有一个位于所述光敏传感器56的正下方；通过选择直径不同的所述通光孔574控制光线通过量，当所述通光孔574的直径小时，所述光源573照射的光线穿过所述通光孔574照在所述光敏传感器56上呈细光线，需要更大的偏振程度才能触发所述光敏传感器56周边的所述感光点560，可据此调节离心机对偏振的敏感度。所述控制系统2用于控制所述调整电机572的开关和所述光源573的开关。

在本实施例中，在进行离心工作前，将需要进行离心的物料置入所述离心管31内，并将所述离心管31置入所述旋转仓32内，通过所述控制系统2对所述动力件4进行控制以进行离心工作，同时所述控制系统2用于启动所述调整电机572，所述调整电机572带动所述通光盘571转动，选择其上合适的所述通光孔574，当选择所述通光孔574的直径小时，通过该所述通光孔574照在所述光敏传感器56中心感光点560上的光线为细光线，离心机发生微小的振动幅度时，所述光源573照射的细光线虽然会发生偏移但是不接触所述光敏传感器56外侧的八个所述感光点560，此时离心机对偏振的敏感度低；当选择所述通光孔574的直径较大时，通过该所述通光孔574照在光敏传感器56中心感光点560上的光线为粗光线，离心机发生微小的振动幅度时，所述光源573照射的粗光线发生偏移可以接触到所述光敏传感器56外侧的八个感光点560，离心机对偏振敏感程度高，可根据操作者对偏振影响的接受程度进行调整。当有偏摆现象的出现的倾向，各个所述弹性支承件52受到的压力会发生变化，不在均衡，从而使所述压力传感器53感受到新的周期性压力变化，同时，所述光源573照射的光线穿过所述通光孔574照射到所述光敏传感器56并产生偏移，并根据所述光源573照射的光线偏移方向使所述光敏传感器56上四周相应的所述感光点560感受到信号，且所述压力传感器53与所述光敏传感器56会将各自的数据反馈给所述控制系统2，所述光敏传感器56传来的信号得出此时离心机偏转的方向，根据所述压力传感器53传来的压力大小及最先传来突变压力信号位置得到离心机偏转的位移大小并将其偏转方向进一步确认，随后所述控制系统2发出信号，控制所述控制环54相应位置的所述调整件55工作，依次对离心机偏转的部分进行调整以确保离心机不会出现偏向位移，保证所述离心机在工作时保持平衡。

在所述光敏传感器56或所述压力传感器53其中一者出现故障时，传递给所述控制系统2的信息会出现矛盾，从而发出警报提醒，且当不便维修时，所述光敏传感器56和所述压力传感器53中任意一者完好均可以之前完好时较低的效率继续进行离心工作，具有较强的抗干扰性，操作简便，自动化程度及效率较高。

参阅图3，优选地，所述光源件57还包括支撑杆575，所述支撑杆575的一端固定于所述壳体1的内壁上，所述支撑杆575的另一端延伸至所述光源573与所述光敏传感器56之间，所述调整电机572安装于所述支撑杆575远离所述壳体1内壁的一端。

在本实施例中，所述支撑杆575用于安装所述调整电机572，以使所述调整电机572上的所述通光盘571位于合适位置。

参阅图4，优选地，所述调整件55包括气泵551、伸缩套杆552、第一调整杆553和第二调整杆554，所述控制环54套设于所述圆座33的外部且设置于所述圆座33的中部位置处，八个所述气泵551呈圆周状等距排列于所述控制环54内侧的弧形面上，所述伸缩套杆552用于与所述气泵551相连接且沿所述控制环54的径向方向进行伸缩；所述第一调整杆553的上端与所述稳定部51的下端面活动铰接，所述第二调整杆554的下端用于与所述方座34的上端面相抵接，所述第一调整杆553的下端和所述第二调整杆554的上端均与所述伸缩套杆552远离所述气泵551的一端活动铰接。

具体地，所述控制环54的外壁呈圆周状等距离排列有多个连杆540，所述控制环54通过所述连杆540固定设置在所述壳体1的内部；所述伸缩套杆552的数量为八个，八个所述伸缩套杆552分别固定设置在八个所述气泵551远离所述控制环54的一端；所述第一调整杆553的数量为八根，每根所述第一调整杆553的上端与所述稳定部51下表面活动铰接设置，所述第二调整杆554的数量为八根，每根所述第二调整杆554下端用于与所述方座34的上端面相抵接。

在本实施例中，根据所述压力传感器53传来的压力大小及最先传来突变压力信号位置得到离心机偏转的位移大小并将其偏转方向确认，随后所述控制系统2发出信号，控制所述控制环54上相应位置的所述气泵551工作，带动所述伸缩套杆552对所述第一调整杆553和所述第二调整杆554进行顶推，扩大所述第一调整杆553和所述第二调整杆554中间铰接部分的角度，从而对相应部分的所述方座34向下顶推，依次对离心机偏转的部分进行调整以确保离心机不会出现偏向位移，保证所述离心机在工作时保持平衡。当所述调整组件5出现故障或出现其他特殊情况时，离心机的平衡状态被大幅破坏时，所述旋转仓32会出现较大的纵向位移，所述弹性支承件52会最终达到设定的警报阈值，所述压力传感器53会将此信号传递给所述控制系统2，所述控制系统2会操纵所述动力电机41停止转动，从而实现离心机非平衡状态下的保护。

参阅图2，优选地，所述动力件4包括动力电机41、变速器42和呈圆周状设置于所述转盘35外壁的齿牙43；所述动力电机41固定设置于所述壳体1内部，所述变速器42固定设置于所述动力电机41的驱动端上，所述变速器42的多组齿轮中位于上方的齿轮44与所述转盘35外壁的所述齿牙43啮合。

具体地，所述动力电机41上设置有固定杆，所述动力电机41通过所述固定杆固定设置在所述壳体1的内侧中部。

在本实施例中，所述控制系统2控制所述动力电机41工作，通过所述变速器42和所述转盘35外壁的齿牙43相配合，以带动所述转盘35转动，由于所述圆座33、所述方座34和所述转盘35之间的配合关系，进而带动与所述圆座33相连接的所述旋转仓32转动，以此实现离心工作。

参阅图3，优选地，所述离心组件3还包括限位部36，所述限位部36包括限位环361、限位连杆362和限位轴承，所述限位环361设置于所述转盘35的上端并通过所述限位轴承与所述转盘35转动连接，所述限位连杆362的一端与所述限位环361的侧壁固定连接，所述限位连杆362的另一端与所述壳体1的内壁固定连接。

在本实施例中，所述限位部36用于安装所述转盘35，所述限位连杆362使得所述转盘35位所述壳体1内合适位置并且能够与所述减速器中的齿轮相配合以发生转动。

参阅图3，优选地，所述稳定部51包括稳定座511和稳定连杆512，所述稳定座511的中部设有与所述圆座33相匹配的圆孔513，所述旋转仓32转动设置于所述稳定座511的上方且所述圆座33贯穿所述稳定座511中部的所述圆孔513；多个所述稳定连杆512呈圆周状等距离排列于所述稳定座511的外壁，多个所述稳定连杆512远离所述稳定座511的一端与所述壳体1的内壁固定连接。

具体地，所述压力传感器53设置在所述稳定座511的下端面。

在本实施例中，所述稳定部51用于安装所述旋转仓32，所述稳定连杆512使得所述旋转仓32位于所述壳体1内合适位置，以便于所述旋转仓32受所述转盘35带动而发生转动。

参阅图3，优选地，所述弹性支承件52包括弹簧521和连接块522，所述弹簧521的一端与所述压力传感器53的下端相连接，所述弹簧521的另一端连接有所述连接块522，所述连接块522的下端面抵接于所述方座34的上端面。

在本实施例中，所述弹性支承件52位于所述方座34与所述稳定座511之间，并加以所述压力传感器53的配合，从而对纵向上的产生的振动及位移进行大幅度减缓，进一步保证离心机工作的稳定。

参阅图2，优选地，所述旋转仓32为中空的圆台状，且所述旋转仓32直径大的一端具有安装开口320，且所述安装开口320朝上设置，所述旋转仓32直径小的一端朝下设置，所述旋转仓32的倾斜面上圆周等距排列有多个管孔3200，多个所述离心管31分别固定于多个所述管孔3200上，且所述离心管31从所述旋转仓32的内部至所述旋转仓32的外部朝下倾斜设置。

具体地，所述管孔3200的数量可根据实际需求进行布置。

在本实施例中，该结构有利于提高离心机的离心效果。

虽然本发明披露如上，但本发明的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本发明的保护范围。