Fattigmanns sentrifuge og lat Suzan: 3 trinn

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:20

Introduksjon + Matematikk og design

Sentrifuger

Sentrifuger brukes til å skille materialer etter tetthet. Jo større forskjell i tetthet mellom materialer, desto lettere er det å skille dem. Så i emulsjoner som melk, kan en sentrifuge skille ut noe av den fetere fløten til toppen mens skummet melk går til bunns. Sigma aldrich har en god artikkel som diskuterer fysikken i sentrifugeringsseparasjon, samt hva som er mulig å skille ved forskjellige sentrifugeringshastigheter.

Sentrifugen jeg lagde skulle være innenfor kategorien lav hastighet som de spesifiserer (2 000 - 6 000 RPM). Ved disse hastighetene, hvis du hadde en suspensjon av Eukaryote -celler i oppløsning, kan du muligens pelletere dem (som i, skille dem fra løsningen). Suspensjoner av ting som mel eller smusspartikler kan også skilles med disse hastighetene.

Lat Suzan

En motorisert lat suzan er en sakte roterende plattform som vanligvis brukes til videografi. Du kan plassere noe som en statue eller matvare på den, og få en jevn video av alle sider av objektet. Revolusjonshastigheten er ideelt sett <1 omdreining per sekund.

Motorhastighet, kraft og turtall

I en produktbeskrivelse av en elektrisk motor vil du vanligvis se to ting: spenningen og turtallet. Du kan sannsynligvis trygt bruke spenninger ved + eller - 50% av den angitte spenningen. I teorien betyr høyere spenninger mer kraft bak motoren og høyere turtall. Men la oss si at du har en motor som har standard turtall på 1000 omdreininger per minutt. Hvordan kan du få noe til å snurre raskere eller langsommere enn 1000 o / min med denne motoren? Med gir.

Å bytte utstyr på en sykkel fungerer på samme måte som det du må gjøre her. Hvis du har et utstyr med 20 tenner festet til 1000 o / min -motoren. Da vil et tannhjul med 5 tenner i kontakt med 20 tenner tannhjulet spinne ved 4000 o / min. Forholdet er: Target RPM = (Motor RPM)*(Teeth on Motor Gear)/(Teeth on revolving gear). FYI, antall tenner på giret bør være direkte proporsjonalt med radien til tannhjulene, så radius kan brukes i stedet. Så i dette eksemplet er giret med 5 tenner det roterende giret og vil ha sentrifugerplattformen og rør festet til den.

Men det er i teorien, i virkeligheten vil det roterende giret snurre med lavere hastighet enn forventet. Dette er fordi det vil være en større mengde friksjon, spesielt hvis du legger vekt på 5 tenner giret.

I stedet for tannhjul kan du bruke gummibånd, som er det jeg bruker til min late suzan. Og regnestykket fungerer på samme måte, når det gjelder omkrets eller radius i stedet for tenner.

Trinn 1: Materialer

Generell liste:

1. Tomme beholdere som ovaltin- og havregrynbeholderne jeg brukte. Supedunker kan også fungere.
2. Motorer. Vurdert 12V eller høyere for sentrifugen. Rundt 3-6V for lat suzan.
3. Varm limpistol
4. Duct tape - valgfritt
5. Superlim - valgfritt - bruk hansker ved bruk
6. Ledninger, tannhjul, gummibånd, roterende plattform, batterier osv. - Jeg vil diskutere mer detaljert i de følgende trinnene

Motorene jeg brukte er vanlige, 2-avledede, elektriske motorer, ikke trinnmotorer. Jeg fikk en (nominell 12V og 1200 o / min) fra en Canon -skriver som sluttet å fungere, og en annen (muligens 3V, <300 o / min sannsynligvis) fra en dvd -spiller som sluttet å fungere. Hvis du ikke har noen motorer tilgjengelig, er det tonnevis på eBay og andre nettsteder for <10 dollar som burde fungere.

Girene og akslene jeg har er fra et "RC Snap Rover kit" som jeg tok fra hverandre. I virkeligheten er alt du trenger et hjul som kan rotere fritt på en aksel og en måte å få det til å snurre raskere eller langsommere enn motoren, avhengig av hva du ønsker at sluttproduktet skal være.

Trinn 2: Sentrifuger

Ovaltine beholdere har en metallbunn. For å danne et hull for toppen av motoren å gå gjennom, anbefaler jeg å bruke en hammer og spiker og gå rundt i en sirkel, og sakte slå ut materiale. Å bruke en drill eller en dremel ville også fungere. Sørg for at motorhodet passer og er vinkelrett på bunnen av boksen, og påfør deretter varmt lim på området rundt motorhodet og sett det på plass. Jeg brukte tape for å støtte motoren mens limet herdet. Jeg anbefaler å feste lange ledninger til motoren før du limer den på beholderen. Jeg viklet ganske enkelt de avisolerte trådendene rundt motorledningene.

Når limet er herdet, kan du stikke to hull ut av siden av beholderen og trekke ledningene gjennom. Jeg har batteriet utenfor beholderen, så jeg kan berøre ledningene manuelt til batteriet for å slå på sentrifugen. Ideelt sett vil en bryter bli brukt, men jeg har ikke en.

Jeg limte deretter et stort gir til motorhodet. Jeg brukte sandpapir til å grove tannhjulets overflate før jeg påførte lim, som i teorien burde øke bindingsstyrken. Jeg markerte et område på ovaltinbasen der det neste giret skulle gå (som i, et punkt der tennene for de to girene vil låse seg sammen) og stakk et hull på det stedet med en spiker. Deretter plasserte jeg en aksel litt gjennom dette hullet og varmlimte den på plass. Dette er mest synlig på bilde 2 for dette trinnet.

Roterende gir har en tykk papirskive superlimt på den. Jeg kuttet disken ut på baksiden av en notatbok. Disken, som er papir, skal binde seg bedre enn plast, men er sterk nok til å holde mot motorens hastighet. Et hull bør plasseres i midten av papirskiven, på linje med hullet i giret. På denne måten, når det roterende giret er plassert på akselen, vil akselen ende på et punkt over papirplattformen. Jeg la deretter en perle med varmt lim, synlig i topptekstbildet på den første siden, på toppen av akselen. Som vil herde over plattformen, og sikre at den ikke flyr opp av akselen.

MP4 -filen er en video av sentrifugeringen min. Du må kanskje laste den ned for å se, filen er ikke så stor. Rørene jeg bruker er av plast, og de har melk i dem. Jeg dekket dem med plastfolie. Jeg vil ikke anbefale å bruke glassrør, da det kan være en viss risiko for at de flyr av disken mens de snurrer. Rørene er ganske enkelt tapet på disken. Jeg bruker et 9V batteri i videoen, som er mindre spenning enn motoren er vurdert for. For å øke spenningsnivået kan du koble batterier i serie.

Trinn 3: Lazy Suzan

For Lazy Suzan fungerer ikke giret i bildet som et gir, det er ganske enkelt i stand til å svinge rundt akselen. Hjulet som er festet til giret gir en base for meg å plassere en tallerken på toppen av det, og deretter et element på toppen av tallerkenen.

Bilde 2 viser akselen som er senket gjennom bunnen av havregrynbeholderen og deretter varmlimt på plass. Motoren ble plassert og varmlimt på et sted som sikrer at gummibåndet er stramt når det trekkes mellom giret og motoren (bilde 1). Hvis du bare har et hjul som snurrer på en aksel, kan gummibåndet strekkes rett rundt hjulet, bare vær oppmerksom på at hvis hjulet er stort, vil det snurre med et mye lavere turtall enn motoren.

Jeg må kjøre dette på 6 volt faktisk. Som er 4 1,5V batterier i serie. Bilde 3 for dette trinnet viser hvordan jeg anbefaler å koble batterier i serie (hvis du bare har 1,5V batterier). I utgangspunktet brettet en stripe aluminiumsfolie på seg selv flere ganger og plassert på tape. Tapen fester deretter aluminiumet i kontakt med + og - batteriets ender, og fester batteriene sammen. Så når ting er satt opp som på bilde fire, bretter du den løse enden av båndet opp på batteriene og forsegler det sammen. Pass på at aluminiumsfolien brettes opp minst 10 ganger, ellers vil det varme opp en omtrentlig mengde.

Jeg kunne også ha kjørt motoren med en 9V pluss en motstand, men jeg ville at den skulle være enkel. Bare vet at det er flere måter å nå optimale spenninger eller strømmer.