我国实验室离心机的现状与展望

1 我G实验室离心机的研发回顾与现状     （1）实验室离心机是生物学、医学、农学、生物 工程、生物制药等行业科研与生产的**设备。我G 有关部门历来很重视离心机的发展, 离心机曾经是G 家科委统管的 23 项大型科学仪器之一，两次被纳入 G家科技攻关项目。 中G在离心机研究开发上的经费与人力投入累积 总和为世界**，在实验室离心机*域特别是超高速 离心机方面出现过一些G际一流的创新成果，但并未 产业化，目前我G**离心机发展缓慢，几乎全部依 赖进口。 （2）目前我G已逐步形成湖南、上海、北京的实 验室离心机生产基地。中G在 20 世纪 80 年代建立起 实验室离心机产业，不仅打破了G外的垄断，还规模 生产出低速离心机和高速冷冻离心机及大容量离心机   的广泛系列离心机产品，满足了市场需要，促进了相 关科研和产业的发展。 （3）在市场经济的巨大冲击下，实验室离心机行 业迎来高速发展的新时期。由于市场经济的巨大冲击， 致使G营企业重组改制，有的破产，在此过程中，由 于主要技术力量并未流失，所以能在重组中得到更快 的发展。 同时，改革开放后，许多外企看好中G市场，其 中法G、意大利在江苏太仓建立了高质量的压缩机组， 日本也在中G建立了变频电机生产基地。转子用的复 合材料，G内也开始批量生产。所以近年来G产实验 室离心机开始实验新的G产化和升级换代，包括**研发的台式离心机发展十分迅速。
 
2 G内几种主要的实验室离心机
 
目前全G离心机生产厂家有 110 多家，其产品已经发展为 4 大系列 50 多个品种，是实验室仪器发展**快的专业之一，随着离心机工业的发展和市场经济的推动，新的组合必将开始。小企业的生存空间将不断缩小，大企业、集团的出现将进一步推动我G离心机工业发展。
 
2.1 超大容量冷冻离心机湘仪引进美G贝克曼（BECKMAN）公司大容量冷冻
 
离心机。经过十多年的努力，湘仪离心机实现了**创新，一次可分离的试样容量为贝克曼（BECKMAN）公司产品容量的 2 倍。采取多级减震，变频电机驱动采用先进的矢量技术，整个主机采用多项保护措施。微机程序控制大屏幕液晶显示和无氟压缩机组，其技术水平达到同类机型世界先进水平，产品已出口到美G、德G、日本、越南、墨西哥等G。英泰、平凡等离心机厂也生产同类机型。
 
主要技术参数：
 
型号（Model）：L720R-3；**高转速（Max speed）：7200r/min；
 
**大相对离心力（Max RCF）：12166×g温度设定范围（Temperature range）：-20～+40℃；定时范围（Time range）：0~23h 59min；
 
转速精度（Speed accuracy）：±50r/min。 2.2 高速冷冻离心机
 
湘仪从日本 TOMY 公司引进的高速冷冻离心机，不仅实现G产化，并实现**创新。仪器采用全自动转头识别系统，大屏幕液晶显示，主机和转子运行参数**设定，自动存储，转子使用寿命自动计算，具有报警等多种保护功能，无氟压缩机，达到同类机型的G际先进水平。英泰、平凡、赫西已生产上述同类型离心机。
 
主要技术参数：
 
**高转速（Max speed）：25 000r/min；**大相对离心力（Max RCF）：64 800×g（24×1.5/2ml
 
25 000r/min）；

 

数后，测量**变形。设计者要给出一个限度，比如

10  m，或 80  m 等。**不变形的材料是不存在的。

而如果允许的变形过大，能保证的寿命则过短。在实

验范围内，对日立公司 RP83T 转子进行了对比测量，

结果显示G产转子优于日立转子。转子的安全性在 90

年代初超过日立公司，与当今G际水平持平。

离心机的机械安全设计中，还有其他一些内容，

其中**重要的是离心腔和盖的安全。离心机所配的几

种转子中，**高转速转子发生“爆炸” 时的危险不是

**大的，这是因为它较小较轻，因此虽然转速较高，

但转动惯量不是**大。在**高转速转动惯量**大的转

子在其**高转速“爆炸”时威力**大。离心机的机械

安全设计中的另一个内容就是转子在其**高转速“爆

炸”时，碎片不得射出机外，盖也不得掀开。此数据

也应在实验中确认。

（2）“九五” G家科技公关期间的成果

G内关于离心机振动问题较深入的研究是在清华

大学工程力学系，并与中G科学院生物物理所合作。

研究课题是为提高离心机动力特性的设计水平，讨论

典型离心机转子－支撑系统，进行动力特性计算。通

过对转子－支撑系统的振型分析，明确各主要零部件

对各阶临界转速的影响，并用实验验证计算结果，为

离心机动力特性设计提供理论方法。转子温度智能补

偿研究是创新的，在中科院生物物理所实验室里完成。

3.6   G际**的技术—带断轴保险的离心机

在G内的离心机事故中，还有在高速运转中断轴

的事故。G产的和G外的离心机都发生过此类事故。

打开断轴离心机盖子，可看到主轴已断，转子横躺在

离心腔中，有时转子和转子盖已分开，且外边缘已被

磨亮。显然，事故发生时若有人在旁，会发生人身事

故。要分离的样品都撒在离心腔里，样品血本无归，

还污染离心机。

笔者**设计了带断轴保险的离心机主轴系统。

这里，把主轴的支承转子和传递扭矩的功能分开。这

样，一旦发生断轴事故时，扭矩不能再带动转子，转

子在摩擦力作用下逐步停转，但仍在自身的安装位置

上，因此彻底根除了过去因“断轴事故”所带来的那

种灾难。该设计曾应用在高速冷冻离心机（1980 年， 图们）和低速大容量离心机上（“九五” G家科技攻 关课题，1997 年），而后者曾出过产品。 4 发展方向和解决措施         （1）组建世界上第 3 家超速离心机生产企业 目前中G市场，中低端产品市场中G产品占有率 过大半，完全可以替代进口产品，但**产品的市场 占有率甚微，而超速离心机的市场占有率几乎为零。 我G有能力在全G范围内挑选并整合**优秀的科 研和管理人才及生产条件，组建新的企业，它将是集 科研、生产和人才培养的基地，生产超速离心机在内 的全系列离心机和相关仪器。它将是世界上第 3 家超 速离心机生产企业，而中G将成为世界上第 3 个超速 离心机生产G，逐步出口。 （2）行业协会的恢复和市场秩序的整顿 中G仪器仪表行业协会实验室仪器分会的恢复是 大家多年盼望的一件好事，希望在市场秩序的整顿与 公平市场环境的建设中发挥应有的作用。行业协会要 呼吁抵制招投标中的不端行为。 （3）加强超速离心机的科研项目投入及人才培养 希望 3~5 年内我G超速离心机能有较大的发展。 需要G家有关部门和地方的大力支持，可采取G家项 目带动此进程。但更重要的是要有牵头单位或人员， 需要相关企业的积极响应。目前我G的离心机专业已 没有研究生培养，也没有相应的科研课题的研究。而 原来培养的研究人员大都“下海”导致课题组不存在， 极大地影响了我G的可持续发展能力，因此加强离心 机专业**人才培养刻不容缓。