Centrífuga de l'home pobre i Lazan Suzan: 3 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:10

Introducció + Matemàtiques i disseny

Centrífugues

Les centrífugues s’utilitzen per separar els materials per densitat. Com més gran sigui la diferència de densitat entre materials, més fàcils de separar són. Així doncs, en emulsions com la llet, una centrífuga pot separar part de la crema més grassa cap a la part superior, mentre que la llet desnatada va cap a la part inferior. Sigma Aldrich té un bon article sobre la física de la separació de les centrífugues, així com el que és possible separar a diferents velocitats de centrifugació.

La centrífuga que he fet hauria d’estar dins de la categoria de velocitat baixa que especifiquen (2, 000 - 6, 000 RPM). A aquestes velocitats, si tinguéssiu una suspensió de cèl·lules eucariotes en solució, podríeu agrupar-les (com separar-les de la solució). Les suspensions de coses com la farina o les partícules de brutícia també es podrien separar a aquestes velocitats.

Lazy Suzan

Un suzan mandrós motoritzat és una plataforma de rotació lenta que s’utilitza generalment per a la videografia. Podeu col·locar-hi alguna cosa com una estàtua o menjar i obtenir un vídeo suau de tots els costats de l'objecte. La velocitat de revolució és idealment <1 revolució per segon.

Velocitat, força i revolucions del motor

En una descripció del producte d’un motor elèctric, normalment veureu dues coses: el voltatge i el RPM. És probable que pugueu utilitzar voltatges de forma segura a + o - 50% de la tensió especificada. En teoria, tensions més altes signifiquen més força darrere del motor i majors RPM. Però suposem que teniu un motor que té RPM estàndard de 1000 revolucions per minut. Com podeu fer que alguna cosa giri més ràpid o més lent que 1000 RPM amb aquest motor? Amb engranatges.

Canviar de marxa en una bicicleta funciona de manera similar al que heu de fer aquí. Si teniu un engranatge amb 20 dents connectades al motor de 1000 RPM. A continuació, un engranatge amb 5 dents en contacte amb l’engranatge de 20 dents girarà a 4000 RPM. La relació és: RPM objectiu = (RPM del motor) * (Dents a l’engranatge del motor) / (Dents a l’engranatge giratori). FYI, el nombre de dents de l’engranatge ha de ser directament proporcional al radi dels engranatges, de manera que es pot utilitzar el radi. Així, en aquest exemple, l’engranatge de 5 dents és l’engranatge giratori i tindria la plataforma de la centrífuga i els tubs units.

Però això en teoria, en realitat, l’engranatge giratori gira a una velocitat inferior a l’esperada. Això es deu al fet que hi haurà una major fricció, sobretot si afegiu pes a l’engranatge de 5 dents.

En lloc d’engranatges, podeu utilitzar gomes, que és el que faig servir per al meu mandrós Suzan. I les matemàtiques funcionen de manera similar, en termes de circumferència o radi en lloc de dents.

Pas 1: materials

Llista general:

1. Contenidors buits com els contenidors d’ovaltina i farina de civada que he utilitzat. Les llaunes de sopa també podrien funcionar.
2. Motors. Classificat com a 12 V o superior per a la centrífuga. Al voltant de 3-6V per al mandrós Suzan.
3. Pistola de cola calenta
4. Cinta adhesiva: opcional
5. Super Glue (opcional): utilitzeu guants si s’utilitza
6. Filferros, engranatges, goma elàstica, plataforma giratòria, bateries, etc. - En parlaré amb més detall en els passos següents

Els motors que he utilitzat són motors elèctrics normals de 2 derivacions i no pas a pas. N’he obtingut una (de 12V i 1200 RPM) d’una impressora Canon que deixava de funcionar i una altra (possiblement 3V, <300 RPM probablement) d’un reproductor de DVD que deixava de funcionar. Si no teniu motors a mà, hi ha tones a eBay i altres llocs per <10 dòlars que haurien de funcionar.

Els engranatges i eixos que tinc són d’un "kit RC Snap Rover" que vaig desmuntar. En realitat, tot el que necessiteu és una roda que pugui girar lliurement sobre un eix i una manera de fer girar més ràpid o més lent que el motor, depenent del que vulgueu que sigui el vostre producte final.

Pas 2: centrífuga

Els envasos d’ovaltina tenen un fons metàl·lic. Per formar un forat perquè pugui passar la part superior del motor, recomano fer servir un martell i un clau i donar la volta en cercle, perforant lentament el material. Utilitzar un trepant o un dremel també funcionaria. Assegureu-vos que el cap del motor s’adapti i sigui perpendicular a la base de la llauna i, a continuació, apliqueu cola calenta a la zona al voltant del cap del motor i col·loqueu-lo al seu lloc. Vaig utilitzar cinta adhesiva per recolzar el motor mentre s’enduria la cola. Recomano fixar cables llargs al motor abans d’enganxar-lo al contenidor. Simplement vaig embolicar els extrems de filferro pelats al voltant dels cables del motor.

Un cop s’endureixi la cola, podeu treure dos forats pel costat del contenidor i estirar els cables. Tinc la bateria fora del contenidor per poder tocar manualment els cables de la bateria per engegar la centrífuga. L’ideal seria utilitzar un commutador, però no en tinc.

Llavors vaig super-enganxar un engranatge gran al cap del motor. He utilitzat paper de vidre per rugar la superfície de l’engranatge abans d’aplicar cola, que en teoria hauria d’augmentar la resistència de l’adherència. Vaig marcar una zona a la base ovaltina per on hauria d’anar l’engranatge següent (com en un punt on s’entrellacen les dents dels dos engranatges) i vaig fer un forat en aquell lloc amb un clau. Després vaig col·locar un eix lleugerament per aquest forat i el vaig enganxar en calent al seu lloc. Això és més visible a la imatge 2 d’aquest pas.

L’engranatge giratori té un disc de paper gruixut sobrepegat. Vaig tallar el disc de la part posterior d’una llibreta. El disc, en ser de paper, hauria d’adherir-se millor que el plàstic, però és prou fort per mantenir la velocitat del motor. S'ha de col·locar un forat al centre del disc de paper, en línia amb el forat de l'engranatge. D'aquesta manera, quan l'engranatge giratori es col·loca a l'eix, l'eix acabarà en un punt per sobre de la plataforma de paper. Llavors vaig col·locar una perla de cola calenta, visible a la imatge de la capçalera de la primera pàgina, a la part superior de l’eix. Que s’endurirà per sobre de la plataforma i assegurarà que no surti de l’eix.

El fitxer mp4 és un vídeo de la meva centrifugadora girant. És possible que hagueu de descarregar-lo per visualitzar-lo; el fitxer no és tan gran. Els tubs que faig servir són de plàstic i tenen llet. Els vaig tapar amb paper de plàstic. No recomanaria fer servir tubs de vidre, ja que hi pot haver algun risc que surtin del disc mentre giren. Els tubs només s’enganxen al disc. Faig servir una bateria de 9 V al vídeo, que té menys voltatge del que està assignat el motor. Per augmentar els nivells de tensió, podeu connectar les bateries en sèrie.

Pas 3: Lazan Suzan

Per al Lazy Suzan, l’engranatge de la imatge no actua com un engranatge, simplement pot girar al voltant de l’eix. La roda que s’enganxa a l’engranatge em proporciona una base per col·locar-hi una placa a sobre i després un element a la part superior de la placa.

La imatge 2 mostra l’eix que s’ha enfonsat a través de la base del recipient de farina de civada i que després s’ha enganxat al seu lloc. El motor es va col·locar i enganxar en calent en un lloc que garanteixi que la banda de goma estigui tensa quan s’estira entre l’engranatge i el motor (imatge 1). Si simplement teniu una roda que gira sobre un eix, la goma es pot estirar directament al voltant de la roda, només tingueu en compte que si la roda és gran, girarà a una RPM molt inferior a la del motor.

He de córrer això a 6 volts en realitat. Què són 4 bateries de 1,5V en sèrie. La imatge 3 d’aquest pas mostra com recomano connectar bateries en sèrie (si només teniu piles d’1,5 V). Bàsicament, una tira de paper d'alumini es va plegar diverses vegades sobre si mateixa i es va col·locar sobre la cinta adhesiva. A continuació, la cinta fixa l'alumini en contacte amb els extrems de la bateria + i - i assegura les bateries juntes. Així, quan es configuren les coses com a la imatge quatre, doblegueu l’extrem de la cinta a les bateries i el segleu juntes. Assegureu-vos que el paper d’alumini estigui plegat almenys 10 vegades o escalfarà una quantitat relativa.

També hauria pogut fer funcionar el motor amb 9V més una resistència, però volia que fos senzill. Només cal saber que hi ha diverses maneres d’assolir tensions o corrents òptims.