超速離心機還能越用越省錢?
長期以來,制備型超速離心機(超離)都是生命科學研究實驗室的必備設備,一直被用于基礎和應用研究。超離通常與實驗室的其他設備,包括臺式離心機、冰箱、冰柜、搖床、孵育器等放置在共享的位置。總之,它們都會造成嘈雜的環境,并消耗大量能源。
貝克曼庫爾特的Optima X系列 (Optima XE和Optima XPN) 超離在設計伊始便充分考慮環保,并將減少噪音和能源消耗以及改善實驗室環境作為主要目的之一。貝克曼庫爾特的創新技術(專利申請)滿足了科學家對更安靜的超離的需求,降低了超離驅動馬達運行過程中產生的共振頻率相關的噪音。
超高轉速需要超速驅動器的支持,以及伴隨驅動器定子產生的的高轉速,高熱量。因此我們將冷卻鰭作為驅動器殼設計的一個組成部分。貝克曼庫爾特的新突破依賴于驅動外殼的兩個設計改變,這樣大大減少了共振。
首先
對結構進行了加強,使所有結構諧振頻率超過驅動器Z大工作頻率的兩倍:100,000rpm,或3333Hz。但是這并不足以解決問題。
其次
與目前的均勻散熱片設計(見圖1)不同,每個散熱片都設計成了不同的形狀(圖2)。這給每個冷卻鰭一個獨特的共振頻率,在任何給定的速度下,冷卻鰭共振非常低,甚至達到零。
圖1(左圖):改進前驅動器和散熱片;圖2(右圖):新型驅動器和散熱片:改變散熱片形狀,以減少任何速度下的共振。
Optima X系列的另一個設計重點是在超離心機的整個運行狀態下更高效地使用能源。也就是說在每一種操作模式下都要考慮電力使用情況,包括加速、減速、穩態(運行),甚至當設備開機但實際未使用的情況也要考慮在內。
這里,貝克曼庫爾特使用兩種模式關注能源使用問題。
No.1
第一種情況發生在超離轉子完成運行后從全速減速到零時。新Optima X系列超離心機設計了再生制動系統,捕捉制動過程中產生的能量,并將電力返回電網,減少了系統運行所需的總能量。
No.2
第二個,也許是Z有趣和Z重要的創新,是當設備開機但實際未使用(通常稱為idle)時的能源消耗量。這是設備常處的一個典型狀態。
Optima X系列超離心機的設計初衷便是Z大限度地減少怠速時的能源消耗。我們進行了對比實驗量化降低的能耗,效率以怠速時所消耗的電量 (以瓦特為單位) 來衡量。如圖3所示,Optima X系列的效率比Optima L-100XP高56%,比Optima L-100K高23%,Z大限度地減少了怠速時的功耗(圖3)。
圖3:與之前產品(例如,Optima L-100K(23%)和Optima L-100XP(56%)相比,通過再生制動系統,成功降低怠速時的能耗。(注: 所示數值為實際測量值。發布的規格Optima X系列是60W)
總之,考慮到超離超長的使用壽命,實驗室將能享受到更低的運行成本,并Z大限度地減少對環境的影響。
作為新世紀的優秀實驗汪,不斷突破科學邊界的同時更要對地球環境保護事業的身體力行!
標簽:超速離心機
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