DE2108761A1 - Zentrifuge - Google Patents

Description

Patentanwälte

Dipl. lng.CWa!Iach ^{lh m}> <M « «, _{n p 7} ~ ,-

DIpI.Ing.G.Koch 210 8/bl

Dr. T. Haibach 13 058 Dr. H/r

8 München 2

Kaufingerstr. 8,TeI. 240275

Becknan Instrumente, Ine,„ Fullerton« Calif·, VSA Zentrifuge Di· Erfindung betrifft Allgemein Zentrifugen und in be- _M

sonderen ein Index-Dichtungekopfaggregat für eine Ultra- ™ sentrifuge sowie ein Verfahren zur selektiven Verbindung einer oder mehrerer Zellen eines Mehreellen-Zentrifugenrotors «it wenigstens einen Strttsmngekanal bei laufenden Rotor, na die ausgewählte Rotorselle bsw, -seilen bei lau-'fende« Rotor beschicken oder entleeren su können·

Di· i« Handel befindlichen Zentrifugen und Ulträsentrifugen weisen i« allgeneinen )einen Rotor vom Typ «it feste« Winkel, «it SohwenkgehMnge oder einen Zonenrotor auf· Rotoren «it feste« Vinke1 und Schwenkgehängerotoren werden voa Benutser beschickt und beladen, während dor Rotor sich in Ruhe befindet. Bei der Beschleunigung des Rotors von a

Bub· auf seine BetriebsdrehBsahl und ebenso bei der VersB-gerung werden bestinat« kritische Drehsahlen durchlaufen, die als sogenannt· kritische Langsaalaufdrehsahlon bekannt sind und bei denen Schwingungen auftreten· Bei der Breneung des Rotors von der Betriebsdrehsahl kann diese Schwingung «in· unerwünschte Vemischung and entsprechenden Verlust an Auflösung in einer suvor durch Zentrifugieren getrennten Prob· bewirken. Außerdem weisen die die Proben

*) ia Abhängigkeit von dtr Art des dtti^sufuhr«ndtn Experlatnts

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•ηthaitenden Rühren normalerweise im wesentlichen zueinander parallele Seitenwandungen auf, die unerwünschte Wirkungen zur Folge haben» da die Probe während der Zentrifugati on teilweiae gegen diese Seitenwandungen gepreßt wird« Außerdem müssen die Röhren mehrfach von dem Benutzer dar Zentrifuge gehandhabt werden, was einen zusätzlichen Verlust an Auflösung zur Folge hat·

Was Zonen-Rotoren betrifft, so mußten bisher sämtliche sektorförmlgen Abteile bzw. Zellen gleichseitig beschickt oder entleert werden. Tatsächlich bestand bis zu der vorliegenden Erfindung keine andere Möglichkeit. Abgesehen von •äderen Beschränkungen_y wie Fehlen eines stabilisierenden Sehverefelde bei der Beschickung und Entleerung (da die derzeitigen Zonen-Rotoren bei verhältnismäßig niedrigen Drehzahlen beschickt und entleert werden müssen), bedeutet die·» daß jeweils nur eine Probe pro Lauf untersucht werden kann· Die Untersuchung weiterer Proben erfordert zusätzliche Läufe, wobei durch Veränderungen und Schwankungen der allgemeinen Bedingungen offensichtlich genaue Vergleiche schwierig wenn nicht unmöglich gemacht werden. Es besteht daher ein auegeprägtes Bedürfnis nach einer Vorrichtung, welche die Ladung und Entleerung jeweils bestimmter ausgewählter Zellen eines Mehrzellen-Zentrifugen-Rotors bei laufendem Rotor gestattet.

Die Erfindung betrifft somit eine Zentrifuge mit einem Mehraellenrotor und einem Drehantrieb für den Rotor.

Durch die Erfindung soll eine Zentrifuge und ein Beschikkungsverfahren hierfür geschaffen werden, welche die Beschickung und Entleerung einer oder mehrerer ausgewählter

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Zellen eines Mehrzellen-Zentrifugen-Rotors bei laufendem Rotor ermöglicht und hierdurch die mit der derzeitigen Beschlckungetechnik verbundenen erwähnten Probleme und Einschränkungen vermeidet. Die Beschickung bei ununterbrochenem Lauf des Rotors hat den Vorteil, daß hierbei ein stabilisierendes Sohwextfeld erzeugt wird, das die Behandlung mehrerer Proben unter im wesentlichen gleichen Bedingungen ermöglicht. Die Beschickung und Entleerung des Roto— bei einer Drehzahl oberhalb der kritischen LangsamdrehselU rd ferner die durch Vibration hervorgerufene Vermischung vermieden und die Auflösung ganz erheblich verbessert.

kennzeichnet sieh

Zu diesem Zweck Teine Zentrifuge der vorstehend genannten Art gemäß der Erfindung ■> V.. f·, durch eine VKhIvorrichtung, mittels welcher bei laufendem Rotor eine beliebige vorgegebene Rotorzelle unter Ausschluß der übrigen Rotorzellen ausgewählt und bei laufendem Rotor mit einer ProbenflUsslgkelt oder einem anderen Medium beschickt bzw. entleert werden kann·

Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Beschickung des erfindungsgemäßen Mehrzeilen-Zentrifugen-Rotors mit der zu untersuchenden Probet danach 1st vorgesehen« daß man den Rotor auf eine Drehzahl oberhalb seiner unteren kritischen Drehzahl bringt, daß man mit Hilfe der Indexvorrichtung die Verbindung zu einer'vorgegebenen Rotorzelle herstellt, daß man bei laufendem Rotor die Probenflüssigkelt durch die Indexvorrichtung in die ausgewählte Zelle einführt, und daß man ohne den Rotor anzuhalten die Indexvorrichtung zur Ausrichtung auf die nächstfolgende Zelle zur Beschickung dieser Zelle mit der ProbenflUssigkeit weitersohaltet«,

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Im folgenden werden Aueführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser seigern

1 ia teilweise auseinandergebogener, teilweise Aufgebrochener perspektivischer Ansicht eine Ausführung«form eines erflndungsgemäßen Index-Diehtungskcpfaggregate ι

2 eine Schnittansicht des Aggregats aus Fig. 1 in Schnitt längs der Linie 2-2 j

Tig, 3 in noheiaatischer Ansicht eine alternative geometrische Anordnung der Nuten, wie sie in der rotierenden Index-Hülse bzw« -Buchse 12 verwendet werden kann.

Vie »us dar Zeichnung und insbesondere aus den Figuren 1 und 2 der Zeicimung ersichtlich, weist das Index-Dichtungskopfaggregat gemltiS der Erfindung im ganzen gesehen eine rotierend« Index:»HUl«β bsw. -Buchse 12, eine stationäre Index-Httlse bzw» »Buchse 13, eine Bremsvorrichtung 15 sowie •in Gehäuse th auf, das die genannten Elemente umgibt und die stationär« Verbindung mit dem Zentrifugenkörper bildet. Das Index-Dichtungskopfaggregat wirkt alt einem Vielsellen-Zentrifugenrotor 11 au β antuen, der in dem gezeigten Ausftthrungsbeisplel in Form eines Zonenrotors ausgebildet ist· Der Rotor 4 wird durch einen Motor mit vorgegebenen Dreh-■ahlen angetrieben; die (nicht dargestellte) Antriebswelle ist Mit der Unterseite des Rotors 11 verbunden.

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Gemäß der Erfindung weist dsr Zonenrotor 11 mehrere sek· torfttruige Abteile auf (von denen nur eines dargestellt ist), die als Probenasellen 19 sur Aufnahoie der su zentrifugierenden Probe dienen. Die Abteil« oder Zellen 19 sind in gleichen Abständen und symmetrisch um die Rotationsachse 17 des Rotors 11 angeordnet; Jade Zelle weist jeweils swei in radialer Richtung verlaufende Seitenwandungen 21, im wesentlichen parallele Decken- und Bodenwandungan 22 bzw. 23t eine radial innen gelegene Wandung 2k sowie eine sich in Umfangerichtung erstreckende radial außen gelegene Wandung 26 auf· Bei dem dargestellten Rotor sind die Wandungsteile 22, 23 an der Ober» und an der Unterseite aus einem durchslohtigen Material, wie beispielsweise einem klarsichtigen Kunststoff oder Glas, hergestellt, um die Beobachtung der in der Zelle befindlichen Probe mittels geeigneter optischer Überwachungsvorrichtungen zu ermöglichen. In dem AusfUhrungsbeispiel ist für die Zwecke der Beschreibung ein Zonenrotor gewählt worden) jedoch eignet sioh die Erfindung ohne weiteres sur Anwendung in Verbindung mit beliebigen Rotorbauarten, gleichgültig, ob et sich um Zonenrotoren, Rotoren mit festem Winkel oder Schwenkgehänge-Rotoren hanr» delt. Weiter sei auch betont, daß dl· in der vorliegenden Beschreibung verwendete Bezeichnung ¹¹ZeIIe" sich allgemein auf ein sektorförmlgea Abteil eines Zonenrotv s wie auch auf einzelne Kolben bzw· Rühren an einem Rotor vom Sohwenkgehängetyp oder vom Festwinkeltyp besieht. Außerdem können die Zellen statt in horizontaler Richtung auch vertikal übereinander angeordnet sein, falls dies erwünscht 1st.

Jeder Zelle 19 sind jeweils zwei Strömungskanäle 31 und 32 zugeordnet, welche der Strömungsmittelzu- bzw* -abfuhr au- bzw. von der betreffenden sektorftfrmigen Zelle, mit welcher

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sie verbunden sind, dienen. Di· Kanäle 31 und 32 verlaufen in radialer Richtung auswärts, wobei der Kanal 31 durch die Xnnenwandung hindurch mit dem inneren *adius der Zelle 19 und der Kanal 32 alt dem äußeren Rand der Zelle i9 in Verbindung stehen. Die Strttmungsraittelzufuhr zu den Kanälen 31 und 32 erfolgt mittels innerer und äußerer Zufuhrleitungen 91 bzw. 92 (Fig. 2). In der Praxis werden eine Dichtegradientlöaung,, ein Pufferströmungemittel und eine Verdrängungsldsung Über die' äußere Zuführleitung 92 und den Kanal 32 abgeführt, während die Probenlösung, der Überzug ("overlay") sowie - nach dam Zentrifugieren - die zentrifugierte Probe durch dlo Innera Leitung 91 und den Kanal 31 geleitet werden. Selbetverständlich kann die Verwendung dar Laitungen für die Zu- bzw« Abfuhr der vorstehend erwähnten Lösungen zu bzw. von dar Rotorzelle 19 nach dem Wunsch de· Benutzers beliebig abgewandelt werden,

Die zu untersuchende Probe sowie geeignete Dichtegradient- und Verdrängungslusungen sowie Pufferstrübungsmittel werden den Zufuhrleitungen 91 und 92 über Rohrleitungen 100 bzw. 101 zugeführt, die über ein Vlervegventil 105 entweder alt einer Leitung 102 oder mit ein.sr Leitung 103 verbunden werden ktfnnen. In der Leitung 102 ist eine geeignete Gradientlüftungspumpe 10k vorgesehen, wolche Gradientlüftung durch die Verbindungsleitungen in die Rotorzellen drückt» Die Leitung 103 ateht Über ein Ventil 107 entweder mit einer Probenpumpe 106, die mit eine» (nicht dargestellten) Proben-Vorratsbehälter verbunden lst₃ oder mit einem (nicht dargestellten) Fraktionekollekcor in Verbindung, welcher die zentrifugierte Probe aufniroat und speichert. Statt mittels einer Probenpumpe kann die zu untersuchende Prob· erforderlichenfalls auch mittels einer handelsüblichen Injek-

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tioßsepritze Iß das Systen

Da la Betrieb der P. ο tor mit !token Drehfss&len umlauft, ist Herstellung eine^ Flüssigkaitsvorblnduag zwischen den

und dan rotisresidsn Abieilen der Zentrifuge

ein lierkSwaXichee oberes RctetionslÄgei* und Dit;htungaaggre· gat vorgesehen« Allgemein weiafe dieeae Aggregat »i« rotier@a<ä©8 sylindritechss Difc&timgsi:©!! 3<t> unterhalb einem sy-IiE^SPisehen et«tionäi*en D±t»ht«a^i.t*il 86 eowid ei.nö gegen dia Oberseite des stationären Ä)ichtu»s»ieils S6 anliegende

97 euf, belebe diii Unterseite des ctationMren

86 in Diehiusxg-sanlage gegen die Oberseite des rotierenden Dtclitungsteils 36 vorspannt, wodurch eine illsstg&eiiedicbte dynaeiä^he Dichtung s^iachen diesen Flä- chou »x-alclt 'wird.

röties-eada Diciitaitget^Al 3^ J.st an d«K Botor 11 und Dioiituüig %3 bofestigt» Iss einzelnen ist eine U-Dich· 3 gsgan die Vasiidu»^ s%i^«f ist d®r Oberseite des Rotors 11 ©atlaisg der 3r*eS:ÄCfess* 17 "/^rg^imh^i^n β/stspreonend geforet«n Auanehiaun^ 28 aagearäna^« 1*1* *J-iclitusig kj ist an der Wandung dmr Auaneiisstrag- 28 befestigt, derart, daß das rotierende Dichtung«teil 36 {,in vorgegebenen Zeiten) eine Sehlupfbewegung relativ nes&nü^«r <lea Rotor 1t ausfuhren die Dichtung 43 weist mehrere ira Uafangaabständen an-

Öffnungen kk und h6 [ j «we ils ein Paar für jede Roti reelle) auf, di« Bit den entsprechenden Xan&len 31 bsv. 32 in dem Rotor 11 in Verbindung stehen.

Die drehbewegung -wird von dem Ro tar 11 auf das Dichtungsteil 36 über die Hotationahüls« b:aw₄ «buchse 12 übertragen. Ιω einseinen ist die Hülse 12 nit dees lotor 11 drehfest

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mittels einer Has* hf so*rle ra.lt dam rotierendem Dichtungsteil 36 ntittela zwei diajuatral gegenüberliegend angeordneter Stifts 39 verbunden,; die beiden Stifte 39 (von denon in der Zeichnung nur einer gezeigt ist) stehen jeweils In Anlage gegen eine Seit« eines evteprochenden Schlitzes 38 in den Dichttäfig»t«±l 36* Auf diß.-io Heise treibt somit der Rotor 11 di@ Hülse 12_t die ihrei-aei+.s dia Dichtung 36 »itniiBü» t.

Das rotierende Dichtung»teil 3> steht «it seinem oberen Teil durclä ein© Bohrung 29 in slrnn einstückig mit der Oberseite dee Rotors 11- ausgebildeter Nabe 27 nuch oben Über· Die Bohrung 29 ist etwas größar ala die Ausnehmung 28, um die rotierende Buchse J6 in der nachfolgend beschriebenen Weise atafnenaen su können.

Das stationäre Dichtungstell 86 weist zwei nebeneinander angeordnete Karaäl® 88 und 39 auf» von welchen der erste entlang der Drehachse 17 verläuft j die beiden Kanlle 88 bzw. 89 stehen »it den inneren und äußeren Zufuhrleitungen 91 bjEw, 92 in Verbindung! das rotierende Dich tungsten 36 weist «benfalle zwei nebeneinander angeordnete Kanftle 41 bzw. kZ auf, die nlt den KanttAen 88 bzw. 89 verbunden sind und L-furaig verlaufen, derart, tlafl sift an der Außenwandung dea drehenden Dichtunjetaf.l· 36 in Öffnungen ki a bzw. kZ a Künden. Die öffnungen kl a und kz a sind (in einer noch näher zu beschreibenden Weise) selektiv mit eine« Satz von Kanttlen kk, h6 in de>a Dichtungsteil kj ausgerichtet, derart, daß zwei kontinuierliche Strftaungspfad· zur Ströaungsaiftelzufuhr bzw· -abfuhr in dl· bzw. aus der Rotorzelle 19 gebildet werden» Ta &1ηζ·1η*η wird der erst·

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kontinuierlich· StröOungsmittalwag von dar inneren Zuführleitung 91t <*·■ Kanal 88, dem Kanal Ή, der öffnung k"\ a, den Kantian kh und 31 gebildet, während der zweite kontinuierliche Strömungsmittelweg von der lußeren Zufuhrleitung 92, des Kanal 89, dem Kanal kZ₉ der öffnung 42 a und den Kanülen k6 und 32 gebildet wird. In dem beschriebenen bevorzugten AuafOhrungebeispiel iat zwar nur ein Satas von öffnungen 41 a und k2 a gezeigtt selbstverständlich kann jedoch, falls erwünscht, mehr als ein derartiger Satz von öffnungen vorgesehen sein. Jeder derartige Satz öffnungen wäre dabei alt entsprechenden Kanälen kA und h2 verbunden, ua dem Benutzer die gleichseitige selektive Beschickung oder Entleerung zweier oder mehrerer Zellen 19 zu ermöglichen.

Vie bereits erwähnt, weist das Index-Diohtungskopfaggregat eine rotierende Index-HUlse 12, eine stationäre Index-Httlse 13t »ine Bremsvorrichtung 15 sowie ein äußeres Gehäuse ifc auf· Dia zylindrische rotierende Index-HUlse baw. -Buchse 12 paßt über und um das (aus dem rotierenden Dichtungsteil 36 und dam stationären Dichtungsteil 86 bestehende) Drehdichtungeaggregat und ruht in der Ausnehmung 29t wobei es dan zwischen dar Außenseite des rotierenden Dichtungeteile 36 und der Innenwandung der Bohrung 29 verbleibenden Raum ausfüllt. Die rotierende Index-Hülse 12 ist durch die beiden an der Index-RUlse 12 diametral gegenüberliegend vorgesehenen Stifte 39 (von welchen nur einer gezeigt ist) drehfest mit dem rotierenden Dichtungsteil 3° verbunden und läuft mit diesem um. In dem gezeigten bevorzugten Aueftihrungsbeispiel sind die Bolzen 39 jeweils durch Verschraubung In einer kleinen, durch die Buchsenwandung 12 führenden Gowindeöffnung befestigt. Die Index-Hülse 12 1st zwar

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an einer Drehbewegung gegenüber dato rotierenden Dichtung«·» teil 36 gehindert, jedoch können die beiden Teile noch eine begrenzte Relativbewegung in axialer (d. h. vertikaler) Richtung gegeneinander ausführen« Hierzu weist daa rotierende Dichtungeteil 36 an seinor Außenseite zwei diametral gegenüberliegend angeordnete kurxe_P sich Tertikai arstrekkende Ausnehmungen bzw« Nuten 38 (Fig. 2) auf (von welchen nur einer in der Zeichnung sichtbar ist), in welche die Stifte 39 überstehen» Demzufolge kann die Index-Buchse 12 in vertikaler Richtung relativ gegenüber dem drehenden Dichtungcteii 36 um eine Strecke gleich der Länge der Nuten 33 auf- und abwKrtsbewegt werden· Die HUlβ^ 12 rotiert •oait stets zusammen mit dem rotierenden Dichtungsteil 36_t kann jedoch diesem gegenüber wahlweise in einer noch tu beso hreibenden Weise relativ in vertikaler Richtung verstellt wirden.

Zur Umschaltung der aus dem drehbaren Dichtungeteil 36 und der Index-Hülse 12 bestehenden Kombination swiischen mehreren selektiv wählbaren Drehstellungen beasUglich dem Rotor 11, derart, daß die öffnungen M β und 42 a mit den mit verschiedenen Zellen 19 in dem Rotor 11 verbundenen Kanälen Busammenwirken können, ist ein« an der Nabe 27 des Rotors 11 befestigt· Nase 4? und eine in dar Außenoberfläche der Index-Hülse 12 im wesentlichen in Umfangerichtung verlaufende Nut 48 vorgesehen. Die Nr.se 47 steht von der Innenwandung der Nabe 27 radial nach innen sum Eingriff in dl· Nut 48 über.

Di· Nut 48 1st in der Außenwandung der Index-Hülse 12 nach einem herkömmlichen Verfahren, beispielsweise duroh Fräsen«

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hergesteilt. Sie ist in Form »eärerer Abwechselnd aufeinander? oleander oberer usst! tiirtarer, aicSa, in Uafangerichtung erstreckender Segmente 48 & sowie «ehrer^r axial (d* h« ^ertikal) verlauf ender Segsoni® 46 b ausgebildet, welche Jeweils die Enden der aufeinanderfolgenden oberen und unteren, eich in Uafangerichtttng erstreckenden Segaente verfeinden, aarart, daß eine kontinuierliche sslnnenfSrialge Nut kB gebildet wird. Amiiardea umfaßt die Nut 48 auch wenig-

«in axial verlaufendoe Segment 48 c» das sich bis rar der HUlet 12 erstreckt und den Eintritt bzv. Aus tritt dar H&ee 47 gestattet_e derart, daß dl« drehbare Index Hülse 12 in die Bohrung 29 eingeführt und aus ihr entnommen werden k&nn·

Alternativ kann die Nat 48 auch in anderer Form auegebildet beispielsweise in der in Figur 3 veransehaulichten

Das link» Ende jedeö ±n Unfm^eriohtans verlaufenden Segeante 48 a der Nut 48 entspricht j#%reile einer Zelle 19 in den« Rotor 11. Ιη«2®κ meet dimar di^ 'irofcbars Index-RUlse 12 gegenüber der »tationXren N»*»e 47 in aufeinanderfolgende Segraente 48 a verdreht, werden die öffnungen 4i a und 42 a jeweils mit aufeinanderfolgenden Rotorsellen .19 au β ge richtet. Zu einer derartigen herstellung der aus Index-Hülse und drehbare*« Diohtusageteil bestehenden Kombination aniO sunKchst die Tndex-Hül·· 12 in vertikaler Richtung aufwHrts oder abtrftrts bewegt werden, Je* nachd*«_t ob die Hase 47 sich in eine» oberen oder einea unteren Segment 48 a befindet, und sodann in Uefanger.1 ehttm£ besttglich de» Rotor 11 verdreht werden.

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Die Vertikalverstellung wird der drehbaren Index-Hülse 12 Über ein Zylinderlager 51 erteilt, das um seine vertikale Achse rotiert und zwischen der drehbaren Index-HUlee 12 und der stationären Index-Hülse 13 angeordnet ist_o Das Lager 51 ist zwischen einer an der Außenseite der Hülse 12 augeforsten Schulter 52, auf welcher das Lager 51 aufruht, und einem Sprengring 53» der in einer Ringnut 5h in der Außenwandung lsi oberen Teil der Hülse 12 gehalt er t_c derart, daß das Lager gegen eine Axialverstellung bezüglich der drehbaren Index-Hülse 12 gesichert ist. Entsprechend ist das Lager 51 auch gegen eine AxialVerstellung bezüglich der Indexhülse 13 gehaltert und gesichert, und zwar durch eine Halterung zwischen einer an oberen Rand der Innenwandung der Index-Hülse vorgesehenen ringförmigen Rippe 56 und einen in einer Ringnut 58 am unteren Rand der Hülse 13 angeordneten Sprengring 57· Somit werden die stationäre Hülse 13t das Lager 51 und die drehbare Index-Hülse 12 als Ganzes als eine Einheit in vertikaler Richtung verstellt, und jegliche vertikale (aufwarte- oder abwärtsgerichtete) Verstellung der stationären Index-Hülse 13 äußert sich in einer gleichartigen Verschiebung der drehbaren Index-Hülse 12. An dieser Stelle sei auch betont, daß die Hülse 13 zwar in der vorliegenden Beschreibung als stationäres Hülsentell bezeichnet ist, da sie nicht wie die rotierende Hülse 12 mit dem Rotor umläuftι jedoch ist die stationäre Hülse 13 wahlweise sowohl In vertikaler Richtung verschiebbar wie auch verdrehbar·

Die stationäre Index-Hülse 13 tat in eine« Gehäuse \h gleitend verschiebbar und drehbar angeordnet. Das Gehäuse \k weist eine zylindrische Seitenwandung 6i und eine im ganzen gesehen flache Oberseite 62 mit zwei kleinen öffnungen

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9** und 96 auf, durch welche die Zufuhrleitungen 91 und 92 hindurohgeführt sind. Der besseren Zugänglichkeit der stationären Indee-Hülse 13 halber sind bei 63 und 6k Teile der Seiten- und Stirnwandung des Gehäuses 1*f weggeschnitten. Das Gehäuse ^k dient als Abdeckung für die Index-Hülsen 12 und 13 und die Bremsvorrichtung 15s zur Befestigung an dem Süßeren Zentrifugengehäuse «eist das Gehäuse Ik swei diametral gegenüberliegend angeordnete L-Schlitze 66 auf, die jeweils in Eingriff alt einen entsprechend geformten (nioht dargestellten) Joch am Zontrifugenkörper stehen.

Da die stationäre Index-Hülse 13 vermittels der öffnungen 63 und 6k in dem Gehäuse 1*» für den Benutzer leicht erfaßbar ist, braucht su einer vertikalen Verstellung der drehbaren Index-Hülse 12 lediglich die stationäre Hülse 13 von Hand hochgesogen oder nach unten gedrückt zu werden. Zu diesem Zweok ist der obere Rand der stationären Hülse 13 «um leichteren Ergreifen mit einer Rändelung versehen.

Die stationär· Index-Hülse 13 weist ferner an ihrer Außenseite eine Nut 68 auf, welche die gleiche geometrische Konfiguration wie die Nut k8 besitzt und mit deren Lage übereinstimmt, wenn die Anordnung sich in einer einer Rotorselle entsprechenden Stellung befindet. Mit anderen Wörtern Die Nut 68 besteht aus abwechselnd aufeinanderfolgenden oberen und unteren, in Umfangerichtung verlaufenden Abschnitten 68 a, die miteinander durch axial verlaufend· Abeohnitte 68 b verbunden sind, wobei sämtlich· Abschnitt· 68 a und 68 b in ihrer Lag· mit den entsprechend gerichteten Abschnitten kB a und kB b der Nut kB übereinstimmen. Die stationäre Hüls· 13 kann somit der Je-

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weiligen Stellung der drehbaren Index-Hülse 12 folgen. Indes mm daner as oberen Rand der HUI·a 13 Jewell· jede einer Zelle entsprechende Stelle mit einer Nummer 1, 2, 3 uev, bezeichnet, kann der Benutzer unschwer die jev.iila beschick, te oder entleerte Zelle identifizieren»

Eine Ewisehen der Hülse 13 und doe Gehäuse Ik eingeschlossene Kugel 69 Huft entlang der Nut 68. Damit die Kugel 69 in der Hut 68 gehalten vJrd und längs dieser läuft, ist die Nut mit einer Tiefe von etwa dem halben Durchmesser der Kugel ausgebildet, und die Kugel ist in einem kleinen, an der Innenseite des Gehäuses \k vorgesehenen. Sc ok»?. gehalten. Eine Stellschraube 71 wizkt mit der Oberfläche der Kugel 69 mittels einer in dem Gehäuse Ik vorgesehenen Gewindebohrung susammen. Mit Hilfe der Stellschraube 71 kann der Druck auf die Kugel 69 und damit die Gängigkeit der Verstellung der Index-Hülae 13 wahlweise eingestellt werden.

Mit der Oberseite der Indexhülse 12 wirkt eine Bremsvorrichtung 15 susanmen; sie bewirkt eine momenteine Verzögerung der Drehung dar Hülse 12 und damit des rotierenden Dichtungsteil· 36, bezüglich dem Rotor 11, derart, daß die öffnungen Ii a und kZ a auf verschiedene Zellen 19 in dem Rotor 11 weitergesshaltctt worden kiJnnen. Diese Bremsvorrichtung weist einen haibring*Urmlgen Bremsschuh 76 aus einem halbstarrec. Material auf, der um den Oberteil der Index-Hülse 12 herum angeordnet ist. An einer Stelle entlang dem Bremsschuh 76 1st eir kleiner Spalt 77 vorgesehen, wodurch eine Verstellung zwischen einer ausgespreizten und einer eingesogenen Stellung βΚglich wird, Der äuflere Teil des Bremsschuhs 76 weist einer, in radialer Richtung ver-

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laufenden Flansch 79 auf, der gleitend in einer Nut 70 an der Innenseite der stationären Index-Hulse 13 angeordnet ist. Auf diese W&ise können die Bremsvorrichtung 15 und die Index-Hülse 13 geneinβaa in vertikaler Richtung auf- und abwärts verstellt werden»

In des gezeigten bevorzugten Ausführungebeispiel sind die Durchmesser der rotierenden Index-Hülse 12, des Bremsschuhs ^6 und des Flansches 79 so gevählt, daß der Bremsschuh zum Eingriff mit der Hülse 12 sue tmnengezogen werden kann, ohne daß hierdurch der Flanschten 79 außer Singriff mit der Nut 70 gelangt.

Mit den gegenüberliegenden Seiten des Bremsschuhs 76 sind zwei diametral gegenüberliegend angeordnete Knöpfe 81 verschraubt, mit deren Hilfe der Bremsschuh 7& >ua Eingriff mit der Hülse 12 zusammengedrückt werden kann. Durch vorübergehendes Drücken der Knöpfe 81 kann der Benutzer den Bremsschuh J6 zur Anlage gegen die Hülse 12 zueammendrUcken₍ Zwischen der Seitenwandung 61 des Gehäuses ^k und dem Knopf 81 ist eine Feder 83 vorgenehon_r um den Bremsschuh 76 in Richtung außer Berührung mit tier Inde;-Hülse 12 vorzuspannen.

Im folgenden wird die Benutzung und Betriebsweise der beschriebenen* Vorrichtung erläutert ι

Bei sehr geringer Drehzahl den Rotors wird da« aus der drehbaren Hülse 12, der stationären Hülse 13» der Bremsvorrichtung 15 und dem Gehäuse 1h bestehende Index-Aggregat auf dem Zentrifugenkörper montiert,, indem man das drehbare Dichtungeteil 36 in die Ausnehmung 28 einsetzt,

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wob·! dl· Nut 48 ο in d»r mile· 12 über dl· Nase 47 g·- schoben wird, und sodann das Gehäuse 14 von Hand geringfügig la Uhrzeigersinn -verdreht, na die (an des Zentrifw,-genkttrper vorgesehenen) sagehörigen Befestigung*joch· In dl· L-Schlitze 46 einrasten ru lassen. Selbstverständlich kann es vorkommen, daß die Nut 48 α zunächst nicht alt der Hase 47 ausgerichtet ist} in diesem Fall brauchen lediglich die BreasknBpfa 81 vorübergehend betätigt zu werden_¥ um ein· Terdrehung der Hülse 12 (und des drehbaren Dich» tungsteils 3<>) relativ gegenüber dea Rotor 11 zu bewirken, bis die Hut 48 c sit der Nase 47 ausgerichtet ist.

Nach dieser Ausrichtung wird die Nase 47 in Ausrichtung mit den oberen in Umfangsrichtung verlaufenden Segment 48 a gebracht, indes «an dl· stationäre Hüls· 13 nach unten drücktf sodann warden wiederum die BremsknOpf· 81 kurzzeitig gedrückt, derart, daß die drehbare Hülse 12 und das drehbar· Dichtungstell 36 la Gegenuhrzeigersinn (bei Hetatlon des Rotors lsi Ohrzeigersinn) bezüglich de« Rotor 11 schleifen, bis die Nase 47 zur Anlage gegen das link· Ende d·· oberen Segments 48 a gelangt. In dieser Stellung sind die öffnungen 4i a und 42 a (an dea rotierenden Dichtungsteil 36) in Ausrichtung alt den Kanälen 31 und 32„ wodurch di· S tr Sating· verbindung xu einer der Zellen 19 in dea Rotor 11 hergestellt ist. In diesem Zustand läuft die rotierend· Hüls· 12 zusammen alt dem rotierenden Dlchtungcteil 36 und dem Rotor 11 um, während die stationäre Hülse 13, die Bremsvorrichtung 15 und das Gehäuse 14 stationär verbleiben.

Während der Rotor (mit einer Drehzahl geringfügig über der unteren kritischen Drehzahl) umläuft, wird di· erst· Ζ·11·

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19 beschickt, Indem nan in vorgegebener bekannter Reihenfolge Gradlentenl8sung und PufferetrBmungsmittel Über die äußere Zufuhrleitung 92 und den Kanal 32 sowie ProbenlB-eung fiber die Innere Zufuhrleitung 91 und den Kanal 31 zuführt. Naohdem die erete Zelle 19 vollständig beschickt ist, kann sodann das drehbare Index-Aggregat in eine seiner übrigen diskreten Stellungen weitergeschaltet werden, um die Beschickung einer weiteren Zelle 19 vorzubereiten.

Die Weiterschaltung des Drehdichtungs- und Index-Aggregats aus der ersten in die zweite Stellung geschieht in folgender Weiset Zunächst wird von Hand die stationäre Index-Hülse 13 nach oben gezogen} dies·» Aufwärtsbewegung wird Über das Lager 51 auf die drehbare Index-HUIse 12 (wie oben beschrieben) übertragen, wodurch die Nase 47 in dem Abschnitt 48 b der Hut %8 abwärts wandert, bis sie den nächstfolgenden unteren in Umfangsrichtung verlaufenden Abschnitt %8 a der !tat 48 erreioht. Gleichseitig wandert - wie oben erwähnt - die Kugel 69 (in relativer Betrachtung) in einem axial verlaufenden Abschnitt 68 b der Nut 68 in der stationären Hülse 13 abwärts. Sobald die Nase 47 mit dem unteren in Umfangsrichtung verlaufenden Abschnitt 48 a (und entsprechend die Kugel 69 mit einem unteren in Umfangerichtung verlaufenden Abschnitt 68 a) ausgerichtet sind, wird die stationäre Httlee 13 von Hand entgegen dem Uhrzeigersinn relativ gegenüber dem Gehäuse i4 verdreht, bis die Kugel 69 entlang dem in Umfangerichtung verlaufenden Segment 68 a zur Anlage gegen das linke Ende dieses Segmente gelangt. Diese Stellung der Hülse 13 entspricht der Stelle der zweiten Rotorzelle 19 und ist als solch· markiert<>

Der letzte Schritt schließlich besteht darin, daß die Brems··

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knüpf· 81 Torübergebend gedrückt werden, wodurch die Bremsschuhe 76 in Reibungseingriff alt der drehbaren HUlee 12 gelangen, wobei die Hülse 12 (und mit dieser die drehbare Dichtung 36) relativ gegenüber des Rotor 11 schleifen, bis die Nase ^7 ror Anlage gegen das linke Ende des unteren in Umfangerichtung verlaufenden Segments kB a gelangt, in welches sie gerade läuft. Das drehbare Dichtungsteil J6 ist nuxusehr in seine nächstfolgende Stellung weitergeschalteti •eine öffnungen *M a und k2 a stehen (über die öffnungen kk und k6 in der Hülse 12) «it den Kanälen 31 und 32 der nächsten Rotorwelle 19 in Verbindung.

Sobald sämtliche Zellen in dem Rotor 11 beschickt; sind, wird das Index-Aggregat abgenommen und dor Rotor sum Verschließen der Ausnehmung 28 abgedeckt. Sodann wird die Drehsahl dea Rotors auf seine normale Arbeitsdrehzahl erhöht, und die Probenlttsungen werden hierbei zentrifugiert.

Naoh Beendigung der Zentrlfugation kttnnen die Zellen selektiv entleert werden1 hierzu wird der Rotor auf eine Drehsahl geringfügig oberhalb seiner unteren'kritischen Drehzahl verlangsamt, die Ausnehmung 23 wird aufgedeckt und das Index-Aggregat wie oben beschrieben wieder auf den Rotor gesetzt. Sodann werden die einzelnen Zellen 19 entleert, indem man aufeinanderfolgend das drehbare Dichtungeteil 36 zur Ausrichtung mit den einzelnen Zellen 19 fortsohaltet, wie oben besehrieben wurde, und jeweils VerdrängungslSsung über die ändere Zufuhrleitung· 92 und den Kanal 32 einleitet, um die zentrifugierte Probe über den Kanal 31 und die innere Zufuhrleitung 91 herauszudrücken·

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Die Erfindung wurde vorstehend anhand einer bevorzugten konstruktiven Ausführungsforsi beschrieben} selbstverständlich kann dieses spezielle Aueftthrunssbeispiel in suumigfaoher Veise abgewandelt werden, ohne daß hierdurch der Rah-■en der Erfindung verlassen wird.

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Claims (13)

1. Patentansprüche

   Zentrifuge altfeinen Mehrzellenrotor und einem Drehantrieb für den Rotor, gekennzeichnet durch eine Wählvorrichtung (36, 12, 13, 1^, 15) mittels welcher bei laufendem Rotor (11) eine beliebige vorgegebene Rotorselle (19) unter Ausschluß der Übrigen Rotorzellen ausgewählt und bei laufendem Rotor mit einer Probenflüssigkeit oder einem anderen Medium beschickt bzw. entleert werden kann.
2. 2. Zentrifuge nach Anspruch 1, wobei jede Rotorzelle (i9) jeweils wenigstens mit einem Strömungsmittelkanal (31» 32) in dem Rotor (ii) In Verbindung steht und ein Drehdichtungeaggregat (36, 86) mit einem normalerweise mit dem Rotor umlaufenden drehbaren Dichtungsteil (36) mit wenigstens einem Strömungsmittelkanal (4i, 42) vorgesehen ist, gekennzeichnet durch ein mit dem drehbaren Dichtungstell (36) gleitend verschiebbar und drehfest verbundenes erstes Teil (12) zur Ausrichtung des in dem drehbaren Dichtungsteil (36) vorgesehenen Strömungekanals (421 42) mit dem einer ausgewählten Rotorzelle (19) zugeordneten Rotor-Strömungskanal (31, 32)1 sowie durch eine mit dem ersten Teil (12) verbundene Index- oder Wahlsehaltvorrichtung (12, 13, 14), mittels welcher das erste Teil (i2) und das mit diesem verbundene drehbare Dichtungeteil (36) wahlweioe zur Ausrichtung des Kanals (41, 42) in dem drehbaren Dichtungsteil (36) mit aufeinanderfolgenden Rotorsellan (i9) bei laufendem Rotor ausrichtbar iat, derart, daß wahlweise aufeinanderfolgend die einzelnen Rotorsellen bei laufendem Rotor beschickt bzw. entleert werde» können.

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   - 2t-
3. 3. Zentrifuge nach Anspruch 2» dadurch gekennzeichnet, daß die Index- oder Wählsehaltvorrichtung eine Bremsvorrichtung (15) zur vorübergehenden Verzögerung der Rotation de« ersten Teils (12) und des alt diesem umlaufenden drehbaren Dichtungsteils (36) gegenüber dem Rotor C11) aufweist.
4. 4. Zentrifuge nach Anspruch 3t dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsvorrichtung Mittel (76) zum Reibungseingriff

   mit dem ersten Teil (12) aufweist. ^
5. 5* Zentrifuge nach eine» oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Indexvorrichtung Kittel zur Vertikalversteilung des ersten Teils (12) gegenüber dem rotierenden Dichtungsteil (36) aufweist.
6. 6» Zentrifuge nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Vertikal-Verateilvorrichtung ein zweites, vertikal auf- und abwärts verstellbares Teil (13) sowie ein Lager (5l) zwischen dem ersten (l2) und dem zweiten Teil (13) rar übertragung der Vertikalverstellung des zweiten Teils (t3) auf das erste Teil (12> aufweist. i
7. 7. Zentrifuge nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß da· erste Teil (12) in Form einer zylindrischen Hülse bzw· Buchse (12) ausgebildtat 1st, die an ihrer Außenseite Bit einer Nut (48) versehen 1st, welche aus mehreren in Abständen voneinander angeordneten oberen und unteren, sich in Umfangerichtung erstreckenden Abschnitten (48 a) besteht, die an ihren Enden durch vertikal

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   verlaufend· Abschnitte (48 b) der Nut Miteinander zu einer kontinuierlichen Nut verbunden sind, wobei jeweils den einen Ende jeder der in Umfangerichtung verlaufenden Abschnitte (48 a) eine Rotorzellenposition entspricht, und daß mit der Nut (48) eine an dem Rotorgehäuse (ii, 27) befestigte Nase bzw. Stift (4?) in Eingriff steht, derart, daß bei Betätigung der Bremsvorrichtung (15t 76) eine Vorschubbewegung der Nase (4?) zwischen benachbarten vertikalen Abschnitten (48 b) der Nut (48) bewirkt wird.
8. 8. Zentrifuge nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Teil (13) der IndexVorrichtung in Fora einer zweiten zylindrischen Hülse bzw,- Buchse (i3) ausgebildet 1st, die an ihrer Außenseite mit einer Nut (68) versehen 1st, deren Konfiguration mit der in der ersten HUise (i2) vorgesehenen Nut (48) Übereinstimmt, und daß die zweite zylindrische Hülse selektiv verdrehbar ist, um der Stellung der ersten zylindrischen Hülse (12) zu folgen. >
9. 9· Zentrifuge nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet_r daß die zweite zylindrische Hülse (13) von einem stationären Gehäuse (i4) umgeben ist, an deren Innenseite eine in die Nut (68) an der Außenseite der zweiten Zylinderhfilse (t3) eingreifende Kugel (69) vorgesehen 1st, derart, daß die Kugel sowohl den Dreh- wie auch den Vertikalverschiebungen der zweiten Hülse (13) gegenüber dem stationären Gehäuse (i4) zu folgen veratag.
10. 10. Zentrifuge nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsvorrichtung einen zwischen dem stationären Qe-

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    häuse (lU) und der ersten ZylinderhUlse (12) angeordneten Breaaachuh (76) aufweist, der durch eine Federvorrichtung (83) normalerweise entgegen einen Eingriff alt der ersten Hülse (12) vorgespannt ist, und daß «ine mit des Bremsschuh {76) verbundene Betätigungsvorrichtung (81) aus dem stationären Gehäuse (lh) übersteht, mittels welcher der Bremsschuh (76) vorübergehend in Reibungseingriff mit der ersten Zylinderhülse (12) gebracht we» den kann·
11. 11. Zentrifuge nach Anspruch 1O₁ dadurch gekennzeichnet, daß da· stationäre Gehäuse (i4) wenigstens eine öffnung (63, 6k, Fig« 1) iur leichten Zugänglichkeit zu der sweiten ZylinderhUlse (13) aufweist.
12. 12. Zentrifuge nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, gekennselohnet durch Vorrichtungen (911 92, 100, 101, 102 bis 107) iur Zufuhr von ProbenflUssigkeit oder anderen Medien zu einer mittels der Indexvorrichtung ausgewählten Rotorselle bei laufendem Rotor.
13. 13. Verfahren sur Beschickung des Mehrzellen-Zentrifugenrotors nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, mit einer su untersuchenden Probe, dadurch gekennzeichnet, daß man (i) den Rotor auf eine Drehzahl oberhalb seiner unteren kritischen Drehzahl bringt, daß man (2) mit Hilfe der Indexvorrichtung die Verbindung zu einer vorgegebenen Rotorzelle (19) herstellt, daß man (3) bei laufendem Rotor die Probenflüsslgkeit durch die Indexvorrichtung in die ausgewählte Zelle einführt, und daß man {k) ohne den Rotor anzuhalten die Indexvorrich-

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    *nr Ausrichtung auf die nächstfolgende Zelle «ur Beschickung dieser Zelle «it der Probenflüeeigkeit wei· terschaltet.

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