用于离心机的混合型转子、包括混合型转子和离心机容器的套件以及离心机容器的制造方法

用于离心机的混合型转子、包括混合型转子和离心机容器的套件以及离心机容器的制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于离心机、特别是实验室离心机的混合型转子(1)，具有：转子基体(10)，所述转子基体具有容纳侧(16)和驱动侧(17)；用于固定驱动轴的装置，所述驱动轴用于使混合型转子(1)绕旋转轴线(R)旋转；以及，至少两个设置在转子基体(10)的容纳侧(16)上的容纳部(11)，各容纳部具有用于离心机容器(2、3)的插入口(110)，在至少一个容纳部(11)上形成用于能旋转地安装的摆动容器(2)的旋转支承件(12)，在至少一个容纳部(11)形成用于固定地安装固定角容器(3)的固定支承件(13)。本发明还涉及一种用于离心机的套件(4)，所述套件具有混合型转子(1)和至少一个固定角容器(3)。此外，本发明还涉及一种在混合型转子(1)和套件(4)中使用的固定角容器(3)。
【专利说明】
用于离心机的混合型转子、包括混合型转子和离心机容器的套件以及离心机容器
技术领域
[0001]本发明涉及一种用于离心机、特别是实验室离心机的混合型转子，包括具有容纳侧和驱动侧的转子基体、用于固定用于使混合转子绕旋转轴线旋转的驱动轴的结构和至少两个容纳部，所述容纳部分别具有用于离心机容器的插入口，所述离心机容器设置在转子基体的容纳侧上。本发明还涉及一种用于离心机、特别是实验室离心机的套件，包括混合型转子和至少一个固定角度容器。此外，本发明还涉及用于在混合型转子或在套件中使用的固定角度容器。
【背景技术】
[0002]根据本发明的混合型转子、套件和固定角度容器构造成用于离心机、特别是实验室离心机。实验室离心机在生物化学、化学、生物和医学领域用于不同的应用场合，如例如用于分离混合物。在此方面，包含要分离的混合物的样品容器事先容纳在转接器中。离心机容器固定在转子上，所述转子又安装在离心机驱动装置的驱动轴的驱动头上。离心机的转子通过所述驱动装置绕旋转轴线旋转，在这个过程期间作用在样品上的离心力导致混合物分离。实验室离心机与工业上使用的离心机的不同之处例如在于，实验室离心机通常以小的样品体积运行，并且样品可能非常敏感且昂贵，需要能以最大精度分离样品而不会对样品质量产生不利影响的非常精确的仪器。
[0003]因此本发明主要和优选涉及实验室离心机，所述实验室离心机一次运行分离最大50ml，例如最大15ml的样品体积，分离能力为一次分离最大16种样品，在多数情况下最大8种样品，并且分离加速度为最大6000g，例如最大是重力加速度(g)的4000倍。
[0004]已知的是，离心机容器与样品容器一起以悬浮的方式安装在转子中，从而这些容器能够在离心运行期间由于离心力向外摆动到水平位置。这种样品容器在后面称为“摆动容器”。除了所述摆动容器，还已知以相对于旋转轴线固定的角度设置在转子中的离心机容器，所述角度在离心运行期不发生改变。这种样品容器在后面称为“固定角容器”。
[0005]由于摆动容器或固定角容器分别需要在转子中进行不同的安装，通常对于这两种应用要采用两个不同类型的转子。由DE 10 2011 050 836 Al已知构造成与摆动容器一起使用的转子的一个例子，由DE 10 2004 062 231 Al已知一种用于固定角容器的转子。通常在离心机中，根据具体应用可在驱动头上固定用于与摆动容器一起使用的转子或用于与固定角容器一起使用的转子。根据应用的类型当前要求，要对离心机进行改装并必须更换转子。这会导致时间损失和成本，此外，转子通常具有复杂的结构并且在制造上较为复杂。由于转子需要满足的严格的安全性规定，转子通常还较为沉重，这使得必需的旋转能量和离心机的运彳丁成本提尚。

【发明内容】

[0006]因此本发明的目的是，提供能够实现对离心机操作的改进同时降低制造和运行成本的解决方案。
[0007]所述目的通过根据独立权利要求的混合型转子、套件和固定角容器来实现。有利的实施形式在从属权利要求中给出。
[0008]具体而言，所述目的通过上面所述的混合型转子这样来实现，即，在至少一个容纳部上形成用于可旋转地安装摆动容器的旋转支承件，在至少一个容纳部上形成用于固定地安装固定角容器的固定支承件。术语“混合型转子”因此是指这样的离心机转子，所述离心机转子构造成，使得在与相应的离心机容器一起使用时所述离心机转子既适用于摆动容器应用，也适用于固定角容器应用。
[0009]摆动容器应用的特征在于，具有这样的离心机容器，在这种情况下摆动容器安装在转子上，使得在离心运行期间所述摆动容器能够通过摆动运动从一个悬挂位置移动到摆出的位置。悬挂位置(通常是竖直的)或摆出位置(例如水平的或相对于悬挂位置成大于0°且最大为90°的其他角度)是关于离心机容器的纵轴线而言的。摆动运动由通过转子的旋转产生的离心力导致。当离心运行结束时，离心机的速度降低，摆动容器从摆出位置摆动回到悬挂位置。摆动角优选限制在小于90°的角度范围，并且例如在85°到小于90°的范围。
[0010]相反，固定角应用的特征在于这样的离心机容器，在这种情况下，固定角容器安装在离心机转子上，使得其纵轴线相对于离心机装置的旋转轴线具有固定的角度。所述角度在整个离心机运行中保持基本相同并且不会改变。所述角度相对于旋转轴线优选在0°至60°的范围内，尤其是在25°至50°的范围内。
[0011]因此，在本发明的范围内，摆动容器和固定角容器是指彼此不同的离心机容器。这两个容器类型之间的区别主要在于，用于将容器固定在转子上的装置彼此不同，从而使得一方面允许进行相对于转子的旋转轴线的摆动，而另一方面以相对于旋转轴线的预定角度将容器支承在转子上，如上面所述的那样。
[0012]离心机容器，即摆动容器或固定角容器安装在混合型转子的容纳部中。容纳部分别具有插入口，离心机容器能够通过所述插入口插入容纳部。离心机容器由此插入容纳部的转子基体侧面称为转子基体或混合型转子的容纳侧。转子基体或混合型转子的驱动侧优选与容纳侧相对置。离心机电机的驱动轴可以固定在转子基体的驱动侧，例如通过驱动头固定。在离心机运行期间，混合型转子通过驱动轴和离心机电机发生旋转。
[0013]根据本发明设定，与现有技术不同，这里不再需要对于摆动容器应用和固定角容器应用使用单独的离心机转子，而是使用同时适用于这两种应用的混合型转子。本发明的基本构思因此在于，在一个单一的离心机转子上同时设置旋转支承件和固定支承件，摆动容器可以支承在旋转支承件上，而固定角容器可以支承在固定支承件上。这里旋转支承件是指混合型装置的能够安装摆动容器同时确保摆动容器能够在离心机运行期间从悬挂位置摆动到摆出位置的任意部件或任意结构。这里固定支承件是指混合型转子的任意这样的结构或任意这样的部件，所述结构或部件将固定角容器支承在混合型转子的容纳部中，使得固定角容器在整个离心机运行期间其纵向轴线相对于旋转轴线保持在基本上相同的角度。因此，固定支承件特别是用于防止固定角容器发生摆动，而旋转支承件明确地允许这种情况。通过使用根据本发明的混合型转子，可以省去用于相应应用的两种不同转子的制造成本和采购成本。此外，如果要以不同的应用依次执行两次离心机运行，混合型转子不需要更换。在这个方面，用于还可以节省用于改装离心机的时间，这使得与传统离心机转子相比根据本发明的混合型转子的离心机能够更为成本有利地运行。此外，可以在一次离心机运行期间一起处理摆动容器和固定角容器。因此可以通过仅选择容器来确定根据本发明的转子是作为摆动容器装置和/或作为固定容器转子运行。
[0014]原则上可以在混合型转子上分别提供不同的容纳部，其中一个容纳部具有旋转支承件，而另一个容纳部具有固定支承件。两种容纳部类型有利地位于转子的容纳侧。在这种混合型转子中，相应的容纳部构造成用于摆动容器应用或者用于固定角容器应用。以这种方式，实际上可以在一次离心机运行中一起使用摆动容器和固定角容器，但对于一种类型的离心机容器，即固定角容器或摆动容器，最大处理能力受到很大限制。因此优选的是，至少一个容纳部，优选所有容纳部同时具有旋转支承件和固定支承件。相应的容纳部因此构造成能同时用于利用摆动容器的应用和利用固定角容器的应用。理想的是，混合型转子的所有容纳部都适用于这两种应用。因此，混合型装置可以以最大数量的摆动容器或以最大数量的固定角容器或以两个容器类型的任意混合形式运行。因此，相对于构造成仅用于一种容器类型的传统转子，对于这种容器类型而言，所述混合型转子的处理能力不受限制。
[0015]根据本发明的旋转支承件可以构造成不同的方式并且基本上与任意由现有技术已知的用于摆动容器的支承件类似。例如，旋转支承件可以具有两个轴颈，所述轴颈设置成彼此相对置并且所述轴颈向外突出，具有互补成形的凹部或伸出部的摆动容器能悬挂在所述轴颈上。重要的是，旋转支承件在转子上构成至少一个固定的支座，摆动容器的至少一部分能够可旋转地支承在所述支座中。在一个优选的实施形式中，旋转支承件具有两个凹部，用于分别容纳摆动容器的一个轴颈，这两个凹部彼此对置地设置在插入口处并且特别是倒圆的。这种凹部可以以特别简单的方式在转子基体中形成并且因此有助于实现混合型转子的低制造成本。因此，混合型转子构造成尤其是用于与具有彼此相对置地设置的两个轴颈的摆动容器一起使用。所述轴颈可以固定地与摆动容器连接。此时，通过在转子的凹部中的轴颈的旋转实现摆动运动。适宜的是，在这种情况下，轴颈和凹部的轮廓是倒圆的。作为备选方案，轴颈可以能旋转地支承在摆动容器上，在这种情况下，轴颈优选不可旋转地容纳在所述凹部中并且其轮廓相应地构造成有棱角的。
[0016]原则上，固定支承件也可以具有多种不同的形式。例如，固定支承件可以具有突起、凹部或侧凹，固定角容器互补地形成的部分能够与所述突起、凹部或侧凹嵌接。也可以设想设置在混合型转子上的固定装置，利用所述固定装置可以例如钩挂、夹紧或卡锁所述固定角容器。但是，根据本发明优选采用这样的固定支承件，所述固定支承件具有简单的结构并且其特征在于快速操作和高可靠性。尤其优选的是，固定支承件具有面式的、优选平面的支座，用于接纳固定角容器的凸缘，所述支座围绕转子基体的容纳侧上的容纳部的插入口设置，并且优选在侧向完全包围插入口。固定支承件的面式的支座用作固定角容器上的凸缘的支承面，并且特别是构造成转子基体中的凹部，从而可以特别是完全地容纳固定角容器的凸缘。完全容纳凸缘是指，坐靠在固定支承件的面式支座上的所述凸缘不会突出于转子基体。由于凸缘坐靠在面式的支座上，防止了固定角容器在容纳部中发生倾斜。相反，在其凸缘上通过面式的支座使固定角容器以其纵轴线相对于混合型转子的旋转轴线保持在固定的角度。如果面式的支座在侧向完全包围插入口，则实现了对固定角容器特别稳定的支承。由于固定支承件所述的构成，只需要将固定角容器插入容纳部中，直至凸缘坐靠在固定支承件的面式的支座上。因此，固定角容器可以特别快速地安装和从混合型转子上拆下。相应地降低了操作工作量。
[0017]为了最为有效地利用混合型转子的容纳侧上的可用面积，有利的是，固定支承件的所述面式的支座彼此尽可能靠近地定位。因此，适宜的是，固定支承件的所述面式的支座以这样的方式绕旋转轴线设置，使得在各个固定支承件之间不会留下没有使用的区域。因此优选的是，多个固定支承件的所述面式的支座设置成沿旋转方向直接彼此相邻，从而这些支座形成一个环，旋转轴线设置在该环的中心。所述环不必是精确的圆环，而是也可以由多边形的面式支座或多边形的固定支承件构成。固定支承件绕旋转轴线环形地布置有利于以最佳的方式利用混合型转子容纳侧上可用的面积。由此转子不必大于需要的程度，由此较低的旋转能就足以驱动混合型转子并且降低了运行成本。
[0018]所述至少一个固定支承件的所述面式的支座例如可以位于水平平面中，就是说相对于混合型转子的旋转轴向形成直角。但更为符合人体工程学的方案是，所述至少一个固定支承件的所述面式的支座与固定角容器的倾斜位置相对应地从混合型转子的驱动侧朝旋转轴线倾斜。因此，混合型转子总体上在容纳侧形成凹形的凹部，旋转轴线位于中心。在固定支承件的这种倾斜构成中，在运行期间出现在固定角容器上的力可以特别好地导入混合型转子中，这提高了混合型转子和容器的稳定性，并且提高了离心机运行期间的安全性。
[0019]面式支座的外轮廓原则上可以以不同的方式构成。通过将所述至少一个固定支承件的所述面式的支座设计成梯形，实现了最佳地利用可供使用的面积。在这种情况下，梯形较短的底边朝混合型转子的旋转轴线定向。混合型转子容纳部的插入口大致位于梯形支座的中心。理想的是，插入口在其整个周边上由固定支承件的所述支座包围。通过最佳地利用可用的空间，将固定支承件的最大支承面积用于固定角容器的凸缘。这使得，在离心机运行期间，特别低的单位面积力从固定角容器传递给混合型转子。这确保了稳定和安全的运行。
[0020]固定支承件相对于旋转支承件的布置原则上也是可变的。例如，从容纳侧观察，可以将旋转支承件设置在固定支承件的前面。因此，旋转支承件可以相对于固定支承件在混合型转子的容纳侧升高。但这种构成会导致这样的问题，即，如果旋转支承件具有稳定的结构，相邻的固定支承件则具有较少的可用支承面，或者相反，为了使固定支承件有更多的可用空间，要将旋转支承件构造得稳定性较低。因此，从容纳侧观察，优选将固定支承件设置在旋转支承件的前面。换而言之，旋转支承件的凹部设置在固定支承件的所述面式的支座的区域内并沉入所述支座，优选在侧向直接与插入口相邻。旋转支承件凹部剩余的侧向边缘部段优选由固定支承件的支承面包围。固定支承件和旋转支承件相对于彼此的这种布置结构可以以结构上简单的方式制造，具有紧凑的结构，并且此外还能实现对旋转支承件中的摆动容器和固定支承件中的固定角容器特别稳定的支承。
[0021]本发明的目的还通过一种用于离心机、尤其是实验室离心机的套件来实现，所述套件具有如上面所述的混合型转子和至少一个固定角容器。此外，所述套件当然也可以包括一个或更多摆动容器。所述套件因此包括所有上面所述各项部件，因此相应部件所有上面提及的特征和优点整体上也适用于该套件。下面对套件的说明具体地用于解释混合型转子和固定角容器以及摆动容器的相互作用。
[0022]原则上，固定角容器需要具有与混合型转子的固定支承件这样共同作用的结构，使得在离心机运行期间防止容纳部中的固定角容器摆出。这种结构具体的构成并不非常重要。但是已经证明有利的是，所述至少一个固定角容器具有凸缘，所述凸缘设计成与混合型转子的固定支承件的面式支座是互补的，并且特别是设计成梯形的，从而所述凸缘形锁合地贴靠在固定支承件的支座上，从而防止固定角容器摆动。凸缘还特别是构造成面式的和/或平面的，从固定角容器的纵轴线观察，所述凸缘优选沿径向从固定角容器的基体上突出并且尤其是垂直于固定角容器的纵轴线定向。由于这种形状，所述凸缘可以以最大的面积贴靠在固定支承件的面式支座上并且可以在离心机运行期间将作用在固定角容器上的力尽可能均匀地在凸缘的整个面上导出到混合型转子中。这种构成的突出之处在于特别稳定的离心机运行和混合型转子以及固定角容器的长使用寿命。
[0023]本发明的另一个构思涉及将旋转支承件的凹部用于附加地支撑固定角容器。如果固定角容器仅具有一个贴靠在固定支承件的面式支座上的凸缘，则旋转支承件的凹部保持空闲并且在混合型转子中构成凸缘下方的空腔。由于这种空腔对于结构的稳定性是不利的，因为例如力不能从固定角容器经由空腔导出到混合型转子中，有利的是，固定角容器具有填充旋转支承件的凹部的结构。因此优选所述至少一个固定角容器具有轴颈，所述轴颈构造成与混合型转子的旋转支承件的凹部是互补的并且坐靠在旋转支承件的凹部中。该轴颈原则上具有与摆动容器的轴颈相同的结构。例如，固定角容器的轴颈具有仅为摆动容器的轴颈的一部分的形状。例如，固定角容器的轴颈可以仅包括填充旋转支承件的凹部的部分。在固定角容器的轴颈中可以省去摆动容器的轴颈的突出于旋转支承件的凹部的部分。在该实施形式中，利用这种在理想情况下完全填充旋转支承件的凹部的轴颈，力也可以从固定角容器传递给混合型转子。因此，固定角容器也坐靠在旋转支承件上，但不能在旋转支承件中旋转。固定角容器的轴颈用作附加的支承部并使固定角容器在混合型转子上的支承稳定化。
[0024]—种可设想的备选构成方案可能在于，通过利用锁定装置将摆动容器固定到转子上而将摆动容器转换成固定角容器。所述锁定装置例如可以是锁定板，所述锁定板替代凸缘固定地连接到容器上，将所述锁定板放置到固定支承件中并且当摆动容器已经位于转子中时，将锁定板放置到摆动容器的上端部上，以便以预定的角度将摆动容器固定在转子中。但是，由于部件数量较大，这会导致操作复杂，以及由于在转子中的安装不稳定，这个方案目前不是优选的。因此，摆动容器和固定角容器优选在转子之外就已经相互区分。根据本发明的转子是作为摆动容器转子工作和/或作为固定角转子工作取决于容器的选择。
[0025]为了使驱动转子所需的旋转能最小化，原则上有利的是，将转子构造得尽可能轻。旋转能越低，运行转子所需的电机功率就越低，并且在转子破裂的情况下对被动安全性的要求就越低。因此，较低的旋转能带来设备被动安全性的提高，并且在转子加速、旋转和减速时的能耗也降低。此外，由于在制造转子时材料消耗较低，可以节省成本。此外，处理轻质的转子对于使用者来说更为舒适，并且减少更换转子时的工作量，在本发明的情况下又很少要求进行这种更换，因为摆动容器和固定角容器应用都可以借助于根据本发明的转子来完成。
[0026]在基本结构方面，根据本发明的转子优选原则上对应于摆动容器转子的结构。这种转子通常比固定角转子小和轻，因为离心机容器通常仅有一部分容纳在转子中，就是说，以包括悬挂装置的部分容纳在转子中，而容器的自由端突出于转子。根据本发明的混合型转子还适宜地按这种方式构造并且因此具有较小的直径，这样的直径足以确保可靠地悬挂离心机容器。转子的容纳侧构成得较为紧凑并且主要仅包括用于离心机容器的插入口，而转子的驱动侧构成得较为开放，因为摆动容器从悬挂位置向摆出位置向外摆动经过的容纳部开口分布在这个区域。为此目的，摆动容器在旋转期间摆动进入的缝隙状开口也存在于转子的外周中。根据本发明的混合型转子由于所述敞开式的结构就已经非常轻了。
[0027]通过适当地旋转材料可以实现进一步节省重量。根据本发明优选由塑料制造混合型转子。特别优选的是，采用能注塑的塑料，这种塑料允许用注塑法制造转子。可以使用纤维强化的塑料，这种塑料提高了转子的断裂强度。适当的材料特别是聚烯烃，特别是如聚丙烯。当转子具有带有光滑且弯折较少的表面的简单结构时，通过注塑可以特别好地完成制造。此外还可以通过转子基体中附加的空腔实现进一步的重量节省，但此时要注意使保留的结构具有足够的稳定性。
[0028]可以通过转子与离心机容器的相互作用来实现提高转子的稳定性。离心机容器在这种情况下构成为，使得所述离心机容器特别是在旋转期间通过对转子变形的抑制而有助于稳定转子。由于根据本发明的转子的优选的轻量结构，特别是在处于高转速的外周区域中可能发生变形。这种变形例如在旋转期间导致失衡，并且在最坏的情况下或导致转子的破坏。因此，根据本发明，离心机容器并且尤其是固定角容器具有防止或至少降低转子在其外周区域中扩张的结构。离心机容器特别是具有两个锁定突起，所述锁定突起嵌入在转子容纳部两侧上的对应的凹部，并对所述凹部进行侧切。适宜的是，侧凹位于转子的外周区域中。因此离心机容器的锁定突起以夹子的形式将转子包围容纳部的区域保持在一起并由此防止在旋转运行期间张开。以这种方式改善了混合型转子的使用寿命和安全性。
[0029]如上所述，根据本发明的转子优选构造成，使得离心机容器以其自由端突出于转子的外周。在旋转期间，与紧凑地包围离心机容器的固定角转子相比，这提高了空气阻力。为了克服这种情况，离心机容器并且特别是摆动容器包括用于降低空气阻力的装置，所述装置设置在其突出于转子外周的自由端上。所述装置特别是沿旋转方向楔状地突出于离心机容器的外周的突起，所述装置分开气流并引导所述气流在离心机容器的侧面上经过。
[0030]本发明还涉及一种用于在如上面所述的混合型转子或套件中使用的固定角容器。上面已经提及的固定角容器的特征和优点相应地适用。所述固定角容器的突出之处在于，所述固定角容器具有带有设置在其上的可拆卸的转接器的摆动容器，所述转接器具有凸缘，所述凸缘构造成与混合型转子的固定支承件是互补的。换而言之，根据本发明的固定角容器可以通过拆除转接器而转换成摆动容器，或者相反可以通过安装转接器从摆动容器转换成固定角容器。例如，摆动容器对应于常规的摆动容器，具有用于支承在混合型转子的旋转支承件中的轴颈。能拆卸的转接器具有固定角容器的附加特征，主要是具有凸缘，并且能够可拆卸地安装到摆动容器上。安装有转接器的摆动容器对应于固定角容器，其中转接器的凸缘支承在混合型转子的固定支承件中，以防止固定角容器在混合型容器的容纳部中摆动。通过使用这种固定角容器，不需要购置两种不同的容器以用于各种每种应用，这使得可以进一步降低成本。
【附图说明】
[0031 ]下面参考附图中示出的实施例详细说明本发明。其中示意性地:
[0032]图1示出根据本发明的混合型转子从斜上方向容纳侧观察的透视图；
[0033]图2示出摆动容器的透视图；
[0034]图3示出固定角容器的透视图；
[0035]图4示出具有摆动容器与固定角容器的混合结构的混合型转子；
[0036]图5示出以摆动容器运行的混合型转子；
[0037]图6示出以固定角容器运行的混合型转子；
[0038]图7示出在利用混合型转子的运行中摆动容器的纵向剖视图；以及
[0039]图8示出在利用混合型转子的运行中固定角容器的横向剖视图。
【具体实施方式】
[0040]相同的附图标记在所有附图中表示相同的构件。不是每个构件都在每个附图中单独地标出。
[0041]图1示出混合型转子I，所述混合型转子具有转子基体10。所述混合型转子I或者说转子基体10具有容纳侧16、驱动侧17和侧向表面18。混合型转子I可以安装在离心机电机(未示出)的驱动轴的驱动头上并且构造成用于绕旋转轴线R旋转。混合型转子I主要的元件是具有凹部120的旋转支承件12和具有支座130的固定支承件13。
[0042]每个容纳部11分别设有一个旋转支承件12，所述旋转支承件由彼此相对置设置在容纳部11的插入口 110两侧上的凹部120构成。所述凹部这样定向，使得安装在旋转支承件12中的摆动容器2的枢转轴线是中心圆的切线，圆心位于旋转轴线R上。此外，旋转支承件12构造成，使得它们将容纳部11中的摆动容器2牢固地保持在竖直的悬挂位置和基本上水平的摆出位置之间的任意摆动位置中。凹部120构造成朝容纳部11敞开，以便能够接纳摆动容器2的侧向轴颈23。此外，凹部120还构造成倒圆的，以便在多数情况下连续地、平顺地并且无冲击地引导摆动容器2的摆动运动。以这种方式甚至可以在不对质量产生不利影响的情况下对敏感的样品进行离心分离。
[0043]在该实施例中示出，每个容纳部11都具有固定支承件13。所述固定支承件13具有面式的支座130，所述面式的支座设置在容纳部11的插入口 110周围并且完全保围所述容纳部。在当前情况下，面式的支座130作为转子基体10上的凹部形成。所述面式的支座覆盖尽可能最大的并且尤其是平的面积。借助于用于固定角容器3的最大尺寸的支承部，要从容器传递到混合型转子I的力能够以最好的方式分布。凹陷的面式支座130构造成使得固定角容器3的凸缘34(图3)能定位在其中。面式的支座130从容纳侧16向旋转轴线R和驱动侧17倾斜下降。一定数量的支座130定位成彼此相邻地以环形的方式绕旋转轴线R布置，使得在支座130之间没有留出中间空间。为了最为有效地利用混合型转子I的容纳侧16的表面，支座130构造成梯形的。
[0044]旋转支承件12连同其凹部120在固定支承件13和其面式支座130的区域内形成。凹部120的边缘因此一方面直接由相关容纳部11的插入口 110包围，另一方面直接由固定支承件13的面式的支座130包围。因此，沿离心机容器2、3插入容纳部11的方向观察，旋转支承件12设置在固定支承件13的后面。
[0045]图2示出摆动容器2。所述摆动容器3包括基体21和开口20，样品容器(未示出)能通过所述开口插入摆动容器2中。在与开口 20对置的端部上，摆动容器3具有容器底部22 ο为了支承在旋转支承件12中，摆动容器还具有两个轴颈23，所述轴颈构造成与旋转支承件12的凹部120是互补的。在所示实施例中，摆动容器2的轴颈23具有辐条轮式结构，这种结构一方面实现的高稳定性，另一方面实现了低材料消耗、轻重量和成本高效的制造。摆动容器2可以以轴颈23悬挂在一个旋转支承件12的凹部120中。在混合型转子I静止时，摆动容器2这样悬挂在容纳部11中，使得它以其纵轴线25基本上平行于旋转轴线R悬垂。当混合型转子11旋转时，摆动容器2向外摆动进入基本上水平的位置，例如，如图4和5所示。但侧壁18中的开口19也可以构造得较短，所述开口可以将摆动角α降低至小于90°。
[0046]图3中示出根据本发明的固定角容器3。固定角容器3包括带有容器底部32和与容器底部相对的开口30的基体31，样品容器(未示出)能通过所述开口插入固定角容器3中。此外，固定角容器3还具有凸缘34，当容纳在容纳部11中时，固定角容器借助于所属凸缘坐靠在混合型转子I的固定支承件23上。在当前实施例中，凸缘34构造成板件，并且作为梯形和垂直于固定角容器3的纵轴线36设置。沿径向方向从固定角容器3的纵轴线36观察凸缘34完全包围开口30。如果固定角容器3已插入容纳部11中，则凸缘34防止固定角容器3发生倾斜或摆动，从而固定角β在整个离心机运行过程中基本上不会发生改变。此外，固定角容器3具有轴颈33，该轴颈类似于摆动容器2的轴颈23构造成与混合型转子I的旋转支承件12是互补的。如果固定角容器3已经插入混合型转子I的容纳部11中，则所述轴颈33完全填满旋转支承件2的凹部120。这里固定角容器3的轴颈33不必完全对应于摆动容器2的轴颈23;固定角容器3的轴颈33仅完全填满旋转支承件12的凹部120就足够了并且不突出于旋转支承件12的凹部120。借助于轴颈33，在离心机运行期间作用在固定角容器3上的力也可以在旋转支承件12的位置处传递到混合型转子I上。
[0047]如果包括凸缘34的上部区域构造成可拆卸的转接器37，则可以由图3所示的固定角容器3得到摆动容器。转接器能够以任意适当的形式可拆卸地连接到摆动容器上，例如借助于卡锁、插塞或卡口连接。图3中所示的固定角容器3因此可以通过拆除转接器37转换成类似于图2所示的摆动容器2。转接器37的凸缘34对应于上述一体成形的固定角容器3的凸缘34。通过使用这种转接器，这里不需要为了能够既在摆动容器应用也在固定角容器应用中使用所述混合型转子而购置两种不同的离心机容器2、3。采用转接器37或带有转接器37的固定角容器3因此对于使用者来说可以降低购置成本，并且能降低用于不同离心机容器
2、3的制造成本。
[0048]混合型转子1、摆动容器2和固定角容器3优选由塑料通过注射制成。例如已经证实，聚丙烯是特别适合的材料。优选将纤维强化的塑料，如玻璃纤维和/或碳纤维强化的聚丙烯用于所述转子。这种材料非常持久并且能够用简单和可靠的方式清洁。此外，这种材料非常轻，从而离心机在加速和减速期间的能耗较低。在构成采用这种混合型转子的离心机时，较低的旋转能量降低了安全性支出，因为在混合型转子I断裂的紧急情况下需要减速的旋转能低。总之，提高了离心机的安全性。此外，通过注射法进行制造是非常简单的并且也允许以成本高效的方式生产较大的数量。
[0049]例如，如由图1和4至6所示，混合型转子I的容纳侧16具有容纳部11，从容纳侧16出发，离心机容器2、3，即摆动容器2和固定角容器3可以通过插入口 110插入所述容纳部中。具有凹部120的旋转支承件12设置为用于将摆动容器2安装在混合型转子I上。此外，混合型转子I在每个容纳部11中附加地具有固定支承件13，所述固定支承件具有面式的支座130，用于接纳固定角容器3。套件4中的混合型转子I与摆动容器2和/或固定角容器3之间的相互作用特别是可以从图4、5和6中看出。从这些附图中可以看出，混合型转子I可以仅以摆动容器2运行(图5)、仅以固定角容器3运行(图5)或以混合运行模式运行(图4)。图中示出处于摆出位置、这里基本上水平的位置中的摆动容器2。用于将摆动容器2能旋转地安装在旋转支承件12的凹部120中的轴颈23与旋转支承件一起构成旋转接头40。所述旋转接头40使得摆动容器2能够连续且平顺地在容纳部11中摆动。
[0050]特别是如图5和7所示，摆动容器2向外摆动进入摆动容器纵轴线25和旋转轴线R的平行线P之间的摆角α。摆角α小于或等于90°。除了旋转接头40，摆动容器2至少在摆出位置中还具有在混合型转子I上的附加的接触部并通过所述接触部稳定化。图7示出沿处于摆出位置的摆动容器2的纵轴线25的竖直的纵向剖视图，这里也示出了混合型转子I的被剖切的部分。如图7所示，混合型转子I具有止挡15，在离心机中的混合型转子I的运行期间，摆动容器挡靠在所述止挡上。因此，止挡15的位置决定性地确定摆角α。根据本发明，止挡15优选构造成，使得摆角α小于90°。摆角α优选在85°和小于90°之间，尤其优选为88°。在所述范围内，摆动容器2挡靠在混合型转子I的止挡15上，从而作用在摆动容器2上的离心力的一部分可以经由止挡15传递到混合型转子中，由此使旋转接头40或其部分、即轴颈23和旋转支承件12卸荷。通过使旋转接头40卸荷提高了其使用寿命。
[0051]此外，摆动容器2具有鳍状片24。所述鳍状片24位于摆动容器2的与轴颈23相同的侧面。因此，鳍状片24沿混合型转子I的并且也是其上的摆动容器2的旋转方向设置。从纵轴线25观察，这些鳍状片具有径向向外渐缩的形状并从容器底部22平行于纵轴线25在摆动容器2在离心机运行期间没有位于混合型转子I内部的部分上延伸。总而言之，鳍状片24至少在摆动容器的纵向延伸的三分之一上、优选在一半上延伸。这些鳍状片用于使得摆动容器2在空气动力学上更为有利。通过使用鳍状片24。在离心机运行中，容器的摩擦损失降低了约20%，这还降低了电机功率需求并减少了空气噪声发出。仅是鳍状片24侧向突出于开口 110和19的宽度，摆动容器也可以通过旋转容器容易地插入容纳部11中和从其中取出，从而在设置在转子内部时，鳍状片大致向上和向下设置。在示例中示出，只有摆动容器具有鳍状片，但鳍状片也可以设置在固定角容器上。
[0052]特别是由图4和6可见，固定角容器3这样安装在容纳部11中，使得凸缘34(图3)坐靠在固定支承件12的面式支座130上。在这个位置中，固定角容器3的纵轴线36与旋转轴线R的平行线P成固定角β。在整个离心机运行期间，所述固定角β基本上不变，而是保持恒定的，因为凸缘34防止固定角容器3在容纳部11中摆动。
[0053]此外，固定角容器3包括锁定突起35，锁定突起的功能在图8中详细说明。图8示出了在利用固定角容器3运行时混合型转子I的侧向表面18的视图，所述固定角容器用垂直于其纵轴线26的剖视图示出。侧切14位于混合型转子I的驱动侧17上的容纳部11的边缘的两侦U。所述侧切14构造成与固定角容器3的锁定突起35是互补的，从而当固定角容器3安装在混合型转子I上时锁定突起35嵌入侧切14中。通过所述嵌接，固定角容器3通过斜面的相互作用对于转子的开放边缘起类似于夹子的作用并抑制混合型转子I在容纳部11上发生扩张。防止混合型转子I在容纳部11处发生扩张的力随着混合型转子I的转速提高而增大。这个措施也提高了混合型转子I的使用寿命。
【主权项】
1.用于离心机、特别是实验室离心机的混合型转子(I)，具有 -转子基体(10)，所述转子基体具有容纳侧(16)和驱动侧(17)， -用于固定驱动轴的装置，所述驱动轴用于使混合型转子(I)绕旋转轴线(R)旋转，以及 -至少两个设置在转子基体(10)的容纳侧(16)上的容纳部(11)，各容纳部分别具有用于离心机容器(2、3)的插入口( 110)，其特征在于， 至少一个容纳部(11)具有用于能旋转地安装的摆动容器(2)的旋转支承件(12)，至少一个容纳部(11)具有用于在容纳部(11)中固定地安装固定角容器(3)的固定支承件(13)。2.根据权利要求1所述的混合型转子(I)，其特征在于，至少一个容纳部(11)同时具有旋转支承件(12)和固定支承件(13)，优选所有容纳部(11)都同时具有旋转支承件(12)和固定支承件(13)。3.根据上述权利要求之一所述的混合型转子(I)，其特征在于，所述旋转支承件(12)具有两个在容纳部(11)的插入口(110)上彼此相对置的、尤其是倒圆的凹部(120)，用于分别接纳摆动容器(2)的一个轴颈(23)。4.根据上述权利要求之一所述的混合型转子(I)，其特征在于，固定支承件(13)包括面式的、尤其是平面的支座(130)，用于接纳固定角容器(3)的凸缘(34)，支座(130)围绕容纳部(11)的插入口(110)设置在转子基体(10)的容纳侧(16)上，并且优选沿径向完全包围插入口(IlO)05.根据权利要求4所述的混合型转子(I)，其特征在于，多个固定支承件(13)的所述面式的支座(130)沿旋转方向直接彼此相邻地设置，从而这些支座形成一个环，旋转轴线(R)位于该环的中心。6.根据权利要求4至5之一所述的混合型转子(I)，其特征在于，所述至少一个固定支承件(13)的所述面式的支座(130)从混合型转子(I)的驱动侧(17)朝旋转轴线(R)倾斜地降低。7.根据权利要求4至6之一所述的混合型转子(I)，其特征在于，所述至少一个固定支承件(13)的所述面式的支座(130)构造成梯形的。8.根据上述权利要求之一所述的混合型转子(I)，其特征在于，从容纳侧(16)观察，固定支承件(13)设置在旋转支承件(12)的前面。9.用于离心机、特别是实验室离心机的套件(4)，具有 -根据上述权利要求之一所述的混合型转子(I)，以及 -至少一个固定角容器(3)。10.根据权利要求9所述的套件，其特征在于，所述至少一个固定角容器(3)具有凸缘(34)，所述凸缘构造成与混合型转子(I)的固定支承件(13)的面式的支座(130)是互补的，并且特别是成形为梯形的，使得所述凸缘形锁合地安放在固定支承件(13)的面式的支座(130)上，从而防止固定角容器(3)发生摆动。11.根据权利要求9至10之一所述的套件，其特征在于，所述至少一个固定角容器(3)具有轴颈(33)，所述轴颈构造成与混合型转子(I)的旋转支承件(12)的凹部(120)是互补的并安放在混合型转子(I)的旋转支承件(12)的凹部(120)中。12.根据权利要求9至11之一所述的套件，其特征在于，所述至少一个固定角容器(3)具有两个锁定突起(35)，并且转子基体(10)在其驱动侧(17)在容纳部(11)的边缘的两侧具有侧切(14)，当固定角容器(3)支承在容纳部(11)中时，所述锁定突起(35)嵌入所述侧切(14)中。13.固定角容器(3)，用于在根据上述权利要求之一所述混合型转子(I)或套件(4)中使用，其特征在于，所述固定角容器包括摆动容器(2)，所述摆动容器具有设置在其上的能拆卸的转接器(37)，所述转接器(37)具有凸缘(34)，所述凸缘构造成与混合型转子(I)的固定支承件(13)是互补的。
【文档编号】B04B7/08GK106064121SQ201610257049
【公开日】2016年11月2日
【申请日】2016年4月22日 公开号201610257049.4, CN 106064121 A, CN 106064121A, CN 201610257049, CN-A-106064121, CN106064121 A, CN106064121A, CN201610257049, CN201610257049.4
【发明人】S·亨纳, S·斯特凡
【申请人】热电子Led有限公司