Design för en 3D tryckt kulinariska centrifug (2 / 10 steg)

Steg 2: Allmänna säkerhetsöverväganden och funktioner

En av de primära faktorerna i detta projekt, och i alla projekt, är säkerhet. Designa en centrifug i synnerhet kräver noggrann eftertanke och provning i syfte för att se till att det kan användas säkert och att bör centrifug misslyckas, så gör den det på ett sätt som förlägger inte operatören eller någon annan i skymundan och undviker skador på egendom. Centrifugera designen i detta Instructable skapades med stor omsorg ges till säkerhet.

Säkerhetsfunktioner av rotoren

De primära bärande del av centrifug är rotorn. Rotorn erfarenheter betydande stress i radiell riktning från centripetalkraften på prov rören. Rotorn måste motstå den kraft som trycker prov rören från rotationsaxeln. För att säkerställa att rotorn hade den nödvändiga styrkan att stå emot de krafter konstruktionsteknisk, testades lappa praktiskt taget i SolidWorks. Successiva iterationer av design testades och den resulterande kraft diagram observerade. Sedan tillämpades lämplig förstärkningar på områden saknas i mekanisk motståndskraft. Denna provning beskrivs i detalj på steg 8.

Rotorn också inlemmar en backup säkerhetsfunktion för att minimera skador vid rotor fel. Fästena som håller provet rören är, utöver deras normala fastsättning rotor armarna via gångjärn, kopplas via en kabel till mitten av rotorn. Om fästena skulle lossna från rotorn under belastning, skulle kabeln förhindra att hakparenteser och rör som matas ut i hög hastighet från centrifugen.

Avvaktan på produktionen av en fysisk prototyp, kommer rotor design att testas i verkliga förhållanden och villkor överstiger operativa normer.

Det bör också noteras, att som centrifug vara opererade säkerhet, rotorn måste balanseras på vikt distributionen om axeln av rotation. Lossas rotorn är perfekt balanserad, men det åligger operatören att se till att prover läses in i rotorn på ett balanserat sätt. Till exempel, om endast två prover skall placeras i rotorn, måste de ha lika vikt (lika stora volymer vätska) och placeras direkt mittemot varandra över axeln av rotation av rotoren. Rotorn kan inte någonsin användas med ett udda antal prover eftersom detta skulle, per definition, resultera i en obalanserad rotor. Om till exempel bara ett prov ska vara spunnet i centrifug, måste det balanseras av en lika stor mängd vatten i en slang placeras mittemot provet.

Den säkerhet inhägnad

Som nämnts i föregående steg, har den säkerhet inhägnad två funktioner relaterade till säkerhet. Först, den säkerhet inhägnad skapar en fysisk barriär som hindrar främmande föremål kommer in centrifug under drift. Eftersom centrifug rotorn snurrar på ca 3000 varv under drift, kan hänrycka av främmande föremål leda till förstörelse av objektet, rotorn eller båda.

Den andra funktionen av säkerhet inhägnad är att agera som en sköld vid rotor fel. Under topp drift vid 3000 rpm, prov rören resa med tangentiella hastighet på cirka 125 mph (se nästa steg för beräkningar). Således bör ett provrör loss från rotorn, eller rotorn själv uppleva katastrofalt mekaniska fel, att förhindra bitar som reser med sådana betydande hastigheter från påverkar något känsliga för påverkan är en absolut nödvändighet. Den primära delen av säkerhet inhägnad är 12" plexiglas i paneler.