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中国实验室离心机的发展

2009-06-09 [1421]

*,超速离心机是生物学、医学、农学、生物工程、生物制药等行业的科研与生产中的*设备。我国有关部门历来很重视离心机的发展,超速离心机曾经是国家科委统管的23项大型科学仪器之一,曾2次纳入国家科技攻关。而前几年卢嘉锡等20位院士给国务院的“关于振兴我国仪器仪表工业的建议”中所列60项中第30项为超速离心机。2004年7月由科技部与商务部联合编制的“鼓励外商投资高新技术产品目录”中专门列出“超速高速离心机(10000r/min以上)”项目。

  我国在离心机研究开发上的经费与人力累积总和为世界*,出现过一些*的创新成果。

  1.1958~1966年期间

  中国超速离心机的研制始于1958年。有三个研究小组,其一是施履吉院士,他刚从美国回来在刚筹建的中国科学院生物物理研究所开始了微型超速离心机的研制工作,当时的离心机动力是压缩空气。1963年他在筹建中的中国科学院北京生物实验中心带着笔者等刚毕业的大学生首先进行高速离心机的研究。根据施从美国带回的一张照片,在天津医疗器械修理厂设计、加工,一次试车成功。该机带6*40ml铝合金转子,zui高转速10000r/min,是我国*台实用高速离心机,后无偿推广到北京医用离心机厂生产,并作为重要军用物资支援过“抗美援越”战场。

     第二是北京的中国科技大学机械系主任郑平教授的研究成果,其动力也是压缩空气,但与施院士方案不同的是驱动部采用机械行业的高速风动磨头的改形,做过一些初步的实验。

     第三家是北京市机械研究所,由刘尔鹰负责。他们的方案与施的方案类似,制造了样机并安装在地下实验室里。

     以上3家,不久因非技术原因超速离心机的研究工作就中断了。

  2.离心机研发的黄金时期——1974年~20世纪80年代初

  1974年底在中国*次研制成功全部用国产元件材料的zui高转速60000r/min(zui大离心加速度300000g)的超速离心机初样。它的驱动部分是高速电机一齿轮箱,该机由驱动部分、离心腔、真空系统、冷冻系统和电器控制系统组成。20世纪70年代后期至80年代初期,我国先后有7家生产厂家从事过此类超速离心机的试制,但因技术上与非技术上的原因没有形成生产能力,但对这些企业后来制造高速与低速离心机打下了较扎实的技术基础。

  紧接着生物物理研究所接受中国科学院与原一机部联合下达的60000r/min超速离心机的研制任务。由上级安排与北京医疗仪器修理厂(后改名为北京医用离心机厂)合作进行试制,目的在产业化。

  超速离心机主机研制成功了,但其配套的转子安全性尚不能确定,因为当时我们所用的一切材料是国产的,简单的仿制保证不了其安全性。为了解决这一问题,1979年11月7日中国*个超速离心转子破坏实验成功,8*10ml铝合金转子旋转在每分钟80000多转时“爆炸”,通过转子破坏时的变形行为和极限转速,确定其安全系数。第二年获得了6种高速冷冻离心机转子和2种超速离心机转子的安全数据,开发出高速冷冻离心机。该机是我国*的具有实验安全数据的高速冷冻离心机。地方政府还专门成立了图们市离心机厂。用这些数据的高速冷冻离心机转子从未发生过转子安全事故。

  1980年经中国科学院的介绍与原六机部万县455厂合作推广60000r/min超速离心机,生产出10多台。因当时的国产元器件质量不过关,没能在生物学实验室真正使用,后由厂方改装成过速实验装置,很受用户欢迎。

  20世纪80年代初,湖南湘仪离心机从日本TOMY公司引进高速冷冻离心机制造技术。引进初期,除转子是按照日方图纸加工生产之外,基本上属于散装件组装。由于是外资合作的离心机牌子,销路相当好。

  中国科学院上海冶金研究所曾进行国30000r/min超速离心机的试制,用于半导体器械的机械强度试验。上海医用分析仪器厂在20世纪70年代曾进行过40000r/min超速离心机的试制,没成功。中国科学院上海生物化学研究所进行过高速冷冻离心机等几种离心机的研制,成果大部分转让到附近的小厂。

     上海市离心机械研究所制造过50000r/min超速离心机,但没能在用户中实际使用。该所曾与美国Beckman公司合作对高速冷冻离心机与低速大容量冷冻离心机进行散装件组装,成果大部分装让到附近的小厂。

    上海市安亭镇的安亭科学仪器厂是离心机行业zui早的民营企业,始于20世纪80年代初。该厂技术力量比骄傲薄弱,其产品的技术指标也比其他厂的产品稍低,但由于经营模式比正规国有企业灵活,10多年曾经销一直很好。

    在这期间,国家科委、中国科学院、原一机部仪表总局、船舶工业部、北京市、上海市、吉林省等各级政府无偿拨款投入约1500万元资金和约60名工程师从事离心机的研究与开发,在上研发投入规模zui大。

  3.市场经济的巨大影响和推动改革开发以来,随着资金拨款逐渐减少,图们、武汉、长沙和北京厂先后破产,转卖或倒闭。长沙厂倒闭后,由原厂的一些职工合伙办起离心机公司,约10家小公司,北京则有3家都是一个原厂分出来的,因此,产品的品种与设计都类似,他们之间的竞争极其激烈,而这种竞争又促进了离心机行业的发展。经过近10年的发展,一些新的品种开发出来,原有的机器品质和性能也更加完善。

  在完成“国家‘九五’科技攻关计划”的“高速离心机的研制与开发”专题当中,国内实现了变频电机直接驱动并智能化的离心机,大道当时先进水平,但由于种种原因没能够实现产业化。目前,离心机仍然靠进口。

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