离心机的制作方法

1.本技术涉及离心机技术领域，例如涉及一种离心机。


背景技术：

2.目前，离心机广泛应用于高校、生物化学、医疗卫生、食品安全、生命科学、农林科学、牧业科学、生物制药等领域，是一种利用高速旋转产生的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设备。
3.在离心机高速旋转时，离心机的转子会与空气摩擦产生大量的热量，使离心腔温度升高。如果不降温，可能会导致放置在转子中的样品失效或损坏。有一些离心机设置压缩机制冷系统对离心腔进行降温，但是这种设置形式结构比较复杂，整体造价昂贵。常温离心机一般通过风冷对离心腔进行降温。由于离心机工作时转子处于高速旋转状态，空气接触转子后迅速被甩到离心腔四周，造成离心腔内部空气密度不均匀，形成中心风压低，四周风压高的状态。现有的离心机方案在离心腔中部低压区开进风口，将外部空气吸入离心腔中，并在离心腔四周高压区开出风口，将高压气体导出，形成空气内外循环。基于上述空气热交换，将外界冷空气吸入离心腔中，在离心腔中与转子摩擦产生的高温中和，并将中和温度的气体在四周高压区排出的方式进行降温。
4.在实现本公开实施例的过程中，发现相关技术中至少存在如下问题：
5.受限于离心机自身的结构，高压区开设的出风口往往数量较少孔径较小，导致空气流经出风口产生啸叫，噪音很大影响用户体验；有的离心机进风口设置在电机处，电机运行时自身产生的热量被带入离心腔中，不能实现很好地散热。


技术实现要素：

6.为了对披露的实施例的一些方面有基本的理解，下面给出了简单的概括。所述概括不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围，而是作为后面的详细说明的序言。
7.本公开实施例提供一种离心机，以解决如何更好地提高离心机散热效果和降低整机运行噪音的问题。
8.在一些实施例中，所述离心机包括壳体、电机、转子和导流罩，其中，所述壳体构造有离心腔和电机室，所述离心腔顶部敞口、且底部开设有连通孔，所述电机室通过所述连通孔与所述离心腔连通；电机固定于所述电机室、且所述电机的输出轴端穿过所述连通孔延伸至所述离心腔，所述电机使所述通孔形成环状通风孔；转子位于所述离心腔、且固定于所述电机的输出轴；导流罩套设于所述电机、且水平设置于所述离心腔底部与所述转子之间。其中，所述导流罩与所述离心腔底部形成气流通道。
9.电机穿设于连通孔中，使连通孔形成环状通风孔，环状通风孔连通离心腔和电机室，电机室空气压力为常压。导流罩套设于电机、且水平设置于离心腔底部和转子之间，导流罩与离心腔底部形成气流通道，这样，离心腔内空间被导流罩分隔成位于导流罩上方的
转子腔和位于导流罩下方的导流罩与离心腔底部形成的气流通道。离心机的转子旋转时，转子各部位角速度相同，而靠近旋转轴位置的线速度小于原理旋转轴位置的线速度，转子腔内的空气在转子不同部位的撞击下被甩向转子腔四周，使转子腔形成四周空气稠密中间空气稀薄的状态，也即转子腔四周空气压力大于中间压力。同时转子高速旋转与空气产生撞击和摩擦，转子和转子腔内的空气的温度都会升高。导流罩延伸到转子腔的高压区，这样，导流罩和离心腔底部形成的气流通道就导通了转子所在空间的高压区和环状通风口，环状通风口连通常压电机室，这样，转子腔高压区的高温空气在压力差的驱动下从离心腔内流动到电机室，进一步地，从所述电机室排出。同时随着高压区空气的排出，离心腔转子所在的空间中间成为负压，可以在中间设置连通离心机所在环境的进风口，离心机所在环境的空气被吸入到离心腔内，如此形成空气循环。而随着空气的循环，离心机内的高温空气被不断排出、离心机所在环境的常温空气被源源不断补充到离心腔，离心腔内温度被中和交换从而降低，进一步地，转子和设置于转子的试样的温度也被降低，从而保证了试样的温度安全。
10.在一些实施例中，所述导流罩包括导流罩本体和多个导流片，所述多个导流片固定于所述导流罩本体、且自所述导流罩本体向所述气流通道延伸，所述多个导流片和所述导流罩本体在所述气流通道中形成多个气流导槽。
11.在一些实施例中，所述多个导流片为弧形，所述多个气流导槽为涡状气流导槽，所述多个气流导槽的旋转方向与所述转子旋转方向一致。
12.在一些实施例中，所述多个导流片中每个导流片在所述气流通道中的凸起高度自所述本体边缘向所述本体中间逐渐增大。
13.在一些实施例中，所述导流罩还包括止回翻边，所述止回翻边固定于所述导流罩本体边缘、且自所述本体向所述气流通道延伸，所述止回翻边沿所述本体周向环绕所述导流罩本体。
14.在一些实施例中，所述多个导流片中每个导流片靠近所述本体边缘的一侧抵接于所述止回翻边，且所述每个导流片靠近所述本体边缘的一侧在所述气流通道中的凸起高度等于所述止回翻边在所述气流通道中的凸起高度。
15.在一些实施例中，所述离心机还包括导流罩安装支架，所述导流罩安装支架包括安装平台和多个支撑柱，所述安装平台开设有安装孔，所述安装支架通过所述安装孔套设于所述电机、且位于所述导流罩下方；多个支撑柱中的每个支撑柱的一端连接于所述安装平台，另一端延伸至所述电机室、且通过螺栓固定于所述电机，其中，所述导流罩固定于所述安装平台。
16.在一些实施例中，所述导流罩通过螺栓固定于所述电机输出轴侧端盖。
17.在一些实施例中，所述离心机还包括：进气通道，构造于所述壳体，所述进气通道一端连通所述离心腔顶部中心位置，另一端连通离心机所在环境；排气口，开设于所述电机室、且连通所述电机室和离心机所在环境。
18.在一些实施例中，所述离心机还包括风机，所述风机设置于所述排气口，所述风机导风方向为自所述电机室至所述离心机所在环境。
19.本公开实施例提供的离心机，可以实现以下技术效果：
20.导流罩套设于电机、且水平设置于离心腔底部和转子之间，导流罩与离心腔底部
形成气流通道，这样，离心腔内空间被导流罩分隔成位于导流罩上方的转子腔和位于导流罩下方的导流罩与离心腔底部形成的气流通道。气流通道的一端位于转子腔的高压区，气流通道的另一端通过环状通风孔连通常压电机室，这样，导流罩的设置可以使离心腔内的空气在压力差的驱动下与外界环境的空气进行交换，在不使用制冷装置或者风力驱动装置的情况下节能有效地实现了对离心腔的降温。电机穿设于连通孔中，使连通孔形成环状通风孔，环状通风孔连通离心腔和电机室，电机室空气压力为常压。环状通风口的设计使离心腔有了比较大的出风口，不仅因减小了出风阻力而促进了空气的循环，而且因为增大了出风口有效降低了出风时候的噪音，提高了用户体验。此外，环状通风口位于电机处，进入离心腔的空气对离心腔进行降温以后，在电机处还可以对电机进行降温，有效保障了电机运行的稳定性。
21.以上的总体描述和下文中的描述仅是示例性和解释性的，不用于限制本技术。
附图说明
22.一个或多个实施例通过与之对应的附图进行示例性说明，这些示例性说明和附图并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件示为类似的元件，附图不构成比例限制，并且其中：
23.图1是本公开实施例提供的离心机的剖面结构示意图；
24.图2是本公开实施例提供的另一个离心机的剖面结构示意图；
25.图3是本公开实施例提供的离心机的部分结构示意图；
26.图4是本公开实施例提供的另一个离心机的部分结构示意图；
27.图5是本公开实施例提供的离心机的导流罩与导流罩安装支架的结构示意图；
28.图6是本公开实施例提供的离心机的导流罩的结构示意图；
29.图7是本公开实施例提供的另一个离心机的导流罩的结构示意图；
30.图8是本公开实施例提供的另一个离心机的导流罩的结构示意图。
31.附图标记：
32.1：壳体；11：离心腔；12：电机室；111：转子；112：导流罩；121：电机；1121：导流罩本体；1122：导流片；1123：止回翻边；1221：安装平台；1222：支撑柱。
具体实施方式
33.为了能够更加详尽地了解本公开实施例的特点与技术内容，下面结合附图对本公开实施例的实现进行详细阐述，所附附图仅供参考说明之用，并非用来限定本公开实施例。在以下的技术描述中，为方便解释起见，通过多个细节以提供对所披露实施例的充分理解。然而，在没有这些细节的情况下，一个或多个实施例仍然可以实施。在其它情况下，为简化附图，熟知的结构和装置可以简化展示。
34.本公开实施例的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本公开实施例的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
35.本公开实施例中，术语“上”、“下”、“内”、“中”、“外”、“前”、“后”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。这些术语主要是为了更好地描述本公开实施例及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本公开实施例中的具体含义。
36.另外，术语“设置”、“连接”、“固定”应做广义理解。例如，“连接”可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本公开实施例中的具体含义。
37.除非另有说明，术语“多个”表示两个或两个以上。
38.本公开实施例中，字符“/”表示前后对象是一种“或”的关系。例如，a/b表示：a或b。
39.术语“和/或”是一种描述对象的关联关系，表示可以存在三种关系。例如，a和/或b，表示：a或b，或，a和b这三种关系。
40.需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开实施例中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
41.结合图1
‑
8所示，本公开实施例提供一种离心机，包括壳体1、电机121、转子111和导流罩112，其中，壳体1构造有离心腔11和电机室12，离心腔11顶部敞口、且底部开设有连通孔，电机室12通过连通孔与离心腔11连通；电机121固定于电机室12、且电机121的输出轴端穿过连通孔延伸至离心腔11，电机121使通孔形成环状通风孔；转子111位于离心腔11、且固定于电机121的输出轴；导流罩112套设于电机121、且水平设置于离心腔11底部与转子111之间。其中，导流罩112与离心腔11底部形成气流通道。在本公开实施例中，电机121位于离心腔11底部的连通孔处的截面积小于连通孔的面积，此处截面积为平行于离心腔11底部所在平面的截面积。或者电机121机身的截面积小于连通孔的面积。连通孔的作用除了用于穿设电机121，还要跟电机121机身形成用于离心腔11排出空气的环状的通风孔。环状通风孔的大小也即电机机身与通风孔侧壁的距离在不同的离心机不同，具体大小可以通过有限的实验测试得出。在本实施例中，壳体1包括门盖，门盖用于封闭或打开离心腔11顶端的敞口。在离心腔11低压区设置有连通离心机所在环境的进气口，这样可以更好地实现离心腔11内的空气循环。可选地，进气口可以开设于门盖电机121轴投影位置，这样设置简单易于实现。可选地，离心机包括单独设置的进气管路，一端与离心机所在环境连通，另一端位于离心腔11中间。
42.电机121穿设于连通孔中，使连通孔形成环状通风孔，环状通风孔连通离心腔11和电机室12，电机室12空气压力为常压。导流罩112套设于电机121、且水平设置于离心腔11底部和转子111之间，导流罩112与离心腔11底部形成气流通道，这样，离心腔11内空间被导流罩112分隔成位于导流罩112上方的转子腔和位于导流罩112下方的导流罩112与离心腔11底部形成的气流通道。离心机的转子111旋转时，转子111各部位角速度相同，而靠近旋转轴位置的线速度小于远离旋转轴位置的线速度，转子腔内的空气在转子111不同部位的撞击下被甩向转子腔四周，使转子腔形成四周空气稠密中间空气稀薄的状态，也即转子腔四周空气压力大于中间压力。同时转子111高速旋转与空气产生撞击和摩擦，转子111和转子腔
内的空气的温度都会升高。导流罩112延伸到转子腔的高压区，这样，导流罩112和离心腔11底部形成的气流通道就导通了电子所在空间的高压区和环状通风口，环状通风口连通常压电机室12，这样，转子腔高压区的高温空气在压力差的驱动下从离心腔11内流动到电机室12，进一步地，从电机室12排出。同时随着高压区空气的排出，离心腔11中间成为负压，可以在中间设置连通离心机所在环境的进风口，离心机所在环境的空气被吸入到离心腔11内，如此形成空气循环。而随着空气的循环，离心机内的高温空气被不断排出、离心机所在环境的常温空气被源源不断补充到离心腔11，离心腔11内温度被中和交换从而降低，进一步地，转子111和设置于转子111的试样的温度也被降低，从而保证了试样的温度安全。导流罩112的设置可以使离心腔11内的空气可以在压力差的驱动下进行热交换，在不使用制冷装置或者风力驱动装置的情况下节能有效地实现了对离心腔11的降温。环状通风口的设计使离心腔11有了比较大的出风口，不仅因减小了出风阻力而促进了空气的循环，而且因为增大了出风口有效降低了出风时的噪音，提高了用户体验。此外，环状通风口位于电机121处，进入离心腔11的空气对离心腔11进行降温以后，在电机121处还可以对电机121进行降温，有效保障了电机121运行的稳定性。
43.可选地，导流罩112包括导流罩本体1121和多个导流片1122，多个导流片1122固定于导流罩本体1121、且自导流罩本体1121向气流通道延伸，多个导流片1122和导流罩本体1121在气流通道中形成多个气流导槽。导流罩112穿设于电机121，在电机121运转过程中，电机121产生的相对于离心腔11的震动会传导至导流罩112。导流罩112的导流片1122也相对于离心腔11震动。因此，导流片1122自导流罩本体1121向气流通道延伸，并且与导流罩112底部留有震动余量，以保证离心机运行过程的安全。导流片1122与导流罩本体1121形成的气流导槽实现了对于流动空气的整流，减小了空气处于紊流状态造成的动能损失，也减小了空气流经气流通道时的阻力，同时，空气经过多个气流导槽的整流，流动比较有序，也减小了离心机运转过程中空气流动产生的噪音。可选地，多个气流导槽为自导流罩本体1121中心径向辐射的多个导槽，这样的设置形式简单，方便导流罩112加工成型。
44.可选地，多个导流片1122为弧形，多个气流导槽为涡状气流导槽，多个气流导槽的旋转方向与转子111旋转方向一致。转子腔的空气在转子111的撞击下，不仅形成四周稠密中间稀疏的状态，同时在转子111的旋转作用下也围绕电机轴旋转，旋转速度远低于转子转速。在这种情况，将多个气流导槽设置成涡状气流导流，涡旋方向与电机121旋转方向一致，也即涡状气流导槽的旋转方向与高压区空气沿转子腔侧壁旋转的方向一致。这样高压区旋转的空气进入导流罩112和离心腔11底部形成的气流通道时，气流折转的角度比较小，高压区的空气可以更加顺利地进入气流通道中，同时高压区气流流经环状通风孔产生的噪音也比较小。
45.可选地，多个导流片中每个导流片1122在气流通道中的凸起高度自本体边缘向本体中间逐渐增大。这样的设置形式使导流片1122形成靠近导流罩112边缘处宽、靠近导流罩112中间处窄的形状，可以为桨片状、三角形或梯形，这样的设置形式可以减小转子腔高压区的空气进入导流罩112与离心腔11底部形成的气流通道时的阻力，可以使转子腔高压区的空气更加顺畅地进入气流通道中。
46.可选地，导流罩112还包括止回翻边1123，止回翻边1123固定于导流罩本体1121边缘、且自本体向气流通道延伸，止回翻边1123沿本体周向环绕导流罩本体1121。止挡翻边使
导流罩112形成了倒扣的盘子状，止回翻边1123可以防止转子腔高压区的空气进入气流通道以后从导流通道中重新回到转子腔中。具体地，一方面，止回翻边1123增大了空气从气流通道进入转子腔的阻力；即使气流通道中的空气形成紊流也只能从环状通风孔进入电机室12，无法穿过止回翻边1123的阻挡重新进入转子腔；另一方面，从转子腔高压区进入气流通道的空气初速度太快，止回翻边1123可以对其进行止挡，防止其从其他位置重新回到转子腔。可选地，止回翻边1123延伸到气流通道的一端的周长小于止回翻边1123在与导流罩本体1121连接处的周长，这样，止回翻边1123与导流罩本体1121形成的空间敞口处收紧，这样止回翻边1123整体自导流罩112边缘向导流罩112中心倾斜，空气从转子腔可以顺利进入气流通道，当气流通道中的空气形成紊流流向止回翻边1123时，大部分会在倾斜的止回翻边1123的导向作用下进入止回翻边1123和导流罩本体1121形成的空间内，不会重新回到转子腔，这样，止回翻边1123使导流罩112实现了更好的单向导流作用。
47.可选地，多个导流片中每个导流片1122靠近本体边缘的一侧抵接于止回翻边1123，且每个导流片1122靠近本体边缘的一侧在气流通道中的凸起高度等于止回翻边1123在气流通道中的凸起高度。这样，多个导流片靠近止回翻边1123的一边与止回翻边1123平齐，这样，可以减小转子腔的空气进入导流罩112与离心腔11底部形成的通道时候的阻力，转子腔的空气沿着止回翻边1123可以无阻力地进入气流通道。可选地，导流罩本体1121、止回翻边1123、导流片1122一体成型，这样，导流片1122成为了止回翻边1123和导流罩本体1121的加强筋，提高了导流罩112整体的结构强度。
48.可选地，离心机还包括导流罩安装支架，导流罩安装支架包括安装平台1221和多个支撑柱1222，安装平台1221开设有安装孔，安装支架通过安装孔套设于电机121、且位于导流罩112下方；多个支撑柱1222中的每个支撑柱1222的一端连接于安装平台1221，另一端延伸至电机室12、且通过螺栓固定于电机121，其中，导流罩112固定于安装平台1221。导流罩安装支架的多个支撑柱1222子可以固定于电机121机身，例如焊接、铆接或者通过螺栓固定于电机121机身或者电机121底座。导流罩112固定于安装平台1221可以使导流罩112于电机121成为一体，减小电机121震动时与导流罩112之间的相对震动，从而避免损坏导流罩112或者损坏电机121。可选地，导流罩安装支架的支撑柱1222长度可调。支撑柱1222长度的不同可以使导流罩112离心腔11底部距离不同，导流罩112支架的设置可以使导流罩112可以适用于设置不同电机121的离心机，增强了其适配性，而可调节支撑柱1222长度的导流罩安装支架可以使导流罩112与离心腔11底部形成的气流通道的通风能力可调，如果导流罩112距离离心腔11底部太远或者太近，可以通过调整导流罩112支架的的长度来改变其距离。
49.可选地，导流罩112通过螺栓固定于电机121输出轴侧端盖。这种设置形式简单易于实现。可选地，导流罩112与电机121端盖之间衬有橡胶圈，这样，可以防止导流罩112与电机121之间的相对震动造成噪音过大或者损坏电机。同时，还可以通过改变橡胶圈的厚度调整导流罩112与电机121输出轴侧端盖的距离，进一步，调整了导流罩112与离心腔11底部形成的气流通道的通风能力。
50.可选地，离心机还包括构造于壳体1的进气通道，进气通道一端连通离心腔11顶部中心位置，另一端连通离心机所处外界环境；排气口，开设于电机室12、且连通电机室12和离心机所处外界环境。离心机的转子111旋转时，转子腔形成四周空气稠密中间空气稀薄的
状态，也即转子腔四周空气压力大于中间压力。同时转子111高速旋转与空气产生撞击和摩擦，转子111和转子腔内的空气的温度都会升高。导流罩112延伸到转子腔的高压区，这样，导流罩112和离心腔11底部形成的气流通道就导通了转子所在空间的高压区和环状通风口，环状通风口连通常压电机室12，这样，转子腔高压区的高温空气在压力差的驱动下从离心腔11内流动到电机室12，进一步地，从电机室12排出。同时随着高压区空气的排出，离心腔11中间成为负压，离心机所在环境的空气通过进气通道被吸入到离心腔11内，如此形成空气循环。而随着空气的循环，离心机内的高温空气被不断排出、离心机所在环境的常温空气被源源不断补充到离心腔11，离心腔11内温度被中和交换从而降低，进一步地，转子111和设置于转子的试样的温度也被降低，从而保证了试样的温度安全。
51.可选地，离心机还包括风机，风机设置于排气口，风机导风方向为自电机室12至离心机所在环境。在不设置风机的情况下，离心机也可以在导流罩112的作用下实现冷热空气的循环，将转子腔的温度控制在预期的范围内。设置风机可以促进离心腔11冷热空气更好地循环。离心机高速转动以后，转子腔内的空气才会形成压力差，才会在压力差的驱动下实现冷热空气的循环。设置风机可以在转子111不转动的时候提前开始进行空气循环，在转子111高速转动的时候提高冷热空气交换效率，在离心机对于温度的控制有更高要求的时候可以启动风机对离心腔11进行更好的降温。
52.以上描述和附图充分地示出了本公开的实施例，以使本领域的技术人员能够实践它们。其他实施例可以包括结构的以及其他的改变。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的部件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施例的部分和特征可以被包括在或替换其他实施例的部分和特征。本公开的实施例并不局限于上面已经描述并在附图中示出的结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。