Stakkels mands centrifuge og dovne Suzan: 3 trin

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:25

Introduktion + Matematik og design

Centrifuger

Centrifuger bruges til at adskille materialer efter densitet. Jo større forskel i tæthed mellem materialer, jo lettere er de at adskille. Så i emulsioner som mælk kan en centrifuge adskille noget af den federe fløde til toppen, mens skummetmælken går til bunden. Sigma aldrich har en god artikel, der diskuterer fysikken i centrifugeringsadskillelse samt hvad der er muligt at adskille ved forskellige centrifugeringshastigheder.

Den centrifuge, jeg lavede, skulle være inden for den lavhastighedskategori, som de angiver (2.000 - 6.000 omdr./min.). Ved disse hastigheder, hvis du havde en suspension af Eukaryote -celler i opløsning, kan du muligvis pille dem (som i, adskille dem fra opløsningen). Suspensioner af ting som mel eller snavs kan også adskilles ved disse hastigheder.

Doven Suzan

En motoriseret doven suzan er en langsomt roterende platform, der normalt bruges til videografi. Du kan placere noget som en statue eller mad på den og få en glat video af alle sider af objektet. Omdrejningshastighed er ideelt set <1 omdrejning pr. Sekund.

Motorhastighed, kraft og omdrejningstal

I en produktbeskrivelse af en elektrisk motor vil du normalt se to ting: spændingen og omdrejningstallet. Du kan sikkert bruge spændinger ved + eller - 50% af den angivne spænding. I teorien betyder højere spændinger mere kraft bag motoren og højere omdrejningstal. Men lad os sige, at du har en motor, der har standard omdrejningstal på 1000 omdrejninger pr. Minut. Hvordan kan du få noget til at dreje hurtigere eller langsommere end 1000 o / min med denne motor? Med gear.

Skift af gear på en cykel fungerer på samme måde som det, du skal gøre her. Hvis du har et gear med 20 tænder fastgjort til 1000 o / min -motoren. Derefter vil et gear med 5 tænder i kontakt med det 20 tænder gear, dreje ved 4000 o / min. Forholdet er: Target RPM = (Motor RPM)*(tænder på motor gear)/(tænder på roterende gear). FYI, antallet af tænder på gearet skal være direkte proportionalt med tandhjulets radius, så radius kan bruges i stedet. Så i dette eksempel er gearet med 5 tænder det roterende gear og ville have centrifugeringsplatformen og rørene knyttet til den.

Men det er i teorien, i virkeligheden vil det roterende gear dreje med en lavere hastighed end forventet. Dette skyldes, at der vil være en større mængde friktion, især hvis du tilføjer vægt til 5 tænder gearet.

I stedet for gear kan du bruge gummibånd, hvilket er det, jeg bruger til min dovne suzan. Og matematikken fungerer på samme måde, hvad angår omkreds eller radius i stedet for tænder.

Trin 1: Materialer

Generel liste:

1. Tomme beholdere som de ovaltin- og havregrynbeholdere, jeg brugte. Suppe dåser kunne også fungere.
2. Motorer. Vurderet 12V eller højere for centrifugen. Omkring 3-6V for doven suzan.
3. Varm limpistol
4. Gaffatape - valgfri
5. Superlim - valgfri - brug handsker, hvis de bruges
6. Ledninger, gear, gummibånd, roterende platform, batterier osv. - Jeg vil diskutere mere detaljeret i følgende trin

De motorer, jeg brugte, er almindelige, 2-afledede, elektriske motorer, ikke trinmotorer. Jeg fik en (nominel 12V og 1200 o / min) fra en Canon -printer, der holdt op med at fungere, og en anden (muligvis 3V, <300 o / min sandsynligvis) fra en dvd -afspiller, der stoppede med at fungere. Hvis du ikke har nogen motorer til rådighed, er der tonsvis på eBay og andre websteder til <10 dollars, der burde fungere.

De gear og aksler, jeg har, er fra et "RC Snap Rover kit", som jeg tog adskilt. I virkeligheden er alt, hvad du behøver, et hjul, der kan rotere frit på en aksel og en måde at få det til at rotere hurtigere eller langsommere end motoren, afhængigt af hvad du ønsker, at dit endelige produkt skal være.

Trin 2: Centrifuger

Ovaltine beholdere har en metalbund. For at danne et hul til toppen af motoren at gå igennem, anbefaler jeg at bruge en hammer og søm og gå rundt i en cirkel og langsomt slå materiale ud. Brug af en boremaskine eller en dremel ville også fungere. Sørg for, at motorhovedet passer og er vinkelret på bunden af dåsen, og påfør derefter varm lim på området omkring motorhovedet og sæt det på plads. Jeg brugte tape til at understøtte motoren, mens limen hærder. Jeg anbefaler at fastgøre lange ledninger til motoren, inden den limes til beholderen. Jeg viklede simpelthen de afisolerede trådender rundt om motorledningerne.

Når limen er hærdet, kan du stikke to huller ud af siden af beholderen og trække ledningerne igennem. Jeg har batteriet uden for beholderen, så jeg manuelt kan røre ledningerne til batteriet for at tænde centrifugen. Ideelt set ville en switch blive brugt, men jeg har ikke en.

Jeg limede derefter et stort gear til motorhovedet. Jeg brugte sandpapir til at ruge gearoverfladen, inden jeg påførte lim, hvilket i teorien burde øge bindingsstyrken. Jeg markerede et område på ovaltinbasen, hvor det næste gear skulle gå (som i, et punkt, hvor tænderne til de to gear vil låses sammen) og stak et hul på det sted med et søm. Derefter placerede jeg en aksel lidt gennem dette hul og varmlimede den på plads. Dette er mest synligt i billede 2 for dette trin.

Det roterende gear har en tyk papirskive superlimet på den. Jeg skar disken ud af bagsiden af en notesbog. Disken, der er papir, skal klæbe bedre end plastik, men er stærk nok til at holde til motorens hastighed. Et hul skal placeres i midten af papirskiven, på linje med hullet i gearet. På denne måde, når det roterende gear er placeret på akslen, vil akslen ende på et punkt over papirplatformen. Jeg lagde derefter en perle af varm lim, synlig i overskriftsbilledet på den første side, øverst på akslen. Som vil hærde over platformen og sikre, at den ikke flyver op af akslen.

MP4 -filen er en video af min centrifugering. Du skal muligvis downloade den for at se, filen er ikke så stor. Rørene jeg bruger er plastik, og der er mælk i dem. Jeg dækkede dem til med plastfolie. Jeg vil ikke anbefale at bruge glasrør, da der kan være en vis risiko for, at de flyver af disken, mens de snurrer. Rørene er simpelthen tapet på disken. Jeg bruger et 9V batteri i videoen, som er mindre spænding, end motoren er vurderet til. For at øge spændingsniveauet kan du tilslutte batterier i serie.

Trin 3: Lazy Suzan

For den dovne Suzan fungerer gearet i billedet faktisk ikke som et gear, det er simpelthen i stand til at dreje rundt om akslen. Hjulet, der er fastgjort til gearet, giver en base for mig at placere en tallerken oven på det og derefter et element oven på pladen.

Billede 2 viser akslen, der er sænket gennem havregrynbeholderens bund og derefter varmlimet på plads. Motoren blev placeret og varmlimet et sted, der sikrer, at gummibåndet er stramt, når det trækkes mellem gearet og motoren (billede 1). Hvis du simpelthen har et hjul, der snurrer på en aksel, kan gummibåndet strækkes direkte rundt om hjulet, bare vær opmærksom på, at hvis hjulet er stort, vil det dreje med et meget lavere omdrejningstal end motoren.

Jeg skal faktisk køre dette på 6 volt. Hvilket er 4 1,5V batterier i serie. Billede 3 til dette trin viser, hvordan jeg anbefaler at tilslutte batterier i serie (hvis du kun har 1,5V batterier). Dybest set en strimmel aluminiumsfolie foldet på sig selv flere gange og anbragt på tape. Tapen fastgør derefter aluminiumet i kontakt med + og - batteriets ender og fastgør batterierne sammen. Så når tingene er sat op som på billede fire, folder du den løse ende af båndet op på batterierne og forsegler det sammen. Sørg for, at aluminiumsfolien er foldet op mindst 10 gange, ellers opvarmes en omtrentlig mængde.

Jeg kunne også have kørt motoren med en 9V plus en modstand, men jeg ville have det til at være enkelt. Bare ved, at der er flere måder at nå optimale spændinger eller strømme på.