Ontwerp voor een 3D culinaire Centrifuge afgedrukt (2 / 10 stap)

Stap 2: Algemene veiligheidsoverwegingen en functies

Één van de primaire overwegingen in dit project, en in alle projecten, is veiligheid.  Ontwerpen van een centrifuge met name vereist zorgvuldige denken en testen om er zeker van zijn dat het veilig kan worden bediend en dat, indien de centrifuge nalaat, zal doen, op een manier die plaatst niet de exploitant of iemand anders in harm's way en voorkomt schade aan eigendommen.  Het ontwerp van de centrifuge in dit Instructable was gemaakt met grote zorg besteed aan veiligheid.

Veiligheidskenmerken van de Rotor

De primaire dragende deel van de centrifuge is de rotor.  De rotor ervaringen aanzienlijke stress in de radiale richting als gevolg van de centripetale kracht op de monster-buizen.  De rotor moet weerstand bieden aan de force duwen de monster buizen uit de buurt van de as van rotatie.  Om ervoor te zorgen dat de rotor de nodige kracht te weerstaan de krachten op het geplaatst had, werd het stuk vrijwel getest in SolidWorks.  Opeenvolgende herhalingen van het ontwerp zijn getest en de resulterende kracht diagrammen waargenomen.  Vervolgens werden passende versterkingen toegepast op gebieden ontbreekt in mechanische veerkracht.  Deze testen is in detail beschreven op stap 8.

De rotor bevat ook een back-up veiligheidsvoorziening om te minimaliseren van de schade in het geval van mislukking van de rotor.  De haakjes die dat de monster-buizen zijn houden, naast hun normale gehechtheid aan de armen van de rotor via scharnieren, zijn aangesloten via een kabel naar het midden van de rotor.  Mochten de haakjes loskoppelen van de rotor onder belasting, zou de kabel beletten de vierkante haken en buizen wegspringen op hoge snelheid van de centrifuge.

In afwachting van de productie van een fysieke prototype, zal de rotor-ontwerp in levensechte omstandigheden en onder omstandigheden meer dan operationele normen worden getest.

Ook opgemerkt moet worden dat, om de centrifuge als bediende veiligheid, de rotor moet worden afgewogen met betrekking tot de gewichtsverdeling over de as van rotatie.  De gelost rotor is perfect uitgebalanceerd, echter, het is de verantwoordelijkheid van de exploitant om ervoor te zorgen dat de monsters in de rotor op evenwichtige wijze zijn geladen.  Bijvoorbeeld, als er slechts twee steekproeven behoren te worden geplaatst in de rotor, moeten zij gelijke gewicht (gelijke hoeveelheid vloeistof) en worden geplaatst direct tegenover elkaar langs de as van rotatie van de rotor. De rotor ooit met een oneven aantal monsters kan niet worden gebruikt omdat dit per definitie zou resulteren in een onevenwichtige rotor.  Als, bijvoorbeeld, één monster worden gesponnen in de centrifuge, moet het worden gecompenseerd door een gelijke hoeveelheid water in een buis geplaatst tegenover het monster.

De behuizing van de veiligheid

Zoals vermeld in de vorige stap, dient de veiligheid behuizing twee functies aan veiligheid gerelateerde.  Eerst, de ruimte van veiligheid creëert een fysieke barrière voorkomen van vreemde voorwerpen uit het invoeren van de centrifuge tijdens operatie.  Aangezien de centrifugerotor op ongeveer 3000 rpm tijdens operatie draait, de ingang van geen vreemde voorwerpen kan leiden tot de vernietiging van dat object, de rotor, of beide.

De tweede functie van de ruimte van veiligheid is om op te treden als een schild in het geval van mislukking van de rotor.  Tijdens de piek werking op 3000 toeren per minuut, reizen de monster-buizen met een tangentiële snelheid van ongeveer 125 mph (Zie de volgende stap voor de berekeningen).  Aldus, moet een monsterbuisje loskoppelen van de rotor, of de rotor zelf ervaren katastrofisch mechanische storing, het voorkomen van stukken reizen op dergelijke snelheden significant beïnvloeden iets gevoelig voor impact is een absolute noodzaak.  De belangrijkste component van de behuizing van de veiligheid is 12" Plexiglas in panelen.