[发明专利]离心机

说明书

技术领域

本发明涉及一种离心机,当采用液体或固体和液体的混合物为样本时,该离心机用各种离心法，如沉淀分离、提纯、富集，利用离心力处理样本。

背景技术

在如医疗和制药科学和基因工程领域，一种作为离心机的离心沉淀器被使用以进行例如沉淀分离,其中采用液体或固体和液体的混合物作为样本。离心机中安装有转子,样本如细胞液体培养基或血液被容纳于其中的容器,如管或瓶,被加载到转子上。转子被可拆卸地加载到旋转轴,该旋转轴突出进入到存储容器的转子室(旋转室)中。转子被旋转装置如电动马达驱动旋转。在样本在存储容器中的离心过程中，在样本被转子保持的状态下，转子高速旋转。

离心机常被用来处理样本，同时将其转子室放置在一个大气压下，该离心机中转子旋转的最大速度被设定为大约从10000到30000转/分钟。当转子采用空气存在于转子室中的方式旋转时，在转子旋转过程中，空气和转子摩擦产生的热量可能更大，并且它可能使样本的温度升高。因此,通常在离心机上安装冷却装置。作为冷却装置，例如，如公开发行号为H01-218651的日本专利申请中描述的，其中冷却介质在缠绕存储容器的冷却管中循环的制冷机(冻结机)被使用。

在安装有冷却装置的离心机中，操作条件被使用者通过离心机的输入操作面板输入而设定。存在的操作条件如转子的转速，即转数，离心机的操作时间，即处理时间，转子的设定温度，即制冷温度，转子在启动时的加速梯度，转子在停止时的减速梯度，等等。

当将样本进行离心处理时，加载有样本的转子附接到旋转轴以设定转子室中的转子。在设定转子后，操作员关闭设置在离心机上的门，并且推动操作面板上的启动开关,并且然后转子被激活并且开始旋转。转子在加速过程中，当速度到达设定转速时，转子以稳定的速度恒速驱动地操控。随着转子的稳速运行的继续，当设定的操作时间过去时，转子的旋转减速并且转子停止。此后，操作者打开门以将转子取出离心机，并且得到通过转子离心处理后的样本。

被用作冷却装置的制冷机通过驱动压缩机的马达冷却转子室，该压缩机用于发送制冷剂以在冷却管中循环供应制冷剂。用在离心机中的压缩机以稳定的速度在商业使用的电源频率下,即50赫兹或60赫兹下被正常操作。压缩机的旋转控制通常以下列方式执行。首先，离心机被驱动直到转子逐渐被冷却到设定温度，并且当转子的温度达到设定温度时，压缩机停止。由于与空气等摩擦从转子产生的热量使得温度开始上升时，压缩机再次被驱动。

各种转子被加载在同一个离心机上，并且根据样本进行的离心处理和/或分离的条件，各种转子中最优的一种被选择。离心机的操作条件的不同取决于所选的转子。转子的转速被设定，即转数从高速到低速变化，并且在所有条件下，离心机必须在设定温度下冷却转子。正如上面提到的，尽管转子本身由于由转子的旋转导致的与空气的摩擦热会产生热量，但在转子的温度和转子室的温度之间会产生不同，转子室的温度由设置在转子室内侧的温度传感器检测。一般来说，转子的温度高于转子室的温度。因此，为了保持转子处于设定温度，目标控制的温度被设定包括在转子温度和转子室温度之间的修正温度差，并且转子室的温度被控制，以获得目标控制温度。

生成热量,即，转子的风阻损失随着转子的转速的增大而增大。特别是,对于在转子的最大转速时产生的风阻损失，当在高于或者等于最大转速的48%的设定转速下操作离心机时，转子产生的热量的增加是显著的。转子产生的热量越多，则其自身的温度越高，并且使得转子和转子室的温差越大，并且同时需要修正的量就越大。因此，在操作过程中，转子的转速越高，则转子室的控制目标温度被设定地更加显著的低于转子的设定温度。