Centrifuga siromaha i lijena Suzan: 3 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:04

Uvod + Matematika i dizajn

Centrifuge

Centrifuge se koriste za odvajanje materijala po gustoći. Što je veća razlika u gustoći materijala, lakše se odvajaju. Dakle, u emulzijama poput mlijeka, centrifuga može odvojiti dio masnije kreme do vrha, dok obrano mlijeko ide do dna. Sigma aldrich ima dobar članak koji govori o fizici razdvajanja centrifuge, kao io tome šta je moguće odvojiti pri različitim brzinama centrifugiranja.

Centrifuga koju sam napravio trebala bi biti unutar kategorije malih brzina koju oni navode (2 000 - 6 000 obrtaja u minuti). Ovim brzinama, ako ste imali suspenziju eukariotskih ćelija u rastvoru, mogli biste ih zrncati (kao, odvojiti ih od rastvora). Suspenzije stvari poput čestica brašna ili prljavštine također se mogu odvojiti ovim brzinama.

Lijena Suzan

Motorizirani lijeni suzan je sporo rotirajuća platforma koja se obično koristi za videografiju. Na njega možete postaviti nešto poput kipa ili namirnice i dobiti neometan video snimak svih strana predmeta. Brzina okretanja idealno je <1 okretaj u sekundi.

Brzina motora, sila i obrtaji

U opisu proizvoda električnog motora obično ćete vidjeti dvije stvari: napon i broj okretaja u minuti. Vjerojatno možete sigurno koristiti napone pri + ili - 50% navedenog napona. U teoriji, veći naponi znače veću silu iza motora i veći broj okretaja u minuti. Ali recimo da imate motor sa standardnim brojem okretaja od 1000 okretaja u minuti. Kako možete učiniti da se nešto vrti brže ili sporije od 1000 o / min s ovim motorom? Sa zupčanicima.

Promjena brzine na biciklu djeluje na sličan način kao što morate učiniti ovdje. Ako imate zupčanik sa 20 zubaca pričvršćen na motor od 1000 o / min. Tada će se zupčanik sa 5 zubaca u dodiru sa zupčanikom od 20 zuba okretati pri 4000 o / min. Odnos je sljedeći: Ciljni broj okretaja u minuti = (Broj okretaja motora)*(Zubi na motornom zupčaniku)/(Zubi na okretnom zupčaniku). Za informaciju, broj zubaca na zupčaniku trebao bi biti direktno proporcionalan radijusu zupčanika, pa se radijus može koristiti umjesto njega. Dakle, u ovom primjeru, zupčanik sa 5 zuba je okretni zupčanik i imao bi platformu centrifuge i cijevi pričvršćene na nju.

Ali to je u teoriji, u stvarnosti, rotirajući zupčanik će se vrtjeti manjom brzinom od očekivane. To je zato što će doći do veće trenja, posebno ako dodate težinu zupčaniku s 5 zuba.

Umjesto zupčanika, možete koristiti gumice, što ja koristim za svoju lijenu suzan. I matematika funkcionira slično, u smislu opsega ili radijusa umjesto zuba.

Korak 1: Materijali

Opšta lista:

1. Prazne posude poput ovaltinskih i zobenih pahuljica koje sam koristio. Konzerve za juhu bi također mogle funkcionirati.
2. Motori. Nazivno 12V ili više za centrifugu. Oko 3-6V za lijenu Suzan.
3. Pištolj za vruće ljepilo
4. Ljepljiva traka - opcionalno
5. Super ljepilo - opcionalno - nosite rukavice ako ga koristite
6. Žice, zupčanici, gumica, rotirajuća platforma, baterije itd. - U sljedećim koracima ću detaljnije govoriti

Motori koje sam koristio su obični, dvovodni, električni motori, a ne koračni. Dobio sam jedan (12V i 1200 RPM) od Canon štampača koji je prestao da radi, a drugi (moguće 3V, <300 RPM vjerovatno) od DVD playera koji je prestao raditi. Ako nemate nijedan motor pri ruci, na eBay -u i drugim web stranicama ima na tone za manje od 10 dolara koje bi trebale funkcionirati.

Zupčanici i osovine koje imam su iz "RC Snap Rover kompleta" koji sam rastavio. U stvarnosti, sve što vam je potrebno je točak koji se može slobodno rotirati na osovini i način da se on okreće brže ili sporije od motora, u zavisnosti od toga šta želite da bude vaš konačni proizvod.

Korak 2: Centrifuga

Ovaltinski spremnici imaju metalno dno. Da biste stvorili rupu za prolazak vrha motora, preporučujem korištenje čekića i eksera te obilaženje u krug, polako izbijajući materijal. Korištenje bušilice ili dremela također bi uspjelo. Uvjerite se da glava motora odgovara i da bude okomita na dno limenke, a zatim nanesite vruće ljepilo na područje oko glave motora i postavite je na mjesto. Koristio sam traku za podupiranje motora dok se ljepilo stvrdnulo. Preporučujem pričvršćivanje dugih žica na motor prije lijepljenja na spremnik. Jednostavno sam omotao ogoljene krajeve žice oko kabela motora.

Nakon što se ljepilo stvrdne, možete izvaditi dvije rupe sa strane posude i provući žice. Imam bateriju izvan spremnika pa mogu ručno dodirnuti vodove do baterije za uključivanje centrifuge. Idealno bi bilo koristiti prekidač, ali ja ga nemam.

Zatim sam super zalijepio veliki zupčanik na glavu motora. Koristio sam brusni papir za hrapavljenje površine zupčanika prije nanošenja ljepila, što bi u teoriji trebalo povećati čvrstoću spoja. Označio sam područje na ovalnoj bazi gdje bi trebao ići sljedeći stupanj prijenosa (kao na mjestu gdje se zubi za dva zupčanika spajaju) i na tom mjestu probušio ekser. Zatim sam osovinu malo postavio kroz ovu rupu i vruće je zalijepio na mjesto. Ovo je najvidljivije na slici 2 za ovaj korak.

Okretni zupčanik ima debeo papirnati disk koji je super zalijepljen na njega. Izrezao sam disk sa zadnje strane prijenosnog računara. Disk, budući da je papir, trebao bi se povezati bolje od plastike, ali je dovoljno jak da izdrži brzinu motora. Rupu treba postaviti u središte diska za papir, u skladu s rupom u zupčaniku. Na ovaj način, kada se okretni zupčanik postavi na osovinu, osovina će završiti na mjestu iznad papirne platforme. Zatim sam stavio zrno vrućeg ljepila, vidljivo na slici zaglavlja na prvoj stranici, na vrh osovine. Koji će se stvrdnuti iznad platforme i osigurati da neće poletjeti s osovine.

Datoteka mp4 je video snimak moje centrifuge koja se okreće. Možda ćete ga morati preuzeti za pregled, datoteka nije tako velika. Cijevi koje koristim su plastične i imaju mlijeko u sebi. Zatvorio sam ih plastičnom folijom. Ne bih preporučio korištenje staklenih cijevi s obzirom da postoji rizik od njihovog islijetanja s diska tijekom vrtnje. Cijevi se jednostavno zalijepe na disk. U videu koristim bateriju od 9V, što je manji napon od predviđenog za motor. Za povećanje napona, baterije možete spojiti u seriju.

Korak 3: Lijena Suzan

Za Lazy Suzan zupčanik na slici zapravo ne djeluje kao zupčanik, on se jednostavno može okretati oko osovine. Točak koji je pričvršćen na zupčanik pruža mi osnovu da postavim ploču na njega, a zatim i predmet na vrh ploče.

Slika 2 prikazuje osovinu koja je potonula kroz dno posude za zobene pahuljice, a zatim je vruće zalijepljena na mjestu. Motor je postavljen i vruće zalijepljen na mjesto koje osigurava da je gumica zategnuta kada se povuče između zupčanika i motora (slika 1). Ako jednostavno imate kotač koji se vrti na osovini, gumica se može rastegnuti izravno oko kotača, samo imajte na umu da će se, ako je kotač veliki, vrtjeti pri mnogo nižim okretajima od motora.

Moram ovo raditi na 6 volti. Što je 4 baterije od 1.5V u seriji. Slika 3 za ovaj korak prikazuje kako preporučujem serijsko spajanje baterija (ako imate samo baterije od 1,5 V). U osnovi, traka od aluminijske folije presavijena je nekoliko puta na sebe i postavljena na ljepljivu traku. Traka zatim pričvršćuje aluminij u kontaktu s krajevima + i - baterija i pričvršćuje baterije zajedno. Dakle, kad se stvari postave kao na slici četiri, presavijete labavi kraj trake na baterije i zalijepite ih zajedno. Uvjerite se da je aluminijska folija presavijena najmanje 10 puta ili će se zagrijati zabrinjavajuće.

Mogao sam i pokrenuti motor sa 9V plus otpornikom, ali želio sam da to bude jednostavno. Samo znajte da postoji nekoliko načina za postizanje optimalnih napona ili struja.