35
Nhóm 17-Máy Ly Tâm ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐIỆN BÁO CÁO GIỮA KỲ THIẾT BỊ ĐO Y SINH VÀ MÔI TRƯỜNG Đề Tài:”Máy Đo Ly Tâm” Nhóm Sinh Viên 17: Ngô Văn Đức: 20090793 Hoàng Văn Nam: 20091822 1 | Page

Nhóm 17 báo cáo ly tâm_final

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Nhóm 17 báo cáo ly tâm_final

Nhóm 17-Máy Ly Tâm

ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

VIỆN ĐIỆN

BÁO CÁO GIỮA KỲ

THIẾT BỊ ĐO Y SINH VÀ MÔI TRƯỜNG

Đề Tài:”Máy Đo Ly Tâm”

Nhóm Sinh Viên 17:

Ngô Văn Đức: 20090793

Hoàng Văn Nam: 20091822

Đinh Quốc Chính: 20090314

1 | P a g e

Page 2: Nhóm 17 báo cáo ly tâm_final

Nhóm 17-Máy Ly Tâm

MỤC LỤC

Trang

PHẦN I.ĐẠI CƯƠNG VỀ LY TÂM………………………………………………3

1. Giới thiệu chung………………………………………………………..……3

2. Lực ly tâm và lực ly tâm tương đối…………………………………………4

3. Hệ số lắng……………………………………………………………………..8

PHẦN II.GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MÁY LY TÂM……………………….….10

1. Phân loại và tính năng tác dụng của máy li tâm………………………...10

2. Yêu cầu chất lượng……………………………………………………….13

3. Lắp đặt bảo dưỡng máy li tâm……………………………………………14

4. Cấu tạo máy li tâm………………………………………………………...15

5. Lắp đặt bảo dưỡng máy li tâm…………………………………..………..21

6. Quy trình vận hành………………………………………………………..23

Tài Liệu Tham Khảo…………………………………………………………...…26

2 | P a g e

Page 3: Nhóm 17 báo cáo ly tâm_final

Nhóm 17-Máy Ly Tâm

PHẦN I.ĐẠI CƯƠNG VỀ LY TÂM

1. Giới thiệu chung

Ly tâm là một quá trình được sử dụng để tách hoặc cô đặc các vật liệu lơ lửng

trong môi trường chất lỏng. Cơ sở lý thuyết của công nghệ này là do ảnh hưởng của

trọng lực lên các phần tử (bao gồm các phân tử lớn) lơ lửng trong chất lỏng. Hai

phần tử có khối lượng khác nhau sẽ lắng trong một ống ở những tốc độ khác nhau

tương đương với trọng lượng. Lực ly tâm được sử dụng để tăng tốc độ lắng này

trong một thiết bị được gọi là một quá trình ly tâm. Hay nó cách khác, ly tâm là một

quá trình tách dựa trên kích thước các hạt và mật độ khác nhau giữa pha lỏng và pha

rắn.

Máy ly tâm là thiết bị sử dụng trong các lĩnh vực khoa học và kỹ thuật khác

nhau, nó quay xung quanh một cái ống (ống ly tâm) ở tốc độ quay lớn và lực ly tâm

cao. Lực ly tâm tạo ra là tỷ lệ đối với tốc độ quay của roto (rpm) và khoảng cách

giữa tâm của roto và ống ly tâm. Bởi vậy, một quá trình ly tâm có thể sử dụng nhiều

kích cỡ roto để tạo ra độ linh động trong việc lựa chọn các điều kiện của máy ly tâm.

Mỗi máy ly tâm có một đồ thị đặc trưng hoặc một bảng thể hiện mỗi quan hệ giữa

tốc độ quay và lực ly tâm tương ứng với mỗi loại roto nó được chấp nhận.

Đặc biệt, vật liệu ly tâm là được đặt vào một ống ly tâm sau đó được đặt vào

roto. Roto được làm bằng kim loại và nó làm mất nhiệt nhanh. Máy ly tâm làm việc

trong môi trường chân không và được làm lạnh để giảm lượng nhiệt tạo ra bởi lực

ma sát như là quay roto. Các roto luôn luôn được giữ trong môi trường lạnh để giữ

chúng bằng hoặc gần với nhiệt độ hoạt động.

Do máy ly tâm thích hợp với tất cả hình dạng, kích thước và các loại roto

khác nhau, đơn vị thông dụng và có thể vận chuyển của máy ly tâm là lực ly tâm.

Trong phòng thí nghiệm chúng ta nên thông báo lực ly tâm đã sử dụng do nó là đơn

3 | P a g e

Page 4: Nhóm 17 báo cáo ly tâm_final

Nhóm 17-Máy Ly Tâm

vị có thể di chuyển giữa các loại ly tâm khác nhau.

2. Lực ly tâm và lực ly tâm tương đối

2.1. Lực ly tâm

Một vật chuyển động tròn với vận tốc góc chịu tác dụng của: 1 lực hướng

tâm Fht= m2r

và 1 lực trực đối gọi là lực ly tâm (F lt) có cùng

điểm đặt, cùng phương, cùng độ lớn, ngược chiều.

|Fht|=|Flt|=ω2r

(F: cường độ lực ly tâm; r: bán kính quay; m: khối lượng của vật; : vận tốc góc)

2.1. Lực ly tâm tương đối

Ngoài lực hướng tâm, vật còn chịu tác dụng lực hút của trái đất P . Tổng hợp

lực ta có lực hướng tâm thực tế. Do vậy, trực đối có lực ly tâm thực tế, gọi là lực ly

tâm tương đối:

RCF=F lt

9,8=mϖ2×r

9,8

Hiệu ứng ly tâm được ứng dụng trong các máy ly tâm. Hiệu ứng ly tâm xảy ra

khi vật chuyển động tròn tới một vân tốc lớn mà lực liên kết không đủ giữ cho vật

chuyển động trên quĩ đạo tròn, nên vật bị văng ra xa tâm theo phương tiếp tuyến với

quĩ đạo, với vân tốc có trước khi mất liên kết.

Các thông số liên quan tới lực ly tâm tương đối (Relative Centrifugal Force -

RCF):

RCF=F lt

9,8=

ω2(rad /s)×r(cm )

980=

(2πn )2×r(cm )

602×980=11 ,18×

n2(v / p)×r(cm )

10002

4 | P a g e

FltFht

o

Page 5: Nhóm 17 báo cáo ly tâm_final

Nhóm 17-Máy Ly Tâm

Xét công thức tính RCF ta thấy có 2 thông số liên quan:

Vận tốc góc (hoặc vận tốc dài n).

Bán kính quĩ đạo quay r.

Thông số hay n biểu diễn tốc độ của động cơ, r biểu diễn bán kính của rotor trong

máy ly tâm.

Giả sử máy ly tâm quay với tốc độ 12.000 rpm

(vòng/phút) ta có thể tính lực ly tâm tương

đối trong ống ly tâm:

RCF miệng ống=11,18 x

(12 .000 )2

10002 x r min

= 11,18 x 12 x 4,8

= 7.734

RCF ở đáy ống là =11,18 x

(12 .000 )2

10002x rmax

= 11,18 x 12 x 8

= 12.891

Qua tính toán ta thấy lực ly tâm tương

đối ở miệng và đáy ống ly tâm khác nhau gần

gấp đôi. Để tiện tính toán, ta có thể tính giá trị

trung bình của lực ly tâm tương đối ở ống ly tâm là trị số trung bình của lực ly tâm

tương đối ở miệng ống và đáy ống.

Trên thực tế do các chất khác nhau nên lực ly tâm tác dụng vào một chất nhất

định sẽ được tính theo công thức :

RCF (xg) = 11,18 x(Tốc độ N/rpm)2

x r x g10002

g: là trọng lượng riêng của một chất nhất định .

5 | P a g e

Page 6: Nhóm 17 báo cáo ly tâm_final

Nhóm 17-Máy Ly Tâm

Như vậy là chất nào có trọng lượng riêng càng lớn sẽ chịu một lực lý tâm càng

lớn và chất đó bị văng ra xa hơn các chất khác. Chính điều này ta có khả năng tách

được các thành phần trong máu, cũng như lắng cặn trong nước tiểu.

Hình 1.1: RCF tỷ lệ với r và v2

6 | P a g e

Page 7: Nhóm 17 báo cáo ly tâm_final

Nhóm 17-Máy Ly Tâm

2.3. Phương pháp xác định nhanh RCF bằng thước đo

Bảng xác định RCF bằng thước đo

7 | P a g e

Page 8: Nhóm 17 báo cáo ly tâm_final

Nhóm 17-Máy Ly Tâm

Hướng dẫn Sử dụng thước đo bằng tay:Để tìm quan hệ giữa lực ly tâm tại bán kính quay (cm) và tốc độ quay là (vòng/phút), đặt cạnh thước tại điểm A (10cm) của thang đo bán kính quay (Rotating Radius ScaIe) thẳng với điểm B (3000 v/ph) của thang đo tốc độ quay (Speed Scale). Đọc kết quả tại điểm Gắt C (1000 X g) của thang do lực ly tâm tương đối (Relative Centrifugal Force).

3. Hệ số lắng

Như chúng ta đã biết các phân tử (molecules) hoặc phân tử (particles) khi

quay xung quanh một trục thì chịu một lực ly tâm F. Dưới ảnh hưởng của lực này

chúng sẽ bị lắng về phía đáy của ống ly tâm với một tốc độ là v.

v =

drdt

=φ( Pp−Pm )

fω2 r

.

Trong đó:

v: vận tốc lắng (cm/sec)

r: Khoảng cách từ trục đến phần tử hoặc phần tử lắng (cm).

: Thể tích của phân tử (cm3)

Pp: Tỷ trọng của phân tử (g/cm3)

Pm: Tỷ trọng của môi trường (g/m3)

f: Hệ số ma sát

Phổ biến hiện nay người ta sử dụng hệ số lắng do ông Svedberg đưa ra

Hệ số lắng của Svedberg:

s= vω2r

=M (1−v . psol)

N AV f

Trong đó:

M : Khối lượng phân tử M = mxN AV

v: Khối lượng cụ thể của từng phân tử

N AV : Số Avogadro

S: Hệ số lắng. 1S = 1e-13 sec

psol: Mật độ chất

8 | P a g e

Page 9: Nhóm 17 báo cáo ly tâm_final

Nhóm 17-Máy Ly Tâm

Vì nhiều phân tử có ý nghĩa sinh học có các hệ số lắng hơn 10 -13 nên con số 10-13

được xác định như một đơn vị Svedberg (S)

Hệ số ma sát của một phân tử phụ thuộc vào kích thước, hình dáng của nó và

vào độ nhớt (Vscosily) của môi trường mà nó đang lắng.

Từ những phát hiện này có thể thấy rằng tỷ lệ lắng được tăng lên bởi kích

thước, hình dáng và tỷ trọng của môi trường trong đó chúng đang chuyển động.

Bảng cho dưới đây để làm ví dụ khi cần tách một số chất trong máu ở những

tốc độ và thời gian khác nhau.

Chất cần tách Nhiệt độ

(0C)

Thời gian

(Phút)

Tốc độ

(rpm)

Hồng cầu 200C 20’ 2.000

- 15’ 2.500

Hồng cầu rữa 40 20’ 2.000

- 15’ 2.500

Huyết tương giàu

tiểu cầu

200 10’ 2.000

- 6’ 2.500

- 4’ 3.000

Túi huyết tương

đã tan chống hoàn

toàn

20 20’ 2.000

- 15’ 2.500

- 10’ 3.000

PHẦN II.GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MÁY LY TÂM

9 | P a g e

Page 10: Nhóm 17 báo cáo ly tâm_final

Nhóm 17-Máy Ly Tâm

1. Phân loại và tính năng tác dụng của máy li tâm

1.1. Tính năng, tác dụng

Máy ly tâm được sử dụng trong các ngành KH, trong đời sống hàng ngày.

Đặc biệt trong ngành y tế, được sử dụng trong các phòng xét nghiệm để tách, phân

tích các tế bào, bào quan, máu, nước tiểu, Protein, DNA,...

Ví dụ: Dùng phương pháp ly tâm phân tích các thành phần của nước tiểu như

hồng cầu, bạch cầu, trụ cầu để chẩn đoán bệnh nhân có bị viêm hay không viêm

đường tiết niệu.

1.2. Phân loại máy ly tâm

Có nhiều cách để phân loại các kiểu ly tâm khác nhau. Trong thực tế máy ly tâm

được phân loại như sau:

Theo yếu tố phân ly gồm:

Máy ly tâm thường dùng để phân ly huyền phù có nồng độ khác nhau (trừ

huyền phù mịn).

Máy ly tâm tốc độ cao dùng để phân ly huyền phù mịn và dung dịch keo.

Theo công dụng của máy ly tâm

Máy ly tâm dùng để lọc các huyền phù mà pha phân tán gồm các hạt tinh thể

hoặc để tách nước của các vật liệu rắn ngậm nước.

Máy lắng ly tâm dùng để phân riêng huyền phù khó lọc hoặc để lắng trong

huyền phù có nồng độ thấp.

Máy lắng ly tâm dùng để phân riêng huyền phù khó lọc hoặc để lắng trong

huyền phù có nhiệt độ thấp.

Máy phân ly dùng để phân riêng nhũ tương.

Theo cấu tạo chỗ tựa của máy ly tâm gồm: kiểu đứng và kiểu treo.

Theo vị trí của trục ly tâm có loại: Loại nằm ngang, loại nằm nghiêng và loại

thẳng đứng.

10 | P a g e

Page 11: Nhóm 17 báo cáo ly tâm_final

Nhóm 17-Máy Ly Tâm

Theo phương pháp tháo bã gồm các loại: tháo bã bằng tay, bằng vít tải, bằng

dao cạo, bằng thanh gạt hoặc thủy lực.

Theo phương thức tổ chức quá trình gồm: Máy ly tâm làm việc gián đoạn

hoặc liên tục.

Với mỗi máy ly tâm tùy theo ứng dụng và công nghệ để xếp các loại máy này

vào các cách phân loại đã được liệt kê ở trên.

Phân loại theo tốc độ quay

Máy li tâm tốc độ thấp

Các máy này thường có tốc độ cỡ vài ngàn vòng/phút (n.1000rpm), được sử

dụng trong lâm sàng để làm cô đọng hoặc tập trung một số nhỏ các chất, có thể lắng

nhanh các hồng cầu, bạch cầu, tiểu cầu hoặc các tế bào nấm men (Yeast cells)...Mặc

dù tốc độ quay không được điều chỉnh hoặc điều chỉnh trong phạm vi hẹp nhưng

những máy này vẫn được sử dụng rộng rãi cho nhiều mục đích khác nhau mà không

cần sử dụng những máy lớn hơn, phức tạp hơn.

Máy li tâm tốc độ cao (Highspeed centrifuges)

Các máy li tâm tốc độ cao là các máy được sử dụng ở tốc độ tối đa từ 20.000

đến 25.000rpm. Các máy này chiếm một số lượng lớn, thường chúng được trang bị

thêm thiết bị làm lạnh buồng Rotor.

Máy chủ yếu dùng để thu gom các nấm men (yeast), hoặc vi khuẩn từ một

môi trường lớn (5-500lít). ở các máy có dung tích nhỏ hơn, nó được sử dụng để thu

lượm các vi khuẩn, các mảnh vỡ của tế bào, các tế bào, các bào quan lớn của tế bào,

kết tủa Sulfate và các kết tủa miễn dịch và nhiệt độ buồng rotor được duy trì trong

khoảng từ 0 đến 40C. Tuy nhiên các máy này không thể tạo nên các lực li tâm đủ lớn

để có thể làm kết lắng một cách có hiệu quả các vius, các bào quan nhỏ như các

Ribosome hoặc các phân tử riêng biệt.

11 | P a g e

Page 12: Nhóm 17 báo cáo ly tâm_final

Nhóm 17-Máy Ly Tâm

Siêu li tâm (Ultra centrifuge)

Sự phát triển của các máy siêu li tâm với khả năng có thể đạt được lực li tâm

vượt quá 500.000g (75.000rpm, r = 8cm) đã mở ra các lĩnh vực hoàn toàn mới trong

nghiên cứu hoá sinh học.

Nó cho phép tách riêng biệt các tế bào quan trong tế bào mà trước đó các bào

quan này chỉ được quan sát bằng kính hiển vi điện tử (elctrron micrographs). Điều

này cũng cho phép định hướng các cấu tử enzym của các bào quan, cung cấp những

hiểu biết sâu sắc về những liên quan về cấu trúc và chức năng của chúng. Các vius

cũng có thể được tách ở dạng tinh khiết, cho phép xác định một cách kĩ lưỡng bản

chất của chúng. Các đại phân tử như DNA, RNA và Protein cũng có thể được phân

tích một cách chi tiết ngay cả ở mức độ khi hai kiểu phân tử DNA chỉ khác nhau

nguyên tử Nitơ 15N và 14N.

Như vậy, phương pháp li tâm sử dụng rất rộng rãi trong hoá sinh. Tài liệu này

giúp ta nghiên cứu để sử dụng và bảo quản hai loại máy li tâm thông dụng đó là:

máy li tâm tốc độ thấp hay còn được gọi là máy li tâm đặt bàn sử dụng trong lâm

sàng (Desktop Clinical Centrifuge) và máy li tâm tốc độ cao.

Việc sử dụng các li tâm loại này để tách các thành phần như huyết tương, tiểu

cầu, bạch cầu, hồng cầu trong máu hoặc là lắng cạn nước tiểu người ta có thể thực

hiện được nhiều mục đích khác nhau, điều đó là rất có lợi.

Ví dụ như trong lĩnh vực truyền máu, nếu chỉ cần truyển máu từng phần ta có

thể dùng máy li tâm để tách riêng thành phần cần truyền như hồng cầu hoặc hồng

cầu rửa, tiểu cầu hoặc các thành phần khác...

Trong xét nghiệm chẩn đoán bệnh lí nhờ li tâm khi xác định được thể tích

khối hồng cầu ta có thể xác định được tình trạng bệnh nhân thiếu máu. Nếu thể tích

khói hồng cầu đạt 42 - 45% thì bệnh nhân ở tình trạng bình thường. Nếu thể tích

khối hồng cầu nhỏ hơn 40% là bệnh nhân ở trong tình trạng thiếu máu.

Khi chẩn đoán bệnh xuất huyết phải xác định thành phần tiểu cầu.

12 | P a g e

Page 13: Nhóm 17 báo cáo ly tâm_final

Nhóm 17-Máy Ly Tâm

Khi chẩn đoán bệnh bị nhiễm khuẩn tiết niệu người ta cần lắng cặn nước tiểu

theo cách để lắng tự nhiên hoặc li tâm nhẹ tốc độ dưới 3000rpm. Khi đó ta xác định

có các thành phần hồng cầu, bạch cầu, tụ cầu hay không.

Để xác định bệnh nhân bị sỏi thận, tổn thương chấn thương hoặc lao qua máy

li tâm để lắng cạn nước tiểu, người ta xác định các chất acid, kiềm trong nước tiểu...

Các dạng của máy ly tâm và các áp dụng

Các đặc tính

Các dạng của máy ly tâm

Tốc độ chậm Tốc độ nhanh Tốc độ siêu

nhanh

Khoảng tốc độ (rpm) 1-6000 1000-25000 20- 80000

RCF lớn nhất (g) 6000 50000 600000

lạnh Một số Có Có

Các ứng dụngTập trung các tế bàoTập trung các nhân tế bàoTập trung các hạt hữu cơTập trung các ribosomeTập trung các phân tử lớn

CóCó

KhôngKhôngKhông

CóCóCó

KhôngKhông

CóCóCóCóCó

2. Yêu cầu chất lượng

Mỗi loại thiết bị có yêu cầu chất lượng riêng để đáp ứng đầy đủ những tính

năng, tác dụng của nó. Máy li tâm có những yêu cầu chất lượng như sau:

Lực li tâm do motor tạo ra phải lớn và phải điều chỉnh được nguồn lực này có

nghĩa là motor phải có tốc độ cao và điều chỉnh được tốc độ theo các yêu cầu

xét nghiệm khác nhau.

Có khả năng khống chế được thời gian làm việc của máy tuỳ theo các yêu cầu

xét nghiệm.

13 | P a g e

Page 14: Nhóm 17 báo cáo ly tâm_final

Nhóm 17-Máy Ly Tâm

Phải có các bộ phận đo lường và các mạch chỉ thị để theo dõi được các trạng

thái làm việc của máy.

Máy chạy phải êm, không bị rung.

Hãm được motor nhanh khi cần thiết.

3. Lắp đặt bảo dưỡng máy li tâm

3.1. Lắp đặt máy

Trước khi lắp đặt máy phải kiểm tra toàn bộ máy.

Đọc các tài liệu kĩ thuật do hãng cung cấp để vận hành và bảo dưỡng đúng kĩ

thuật.

Đặt máy trên bàn chắc chắn, ở nơi thoáng mát, không đặt gần vòi nước, gần

đường gas.

Đấu dây đất cho máy theo đúng kĩ thuật.

Trước khi đấu điện lưới vào máy phải kiểm tra chắc chắn điện lưới phù hợp

với điện áp định mức của máy được ghi trên các máy.

3.2. Bảo dưỡng máy

Công việc hàng ngày:

Vệ sinh máy: lau chùi bên trong và ngoài máy bằng vải mềm với nước tẩy

nhẹ (không dùng xà phòng), không để ướt. Sau đó dùng nước ấm để lau chùi

lại máy

Sau mỗi lần vận hành phải kiểm tra xem trong buồng máy có ống nghiệm bị

vỡ không, nếu có thì lấy hết các miếng thuỷ tinh vỡ ra, nếu có thể dùng máy

hút để hút sạch các miếng thuỷ tinh vỡ nhỏ. Nếu có nước dịch chảy ra ngoài

thì phải lau chùi sạch sẽ như đã hướng dẫn phần trên.

Kiểm tra giá đặt ống nghiệm xem chuyển động có nhẹ nhàng không, nếu

không phải tra dầu.

Kiểm tra khoá nắp máy xem việc đóng mở nắp có bình thường tốt không.

14 | P a g e

Page 15: Nhóm 17 báo cáo ly tâm_final

Nhóm 17-Máy Ly Tâm

Kiểm tra mặt máy có gì hư hỏng không.

Kiểm tra dây đất xem còn tốt không.

Chú ý: Trong quá trình kiểm tra bảo dưỡng máy phải rút phích điện để bảo đảm an

toàn trong khi bảo dưỡng máy.

Công việc định kì:

Cứ 6 tháng vệ sinh cổ góp 1 lần, lau chùi sạch cổ góp bằng vải mềm. Kiểm

tra sự tiếp xúc giữa chổi than và cổ góp.

Sau 500 giờ chạy máy kiểm tra thay thế chổi than.

Hình 2.1. Thay thế chổi than máy ly tâm

4. cấu tạo máy li tâm.

4.1. Cấu tạo cơ khí:

Hình 2.2: Giới thiệu cấu tạo cơ khí của môt máy li tâm.

Vỏ máy:

15 | P a g e

Page 16: Nhóm 17 báo cáo ly tâm_final

Nhóm 17-Máy Ly Tâm

Vỏ để bảo vệ máy, có đế chắc chắn để lắp đặt motor và các phụ kiện đồng

thời để tránh rung động trong quá trình vận hành.

Nắp máy có khoá để bảo vệ an toàn khi vận hành.

Giá đặt ống nghiệm:

Giá đặt ống nghiệm lắp liền với trục động cơ được gọi chung là rotor. ở máy

li tâm có hai loại rotor:

Loại rotor góc: Loại này ống nghiệm được đặt riêng một góc cố định so

với trục như hình 2.3.

Loại giá treo ở rotor (Swinging bucket rotor): Loại này khi rotor quay,

ống nghiệm sẽ nghiêng một góc với một bán kính quay R tuỳ theo tốc độ

quay của máy.

1. Vỏ máy

2. Đế máy

3. Nắp máy

4. Khoá nắp máy

5. Giá đặt ống nghiệm

6. Trục động cơ

Hình 2.2. Giới thiệu cấu tạo phần cơ khí của một máy li tâm

Giá có thể đặt được một hoặc nhiều loại ống nghiệm khác nhau: 10cm, 12cm, 15cm

v.v...

Có phần ngăn cách giữa khoang đặt ống nghiệm và hộp mặt máy

16 | P a g e

Page 17: Nhóm 17 báo cáo ly tâm_final

Nhóm 17-Máy Ly Tâm

Hình 2.3. Loại giá treo ở rotor

Hình2.4:. Giới thiệu cách đặt ống nghiệm lên giá đặt ống nghiệm

4.2. Cấu tạo phần điện.

4.2.1. Sơ đồ khối:

Một máy li tâm hoàn chỉnh sẽ có đầy đủ các khối chức năng như hình 2.5.

17 | P a g e Đo lường

Chỉ thị

NguồnĐộng lực

Phan

Lạnh

Page 18: Nhóm 17 báo cáo ly tâm_final

Nhóm 17-Máy Ly Tâm

Hình 2.5. Sơ đồ khối một máy li tâm hoàn chỉnh

Khối nguồn

Khối động lực và điều khiển

Khối đo lường

Khối phanh

Khối chỉ thị

Với những máy li tâm đơn giản có thể chỉ gồm hai khối cơ bản là đủ như khối

nguồn, khối động lực và điều khiển.

Tuỳ theo yêu cầu chất lượng của máy mà người ta thiết kế thêm các khối

khác. Với máy li tâm lạnh còn có thêm khối làm lạnh.

4.2.2. Chức năng, tác dụng của từng khối.

a) Khối nguồn:

Cung cấp nguồn điện cho các khối làm việc.

Tuỳ theo tính chất hiện đại của từng máy mà khối nguồn có thể đơn giản hoặc phức

tạp.

Khối nguồn gồm có nguồn cung cấp cho mạch động lực và nguồn nuôi cho

mạch điều khiển và các mạch khác.

Việc cung cấp nguồn cho động cơ có thể đấu trực tiếp hoặc qua các mạch

trung gian để điều chỉnh tốc độ.

b) Khối động lực và điều khiển:

Tạo ra lực li tâm để thực hiện các yêu cầu xét nghiệm khác nhau.

Nguồn lực này có thể điều khiển được theo yêu cầu xét nghiệm thông qua

việc điều chỉnh tốc độ động cơ.

Động cơ để tạo ra nguồn lực trong máy li tâm thường được sử dụng loại động

cơ điện một chiều hoặc động cơ vạn năng.

18 | P a g e

Page 19: Nhóm 17 báo cáo ly tâm_final

Nhóm 17-Máy Ly Tâm

Cấu tạo của động cơ vạn năng giống như một động cơ điện một chiều kích từ

nối tiếp nhưng nó có đặc điểm là có thể sử dụng được ở nguồn điện một chiều và

xoay chiều.

Các loại động cơ này có mô men mở máy lớn và khả năng quá tải về mô men

và có tốc độ cao từ 4000V/ phút đến 20.000V/ phút và cao hơn nữa.

Điều khiển tốc độ động cơ: để thay đổi tốc độ động cơ ở máy li tâm thường

sử dụng các mạch thay đổi điện áp đặt vào động cơ hoặc thay đổi dòng điện qua

động cơ.

c) Khối phanh:

Thực hiện dừng máy nhanh khi cần thiết.

Việc hãm (phanh) động cơ có thể thực hiện theo hai phương pháp:

- Hãm động năng.

- Hãm ngược

Phương pháp hãm động năng của động cơ một chiều kích từ nối tiếp trong máy

ly tâm:

Điều kiện hãm động năng của động cơ một chiều kích từ nối tiếp:

Ngắt phần ứng động cơ khỏi nguồn cung cấp;

Khép kín phần ứng động cơ với R hãm;

Dòng qua cuộn kích từ cùng chiều với dòng làm việc ban đầu.

19 | P a g e

CT

: Ilv (làm việc)

: Ih (hãm) 2

2

2

1

1

1

+24VDC

HãmR

KT

-

+

M

Page 20: Nhóm 17 báo cáo ly tâm_final

Nhóm 17-Máy Ly Tâm

Nguyên lý hoạt động:

Khi thời gian vận hành kết thúc, M2 mở ra Rel1 bị ngắt điện Cặp tiếp điểm

thường đóng Rel1 3-12; Rel1 2-10 đóng lại Ngắt nguồn 220VAC-50Hz khỏi động

cơ. Đồng thời nối nguồn +24 VDC với kích từ và đấu khép kín phần ứng động cơ

với điện trở hãm R1.

20 | P a g e

Hình2.6: Mạch điện khối phanh

KT

+24VDC

R2

R1

10

5 2

Rel1

Rel1

12

3 6

S2

h2

VR1

L

220VAC

M

Page 21: Nhóm 17 báo cáo ly tâm_final

Nhóm 17-Máy Ly Tâm

Đóng S2 Đèn h2 sáng chỉ thị mạch phanh làm việc và dòng điện của nguồn +24

VDC chảy qua cuộn kích từ về đất. Dòng điện này cùng chiều với dòng điện ban

đầu (Ilàm việc).

³Tải là cảm nên lúc này xuất hiện một sức điện động có dòng (Ihãm) chảy trong phần

ứng ngược chiều với dòng điện ban đầu (Ilàm việc) Tạo ra momen hãm.

5. Lắp đặt bảo dưỡng máy li tâm.

5.1. Lắp đặt máy:

Trước khi lắp đặt máy phải kiểm tra toàn bộ máy xem có bị hư hỏng gì

không? do quá trình vận chuyển gây nên.

Xem các tài liệu kĩ thuật do hãng cung cấp (nếu có) để vận hành và bảo

dưỡng đúng kĩ thuật.

Đặt máy trên bàn chắc chắn, ở nơi thoáng mát, không cần vòi nước, gần

đường gas.

Đấu dây đất cho máy theo đúng kĩ thuật.

Trước khi đấu điện lưới vào máy phải kiểm tra chắc chắn điện lưới phù hợp

với điện áp định mức của máy được ghi trên các máy.

5.2. Những hư hỏng thường gặp.

Những hư hỏng thường gặp là những pan thường đơn giản, người vận hành tự

mình có thể phát hiện được.

Những hư hỏng đó thường là:

Cháy cầu chì.

Cáp điện đứt

Công tắc hỏng

Tiếp điểm nắp máy không tiếp xúc.

Chổi than mòn hoặc không tiếp xúc với ổ góp.

Chiết áp điều chỉnh tốc độ hỏng

21 | P a g e

Page 22: Nhóm 17 báo cáo ly tâm_final

Nhóm 17-Máy Ly Tâm

Từng sự cố phải có cách kiểm tra để khẳng định chíng xác chỗ hỏng.

Một số Sự cố thường gặp và cách khắc phục

TT Hiện tượng Nguyên nhân Cách khắc phục

1

2

3

4

Động cơ không

quay, đèn báo

nguồn không

sáng.

Động cơ không

làm việc, đèn

báo nguồn sáng.

Động cơ quay,

đồng hồ đo tốc

độ không làm

việc.

Khi hết thời

- Mất nguồn cung cấp.

- Đứt dây nối nguồn

- Cháy cầu chì

- Hỏng công tắc mở nắp máy

- Tiếp điểm thời gian hỏng

- Hỏng DIAC. Hỏng TRIAC.

Đứt D5

- Hỏng bộ chỉnh lưu BC

- Tiếp điểm của công tắc

Braker hỏng

- Chổi than mòn, tiếp xúc kém

- Cháy động cơ

- Hỏng điôt D3

- Hỏng tốc kế G

Hỏng công tắc phanh

- Kiểm tra nguồn cung

cấp

- Nối, thay thế dây

nguồn

- Thay thế cầu chì

- Sửa chữa, thay thế

công tắc mới

- Kiểm tra, sửa chữa,

thay thế

- Kiểm tra, thay thế

- Kiểm tra, thay thế

-Kiểm tra, sửa chữa,

thay thế

- Thay thế chổi than

mới

- Kiểm tra, cuốn lại,

thay thế

- Kiểm tra, thay thế

- Kiểm tra, sửa chữa,

thay thế

22 | P a g e

Page 23: Nhóm 17 báo cáo ly tâm_final

Nhóm 17-Máy Ly Tâm

5

gian vận hành,

ấn công tắc

phanh, động cơ

không dừng

Khi máy chạy,

rung lắc, có

tiếng ồn

Mất cân bằng động

Kiểm tra, sửa chữa, thay

thế

Dừng máy, sắp xếp lại

mẫu xét nghiệm cho đối

xứng

6. Quy trình vận hành

B1. Chuẩn bị

Chuẩn bị các mẫu xét nghiệm

B 2. Cho máy chạy:

Đóng nắp máy nghe thấy tiếng “tách” chứng tỏ nắp máy đã được đóng chắc

chắn.

Chọn chế độ làm việc: Cho máy chạy theo thời gian hoặc cho máy chạy

không định thời gian.

Ấn công tắc nguồn cho máy chạy

Điều chỉnh tốc độ động cơ tăng dần đến giá trị đặt

Theo dõi máy chạy

B3. Dùng máy:

Khi hết thời gian chạy máy đồng hồ thời gian cắt điện, động cơ chỉ còn chạy

theo quán tính.

Phanh dừng động cơ

Ấn công tắc mở nắp máy khi đèn chỉ thị mở nắp sáng

Mở nắp máy bằng tay

23 | P a g e

Page 24: Nhóm 17 báo cáo ly tâm_final

Nhóm 17-Máy Ly Tâm

Tắt điện

Lấy mẫu xét nghiệm ra khỏi máy

Đậy nắp máy kết thúc một lần xét nghiệm

Quy trình vận hành máy:

TT Bước vận hành Biểu hiện – Tác dụng

1

2

3

4

Đặt ống nghiệm vào rotor, sắp xếp

đối xứng qua trục động cơ

Đóng nắp máy, cài lẫy chắc chắn

Đặt thời gian làm việc cho máy

Đặt tốc độ cho động cơ

Đảm bảo cân bằng tĩnh, cân bằng

động.

Công tắc nắp máy đóng, sẵn sàng cấp

nguồn cho mạch điều khiển

- Đèn Power sáng báo nguồn được cấp

- Điều chỉnh thời gian ly tâm thay đổi

trong phạm vi 0-99 phút, phù hợp với

từng loại mẫu xét nghiệm

- Động cơ bắt đầu khởi động.

- Tốc kế chỉ 0-5000 v/p, tương ứng

với mức đặt

24 | P a g e

Đúng Sai

Page 25: Nhóm 17 báo cáo ly tâm_final

Nhóm 17-Máy Ly Tâm

5

6

7

Khi hết thời gian vận hành. ấn

công tắc phanh

Mở nắp máy, lấy mẫu xét nghiệm

Làm vệ sinh máy, kiểm tra tắt máy,

đậy nắp tránh bụi bẩn.

- Cho phép thay đổi RCF

- Động cơ dừng nhờ cơ cấu hãm mềm

- Không gây rung lắc

- Thời gian động cơ dừng nhanh

- Đèn báo nguồn tắt

- Đảm bảo an toàn khi vận hành

Tăng tuổi thọ của máy

25 | P a g e

Page 26: Nhóm 17 báo cáo ly tâm_final

Nhóm 17-Máy Ly Tâm

Tài Liệu Tham Khảo

1. Bài giảng thiết bị đo y sinh và môi trường – TS.Nguyễn Thị Lan Hương

2. Máy ly tâm – Nguyễn Hải Hà (NXB GD Việt Nam -2010)

3. Biophysical techniques – T-cell biology group: http://www.medicine.ox.ac.uk

4. An investigation Of Centrifugal Blood-cell separation - National Institute of Technology, Tiruchirappalli

5. http://en.wikipedia.org/wiki/Centrifuge

6. Video: http://www.youtube.com/watch?v=X1HKpzUvFlQ

7. Và một số tài liệu tham khảo khác trên internet

26 | P a g e