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超速离心机还能越用越省钱?

发布:贝克曼库尔特商贸(中国)有限公司
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长期以来,制备型超速离心机(超离)都是生命科学研究实验室的必备设备,一直被用于基础和应用研究。超离通常与实验室的其他设备,包括台式离心机、冰箱、冰柜、摇床、孵育器等放置在共享的位置。总之,它们都会造成嘈杂的环境,并消耗大量能源。

贝克曼库尔特的Optima X系列 (Optima XE和Optima XPN) 超离在设计伊始便充分考虑环保,并将减少噪音和能源消耗以及改善实验室环境作为主要目的之一。贝克曼库尔特的创新技术(专利申请)满足了科学家对更安静的超离的需求,降低了超离驱动马达运行过程中产生的共振频率相关的噪音。

超高转速需要超速驱动器的支持,以及伴随驱动器定子产生的的高转速,高热量。因此我们将冷却鳍作为驱动器壳设计的一个组成部分。贝克曼库尔特的新突破依赖于驱动外壳的两个设计改变,这样大大减少了共振。

首先

对结构进行了加强,使所有结构谐振频率超过驱动器最大工作频率的两倍:100,000rpm,或3333Hz。但是这并不足以解决问题。

其次

与目前的均匀散热片设计(见图1)不同,每个散热片都设计成了不同的形状(图2)。这给每个冷却鳍一个独特的共振频率,在任何给定的速度下,冷却鳍共振非常低,甚至达到零。


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图1(左图):改进前驱动器和散热片;图2(右图):新型驱动器和散热片:改变散热片形状,以减少任何速度下的共振。


Optima X系列的另一个设计重点是在超离心机的整个运行状态下更高效地使用能源也就是说在每一种操作模式下都要考虑电力使用情况,包括加速、减速、稳态(运行),甚至当设备开机但实际未使用的情况也要考虑在内。

这里,贝克曼库尔特使用两种模式关注能源使用问题。


No.1

第一种情况发生在超离转子完成运行后从全速减速到零时。新Optima X系列超离心机设计了再生制动系统,捕捉制动过程中产生的能量,并将电力返回电网,减少了系统运行所需的总能量。

No.2

第二个,也许是最有趣和最重要的创新,是当设备开机但实际未使用(通常称为idle)时的能源消耗量。这是设备常处的一个典型状态。

Optima X系列超离心机的设计初衷便是最大限度地减少怠速时的能源消耗。我们进行了对比实验量化降低的能耗,效率以怠速时所消耗的电量 (以瓦特为单位) 来衡量。如图3所示,Optima X系列的效率比Optima L-100XP高56%,比Optima L-100K高23%,最大限度地减少了怠速时的功耗(图3)。


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图3:与之前产品(例如,Optima L-100K(23%)和Optima L-100XP(56%)相比,通过再生制动系统,成功降低怠速时的能耗。(注: 所示数值为实际测量值。发布的规格Optima X系列是60W)


总之,考虑到超离超长的使用寿命,实验室将能享受到更低的运行成本,并最大限度地减少对环境的影响。

作为新世纪的优秀实验汪,不断突破科学边界的同时更要对地球环境保护事业的身体力行!

2021-10-13
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