DE1296842B

DE1296842B - Zentrifuge zum Trennen der Bestandteile von Blut und aehnlicher fluessiger Stoffgemische

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Publication number: DE1296842B
Application number: DEH49054A
Authority: DE
Original assignee: HEIN GEORGE N
Current assignee: HEIN GEORGE N
Priority date: 1959-06-24
Filing date: 1963-05-04
Publication date: 1969-06-04
Also published as: DE1295889B; FR1448431A; GB1044430A; GB976206A; DE1598537A1; GB993114A; US3244363A; UST955355I4; FR1397578A; US3244362A; US3297244A; GB878606A; DE1150534B; US3297243A; GB976207A

Description

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Es sind Zentrifugen zum Trennen der Bestandteile die Verriegelungsvorrichtung und die zugehörigen

von Blut und ähnlicher flüssiger Stoff gemische be- Teile des'Schleuderkopfes in der Stellung, in der die "

kannt, die einen Schleuderkopf mit einer inneren Verriegelungsvorrichtung das Abnehmen des Kopfes

und einer äußeren Kammer aufweisen. Bei diesen ermöglicht,

Zentrifugen ist es bekannt, Änderungen der Zentri- 5 Fig.8 in größerem Maßstab eine Seitenansicht

fugalkraft zum Bewegen von Schließmitteln für die des aus der Zentrifuge herausnehmbaren Behälters,

äußere Rotorkammer zu verwenden, etwa eine F i g. 9 eine perspektivische Darstellung der oberen -

Klappe, die beim Aufhören der Rotordrehung gegen Scheibe des Behälters in kleinerem Maßstab,

die Trennwand zurückfällt. Auch ist es bekannt, Fig. 10 eine ebensolche Darstellung der unteren

einen Teller vorzusehen, der beim Drehen des Rotors io Scheibe des Behälters und

die beiden Kammern gegeneinander abdichtet. Bei Fig. 11 in größerem Maßstab einen Schnitt durch der bekannten Ausbildung erfolgt das Abdichten den Behälter, in dem in strichpunktierten Linien geüber eine hydraulische Verstelleinrichtung. zeigt ist, wie sich die untere Scheibe verlagert und

Die Erfindung betrifft eine neue und vorteilhafte, dabei die Bestandteile des Behälterinhalts mit

automatische und drehzahlabhängige Betätigung der 15 höherem, spezifischem Gewicht umschließt,

zum Abdichten der beiden Rotorkammern gegenein- Die dargestellte Zentrifuge hat einen Schleuder- ·

ander dienenden Schließteile. kopf 20, der dauernd oder lösbar mit einem Motor 22

Bei einer Zentrifuge zum Trennen der Bestandteile verbunden werden kann. Zweckmäßig sind diese

von Blut und ähnlicher flüssiger Stoffgemische mit Teile in einem Gehäuse untergebracht, das auch der '"

einem mit einer inneren und einer äußeren Kammer ao Bedienungsperson Schutz bietet, falls beim Schleudern "

versehenen und durch einen Motor in Drehung ver- mit hoher Geschwindigkeit einmal ein Teil ausfallen

setzten Schleuderkopf, der durch eine auf Ände- oder zu Bruch gehen sollte.

rangen der Zentrifugalkraft ansprechende Vor- Der Schleuderkopf 20 besitzt vorzugsweise einen richtung, die bei vorgegebenen Änderungen der Durchmesser von etwa 3,8 cm. Die Drehzahl des · Zentrifugalkraft mit dem Kopf mitbewegte Schließ- 25 Motors liegt zwischen etwa 15 000 und 20 000 U/min., teile in eine die Kammern voneinander trennende durchschnittlich bei etwa 18000 U/min. Stellung bringt, ist erfindungsgemäß der Schleuder- Der Schleuderkopf 20 bildet eine Kammer, die zur kopf mit einem verschiebbaren Kolben versehen, der Aufnahme eines Behälters 26 dient, in den die zu **" das die beiden Kammern bewirkende Schließteil be- trennende Flüssigkeit hineingegeben und dann ge- * aufschlagt. Dabei ist zum Festhalten des Kolbens in 30 schleudert und zerlegt wird, wobei ihre Bestandteile ^f einer verriegelten Arbeitsstellung mindestens eine einzeln gesammelt und eingeschlossen werden. Der '' lösbare Verriegelungsvorrichtung vorgesehen, die ihn Schleuderkopf 20 besteht im einzelnen aus einem ' bei Ausübung einer bestimmten Zentrifugalkraft für Hauptteil 28 mit einem Kolben 30, der an diesem eine Verschiebung in eine andere Arbeitsstellung Teil mit Hilfe von zwei gleichen Schnappverriege- ' (Schließstellung) freigibt, und für die Durchführung 35 lungsvorrichtungen 32 lösbar befestigt ist. Der dieser Verschiebung eine Antriebs- oder Kraft- Kolben 30 ist verschiebbar und steht unter dem speichervorrichtung (z. B. eine Feder), die auf eine Druck einer Feder 34, die mit Hilfe eines Federvorgegebene Änderung, vorzugsweise eine Ver- kegeis 36 gegen den Zentrifugenteil 28 und den ' minderung, der Zentrifugalkraft anspricht. Dabei hält Kolben 30 drückt. Wenn der Kolben 30 freigegeben die Kraftspeichervorrichtung den Kolben in der 40 ist, wird seine Verschiebungsbewegung in bezug auf ' Schließstellung fest, in der er die Trennung des den Teil 28 von einer Schraube 38 mit Gewinde 94 Hohlraumes bzw. des Behälters in zwei Kammern begrenzt. Außerdem ist eine Kappe 40 vorgesehen bewirkt. und lösbar mit dem Teil 28 verbunden; sie ermöglicht

Die Erfindung ist nachstehend an Hand der Zeich- die Befestigung des herausnehmbaren Behälters 26

nungen näher erläutert, die ein Ausführungsbeispiel 45 beim Schleudern im Schleuderkopf 20. Andererseits -

wiedergeben. Es zeigt läßt sich die Kappe ohne weiteres vom Teil 28 ab-

F i g. 1 eine abgebrochene Seitenansicht einer nehmen, wenn die Bestandteile des Blutes getrennt

Zentrifuge, wurden, damit neue Behälter eingesetzt werden kön-

F i g. 2 eine Draufsicht auf die Zentrifuge der nen, mit denen weitere Proben geschleudert werden.

F ig. 1, 50 Der Zentrifugenteil 28 hat einen Hohlraum 42, der

Fig. 3 eine auseinandergezogene Darstellung der von einer konischen Wandung44, einer unteren

Teile der Zentrifuge, wobei jedoch einige Teile fort- Platte 46 und der etwas dickeren äußeren Wandung

gelassen bzw. abgebrochen sind, 48 gebildet ist. Ein radialer Flansch 50 erstreckt sich

F i g. 4 in größerem Maßstab einen Schnitt nach von der konischen Wandung 44 nach innen und der Linie 4-4 der Fig. 2, die die Zentrifuge und 55 weist eine Mittelbohrung 52 auf, deren Durchmesser einen in ihr angebrachten Behälter mit der zu so groß ist, daß der Schaft der Schraube 38 hintrennenden Flüssigkeit, vor dem Beginn des durchgesteckt werden kann. Die äußere, etwas Schleuderns zeigt, dickere Wandung 48 hat zwei einander diametral

F i g. 5 eine ähnliche Darstellung wie F i g. 4, bei gegenüberliegende Gewindebohrungen 54, die zu "

der jedoch weitere Teile fortgelassen wurden und die 60 inneren Aussparungen 56 kleineren Durchmessers

die Höhe der Flüssigkeit im Behälter nach dem Be- führen, mit denen außerdem auch der Hohlraum 42 ^¥.'

ginn des Schleudervorgangs zeigt, in Verbindung steht. Diese Aussparungen 56 dienen ~

F i g. 6 eine weitere ähnliche Darstellung wie zur Aufnahme der Verriegelungsvorrichtungen 32, £■

F i g .4 und 5, aus der zu erkennen ist, wie die die weiter unten im einzelnen beschrieben sind. Ein ^;*

schwereren Bestandteile der Flüssigkeit durch die 65 am äußeren Umfang angebrachter, flanschartiger '^

Verschiebung bestimmter Teile der Zentrifuge ein- Teil 58 ragt von der äußeren Wandung 48 nach oben *^J

geschlossen werden, und hat ein Außengewinde 60, das in ein entspre- *"*

Fig. 7 in größerem Maßstab einen Schnitt durch chendes Innengewinde der Kappe 40 eingreift. Ein -r.-

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unterer, ebenfalls am Umfang angebrachter flansch- Ansatzes 80 des flanschartigen Teils 58 am Teil 28 artiger Teil 62 hat einen konischen Ansatz 64, der aufgeschraubt ist. Die Innenseite der Kappe 40 entvon einer Verriegelungsvorrichtung 24 lösbar fest- spricht in ihrer Form den entsprechenden Teilen des gehalten ist. Behälters 26. Die Kappe hat einen radial nach innen Der Kolben 30 ist in bezug auf den Teil 28 ver- 5 ragenden Teil, der eine ringförmige Haltefläche 102 schiebbar, um während des Schleuderns das Trennen bildet, an den sich eine konzentrisch nach innen und Einschließen der Bestandteile der Flüssigkeit im ragende konische Fläche 104 anschließt, die ihrerseits Behälter zu ermöglichen. Zu diesem Zweck hat der in eine weitere konische Fläche 106 übergeht, die Kolben 30 einen zylindrischen Teil 66, der auf der ebenfalls konzentrisch verläuft, jedoch einen etwas Innenseite der dickeren Außenwandung 48 des Teils io größeren Winkel gegenüber der Grundfläche auf-28 gleitet. Ein radialer Flansch 68 steht von dem weist. Nach der Zeichnung ist das obere Ende der zylindrischen Teil 66 nach außen vor und liegt an der Kappe 40 mit einer ringförmigen Aussparung verInnenseite des flanschartigen Teils 58 des Teils 28 an. sehen und hat außerdem eine axiale Öffnung 108, Der zylindrische Teil 66 hat noch eine ringförmige durch die das in der Zentrifuge zu zerlegende Ma-Aussparung 70, in der die verschiebbaren vorstehen- »5 terial eingefüllt werden kann. Die Kappe 40 bildet den Teile der Verriegelungsvorrichtung 32 unter- zusammen mit dem Kolben 30 und dem Teil 28 einen gebracht sind. Eine äußere Lippe 72 kann dabei an mittleren Hohlraum 110 und einen ringförmigen diesen Teilen angreifen und dadurch die Ver- Hohlraum 112, die zur Aufnahme der entsprechenriegelung bewirken. den Teile des Behälters 26 dienen.

Der Kolben 30 hat außerdem einen oberen Kopf- ao Zwei Verriegelungsvorrichtungen 32 dienen dazu, teil 74, der über dem oberen Ende des zylindrischen den Kolben 30 gegen die von der Feder 34 ausTeils 66 liegt. Dieser Kopfteil 74 ist konisch ausge- geübte Kraft in einer gespannten Stellung festzubildet und hat eine konische Fläche 76, die in einen halten und zu gegebener Zeit freizugeben, damit abgerundeten Scheitelteil 78 übergeht. Am äußeren bestimmte Bestandteile des flüssigen Materials im Umfang des Kopfteils 74 ist ein ringförmiger Ansatz 95 Behälter 26 aufgefangen werden können. Jede dieser 80 vorgesehen, der einen stumpfen Winkel mit der Vorrichtungen 32 hat einen Zapfen 114 mit einem konischen Fläche 76 bildet. Dieser Ringansatz be- verbreiterten Kopf 116, der in die zugehörige ringgrenzt zusammen mit einer äußeren Wandungsfläche förmige Aussparung 70 des Kolbens 30 einrastet. 82 und einem ringförmigen Kantenteil 84 die Zone, Hierbei wird der Kopf 116 von der Lippe 72 des in der die beim Schleudern abgetrennten Bestandteile 30 Kolbens 30 festgehalten. Der Zapfen 114 ist an einem der Flüssigkeit im Behälter aufgefangen und ein- zylindrischen, becherförmigen Teil 118 mit einer geschlossen werden. Wie ersichtlich, bildet dieser Bodenplatte 120 und zylindrischen Seitenteilen 122 Wandungsteil 82 zusammen mit dem Flansch 68 und angebracht, die in der Aussparung 56 des Teils 28 der Innenseite des flanschartigen Teils 58 einen ring- verschoben werden können. In dem becherförmigen förmigen Hohlraum zur Aufnahme der äußeren 35 Teil 118 ist eine Feder 124 angeordnet, die aus diesem Kammer des Behälters 26. Ein konzentrisch ange- herausragt und mit ihrem einen Ende an der Bodenbrachter Ansatz 86 ragt von der Innenseite des platte 120 dieses Teils anliegt. Das Außengewinde Kopfteils 74 nach unten und hat ein Innengewinde 128 eines Verschlußstopfens 126 für die Aussperrung 88, das mit dem Gewinde der Schraube 38 in Ein- 56 ist mit der Gewindebohrung 54 verschraubt. Das griff gelangt, die als Begrenzungsanschlag für die 40 andere Ende der Feder 124 liegt an diesem Stopfen zulässige vertikale Auf- und Abbewegung des 126 an und wird mit Hilfe eines Zapfens 130 koaxial Kolbens 30 dient. gehalten, der vom Stopfen 126 nach innen führt. Die Der Kolben 30 wird von der Feder 34 in Längs- Feder 124 ist so eingestellt, daß ihre Kraft ausreicht, richtung des Teils 28 von diesem weggedrückt. Ein um den Zapfen 114 in der ringförmigen Aussparung Ende der Feder 34 liegt an der unteren Platte 46 des 45 70 zu halten, wobei sein verbreiterter Kopf 116 mit Teils 28 an; das andere Ende drückt gegen den der Lippe 72 verriegelt wird. Wenn jedoch eine ge-Federkegel 36. Der Kegel 36 hat zu diesem Zweck wünschte und vorgegebene Größe der Zentrifugaleinen ringförmigen Flansch 90 zur Halterung der kraft erreicht ist und der Kopf 116 und die Lippe 72 Feder, der nach unten in das obere Ende der Feder nicht mehr verriegelt sind, kann der Druck der Feder 34 hineinragt. Das verjüngte Ende des Kegels 36 ist 50 124 durch die radiale Schubkraft der darauf drückenmit einer axialen Öffnung 92 versehen. Dieses obere den Masse überwunden werden, so daß der Kopf 116 Ende ist so ausgebildet, daß es genau in die innere aus der Öffnung 70 herausgedrückt wird. Dadurch Öffnung zwischen dem Kopfteil 74 und dem Ansatz wird der Kolben freigegeben und kann sich nun 86 des Kolbens 30 hineinpaßt. Somit kann der Druck unter dem Einfluß der Feder 34 frei nach oben • der Feder über den dazwischenliegenden Federkegel 55 bewegen.

36 auf den Kolben 30 übertragen werden. Zur Erzeugung der für die Trennung der Bestand-Wenn die Verriegelungsvorrichtungen 32 zurück- teile erforderliche Zentrifugalkraft wird der gezogen sind und den Kolben 30 freigeben, ist die Schleuderkopf 20 vorzugsweise durch einen Motor Aufwärtsbewegung des Kolbens infolge des Druckes 22 in Drehung versetzt, der in F i g. 1 abgebrochen der Feder 34 durch die Schraube 38 begrenzt. Der 60 dargestellt ist. Zu diesem Zweck steht der Kopf 20 Kopf 96 der Schraube 38 liegt auf der anderen Seite über eine Verriegelungsvorrichtung, die auch ein des radialen Flansches 50 des Teils 28 und berührt vollständiges Lösen und Entfernen des Kopfes erdiesen, wenn er die Aufwärtsbewegung des Kolbens möglicht, mit der Motorwelle 132 in Antriebsver-30 relativ zum Teil 28 in Längsrichtung begrenzt. bindung. Hierbei ist ein Kegel 134 mit Preßsitz auf Der Behälter 26 wird nach dem Anbringen in der 65 das Ende der Welle 132 aufgesetzt und trägt den Zentrifuge von der Kappe 40 festgehalten. Die Kappe Hauptteil 28, wobei er an der Innenfläche der 40 hat einen ringförmigen Flansch 98 mit Innen- konischen Wandung 44 angreift. Der Kegel hat in gewinde 100, das auf das Gewinde des ringförmigen seiner Mitte einen ringförmigen radialen Flansch

136. Ein zylindrischer Gehäuseteil 138 ist am äußeren Rand dieses Flansches 136 angebracht und mit im Abstand voneinander vorgesehenen Bohrungen 140 vergehen, die wegen des beim Schleudern erforderlichen Gleichgewichts im Abstand von jeweils 120° angebracht sind. Kugein 142, deren Durchmesser größer ist als derjenige der Bohrungen 140 im Gehäuseteil 138, können jeweils durch eine der zugehörigen Bohrungen so weit hindurchragen, unteren Scheibe 164, die getrennt hergestellt und dann an ihren äußeren Kanten längs des Randteils 166 miteinander verbunden werden. Die obere Scheibe 162 ist hierbei etwas starrer ausgebildet als die untere Scheibe 164, die aus nachstehend noch zu beschreibenden Gründen im wesentlichen biegsam ist. Der Randteil 166 kann beim Anbringen des Behälters 26 im Schleuderkopf 20 zwischen den flanschartigen Teil 58 und der ringförmigen Halte»

daß sie gleichzeitig den Flansch 136 und die Innen- iq fläche 102 festgeklemmt werden, wenn die Kappe 40 fläche des konischen Ansatzes 64 berühren. Hier- fest auf den Kopfteil 28 geschraubt wird,
durch kann der Kopf 20 am Kegel 134 und damit Die obere Scheibe 162 hat die gleiche Form wie

auch an der Welle 132 befestigt und verriegelt die Innenflächen 102,104 und 106 der Kappe 40. Si? werden, hat also am Umfang einen praktisch ebenen, ring-·

i§ formigen Randteil 168, von dem ein konischer Wan<dungsteil 170 zur Mitte hin führt, der wiederum in einen zweiten konischen Wandungsteil 172 übergehtj welcher jedoch einen etwas größeren Winkel gegenr

Bei der erfindungsgemäßen Zentrifuge ist eine schnell lösbare Kupplungsverbindung für den Kopf 20 vorgesehen. Die Kupplung umfaßt ein Verriegelungsglied 144 mit einer konisch abgeschrägten Seitenfläche 146. die an den Kugeln 142 anliegt und über der Grundfläche bildet. An ihrem oberen Ende

sie in ihrer Verriegelungsstellung festhält. Außerdem ao ist die Scheibe 162 mit einer praktisch koaxialen

hat das Verriegelungsglied 144 eine Muffe 148, die den Sehaft 150 des Kegels 134 umgibt und auf diesem gleitet. Um die Muffe 148 herum ist eine Aussparung 152 im Verriegelungsglied 144 vorgesehen, in der ein Ende einer Feder 154 liegt. Ein Ring 156, der am unteren Ende des Schaftes 150 des Kegels 134 befestigt ist, hat eine ringförmige Nut 158, die das andere Ende der Feder 154 aufnimmt, wobei diese durch den Ring 156 in zusammengedrücktem Zustand gehalten wird. Ein radialer Flansch 160 erstreckt sich vom unteren Ende des Verriegelungsgliedes 144 nach außen und erleichtert es, dieses Glied zu erfassen und entgegen dem Druck der Feder 154 so zu bewegen, daß die Kugeln 142 sich nach innen bewegen, um so den konischen Teil 64 des Hauptteils 28 freizugeben, so daß schließlich der ganze Kopf 20 abgenommen werden kann.

Wenn bei einer Anordnung der Teile wie in F i g. 4 der Kopf 20 mit seiner konischen Wandung 44 fest runden öffnung 174 versehen, durch die das zu trennende Material hineingegeben und außerdem auch die Bestandteile mit geringerem spezifischem Gewicht wieder entfernt werden können.

as Die Form der unteren Scheibe 164 entspricht im allgemeinen der Oberseite des Kolbens 30. Diosg Scheibe hat eine konische Fläche 176 mit einem genau geformten Scheitelteil 178 in der Mitte. Das untere Ende dieser Fläche ist in stumpfen Winkel ab*·

3P gebogen und bildet einen ringförmigen Rand 180, der in einer abgerundeten Eckkante 182 endet. Die äußere Umfangskante der unteren Scheibe 164 hat zwei nach unten etwas zusammenlaufende und nach unten ragenden Seitenwandungen 184 und 186, die miteinander durch eine Bodenwandung 188 ver·* bunden sind. Ferner hat die untere Scheibe an ihrem äußeren Rand eine ringförmige Kante 190, die mit dem oberen Randteil 168 der oberen Scheibe 162 längs des Randteils 166 dicht verbunden ist. Da die

auf dem Kegel 134 aufsitzt, muß er sich zusammen 40 untere Scheibe 164 biegsam ist, kann sie sich so nach

mit der Motorwelle 132 drehen. Durch Niederdrücken des Verriegelungsgliedes 144 relativ zum Schaft 150 und zum Kegel 134, z.B. durch Herabdrücken des radialen Flansches 160, werden die vorgenannten Teile relativ zueinander in die in F i g. 7 gezeigte Lage gebracht. Die Kugeln 142 gleiten dabei zur Mitte nach innen, wobei sie den konischen Ansatz 64 freigeben. Dann braucht der Kopf 20 nur ergriffen und angehoben zu werden, um die Verriegelungsvorrichtung freizugeben.

Wenn der Kopf 20 wieder angebracht werden soll, wird das Glied 144 gegen die Kraft der Feder 154 nach unten gedruckt, wodurch die Kugeln 142 nach innen verschoben werden, damit der konische Ansatz 64 frei über den zylindrischen Gehäuseteil 138 greifen kann, wobei die konische Wandung 44 sich fest auf dem Kegel 134 aufsetzt. Jetzt kann das Verriegelungsglied 144 losgelassen werden, worauf die Feder 154 das Glied 144 und insbesondere dessen oben wölben, daß die abgerundete Eckkante 182 sich fest an die konische Wandung 170 der oberen Scheibe 162 abdichtend anlegt und dadurch das gesonderte Einschließen jeder der beim Schleudern voneinander getrennten Bestandteile des Behälter* Inhalts, von zwei Bestandteilen jedes für sich, ermöglicht. Hierbei unterteilt die Eckkante 182 den Behälter in eine innere Kammer 192 und eine äußere ringförmige Kammer 194. Wie sich aus der nach*·

so stehenden Beschreibung ergibt, gelangen die Bestand»- teile der zu zerlegenden Flüssigkeit mit höherem spezifischem Gewicht zum größten Teil in die äußere Kammer 194, während die Bestandteile mit ge* ringerem spezifischem Gewicht in der Hauptkammer

192 gesammelt werden. .

Bei Inbetriebnahme der Zentrifuge wird zunächst die Kappe 40 vom Kopfteil 20 bzw. 28 abgenommen, indem sie vom Flanschteil 58 des Hauptteils 28 ab*· geschraubt wird. Dann wird der Kolben 30 in seine

Muffe 148 auf dem Schaft 150 nach oben verschiebt. 60 gespannte Stellung nach unten gedrückt und von den Auf diese Weise wir der Schleuderkopf 20 gegen Verriegelungsvorrichtungen 32 lösbar, wie in F i g. 4 eine unbeabsichtigte Loslösung gesichert.
Der Behälter 26 besteht vorzugsweise

g aus einem

solchen organischen Kunststoff, daß es möglich ist, ihn nur ein einziges Mal zu verwenden und dann fortzuwerfen. Das Volumen des Behälters 26 braucht nur etwas größer als 3 ecm zu sein. Der Behälter 26 besteht aus einer oberen Scheibe 162 und einer gezeigt, festgehalten. Hierauf wir der Behälter 26 auf dem Kolben 30 angeordnet und die Kappe 40 wieder aufgeschraubt, so daß der Umfangsrand des Behälters 26, der von den ringförmigen Randteüen und 190 an der oberen und unteren Scheibe 162 bzw. 164 gebildet wird, zwischen der Fläche 102 dw Kappe 40 und den flanschartigen Teil 58 f

klemmt ist. Die Zentrifuge nach der Erfindung kann zum Schleudern verschiedener Flüssigkeiten bzw. Lösungen angewendet werden, doch eignet sie sich, wie bereits erwähnt, besonders zum Trennen der Bestandteile von Blut. Dabei läßt sich die Zentrifuge besonders gut zum schnellen Gewinnen von reinem Plasma für Untersuchungszwecke verwenden, wie z. B. für Bestimmungen der Prothrombin- oder Koagulationszeiten.

,, Hierzu wird eine bestimmte Menge Blut durch die öffnungen 108 und 174 in der Kappe 40 bzw. dem Behälter 26 in diesen hineingegeben. Durch das Schleudern wird in diesem Fall das unzerlegte Blut in reine$ Plasma und rote Blutkörperchen getrennt, die wegen ihres höheren spezifischen Gewichtes in der äußeren Kammer 194 des Behälters gesammelt werden. Die Bestandteile mit dem niedrigeren spezifischen Gewicht, nämlich das Plasma, sammelt sich näher bei der Drehachse an und füllt dabei die Kammer 192. Es werden in der Regel Blutmengen ao von etwa 2 ecm in den Behälter 26 gegeben.

Nach dem Füllen des Behälters 26 wird der Motor 22 eingeschaltet. Dadurch wird der Kopf 20 in Drehung versetzt. Beim Drehen des Kopfes 20 wandern die Bestandteile des Blutes mit höherem spezifischem Gewicht radial nach außen und verdrängen diejenigen mit niedrigerem spezifischem Gewicht. Das bedeutet, daß sich die roten Blutkörperchen in der Kammer 194 ansammeln, während sich in der inneren Behälterkammer 192 hauptsächlieh Plasma ansammelt. Das Fassungsvermögen der äußeren Kammer ist so bemessen, daß in ihr alle roten Blutkörperchen und außerdem auch noch geringe Mengen Anteile von Plasma aufgenommen werden können. Diese Kammer ist also groß genug für die Aufnahme aller roten Blutkörperchen, wie groß diese Menge in den 2 ecm der Probe auch immer sein mag.

Wenn der von dem Blut infolge der Zentrifugalkraft auf die Wandungen des Behälters 26 ausgeübte Druck zunimmt, wird er auch auf den Kopf 74 des Kolbens übertragen. Entsprechend der Einstellung der Feder 34 wird dabei einmal ein Punkt erreicht, an dem sich der Kolben 30 nach unten bewegt. Wenn der Kolben dann ein bestimmtes Stück nach unten gedrückt worden ist, wird der Kopf 116 der Verriegelungsvorrichtungen 32 nicht mehr länger von der Lippe 72 festgehalten, so daß dieser Kopf gegen den Druck der Feder 124 radial nach außen gedrückt wird, wie in F i g. 5 gezeigt ist. Wenn der Kopf 116 ganz herausgedrückt worden ist, kann sich der Kolben 30 unter dem Druck der Feder 34 frei nach oben bewegen, sobald der hydraulische Druck die Kraft dieser Feder nicht mehr ausgleicht.

Nach einer bestimmten Schleuderzeit wird der Motor 22 wieder abgeschaltet, wodurch die Drehgeschwindigkeit des Kopfes 20 abnimmt. Ebenso nehmen auch die Zentrifugalkräfte ab und damit auch der auf den Kolben 30 einwirkende hydraulische Druck, der den Kolben zuvor nach unten gedrückt hat. Bei dieser Druckverringerung wird der Kolben 30 von der Feder 34 nach oben gedrückt, wobei die Lippe 72 an dem noch nach außen gedrückten Kopf 116 (F i g. 6) der Verriegelungsvorrichtungen 32 vorbeigleitet. Dabei hebt der Kopf 74 des Kolbens die untere Scheibe 164 des Behälters an und bewirkt dadurch, daß sich die abgerundete Eckkante 182 fest an den Wandungsteil 170 der oberen Scheibe 162 anlegt (F i g. 6). Hierdurch entsteht ein geschlossener ringförmiger Bereich, durch den die mittlere Hauptkammer 192 von der äußeren Ringkammer 194 getrennt wird. Die schweren Bestandteile, nämlich die roten Blutkörperchen, werden dabei von dem leichteren Plasma getrennt, das sich in der Hauptkammer 192 befindet. Dieser Zustand der gegenseitigen Trennung bleibt auch dann noch erhalten, wenn der Schleuderkopf sich nicht mehr dreht. Der ganze Schleudervorgang dauert nur etwa 15 bis 20 Sekunden und liefert dabei zufriedenstellende Ergebnisse. Um sicherzustellen, daß nur reines Plasma gesammelt wird, wird in der Ringkammer 194 auch eine prozentual verhältnismäßig geringe Menge Plasma mit eingeschlossen. Das reine Plasma läßt sich nun z. B. für Untersuchungszwecke verwenden, indem einfach die gewünschten Mengen mit Hilfe einer üblichen Saugvorrichtung durch die koaxialen öffnungen 108 und 174 aus der Hauptkammer entnommen werden. Solche Vorrichtungen sind z. B. Injektionsspritzen, Pipetten u. dgl.

Um die Zentrifuge für einen weiteren Trennvorgang verwenden zu können, muß lediglich die Kappe 40 abgeschraubt und ein neuer Behälter 26 auf den Kolben 30 angeordnet werden. Vor dem Anbringen dieses Behälters 26 wird der Kolben 30 wieder in seine gespannte Stellung heruntergedrückt. Hierbei wird der Kopf 116 der Verriegelungsvorrichtungen durch die Feder 124 radial nach innen gedrückt und wird mit den zugehörigen Kolbenlippen 72 verriegelt. Dann wird die Kappe 40 wieder aufgeschraubt und klemmt dabei den Behälter 26 an den Teil 28 fest. Anschließend wird eine neue Flüssigkeitsprobe, die durch Schleudern zu trennen ist, in den Behälter 26 gegeben und der obige Schleudervorgang wiederholt.

Claims

Patentansprüche:

1. Zentrifuge zum Trennen der Bestandteile von Blut und ähnlicher flüssiger Stoff gemische mit einem mit einer inneren und einer äußeren Kammer versehenen und durch einen Motor in Drehung versetzten Schleuderkopf, der durch eine auf Änderungen der Zentrifugalkraft ansprechende Vorrichtung, die bei vorgegebenen Änderungen der Zentrifugalkraft mit dem Kopf mitbewegte Schließteile in eine die Kammern voneinander trennende Stellung bringt, dadurch gekennzeichnet, daß der Schleuderkopf (20) einen verschiebbaren Kolben (30) aufweist, der den die beiden Kammern (192, 194) bewirkenden Schließteil (164) beaufschlagt, und daß zum Festhalten des Kolbens in einer verriegelten Arbeitsstellung mindestens eine lösbare Verriegelungsvorrichtung (32) derart vorgesehen ist, daß sie ihn bei Ausübung einer bestimmten Zentrifugalkraft für eine Verschiebung in eine andere Arbeitsstellung (Schließstellung) freigibt, und daß für die Durchführung dieser Verschiebung eine Antriebs- oder Kraftspeichervorrichtung (z.B. Feder34) vorgesehen ist, die auf eine vorgegebene Änderung, vorzugsweise eine Verminderung, der Zentrifugalkraft anspricht.

2. Zentrifuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftspeichervorrichtung (34) derart ausgebildet ist, daß sie den Kolben (30) in der Schließstellung festhält.

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3. Zentrifuge nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebs- oder Kraftspeichervorrichtung (34) zugleich das Halteorgan für den Kolben (30) in der Schließstellung bildet.

4. Zentrifuge nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum des Schleuderkopfes (20) mit einer vorzugsweise abnehmbaren Kappe (40) verschlossen ist.

5. Zentrifuge nach Anspruch 4, dadurch ge- ίο kennzeichnet, daß einer der die Trennung des Hohlraumes des Schleuderkopfes (20) in zwei Kammern (192,194) bewirkenden Schließteile (162,164) ein von dem Kolben (30) bei seiner Verschiebung gegen den Hohlraum mitgeführter ig Teil, gegebenenfalls ein Teil des Kolbens (30) selbst oder vorzugsweise ein auf ihm aufliegender Teil (164) ist, während der mit diesem Teil zusammenarbeitende Schließteil ein Teil der Kappe (40) oder ein von der Kappe (40) abgestützter, ao vorzugsweise ein von innen gegen die Kappe anliegender Teil (162) ist.

6. Zentrifuge nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schließteile (162, 164) Teile oder Wandungen des in den Hohlraum des Schleuderkopfes (20) eingesetzten oder einsetzbaren Behälter (26) sind, die in der Bewegungsrichtung des Kolbens (30) gegeneinander beweglich miteinander verbunden oder ausgebildet sind.

7. Zentrifuge nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein äußerer Hauptteil (28) des Schleuderkopfes (20) zusammen mit dem in seinem Innern angebrachten Kolben (30) und der Kappe (40) eine äußere ringförmige Aussparung (bei 194) bilden, die die eine durch die Kolbenverschiebung abtrennbare Kammer (194) bildet, und der Kolben (30) und die Kappe (40) vermittels der Schließteile (162, 164) außerdem eine innere Kammer (192) bilden, die bis zur Beendigung dieser Kolbenverschiebung in seine Schließstellung mit der äußeren Kammer (194) in Verbindung steht.

8. Zentrifuge nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsvorrichtung für die Verschiebung des Kolbens (30) bildende, einerseits am Kolben und andererseits am Hauptteil (28) des Schleuderkopfes (20) abgestützte Feder (34) den Kolben (30) nach Freigabe seiner Verriegelung (32) gegen die Kappe (40) des Schleuderkopfes (20) zu drücken sucht und so bemessen ist, daß der hydraulische Druck des geschleuderten Materials beim Schleudern mit hoher Drehzahl den Kolben (30) in Abstand von der Kappe (40) hält, bei Verringerung der Drehzahl auf eine vorgegebene Größe aber die Feder (34) den Kolben (30) in seine Schließstellung gegen die Kappe (40) drückt.

9. Zentrifuge nach den Ansprüchen 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptteil (28) des Schleuderkopfes (20), die Kappe (40), der Kolben (30), die Verriegelungsvorrichtung oder -Vorrichtungen (32) und die Feder (34) konzentrisch zur Antriebswelle (132) des Schleuderkopfes angeordnet sind.

10. Zentrifuge nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungsvorrichtung (32) des Kolbens (30) mindestens einen durch eine Feder (124) belasteten Zapfen (114) besitzt, der in der Verriegelungsstellung an einer ringförmigen Aussparung (70) des Kolbens (30) angreift und so bemessen ist, daß er beim Schleudern mit hoher Drehzahl gegen den Federdruck radial so weit nach außen verschiebbar ist, daß er den Kolben (30) für seine Bewegung in die Schließstellung freigibt.

11. Zentrifuge nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptteil (28) des Schleuderkopfes (20) mit dem Antriebsmotor (22) durch eine lösbare Kuppjung (44,134, 24,116,142, 64) verbunden ist.

12. Zentrifuge nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der in den Hohlraum des Schleuderkopfes (20) eingesetzte Behälter (26) und die Kappe (40) des Schleuderkopfes (20) zueinander koaxiale Öffnungen (174 bzw. 108) zum Einfüllen des Schleuderguts besitzen.

13. Zentrifuge nach einem der Ansprüche 1 bis 12, insbesondere nach Anspruch 6 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Form der Schließteile (162,164) des in den Hohlraum des Schleuderkopfes (20) eingesetzten oder einsetzbaren Behälters (26) der Form des Hohlraumes angepaßt und vorzugsweise kreisrund ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen