DE2635745C2 - Zentrifuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Zertrifuge mit einem topfartigen, e-np Kammer bild'.'.den Stator, einem hierin angeordneten, drehbar f.< lagerten, wenigstens annähernd scheibenförmigen R..or, einem dem Rotor zugeordneten Antrieb, ferner r' t am Rotor vorgesehenen Probenhaltern zur Aufnah-.ie on Probenbehältern, und einem dem Stator zuordneten, abnehmbaren Deckel sowie Durchbrechungen im Rotor zur Aufnahme der Probenhalter.

Zentrifugen für Laborprüfungen sind im allgemeinen für verschiedene Geschwindigkeiten ausgelegt. So erfordern z. B. die verschiedenen Arten von Blutprüfungen für den Hämatocrit-Test sowie Urinprüfungen unterschiedliche ZeiUrifugiergeschwindigkeiten. Es ist aber erforderlich, die Zentrifuge in allen Einzelheiten diesen Geschwindigkeitsanforderungen anzupassen. Häufig ist man gezwungen, verschiedene Zentrifugen für die einzelnen Geschwindigkeiten zu benutzen.

Auch sind zahlreiche, derzeit verwendeten Zentrifugen nur für besondere Arten von Labortests gebaut. Dementsprechend weisen ihre Rotoren unterschir<|tiche Haltevorrichtungen auf, um die verschieden η Typen von Probenröhrchen zu befestigen. Im allgemeinen sind diese Haltevorrichtungen abhängig von dei Art des zu prüfenden Stoffes und von dem Typus des auszuführenden Testes. Dies kommt besonders dann in Betracht, wenn Röhrchen unterschiedlicher Größe verwendet werden für unterschiedliche Arten von Tests wie z. B. die für Urin und Blutuntersuchungen verwendete Röhrchengröße im allgemeinen im Gegensatz zu der Art und Größe von Röhrchen steht, welche für die Hämatocrit-Untersuchung Verwendet werden. Da es somit notv/endig ist, Verschiedene Typen von Haltevorrichtungen anzuwenden, um die Probenbehäl· ter dem einzelnen Test anzupassen, ist es erforderlich, verschiedene Zentrifugen zu Verwenden.

Eine Zentrifuge der eingangs geschilderten Bauart ist aus DE^OS 23 04 395 bekanntgeworden. Bei dieser Zentrifuge treten dann Ventilationsverluste auf, wenn man uiese Zentrifuge zum Durchführen von Hämatocril-Tests benutzt. Hierzu sind die Probenhalter aus:ubauen, so daß die in der Rotorscheibe vorhandene'i Durchbrechungen freigelegt werden. Wegen der besjnders hohen Drehzahl der Zentrifuge bei solchen H'unaiocrit-Tests kommt es zu einem Hindurchtreten f*ar Luftströmung durch die Durchbrechungen und zu Wirbelverlusten, insbesondere an den Kanten der Durchbrechungen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Ventilationsverluste bei solchen Zentrifugen der genannten Gattung zu unterbinden, d. h. solche Zentrifugen derart zu gestalten, daß gerade jene Ventilationsverluste weitgehend unterbunden werden, die am Rotor der Zentrifuge dann auftreten, wenn die Probenhalter aus den Durchbrechungen des Rotors entnommen sind.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachstehend näher erläutert Es zeigt

Fig. 1 die Zentrifuge im Aufriß, und zwar in Schnittansicht;

F i g. 2 eine ausschnittsweise Draufsicht des Rotorkopfes im Stillstand mit eingesetzten Schwenkrahmen; F i g. 3 einen Teil des Rotorkopfes bei Stillstand und mit eingesetzten Schwenkrahmen, und zwar in geschnittener Seitenansicht;

F i g. 4 den gleichen Gegenstand wie F i g. 3, jedoch im Zustand des Zentrifugierens.

Wie man aus Fig. 1 erkennt, weist die Zentrifuge einen Rotor 22 auf. ferner ein elektrisches Steuerzentrum 29.

Die Rotorscheibe 45 hat im wesentlichen die Form einer Kreisscheibe. Sie umfaßt acht Probenstalionen auf ihrem Umfang. Jede zweite Station ist für hämatocritische Bestimmungen vorgesehen (Frmittlung des Anteiles von Blutplasma und von Blutkörperchen) und ist begleitet von Trägerstationen zum Behandeln von Röhren für Blut- oder Urinproben. Wie dargestellt, sind die Stationen gleichmäßig über den Umfang verteilt, so daß auch die Gewichtsverteilung auf dem Umfang der Rotorscheibe ausgeglichen ist. Wie man sieht, sind vier Hämatocrit-Stationen 51 im Abstand von 90° zueinander angeordnet, desgleichen vier Trägerstationen 52. ebenfalls im Abstand von 90° zueinander. Es versteht sich, daß die Anordnung frei gewählt werden kann; man muß nur auf den Ausgleich der Gewichtsverteilung in den verschiedenen Stationen achten. Dies ist zum Zentrifugieren wichtig

Die Rotorscheibe 45 ist in möglichst unaufwendiger

Weise gestaltet und besteht aus einem billigen Werkstoff, um die Herstellungskosten der Zentrifuge so gering wie möglich zu halten. So kann die Rotorscheibe 45 z. B. aus extrudierbarem Aluminium bestehen, wobei schon geeignete Ausnehmungen und Oberflächen vorgesehen sind, um das Einpacken der Zubehörteile in den Träger-Stationen und in den Hämatocrit-Stationen zu erlauben, Der einteilige Rotor kann aber auch auf

,andere, kostensparende Weise hergestellt werden,

beispielsweise durch Formen oder Ausstanzen der Flächen und Ausnehmungen auf billigen Metallen oder aus Kunststoff.

Die obere Oberfläche 54 der Rotorscheibe 45 ist in F i g, 2 dargestellt. Wie aus den F i g. 3 und 4 erkennbar, trägt sie Hämatocrit-Platten 56 an jeder Hämatocril-

Station 51.

Ferner ist ein kreuzförmiges, biegeelaaisches Blech mit Laschen 69 vorgesehen. Diese; bedeckt die einzelnen Öffnungen einer jeden Trägerstation 52, und zwar dann, wenn sich an diesen Stellen kein Schwenkrahmen befindet; hingegen wird das entsprechende Teil dieses kreuzförmigen Bleches durch den einzelnen Schwenkrahmen aus seiner Lage bewegt, sofern ein solcher Schwenkrahmen da ist, wie in den F i g. 1,3 und 4 gezeigt

Wie man aus F i g. 2 erkennt, ist jede Hämatocrit-Station 51 von annähernd rechteckiger Gestalt; sie weist jedoch au ihren beiden Längsseiten, und zwar an dem einen Ende einer jeden Seite Arme auf, und zwar derart, daß sie im wesentlichen T-föi-mig wirkt

Falls es erwünscht ist ganze Röhren mit Flüssigkeit wie Blut oder Urin zu testen, so verwendet man die Trägerstationen 52. Einzelheiten dieser Stationen sind aus den F i g. 2, 3, 4 zu ersehen. Jede Trägerstation 52 weist eine Durchbrechung 64 in der Rotorscheibe 45 auf, die weit genug ist, um einen Probenhalter 65 aufzunehmen. Denn jeder einzelne Probenhalter 65 weist ein Paar Bohrungen 66 auf, die sich vertik?" durch den Probenhalter hindurch erstrecken. Jede Bohrung 66 ist derart gestaltet, daß sie eine Röhre mit Testllüssigkeit aufnehmen kann. Beitseits eines jeden Probenhalters 65 befindet sich ein Paar miteinander fluchtender, zylindrischer Schwenkzapfen 67. Die Anzahl der Bohrungen 66 kann wiederum je nach Bedarf beliebig gewählt werden. In der hier beschriebenen Ausführungsform sind vier Probenhalter 65 und dementsprechend acht Bohrungen 66 vorhanden. Demgemäß kann man acht Reagenzröhren während eines Zentrifugierzyklus gleichzeitig bearbeiten.

Fig.3 stellt die Position eines Probenhalters 65 in jenem Augenblick dar, in welchem die Zentrifuge abgestellt ist, und der Probenhalter nur der Einwirkung der Schwerkraft unterliegt. Der Probenhalter 65 befindet sich dort im wesentlichen in vertikaler Lage. Während des Zentrifugieren veranlassen die Zentrifugalkräfte den Frhwenkrahmen. um die Schwenkzapfen 67 herum in die in Fig.4 gezeigte Position zu schwenken. Hierbei wird der Inhalt der in den Bohrungen 66 befindlichen Röhren der Einwirkung der Zentrifugalkraft unterworfen. Das bereits erwähnte, kreuzförmige flexible Blech 69 hat vier Lappen, die den vier Trägerstttionen entsprechen und c'ese zu überdekken vermögen. Das freie Ende eines jeden Lappens ist während des Betriebes der Zentrifuge derart ausgestreckt daß es die betreffende Durchbrechung 64 in der Rotorscheibe abdeckt. So."?rn keine Probenhaiter 65 eingesetzt sind und der Rotor zum Zwerke der Hämatocrit-Prüfung auf Höchstgeschwindigkeit läuft, werden durch das Abdecken die Luftwirbelverluste verringert. Sind hingegen Probenhalter65 eingesetzt, so werden die flexiblen Laschen 69 aus ihrer Lage unterhalb der einzelnen Durchbrechungen 64 gleich Blattfedern nach unten bewegt und liegen dementsprechend verformt gegen die Probenhaiter 65 an. Ein in diesem Zustand des Gerätes' durchgeführter Test verwendet die Schwenkrahmeneinheiten zum Prüfen von Blut und Urin bei geringeren Geschwindigkeiten. Hierbei ist es nicht erforderlich, die Durchbrechungen 64 in der Rotorscheibe 45 zwecks Verringerung der Luftwirbelverluste mit den Laschen 69 des kreuzförmigen Bleches zu verschließen. Das Blech braucht nicht unbedingt aus Metall zu bestehen. Es ist vielmehr denkbar, es aus irgendeinem anderen, biegeelastischen Material wie Gummi oder Polyamid zu formen. Sind die Probenhalter 65 entfernt und befindet sich die Zentrifuge in Betrieb, so sind die Durchbrechungen 64 durch die biegeelastischen Laschen 69 verschlossen, wodurch die Luftzirkulation durch die j otorscheibe 45 hindurch unterbunden bleibt. Hierdurch w.rd die zum Antrieb des Rotors auf Hämatocrit-Drehzahlen erforderliche Kraft verringert. Die Hämatocrit-Drehzahlen sind höher als die Drehzahlen bei Anwendung der ProbenhaUer 65, und zwar etwa zehntausend Umdrehungen pro Minute gegenüber viertausend Upm. Auf diese Weise wirken die Laschen 69 als zentrifugal angeordnete Ventile sowohl in dem Sinne, daß sie die zum Antrieb erforderliche Kraft erheblicn senken und die in der Zentrifuge eingeschlossene Luft ungehindert strömen lassen. Die Probenhalter 65 kehren dann wieder weitgehend in die entspannte Vertikallage zurück, wenn der Test abgeschlossen ist und der Rotor sich im Stillstand befindet.

Die geeignete Rotordrehzahl wird durch das Steuerzentrum 29 eingestellt; dieses Steuerzentrutn 29 ist in üblicher Weise aufgebaut und erlaubt im vorliegenden Falle drei Drehzahlen der Rotorscheibe 45. Die Drehzahlen können natürlich je nach Bedarf wiederum frei gewählt werden. Bei der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung konnte festgestellt werden, daß drei Drehzahlen voll und ganz genügen. Eine erste Drehzahlstufe wird dann angewandt, wenn in den Probenhaltern 65 Blutröhrchen eingesetzt sind; eine zweite dann, wenn Urinproben eingesetzt sind, und eine dritte, wenn Hämatocrit-Röhrchcn in den Hämatocrit-Stalionen 51 eingesetzt sind. Man läßt die Zentrifuge

so dann für eine bestimmte Zeitdauer laufen, worauf das Steuerzentrum die Zentrifuge automatisch abschaltet.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   26 35 "45

   !.Zentrifuge mit einem topfartigen, eine Kammer bildenden Stator, einem hierin angeordneten, drenbar gelagerten, wenigstens annähernd scheibenförmigen Rotor, einem dem Rotor zugeordneten Antrieb, ferner mit am Rotor vorgesehenen Probenhaltern zur Aufnahme von Probenbehältern, und einem dem Stator zugeordneten, abnehmbaren Deckel sowie Durchbrechungen im Rotor zur Aufnahme der Probebehälter, dadurch gekennzeichnet, daß den Durchbrechungen (64; Laschen (69) zugeordnet sind, die derart gestalte und angeordnet sind, daß sie die Durchbrechunpfn

   (64) zwecks Verringerung oder Vermeidung on Wirbelverlusten bei Abwesenheit der Probenhfiter

   (65) absperren.
2. 2. Zentrifuge nach Anspruch 1, dadurch %· Kennzeichnet, daß die Laschen (69) aus biegeelaa irchem Werkstoff bestehen, die sich beim Einse zen der Probenhaiter (65) elastisch verbiegen.
3. 3. Zentrifuge nach Anspruch 1, dad'.r,-n gekennzeichnet, daß die Laschen (69) ab «vier gewissen Drehzahl der Zentrifuge aufgrund der Fliehkraft die Durchbrechungen (64) absperren.