Медицинская лабораторная центрифуга: описание, особенности. Центрифуга лабораторная медицинская Для чего нужны центрифуги

Вот этот невзрачный серый цилиндр и является ключевым звеном российской атомной индустрии.

Выглядит, конечно, не слишком презентабельно, но стоит понять его назначение и взглянуть на технические характеристики, как начинаешь осознавать, почему секрет его создания и устройства государство охраняет как зеницу ока.

Да, забыл представить: перед вами газовая центрифуга для разделения изотопов урана ВТ-3Ф (n-го поколения). Принцип действия элементарный, как у молочного сепаратора, тяжелое, по воздействием центробежной силы, отделяется от легкого. Так в чем же значимость и уникальность? Для начала ответим на другой вопрос – а вообще, зачем разделять уран? Природный уран, который вот прямо в земле лежит, представляет из себя коктейль из двух изотопов: урана-238 и урана-235 (и 0,0054 % U-234). Уран-238, это просто тяжелый, серого цвета металл. Из него можно сделать артиллерийский снаряд, ну или… брелок для ключей.

А вот что можно сделать из урана-235? Ну во первых атомную бомбу, во вторых топливо для АЭС. И вот тут мы подходим к ключевому вопросу – как разделить эти два, практически идентичных атома, друг от друга? Нет, ну действительно, КАК?! Кстати: Радиус ядра атома урана -1.5 10-8 см. Для того, что бы атомы урана можно было загнать в технологическую цепочку, его (уран) нужно превратить в газообразное состояние. Кипятить смысла нет, достаточно соединить уран с фтором и получить гексафторид урана ГФУ.

Технология его получения не очень сложная и затратная, а потому ГФУ получают прямо там, где этот уран и добывают. UF6 является единственным легколетучим соединением урана (при нагревании до 53°С гексафторид (на фото) непосредственно переходит из твердого состояния в газообразное). Затем его закачивают в специальные емкости и отправляют на обогащение.

Немного истории В самом начале ядерной гонки, величайшими научными умами, как СССР, так и США, осваивалась идея диффузионного разделения – пропускать уран через сито. Маленький 235-й изотоп проскочит, а «толстый» 238-й застрянет. Причем изготовить сито с нано-отверстиями для советской промышленности в 1946-м году было не самой сложной задачей.

Из доклада Исаака Константиновича Кикоина на научно-технического совете при Совете Народных Комиссаров (приведен в сборнике рассекреченных материалах по атомному проекту СССР (Ред. Рябев)): В настоящее время мы научились делать сетки с отверстиями около 5/1 000 мм, т.е. в 50 раз большими длины свободного пробега молекул при атмосферном давлении. Следовательно, давление газа, при котором разделение изотопов на таких сетках будет происходить, должно быть меньше 1/50 атмосферного давления. Практически мы предполагаем работать при давлении около 0,01 атмосферы, т.е. в условиях хорошего вакуума. Расчет показывает, что для получения продукта, обогащенного до концентрации в 90 % легким изотопом (такая концентрация достаточна для получения взрывчатого вещества), нужно соединить в каскад около 2 000 таких ступеней.

В проектируемой и частично изготовленной нами машине рассчитывается получить 75-100 г урана-235 в сутки. Установка будет состоять приблизительно из 80-100 «колонн», в каждой из которых будет смонтировано 20-25 ступеней». Ниже приведен документ — доклад Берии Сталину о подготовке первого атоиного взрыва. Внизу дана небольшая справка о наработанных ядерных материалах к началу лета 1949-го года.

И вот теперь сами представьте – 2000 здоровенных установок, ради каких-то 100 грамм! Ну а куда деваться-то, бомбы ведь нужны. И стали строить заводы, и не просто завода, а целые города. И ладно только города, электричества эти диффузионные заводы требовали столько, что приходилось строить рядом отдельные электростанции. На фото: первый в мире завод газодиффузионного обогащения урана К-25 в Ок-Ридже (США). Строительство обошлось в $500 млн. Протяженность U-образного здания около полумили.

В СССР Первая очередь Д-1 комбината №813, была рассчитана на суммарный выпуск 140 граммов 92-93 %-ного урана-235 в сутки на 2-х идентичных по мощности каскадах из 3100 ступеней разделения. Под производство отводился недостроенный авиационный завод в поселке Верх-Нейвинск, что в 60 км от Свердловска. Позже он превратился в Свердловск-44, а 813-й завод (на фото) в Уральский электрохимический комбинат – крупнейшее в мире разделительное производство.

И хотя технология диффузионного разделения, пусть и с большими технологическими трудностями, было отлажена, идея освоения более экономичного центрифужного процесса не сходила с повестки дня. Ведь если удастся создать центрифугу, то энергопотребление сократится от 20 до 50 раз! Как устроена центрифуга? Устроена она более чем элементарно и похожа на старую стиральную машину, работающую в режиме «отжим/сушка». В герметичном кожухе находится вращающийся ротор. В этот ротор подается газ (UF6).

За счет центробежной силы, в сотни тысяч раз превышающей поле тяготения Земли, газ начинает разделяться на «тяжелую» и «легкую» фракции. Легкие и тяжелые молекулы начинают группироваться в разных зонах ротора, но не в центре и по периметру, а в верху и в низу. Это возникает из-за конвекционных потоков – крышка ротора имеет подогрев и возникает противоток газа. Вверху и в низу цилиндра установлены две небольших трубочки – заборника.

В нижнею трубку попадает обедненная смесь, в верхнюю – смесь с большей концентрацией атомов 235U. Эта смесь попадает в следующую центрифугу, и так далее, пока концентрация 235-го урана не достигнет нужного значения. Цепочка центрифуг называется каскад.

Технические особенности. Ну во первых скорость вращения — у современного поколения центрифуг она достигает 2000 об/сек (тут даже не знаю с чем сравнить…в 10 раз быстрее чем турбина в авиадвигателе)! И работает она без остановки ТРИ ДЕСЯТКА лет! Т.е. сейчас в каскадах вращаются центрифуги, включенные еще при Брежневе! СССР уже нет, а они все крутятся и крутятся. Не трудно подсчитать, что за свой рабочий цикл ротор совершает 2 000 000 000 000 (два триллиона) оборотов. И какой подшипник это выдержит?

Да никакой! Нет там подшипников. Сам ротор представляет из себя обыкновенный волчок, внизу у него прочная иголка, опирающаяся на корундовый подпятник, а верхний конец висит в вакууме, удерживаясь электромагнитным полем. Иголка тоже не простая, сделанная из обычной проволоки для рояльных струн, она закалена очень хитрым способом (каким – ГТ). Не трудно представить, что при такой бешеной скорости вращения, сама центрифуга должна быть не просто прочной, а сверхпрочной.

Вспоминает академик Иосиф Фридляндер: «Трижды вполне расстрелять могли. Однажды, когда мы уже получили Ленинскую премию, случилась крупная авария, у центрифуги отлетела крышка. Куски разлетелись, разрушили другие центрифуги. Поднялось радиоактивное облако. Пришлось всю линию останавливать — километр установок! В Средмаше центрифугами командовал генерал Зверев, до атомного проекта он работал в ведомстве Берии.

Генерал на совещании сказал: «Положение критическое. Под угрозой оборона страны. Если мы быстро не выправим положение, для вас повторится 37-й год». И сразу совещание закрыл. Придумали мы тогда совершенно новую технологию с полностью изотропной равномерной структурой крышек, но требовались очень сложные установки. С тех пор именно такие крышки и производятся. Никаких неприятностей больше не было. В России 3 обогатительных завода, центрифуг многие сотни тысяч.»

На фото: испытания первого поколения центрифуг

Корпуса роторов тоже поначалу были металлические, пока на смену им не пришел… углепластик. Легкий и особопрочный на разрыв, он является идеальным материалом для вращающегося цилиндра.

Вспоминает Генеральный директор УЭХК (2009-2012) Александр Куркин: «Доходило до смешного. Когда испытывали и проверяли новое, более «оборотистое» поколение центрифуг, один из сотрудников не стал дожидаться полной остановки ротора, отключил ее из каскада и решил перенести на руках на стенд. На вместо движения вперед, как не упирался, он с этим цилиндром в обнимку, стал двигаться назад. Так мы воочию убедились, что земля вращается, а гироскоп, это великая сила.»

Кто изобрел?

О, это загадка, погружённая в тайну и укутанная неизвестностью. Тут вам и немецкие плененные физики, ЦРУ, офицеры СМЕРШа и даже сбитый летчик-шпион Пауэрс. А вообще принцип газовой центрифуги описан еще в конце 19-го века. Ещё на заре Атомного проекта инженер Особого конструкторского бюро Кировского завода Виктор Сергеев предлагал центрифужный метод разделения, но сначала его идею коллеги не одобряли. Параллельно над созданием разделительной центрифуги в специальном НИИ­-5 в Сухуми бились учёные из побеждённой Германии: доктор Макс Штеенбек, который при Гитлере работал ведущим инженером Siemens, и бывший механик «Люфтваффе», выпускник Венского университета Гернот Циппе. Всего в группу входило около 300 «вывезенных» физиков.

Вспоминает генеральный директор ЗАО «Центротех-СПб» ГК «Росатом» Алексей Калитеевский: «Наши специалисты пришли к выводу, что немецкая центрифуга абсолютно непригодна для промышленного производства. В аппарате Штеенбека не было системы передачи частично обогащённого продукта в следующую ступень. Предлагалось охлаждать концы крышки и замораживать газ, а потом его разморозить, собрать и пустить в следующую центрифугу. То есть, схема неработоспособная. Однако в проекте было несколько очень интересных и необычных технических решений. Эти «интересные и необычные решения» были соединены с результатами, полученными советскими учёными, в частности с предложениями Виктора Сергеева. Условно говоря, наша компактная центрифуга - на треть плод немецкой мысли, а на две трети - советской». Кстати, когда Сергеев приезжал в Абхазию и высказывал тем же Штеенбеку и Циппе свои мысли по поводу отбора урана, Штеенбек и Циппе отмахнулись от них, как от нереализуемых. Итак что же придумал Сергеев.

А предложение Сергеева заключалось в создании отборников газа в виде трубок Пито. Но доктор Штеенбек, съевший зубы, как он считал, на этой теме, проявил категоричность: «Они станут тормозить поток, вызывать турбулентность, и никакого разделения не будет!»

Спустя годы, работая над мемуарами, он об этом пожалеет: «Идея, достойная того, чтобы исходить от нас! Но мне она в голову не приходила…». Позже, оказавшись за пределами СССР Штеенбек центрифугами больше не занимался. А вот Геронт Циппе перед отъездом в Германию имел возможность ознакомиться с опытным образцом центрифуги Сергеева и гениально простым принципом ее работы. Оказавшись на Западе, «хитрый Циппе», как его нередко называли, запатентовал конструкцию центрифуги под своим именем (патент №1071597 от 1957 года, заявлен в 13 странах). В 1957 году, переехав в США, Циппе построил там работающую установку, воспроизведя по памяти опытный образец Сергеева. И назвал ее, отдадим должное, «Русской центрифугой» (на фото).

Кстати, русская инженерная мысль проявила себя и в многих других случаях. В качестве примера можно привести элементарный аварийный запорный клапан. Там нет датчиков, детектеров и электронных схем. Там есть только самоварный краник, который своим лепестком касается станины каскада. Если что не так, и центрифуга меняет свое положение в пространстве, он просто поворачивается и закрывает входную магистраль. Это как в анекдоте про американскую ручку и русский карандаш в космосе.

Наши дни На этой неделе автор этих строк присутствовал на знаменательном событии – закрытии российского офиса наблюдателей министерства энергетики США по контракту ВОУ-НОУ. Эта сделка (высокообогащенный уран – низкообогащенный уран) была, да и остается крупнейшим соглашением в области ядерной энергетики между Россией и Америкой. По условиям контракта российские атомщики переработали 500 тонн нашего оружейного (90%) урана в топливный (4%) ГФУ для американских АЭС. Доходы за 1993-2009 годы составили 8,8 млрд. долларов США. Это стало логическим исходом технологического прорыва наших ядерщиков в области разделения изотопов, сделанного в послевоенные годы. На фото: каскады газовых центрифуг в одном из цехов УЭХК. Здесь их около 100 000 шт.

Благодаря центрифугам мы получили тысячи тонн относительно дешевого, как военного, так и коммерческого продукта. Атомная отрасль, одна из немногих оставшихся (военная авиация, космос), где Россия удерживает непререкаемое первенство. Одних только зарубежных заказов на десять лет вперед (с 2013 года по 2022 год), портфель «Росатома» без учета контракта ВОУ-НОУ составляет 69,3 миллиарда долларов. В 2011 году он перевалил за 50 миллиардов… На фото склад контейнеров с ГФУ на УЭХК.

Выделяют два основных типа центрифуг: отстойные и фильтрующие. Отстойные центрифуги используют для разделения эмульсий и суспензий посредством осаждения дисперсных частиц под воздействием центробежных сил. В химической отрасли также широко применяются фильтрующие центрифуги.

Классификация центрифуг в общем случае возможна по следующим параметрам:

• по типу организации процесса (непрерывные и периодические);
• по расположению вала (наклонные, горизонтальные, вертикальные);
• по способу выгрузки осадка (с центробежной выгрузкой, гравитационной, шнековой, ручной и т.п.)

Центрифуги по фактору разделения делятся на две группы и называются нормальными центрифугами (К р <300) и сверхцентрифугами (К р >3000).

Нормальные центрифуги используются чаще всего для разделения всех суспензий, кроме тех, которые имеют очень малую концентрацию твердых веществ. Сверхцентрифуги, в свою очередь, используются для разделения тонких суспензий и эмульсий.

Принцип действия декантерной центрифуги

Если разделять центрифуги по назначению, то можно выделить отстойные, фильтрующие и разделяющие (сепарирующие) центрифуги.

• Фильтрующие центрифуги оснащаются дырчатыми барабанами, покрытыми изнутри, как правило, тканью или другой фильтрующей перегородкой. Данный тип центрифуг используется для разделения суспензий, имеющих зернистую или кристаллическую твердую фазу, а также твердых и штучных материалов.
• Отстойные центрифуги, имеющие сплошной барабан без отверстий, используются для разделения суспензий, плохо поддающихся фильтрации, а также для осветления суспензий, содержащих малое количество твердой фазы.
• Разделяющие центрифуги тоже оснащены сплошным барабаном. Данный тип центрифуг чаще всего используются для разделения концентрированных суспензий и эмульсий.

Помимо вышеперечисленного, центрифуги разделяются по способу выгрузки осадка. Выгрузка осадка может производиться вручную, при помощи скребков и ножей, которые движутся возвратно-поступательно, и с помощью силы тяжести или центробежной силы.

Центрифуги также могут разделяться по устройству опор, на осонве чего выделяют подвесные и стоячие, и по расположению оси - вертикальные, горизонтальные и наклонные.

По процессу организации центрифугирования устройства делят на непрерывно действующие и периодические.

Центрифуги работающие периодически имеют три основные периода работы:

1. Пуск центрифуги и наполнение ее барабанов.
2. Вращение барабана с постоянной скоростью, а также разделение неоднородной смеси.
3. Торможение барабана и его разгрузка.

Наполнение барабана производится, когда незаполненный барабан вращается с определенной скоростью, которая меньше чем рабочая, или в том случае, когда достигается полная скорость вращения. В некоторых случаях барабан следует загружать до момента пуска центрифуги. Удаление осадка происходит после остановки центрифуги или в момент, когда барабан вращается с низкой скоростью.

Довольно часто после того, как проведен основной процесс центрифугирования, возникает необходимость в промывке осадка. Для этого проводится отжим промывных вод, который производится путем дополнительного пуска барабана центрифуги. В некоторых случаях необходимо также вымывание определенных компонентом исходной смеси.

В центрифугах работающих периодически применяется сплошной барабан или с отверстиями.

Принцип действия барабанной центрифуги

При этом барабан заключается в кожух, служащий сборником фильтрата или промывной жидкости, а также защитным ограждением на тот случай выхода из строя или разрушения барабан. Вращение барабана производится посредством электродвигателя.

Благодаря воздействию центробежной силы происходит проталкивание жидкости через фильтрующий материал и отверстия в барабане. Жидкость собирается в кожухе, и затем удаляется через трубопровод.

Если необходимо получить осадок, содержащий минимальное количество влаги, то применяются дырчатые барабаны. С их помощью можно достичь конечной влажности осадка около 1-5% (при очень измельченной твердой фазе - до 40%). Если для этих целей использовать сплошные барабаны, то в осадке останется значительно больше влаги (около 70% и больше).

Для того чтобы увеличить эффективность разделения, в сплошных барабанах устанавливают специальные кольцевые вставки, уменьшающие скорость движения жидкости, находящейся у стенок. Таким образом, процесс осаждения твердых частиц значительно улучшается.

Центрифуги периодического действия производятся, как правило, с вертикальным валом. Выгрузка материала в таких центрифугах может быть нижней или верхней. Более удобной считается нижняя выгрузка, но она требует больших затрат физического труда. Чтобы облегчить выгрузку, аппараты достаточно часто снабжают легко управляемой механической лопатой. Некоторые центрифуги такого типа выполняются саморазгружающимися.

Если в стоячих центрифугах, оснащенных вертикальным валом и жесткой опорой, происходит неравномерное распределение обрабатываемого материала, то возникают небезопасные и довольно сильные колебания барабана. Из-за этого современные центрифуги оснащаются эластичными опорами, при этом подпятник вала устанавливается в сферической втулке.

Самыми распространенными центрифугами периодического действия являются центрифуги, которые подвешены на трех колонах, а также центрифуги с верхней опорой.

Классификация центрифуг:

Принцип работы данной центрифуги состоит в том, что суспензия подается по трубе во внутренний барабан, а затем сквозь окна выводится в отстойный барабан. На этом этапе происходит разделение суспензии. Осветленная жидкость поступает в кожух и выводится через патрубок. Шнек перемещает осадок и выводит его через патрубок.

Лабораторные центрифуги предназначены для разделения жидких образцов на фракции путем воздействия центробежной силы. Требуемый эффект достигается за счет того, что вещества осаждаются с различной скоростью, зависящей от массы и плотности входящих в их состав частиц. В результате самые тяжелые компоненты раствора скапливаются на дне емкости, легкие – на поверхности.

Область применения

Центрифуги являются обязательным элементом оснащения лабораторий:

• медицинских и научно-исследовательских центров;
• ветеринарных клиник;
• химических, косметических и фармацевтических производств;
• центров крови;
• добывающих и перерабатывающих предприятий нефтяной отрасли;
• сертификационных и надзорных органов;
• предприятий пищевой промышленности и др.

Устройство лабораторной центрифуги

Современная лабораторная центрифуга представляют собой сложное электромеханическое устройство, основными узлами которого являются:

• металлический, стойкий к коррозии корпус;
• внутренняя камера;
• ротор;
• электродвигатель;
• панель управления.

Кроме того, производители оснащают оборудование вспомогательными системами, призванными обеспечить безопасную эксплуатацию и повысить качество обработки образцов. К таковым относятся:

• защита от чрезмерной вибрации, вызванной дисбалансом;
• автоматическое распознавание ротора;
• блокиратор крышки, препятствующий ее открытию до полной остановки двигателя и др.

Требования безопасности при работе с лабораторными центрифугами

В первую очередь необходимо точно выбрать рабочие параметры:

• тип ротора и адаптера;
• режим разгона и максимальную скорость;
• продолжительность центрифугирования;
• температурный режим;
• предельную величину центробежного ускорения и т. д.

Для решения современных задач в области биохимического, генетического анализа и др. фракционирование биоматериала осуществляется на больших скоростях. Используемые для этих целей современные лабораторные микроцентрифуги британской марки Centurion Scientific отличаются исключительной надежностью и безопасностью за счет оснащения специальными технологиями защиты от случайных ошибок оператора.

Однако даже такой интеллектуальный аппарат может выйти из строя и стать потенциальным источником серьезных проблем, если не соблюдаются условия и порядок его эксплуатации. Чтобы избежать любых осложнений, следует выполнять следующие правила:

• устанавливать оборудование на прочное основание строго в горизонтальном положении;
• даже в условиях небольшой лаборатории не следует держать на одном столе несколько центрифуг и других приборов, чувствительных к воздействию вибрации;
• в атмосфере помещения не должно быть примесей легковоспламеняющихся газов и агрессивных веществ;
• корпус центрифуги следует заземлить во избежание поражения персонала электрическим током;
• располагать оборудование нужно таким образом, чтобы от выхода вентиляционного отверстия до ближайшего препятствия оставалось расстояние не менее 30 см;
• выходящие из центрифуги воздушные потоки не должны попадать непосредственно на людей;
• все работы по установке и извлечению пробирок с образцами необходимо выполнять в резиновых перчатках, для защиты кожных покровов от воздействия химикатов;
• при неполной загрузке пары пробирок должны размещаться в диаметрально противоположных ячейках ротора;
• даже при использовании пробок, верхний уровень образца должен находиться не ближе 1см от края пробирки;
• открытые емкости заполняются максимум на 75% от предельно допустимого объема;
• перед включением двигателя следует убедиться в том, что ротор надежно закреплен на оси и вращается свободно, без заеданий и трения;
• крышка рабочей камеры закрывается плотно, до щелчка, свидетельствующего о включении блокирующего устройства;
• открывать отсек с ротором можно только после его полной остановки.

Запрещено:

• устанавливать обороты, превышающие максимально допустимое значение для конкретного типа ротора, пробирок, исследуемых образцов;
• производить какие-либо манипуляции при открытой крышке и вращающемся роторе;
• загружать образцы, суммарная масса которых выше предельного значения, установленного для центрифуги или ротора;
• располагать в диаметрально противоположных ячейках ротора пробирки, масса которых с учетом содержимого различается более чем на 3,5 гр;
• пользоваться несертифицированными, нестандартными или самодельными пробирками;
• включать центрифугу, не удалив стопорную транспортировочную гайку.

Критерии выбора

При выборе конкретной модели оборудования следует учитывать следующие моменты:

• тип лаборатории – в специализированных учреждениях, например медицинских, работа ведется с определенным набором образцов: кровь, моча, слюна, пот и т.п. В научно-исследовательских центрах набор обрабатываемых материалов значительно шире, соответственно и оборудование требуется универсальное, с большим диапазоном регулировок рабочих параметров. Так, для медучреждений можно рекомендовать центрифуги Centurion Scientific серии PrO-Hospital, PrO-Cyt и PrO-PRP .

• суммарный объем проб, обрабатываемый в рамках одного цикла – в составе серии оборудования производители предлагают установки различной вместимости. Если выбрать слишком большую модель, то ротор постоянно будет оставаться недозагруженным, что влечет избыточные энергозатраты, а также увеличивает риск неравномерного распределения образцов, повышенной вибрации и преждевременной поломки. Недостаточная вместимость приведет к росту временных затрат на проведение исследований, что также дает отрицательный эффект. Так, в серии центрифуг PrO-Analytical имеются модели, рассчитанные на предельный объем от 48 до 3000мл, что позволяет подобрать подходящий вариант практически для любой лаборатории.

• разновидности и виды роторов – необходимо учитывать, какой тип пробирок будет применяться в процессе работы с образцами и способ исследований. Для промышленных и научно исследовательских лабораторий лучше выбирать модели центрифуг, поддерживающие максимальное количество разновидностей роторов.

Только правильно подобранная центрифуга обеспечит эффективную обработку образцов при оптимальном уровне временных и энергетических затрат.

Центрифуга для отжима белья – устройство, известное многим домохозяйкам. Но речь пойдет не о «довеске» к полуавтоматической стиралке, а полноценном самостоятельном бытовом приборе. Ее можно приобрести в качестве дополнения к машинке-полуавтомат без отжима. Также устройство подойдет тем, кто стирает в ручном режиме, для облегчения процесса в целом. Далее мы рассмотрим принцип работы такой центрифуги и сделаем краткий обзор популярных моделей, чтобы вы определились, стоит ли делать такую покупку.

Бытовая центрифуга имеет простейшее устройство. Детали прибора скрыты корпусом из пластика или металла, форма – округлая или квадратная. Внутри находится барабан, расположенный вертикально. Во время работы барабан вертится на высокой скорости, создавая центробежную силу, в результате чего капли воды выталкиваются из белья и стекают в бак. Из центрифуги вода сливается в специально отведенную емкость. Практически все центрифуги имеют схожие характеристики, и кардинального различия в принципе их использования не наблюдаются. Чтобы правильно отжать белье в центрифуге, нужно:

• Открыть крышку машинки для отжима.
• Снять заглушку.
• Заложить белье в барабан. Укладывайте вещи плотно, чтобы избежать дисбаланса и прыжков машинки во время работы.
• Установить заглушку, закройте крышку.
• Подставить емкость и запустить прибор.
• На механическом таймере выбрать время работы. Аппарат запустится самостоятельно. В некоторых моделях для запуска нужно переключить тумблер.
• По завершении работы отключить центрифугу.
• Достать и досушить белье.

Важно! При работе даже дорогая модель будет создавать вибрации. Гасить их можно, используя антивибрационные подставки для стиральных машин.

Если у вас не работает отжим в полуавтоматической машине, такой как «Фея», «Ренова» или другой мини-стиралке с полосканием и отжимом, можно избежать ремонта. Для этого приобретите отдельную независимую центрифугу и отжимайте в ней – удобно и надежно.

На что смотреть при выборе

Покупая технику, чтобы повысить качество отжима вещей, пользователи обращают внимание на два основных фактора: качество и цену. Всем хотелось бы, чтобы машинка стоила дешево, а работало долго и без сбоев. Возможно, мы вас разочаруем, но такого не бывает – платить за качество придется. И вот почему:

• Хороший аппарат априори не может быть дешевым.
• Качественная сборка при низкой цене еще не гарантирует качественный отжим.

Поэтому вопрос, сколько стоит центрифуга, должен волновать в последнюю очередь. Прежде всего обратите внимание на такие моменты:

• Вместительность барабана . Чем больше объем бака, тем выше ценность. Такую машинку можно использовать для отжима ковров и других крупных вещей – штор, одеял, покрывал, верхней одежды.
• Количество оборотов . В современной технике скорость барабана около 2000 оборотов за 1 минуту и более. Чем выше показатель, тем меньше влаги остается в белье.

Важно! Помните, что высокая скорость вращения может испортить вещи.

• Устойчивость . К сожалению, чтобы проверить этот параметр, нужно запустить агрегат. Не во всех магазинах есть проверочные стенды. Если вы покупаете б/у машинку, будет проще. Вибрировать и покачиваться в работе центрифуга может, а вот скакать и перемещаться по полу – ни в коем случае.
• . Подобные приборы требуют ресурсов и быстро изнашиваются, поэтому стоит выбирать маломощные модели, например, в 350 Вт – такая машинка не потребует колоссальных затрат на электроэнергию.

• Размеры . Если у центрифуги не будет постоянного места, и вы планируете прятать ее в кладовку после использования, габариты – немаловажный критерий. Также актуально для жителей малогабаритных квартир.
• Материалы . Чтобы понять, из чего сделан бак и корпус, не нужно быть экспертом. Выбирайте устройство в металлическом корпусе, а не пластиковом. Если вариантов нет, то проверьте качество и прочность пластика, надавив на него пальцем.
• Уплотнители . Эти комплектующие должны быть правильно установлены и подогнаны под плотное закрытие люка. Если вы заметили кривизну или неправильное расположение резинок, откажитесь от подобной покупки.
• Слив . Высота носика должна быть достаточной, а длина – оптимальной для слива воды в емкость.

Важно! Подыщите модель со съемным носиком, чтобы получить более компактную технику.

Обзор популярных моделей

Не знаете, где купить и как выбрать подходящую модель? Рейтинг популярных образцов поможет составить верное мнение.

Устройство, импортируемое в РФ из Аргентины. Есть три причины, по которым KOH-I-NOOR досталась первая ступень нашего ТОП-5:

1. Самые лучшие показатели качества отжима среди аналогов: в белье остается до 22% влаги.
2. Вместительность – 5 кг.
3. Экономичная и быстрая работа.

Среди плюсов – отсутствие дребезжания при работе и относительно приемлемая цена в 12 500 рублей.

Ее отличают следующие параметры и характеристики:

• Объем барабана в 4,5 кг.
• Остаточная влажность отжатого белья – 40%.
• Высокое качество сборки.
• Доступная стоимость – в пределах 9 000 рублей.

«Серебро» рейтинга досталось AEG SV от известного немецкого бренда, который уже успел успешно зарекомендовать себя в качестве изготовителя лучших стиральных машин. Параметры модели несколько слабее предыдущих вариантов:

• Объем барабана – 4 кг.
• Скорость вращения – 2800 оборотов за минуту.
• Влажность белья после отжима – 40%.

Цена на сегодняшний день около 15 000 рублей.

Отечественная модель, дополненная функцией полоскания. Качество сборки оставляет желать лучшего, а на материалах производитель явно сэкономил. Недостатки компенсируются производительностью:

• Барабан вмещает 6 кг белья.
• Скромный вес.
• Удобная ручка для переноски и компактные габариты – идеально для хранения.
• Низкое потребление ресурсов.
• Приятная цена – менее 6 000 рублей.
• Среднее качество отжима: остаточная влажность в районе 45%.

Последнее место рейтинга досталось еще одной российской модели. Это малогабаритный вариант со средним качеством сборки. Главный и существенный недостаток – слабый отжим, оставляющий в белье до 70% влажности. Зато порадует цена – чуть больше 3 000 рублей. Сегодня спрос на такие аппараты упал благодаря широкому распространению автоматических стиралок. Но, если нет возможности установить СМА в домашних условиях по той или иной причине, не поскупитесь и купите центрифугу. Наш рейтинг поможет вам в выборе подходящей модели.

Вот этот невзрачный серый цилиндр и является ключевым звеном российской атомной индустрии.

Выглядит, конечно, не слишком презентабельно, но стоит понять его назначение и взглянуть на технические характеристики, как начинаешь осознавать, почему секрет его создания и устройства государство охраняет как зеницу ока.

Да, забыл представить: перед вами газовая центрифуга для разделения изотопов урана ВТ-3Ф (n-го поколения). Принцип действия элементарный, как у молочного сепаратора, тяжелое, по воздействием центробежной силы, отделяется от легкого. Так в чем же значимость и уникальность? Для начала ответим на другой вопрос – а вообще, зачем разделять уран? Природный уран, который вот прямо в земле лежит, представляет из себя коктейль из двух изотопов: урана-238 и урана-235 (и 0,0054 % U-234). Уран-238, это просто тяжелый, серого цвета металл. Из него можно сделать артиллерийский снаряд, ну или… брелок для ключей. А вот что можно сделать из урана-235? Ну во первых атомную бомбу, во вторых топливо для АЭС. И вот тут мы подходим к ключевому вопросу – как разделить эти два, практически идентичных атома, друг от друга? Нет, ну действительно, КАК?! Кстати: Радиус ядра атома урана -1.5 10-8 см. Для того, что бы атомы урана можно было загнать в технологическую цепочку, его (уран) нужно превратить в газообразное состояние. Кипятить смысла нет, достаточно соединить уран с фтором и получить гексафторид урана ГФУ. Технология его получения не очень сложная и затратная, а потому ГФУ получают прямо там, где этот уран и добывают. UF6 является единственным легколетучим соединением урана (при нагревании до 53°С гексафторид (на фото) непосредственно переходит из твердого состояния в газообразное). Затем его закачивают в специальные емкости и отправляют на обогащение.

Немного истории В самом начале ядерной гонки, величайшими научными умами, как СССР, так и США, осваивалась идея диффузионного разделения – пропускать уран через сито. Маленький 235-й изотоп проскочит, а «толстый» 238-й застрянет. Причем изготовить сито с нано-отверстиями для советской промышленности в 1946-м году было не самой сложной задачей. Из доклада Исаака Константиновича Кикоина на научно-технического совете при Совете Народных Комиссаров (приведен в сборнике рассекреченных материалах по атомному проекту СССР (Ред. Рябев)): В настоящее время мы научились делать сетки с отверстиями около 5/1 000 мм, т.е. в 50 раз большими длины свободного пробега молекул при атмосферном давлении. Следовательно, давление газа, при котором разделение изотопов на таких сетках будет происходить, должно быть меньше 1/50 атмосферного давления. Практически мы предполагаем работать при давлении около 0,01 атмосферы, т.е. в условиях хорошего вакуума. Расчет показывает, что для получения продукта, обогащенного до концентрации в 90 % легким изотопом (такая концентрация достаточна для получения взрывчатого вещества), нужно соединить в каскад около 2 000 таких ступеней. В проектируемой и частично изготовленной нами машине рассчитывается получить 75-100 г урана-235 в сутки. Установка будет состоять приблизительно из 80-100 «колонн», в каждой из которых будет смонтировано 20-25 ступеней». Ниже приведен документ - доклад Берии Сталину о подготовке первого атоиного взрыва. Внизу дана небольшая справка о наработанных ядерных материалах к началу лета 1949-го года.

И вот теперь сами представьте – 2000 здоровенных установок, ради каких-то 100 грамм! Ну а куда деваться-то, бомбы ведь нужны. И стали строить заводы, и не просто завода, а целые города. И ладно только города, электричества эти диффузионные заводы требовали столько, что приходилось строить рядом отдельные электростанции. На фото: первый в мире завод газодиффузионного обогащения урана К-25 в Ок-Ридже (США). Строительство обошлось в $500 млн. Протяженность U-образного здания около полумили.

В СССР Первая очередь Д-1 комбината №813, была рассчитана на суммарный выпуск 140 граммов 92-93 %-ного урана-235 в сутки на 2-х идентичных по мощности каскадах из 3100 ступеней разделения. Под производство отводился недостроенный авиационный завод в поселке Верх-Нейвинск, что в 60 км от Свердловска. Позже он превратился в Свердловск-44, а 813-й завод (на фото) в Уральский электрохимический комбинат – крупнейшее в мире разделительное производство.

И хотя технология диффузионного разделения, пусть и с большими технологическими трудностями, было отлажена, идея освоения более экономичного центрифужного процесса не сходила с повестки дня. Ведь если удастся создать центрифугу, то энергопотребление сократится от 20 до 50 раз! Как устроена центрифуга? Устроена она более чем элементарно и похожа на старую стиральную машину, работающую в режиме «отжим/сушка». В герметичном кожухе находится вращающийся ротор. В этот ротор подается газ (UF6). За счет центробежной силы, в сотни тысяч раз превышающей поле тяготения Земли, газ начинает разделяться на «тяжелую» и «легкую» фракции. Легкие и тяжелые молекулы начинают группироваться в разных зонах ротора, но не в центре и по периметру, а в верху и в низу. Это возникает из-за конвекционных потоков – крышка ротора имеет подогрев и возникает противоток газа. Вверху и в низу цилиндра установлены две небольших трубочки – заборника. В нижнею трубку попадает обедненная смесь, в верхнюю – смесь с большей концентрацией атомов 235U. Эта смесь попадает в следующую центрифугу, и так далее, пока концентрация 235-го урана не достигнет нужного значения. Цепочка центрифуг называется каскад.

Технические особенности. Ну во первых скорость вращения - у современного поколения центрифуг она достигает 2000 об/сек (тут даже не знаю с чем сравнить…в 10 раз быстрее чем турбина в авиадвигателе)! И работает она без остановки ТРИ ДЕСЯТКА лет! Т.е. сейчас в каскадах вращаются центрифуги, включенные еще при Брежневе! СССР уже нет, а они все крутятся и крутятся. Не трудно подсчитать, что за свой рабочий цикл ротор совершает 2 000 000 000 000 (два триллиона) оборотов. И какой подшипник это выдержит? Да никакой! Нет там подшипников. Сам ротор представляет из себя обыкновенный волчок, внизу у него прочная иголка, опирающаяся на корундовый подпятник, а верхний конец висит в вакууме, удерживаясь электромагнитным полем. Иголка тоже не простая, сделанная из обычной проволоки для рояльных струн, она закалена очень хитрым способом (каким – ГТ). Не трудно представить, что при такой бешеной скорости вращения, сама центрифуга должна быть не просто прочной, а сверхпрочной. Вспоминает академик Иосиф Фридляндер: «Трижды вполне расстрелять могли. Однажды, когда мы уже получили Ленинскую премию, случилась крупная авария, у центрифуги отлетела крышка. Куски разлетелись, разрушили другие центрифуги. Поднялось радиоактивное облако. Пришлось всю линию останавливать - километр установок! В Средмаше центрифугами командовал генерал Зверев, до атомного проекта он работал в ведомстве Берии. Генерал на совещании сказал: "Положение критическое. Под угрозой оборона страны. Если мы быстро не выправим положение, для вас повторится 37-й год". И сразу совещание закрыл. Придумали мы тогда совершенно новую технологию с полностью изотропной равномерной структурой крышек, но требовались очень сложные установки. С тех пор именно такие крышки и производятся. Никаких неприятностей больше не было. В России 3 обогатительных завода, центрифуг многие сотни тысяч.»
На фото: испытания первого поколения центрифуг

Корпуса роторов тоже поначалу были металлические, пока на смену им не пришел… углепластик. Легкий и особопрочный на разрыв, он является идеальным материалом для вращающегося цилиндра. Вспоминает Генеральный директор УЭХК (2009-2012) Александр Куркин: «Доходило до смешного. Когда испытывали и проверяли новое, более «оборотистое» поколение центрифуг, один из сотрудников не стал дожидаться полной остановки ротора, отключил ее из каскада и решил перенести на руках на стенд. На вместо движения вперед, как не упирался, он с этим цилиндром в обнимку, стал двигаться назад. Так мы воочию убедились, что земля вращается, а гироскоп, это великая сила.» Кто изобрел? О, это загадка, погружённая в тайну и укутанная неизвестностью.

Тут вам и немецкие плененные физики, ЦРУ, офицеры СМЕРШа и даже сбитый летчик-шпион Пауэрс. А вообще принцип газовой центрифуги описан еще в конце 19-го века. Ещё на заре Атомного проекта инженер Особого конструкторского бюро Кировского завода Виктор Сергеев предлагал центрифужный метод разделения, но сначала его идею коллеги не одобряли. Параллельно над созданием разделительной центрифуги в специальном НИИ­-5 в Сухуми бились учёные из побеждённой Германии: доктор Макс Штеенбек, который при Гитлере работал ведущим инженером Siemens, и бывший механик «Люфтваффе», выпускник Венского университета Гернот Циппе. Всего в группу входило около 300 «вывезенных» физиков. Вспоминает генеральный директор ЗАО «Центротех-СПб» ГК «Росатом» Алексей Калитеевский: «Наши специалисты пришли к выводу, что немецкая центрифуга абсолютно непригодна для промышленного производства.

В аппарате Штеенбека не было системы передачи частично обогащённого продукта в следующую ступень. Предлагалось охлаждать концы крышки и замораживать газ, а потом его разморозить, собрать и пустить в следующую центрифугу. То есть, схема неработоспособная. Однако в проекте было несколько очень интересных и необычных технических решений. Эти «интересные и необычные решения» были соединены с результатами, полученными советскими учёными, в частности с предложениями Виктора Сергеева. Условно говоря, наша компактная центрифуга - на треть плод немецкой мысли, а на две трети - советской». Кстати, когда Сергеев приезжал в Абхазию и высказывал тем же Штеенбеку и Циппе свои мысли по поводу отбора урана, Штеенбек и Циппе отмахнулись от них, как от нереализуемых. Итак что же придумал Сергеев. А предложение Сергеева заключалось в создании отборников газа в виде трубок Пито.

Но доктор Штеенбек, съевший зубы, как он считал, на этой теме, проявил категоричность: «Они станут тормозить поток, вызывать турбулентность, и никакого разделения не будет!» Спустя годы, работая над мемуарами, он об этом пожалеет: «Идея, достойная того, чтобы исходить от нас! Но мне она в голову не приходила...». Позже, оказавшись за пределами СССР Штеенбек центрифугами больше не занимался. А вот Геронт Циппе перед отъездом в Германию имел возможность ознакомиться с опытным образцом центрифуги Сергеева и гениально простым принципом ее работы. Оказавшись на Западе, «хитрый Циппе», как его нередко называли, запатентовал конструкцию центрифуги под своим именем (патент №1071597 от 1957 года, заявлен в 13 странах). В 1957 году, переехав в США, Циппе построил там работающую установку, воспроизведя по памяти опытный образец Сергеева. И назвал ее, отдадим должное, «Русской центрифугой» (на фото).

Кстати, русская инженерная мысль проявила себя и в многих других случаях. В качестве примера можно привести элементарный аварийный запорный клапан. Там нет датчиков, детектеров и электронных схем. Там есть только самоварный краник, который своим лепестком касается станины каскада. Если что не так, и центрифуга меняет свое положение в пространстве, он просто поворачивается и закрывает входную магистраль. Это как в анекдоте про американскую ручку и русский карандаш в космосе.

Наши дни На этой неделе автор этих строк присутствовал на знаменательном событии – закрытии российского офиса наблюдателей министерства энергетики США по контракту ВОУ-НОУ. Эта сделка (высокообогащенный уран – низкообогащенный уран) была, да и остается крупнейшим соглашением в области ядерной энергетики между Россией и Америкой. По условиям контракта российские атомщики переработали 500 тонн нашего оружейного (90%) урана в топливный (4%) ГФУ для американских АЭС. Доходы за 1993-2009 годы составили 8,8 млрд. долларов США. Это стало логическим исходом технологического прорыва наших ядерщиков в области разделения изотопов, сделанного в послевоенные годы. На фото: каскады газовых центрифуг в одном из цехов УЭХК. Здесь их около 100 000 шт.

Благодаря центрифугам мы получили тысячи тонн относительно дешевого, как военного, так и коммерческого продукта. Атомная отрасль, одна из немногих оставшихся (военная авиация, космос), где Россия удерживает непререкаемое первенство. Одних только зарубежных заказов на десять лет вперед (с 2013 года по 2022 год), портфель «Росатома» без учета контракта ВОУ-НОУ составляет 69,3 миллиарда долларов. В 2011 году он перевалил за 50 миллиардов… На фото склад контейнеров с ГФУ на УЭХК.