DE-112020001488-B4 - Rotor für eine Zentrifuge und Zentrifuge

Abstract

Rotor (20) für eine Zentrifuge (1), der durch eine Antriebsquelle (9) in Drehung versetzt wird, Folgendes aufweisend: einen Rotorkörper (21), in dem eine Ausnehmung (22) ausgebildet ist; einen Rotorkern (40), der in der Ausnehmung (22) angeordnet ist; und einen Rotordeckel (30) zum Verschließen einer Öffnung des Rotorkörpers (21), dadurch gekennzeichnet, dass der Rotorkern (40) Folgendes aufweist: einen säulenförmigen massiven Abschnitt (41); einen Scheibenabschnitt (44), der sich von einer oberen Fläche des massiven Abschnitts (41) radial nach außen erstreckt; eine Flüssigkeitszuführungsrille (50), die auf einer oberen Fläche des Rotorkerns (40) angeordnet vom massiven Abschnitt (41) zum Scheibenabschnitt durchgehend ausgebildet ist; und eine Flüssigkeitszuführungsöffnung, die so ausgebildet ist, dass sie sich von der oberen Fläche des massiven Abschnitts (41) nach unten und weiter in eine radiale Richtung erstreckt, und eine Belastungsentspannungsrille (57, 158), die auf einer unteren Fläche des Scheibenabschnitts (44) ausgebildet ist.

Inventors

• Takuya Yamamoto
• Jun Sato

Assignees

• EPPENDORF HIMAC TECHNOLOGIES CO., LTD.

Dates

Publication Date

20260507

Application Date

20200930

Priority Date

20191121

Claims (11)

1. Rotor (20) für eine Zentrifuge (1), der durch eine Antriebsquelle (9) in Drehung versetzt wird, Folgendes aufweisend: einen Rotorkörper (21), in dem eine Ausnehmung (22) ausgebildet ist; einen Rotorkern (40), der in der Ausnehmung (22) angeordnet ist; und einen Rotordeckel (30) zum Verschließen einer Öffnung des Rotorkörpers (21), dadurch gekennzeichnet , dass der Rotorkern (40) Folgendes aufweist: einen säulenförmigen massiven Abschnitt (41); einen Scheibenabschnitt (44), der sich von einer oberen Fläche des massiven Abschnitts (41) radial nach außen erstreckt; eine Flüssigkeitszuführungsrille (50), die auf einer oberen Fläche des Rotorkerns (40) angeordnet vom massiven Abschnitt (41) zum Scheibenabschnitt durchgehend ausgebildet ist; und eine Flüssigkeitszuführungsöffnung, die so ausgebildet ist, dass sie sich von der oberen Fläche des massiven Abschnitts (41) nach unten und weiter in eine radiale Richtung erstreckt, und eine Belastungsentspannungsrille (57, 158), die auf einer unteren Fläche des Scheibenabschnitts (44) ausgebildet ist.
2. Rotor (20) für eine Zentrifuge (1) nach Anspruch 1 , wobei der Rotorkern (40) ein einstückiges Element aus Harz oder Metall ist, ein Öffnungsabschnitt der Flüssigkeitszuführungsrille durch Kontakt mit einer Innenwand des Rotordeckels (30) verschlossen ist und wenn der Scheibenabschnitt (44) in einer Achsenlinienrichtung betrachtet wird, die Spannungsrelaxationsrille (57, 158) an einer Position angeordnet ist, die teilweise mit der Position der Flüssigkeitszuführungsrille (50) überlappt.
3. Rotor (20) für eine Zentrifuge (1) nach Anspruch 2 , wobei die Belastungsentspannungsrille (57, 158) eine Rille ist, die sich in radialer Richtung von einer inneren Umfangsseite zu einer äußeren Umfangsseite an der unteren Oberfläche des Scheibenabschnitts (44) erstreckt, und ein Endabschnitt an der äußeren Umfangsseite einen äußeren Randabschnitt des Scheibenabschnitts (44) erreicht.
4. Rotor (20) für eine Zentrifuge (1) nach Anspruch 3 , wobei eine Vielzahl von Flüssigkeitszuführungsrillen (50) in gleichen Abständen in Umfangsrichtung ausgebildet sind, und die Belastungsentspannungsrille (57, 158) so geformt ist, dass sie der Vielzahl der Flüssigkeitszuführungsrillen (57, 158) entspricht.
5. Rotor (20) für eine Zentrifuge (1) nach Anspruch 4 , wobei die Flüssigkeitszuführungsrille (50) einen U-förmigen Querschnitt orthogonal zur Erstreckungsrichtung aufweist, und die Spannungsrelaxationsrille (57, 158) einen rechteckigen, U-förmigen oder V-förmigen Querschnitt orthogonal zur Erstreckungsrichtung aufweist.
6. Rotor (20) für Zentrifuge (1) nach Anspruch 5 , wobei eine Tiefe D 2 der Belastungsentspannungsrille (57, 158) D 1 + D 2 < T erfüllt, wobei eine Dicke des Scheibenabschnitts (44) T ist und eine Tiefe der Flüssigkeitszuführungsrille (50) D 1 ist.
7. Rotor (20) für eine Zentrifuge (1) nach Anspruch 6 , wobei eine Vielzahl der Belastungsentspannungsrillen (57, 158) in Umfangsrichtung bzw. in radialer Richtung in Bezug auf jede der Flüssigkeitszuführungsrillen (50) verteilt ausgebildet sind.
8. Rotor (20) für eine Zentrifuge (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 , wobei ferner ein Schaufelblatt (58) angeordnet ist, das sich von einer äußeren Umfangsfläche des massiven Abschnitts (41) radial nach außen erstreckt, wobei das Schaufelblatt (58) eine vertikale Plattenform aufweist, die mit dem Scheibenabschnitt (44) verbunden ist, und der Scheibenabschnitt (44), der massive Abschnitt (41) und das Schaufelblatt (58) einstückig ausgebildet sind.
9. Rotor (20) für eine Zentrifuge (1) nach Anspruch 8 , wobei ein säulenförmiger Vorsprung (143), der axial nach oben vorsteht, in einer axialen Mitte der oberen Oberfläche des massiven Abschnitts (41) ausgebildet ist, und die Flüssigkeitszuführungsrille (50) aus axialen Rillenabschnitten (51) gebildet ist, die sich an einer äußeren Umfangsfläche des Vorsprungs (143) nach unten erstrecken, und vier radialen Rillenabschnitten (152), die sich von einem unteren Ende des axialen Rillenabschnitts (51) in Bezug auf den massiven Abschnitt (41) radial nach außen erstrecken.
10. Rotor (20) für eine Zentrifuge (1) nach Anspruch 9 , wobei die Flüssigkeitszuführungsöffnung Folgendes aufweist: eine erste Flüssigkeitszuführungsöffnung (46, 146), die eine obere Öffnung in einer axialen Mitte einer oberen Fläche des Vorsprungs (143) aufweist, sich in der Mitte in der Achsenrichtung nach unten und in der radialen Richtung nach außen erstreckt und sich in der Nähe der unteren Fläche des Scheibenabschnitts (44) auf der äußeren Umfangsfläche des massiven Abschnitts (41) öffnet; und eine zweite Flüssigkeitszuführungsöffnung (47, 147), die eine Öffnung an einer Position neben der Außenseite in der radialen Richtung von der oberen Öffnung der ersten Flüssigkeitszuführungsöffnung (46, 146) aufweist, sich in der Achsenlinienrichtung nach unten und in der radialen Richtung in der Mitte nach außen erstreckt und eine Öffnung an der äußeren Umfangsfläche des massiven Abschnitts (41) aufweist.
11. Zentrifuge (1), die Folgendes aufweist: einen Rotor (20) für eine Zentrifuge (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10 ; einen Türadapter, der auf dem Rotordeckel (30) angebracht ist und ein Durchgangsloch aufweist, durch das ein Strömungsweg verläuft, der eine Flüssigkeit in die Ausnehmung (22) ein- und aus ihr ausleitet; eine Schale, die eine Rotorkammer (4) definiert, in der der Rotor (20) für die Zentrifuge (1) rotiert; und ein Gehäuse (2) zur Aufnahme der Antriebsquelle (9) und der Schale (2).

Description

HINTERGRUND Technischer Bereich Die vorliegende Erfindung betrifft einen Rotor für eine Zentrifuge, der eine Probe von der Außenseite einer Vorrichtung während der Rotation des Rotors einspritzt und eine zentrifugierte Probe außerhalb der Vorrichtung während der Rotation des Rotors sammelt, und bezieht sich auf eine Zentrifuge, die denselben verwendet. Stand der Technik Ein Zentrifugalseparator beinhaltet innerhalb einer Rotorkammer (Rotationskammer) einen Rotor (Rotationskörper), der eine zu trennende Probe hält, und dreht den Rotor mit einer hohen Geschwindigkeit unter Verwendung einer Antriebsvorrichtung wie einem Motor oder dergleichen in einem Zustand, in dem ein Öffnungsabschnitt der Rotorkammer durch eine Tür verschlossen ist, wodurch eine Trennung und Reinigung der im Rotor gehaltenen Probe oder andere Vorgänge durchgeführt werden. Bei normalem Gebrauch, wenn die Drehung des Rotors gestoppt ist, wird die zu trennende Probe in einen Probenbehälter gegeben und von dem Rotor gehalten, und der Rotor wird durch die Antriebsvorrichtung gedreht, nachdem die Tür der Rotorkammer geschlossen ist. Wenn der Zentrifugalabscheidevorgang abgeschlossen ist, wird die Drehung des Rotors gestoppt, die Tür geöffnet und der Probenbehälter herausgenommen. Als weiteres zentrifugales Trennverfahren wird in der Medizin, Pharmazie u.Ä. ein Verfahren mit einem so genannten Durchlaufrotor eingesetzt, bei dem eine Probe durch kontinuierliches und direktes Einfüllen in einen Rotor von der Außenseite eines Zentrifugenkörpers über ein Rohr getrennt wird. Beispiele für den Aufbau des kontinuierlichen Rotors sind z.B. in Patentliteratur 1 und Patentliteratur 2 dargestellt. Bei Verwendung des kontinuierlichen Rotors wird ein Probenbehälter mit einer Probe außerhalb eines Zentrifugenkörpers angeordnet, ein Probenflussweg durch ein Rohr gebildet, das sich von dem Behälter zu dem in einer Rotorkammer des Zentrifugenkörpers angeordneten Rotor erstreckt, und die zu trennende Probe wird kontinuierlich aus dem Probenbehälter in den Rotor gefüllt, während der Rotor rotiert. In dem Zentrifugalseparator, in dem der kontinuierliche Rotor verwendet wird, ist zum Einführen eines Probenröhrchens von der Außenseite des Zentrifugenkörpers in den Rotorraum ein Adapter an der Tür angeordnet, die die Innen- und Außenseite des Rotorraums trennt. Der Adapter ermöglicht es, eine Flüssigkeit, wie z. B. eine Dichtegradientenflüssigkeit, eine Probe oder ähnliches, in den Innenraum des Rotors aus der Nähe eines axialen Zentrums auf der Oberseite des rotierenden Rotors einzubringende und aus diesem auszustoßen. Der Rotor hat verschiedene Formen, wie z.B. eine Schalenform mit einem Deckel (Rotordeckel), und ein Element, das als Rotorkern bezeichnet wird, ist im Innenraum so angebracht, dass die einzubringende und auszutragende Flüssigkeit in einer vorgegebenen Richtung fließt. Der Rotorkern hat ebenfalls verschiedene Formen. In einem Beispiel ist die Oberseite des Rotorkerns in engen Kontakt mit dem Rotordeckel gebracht, und in der Oberseite sind mehrere Rillen für die Zufuhr der Dichtegradientenflüssigkeit ausgebildet, die sich von der Nähe des Zentrums der Zentralachse radial nach außen erstrecken. [Literatur zum Stand der Technik] [Patentliteratur] Patentliteratur 1: Offengelegtes japanisches Gebrauchsmuster JP S60 - 119 946 U.Patentliteratur 2: Japanisches Patent Offenlegungs-Nr. JP 2010 - 82 567 A.Patentliteratur 3: DE 12 37 360 A. ZUSAMMENFASSUNG [Zu lösende Probleme] Da der im kontinuierlichen Rotor verwendete Rotorkern im Inneren des Rotors angeordnet ist und mit einer hohen Geschwindigkeit in einem Zustand gedreht wird, in dem der Innenraum des Rotors mit einer Flüssigkeit wie der Dichtegradientenflüssigkeit, der Probe oder ähnlichem gefüllt ist, konzentriert sich eine Belastung, die durch einen durch die Zentrifugaltrennung erzeugten hydraulischen Druck verursacht wird, auf eine bestimmte Stelle eines im Rotorkern ausgebildeten Rillenabschnitts, z. B. die radial in der oberen Fläche ausgebildete Flüssigkeitszuführungsrille. Diese Belastung wirkt in einer Richtung, in der die Umgebung des Rillenabschnitts des Rotorkerns verformt wird, so dass der Rotorkern eine ausreichende Festigkeit aufweisen muss, um der Belastung standzuhalten. Neben der Festigkeit ist es außerdem wichtig, dass der Rotorkern eine ausreichende Lebensdauer hat, um einer wiederholten Verwendung standzuhalten. Die vorliegende Erfindung wurde in Anbetracht des obigen Hintergrunds vervollständigt, und das Ziel ist es, einen Rotor für eine Zentrifuge bereitzustellen, der die Verformung eines Rotorkerns unterdrückt, indem eine Belastung gemittelt wird, die lokal durch einen hydraulischen Druck aufgebracht wird, der auf eine Flüssigkeitszuführungsrille aufgebracht wird, die in der oberen Fläche des Rotorkerns ausgebildet ist, und eine Zentrifuge bereitzustellen, die den Rotor für eine Zentrifuge verwendet. Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Rotor