[发明专利]离心机

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2013年3月27日提交的日本专利申请No.2013-067458和2013年3月28日提交的日本专利申请No.2013-067917的优先权，上述两个申请的全部内容通过引用的方式并入本文。

技术领域

本发明的各方面涉及具有作为高速旋转体的转子的离心机，更具体地，本发明的各方面涉及确保离心机的安全性。

背景技术

通常，在离心机中，转子保持含有待分离样品（例如，培养液或血液）的样品容器（例如，离心管或瓶）。离心机用于通过以下方式分离样品或者对样品提纯：在由门密封的转子腔室（旋转腔室）中通过例如电动机等驱动装置使转子高速旋转，从而将离心力施加在样品容器中的样品上。

转子的转速随着其应用的不同而不同。转子的最大转速通常在约几千rpm（转/分）的相对低速到150,000rpm的高速的范围内。因此，在通常提供的产品组中使用的转子的最大转速具有宽的范围。此外，将各种尺寸的离心机按照从小型离心机到大型离心机排成一排，能够一次分离的样品的容量具有从几十ml（毫升）的小容量到几L（升）的大容量的宽范围。

由于为了对样品进行快速分离则需要大离心力并且该大离心力也施加在转子上，因此相应地会在转子中产生内部应力（参见JP2005-349260A）。制造商已经设计出具有足够裕度的离心机，使得转子不会被内部应力等破坏。然而，在国际标准的IEC61010-2-020标准中，要求应当在预定条件下进行测试，以使离心机通过某些条件来确保安全性。在这方面，已经做出了许多关于保护转子免遭破坏的发明（例如，参见JP S50-56988、JP2001-104827A、JP2005-230744A、JP2005-305400A、JP2005-349260A）。

例如，如JP2005-305400A所示，离心机包括其内部有转子旋转的转子腔室，并且转子腔室周围通常缠绕有冷却管（有时，也不缠绕冷却管）。在缠绕有冷却管的离心机中，离心机通常具有这样的结构：在该结构中，冷却管周围缠绕有由绝缘材料形成的隔热层，在隔热层周围还设置有筒状保护器，并且在最外侧形成有箱形框架。在现有技术的离心机中，根据旋转动能而使用较厚的保护器，并且在转子遭受破坏时通过使保护器变形或旋转来吸收能量。在本文中，为了使因破坏的转子而变形的保护器能够在框架内沿转子的旋转方向移动并且防止框架因保护器的变形而发生变形，需要保证框架内侧具有大的空间，使得即使当保护器由于破坏的转子而变形并且沿旋转方向旋转时，保护器也不会与框架的内表面接触。同时，由于离心机（例如，在研究室或科学实验室中使用的离心机）在实验设备中相对较大，因此用户期望减小离心机的尺寸。特别是，由于离心机中的大型离心机比小型离心机占用更大的面积，因此尤其迫切需要减小离心机的尺寸。

发明内容

根据将使用的转子的尺寸确定转子腔室的尺寸，并且根据目标冷却程度大致确定围绕转子腔室的隔热层的所需厚度。因此，考虑到离心机的小型化，最优选的是保护器设置为直接包围隔热层的周围，但保护器的选择具有以下限制。尽管可以使用通常可从市场上获得的钢管作为厚保护器，但是因为钢管的尺寸是根据标准确定的，所以不易获得具有所需尺寸的钢管。特别是，随着钢管的尺寸变大，选择钢管尺寸的自由度会减少。在大型离心机中，由于需要大尺寸的钢管，因此减少了钢管尺寸的选择，并且用户很少获得具有所需尺寸的钢管。尽管能够以定制的方式制造具有所需尺寸的钢管，但是在这中情况下，必须一次性批量生产大量钢管，而这并不现实。

在没有所需尺寸的钢管的情况下，可以想到使用稍大尺寸的钢管。但在这种情况下，在保护器与隔热层之间会产生不必要的间隙，从而影响小型化。

最初，在用于离心机破坏性测试的保护系统中，一种有效的方法是使用厚保护器来接收破损转子的碎片并且确保保护器与框架之间的空间，使得变形的保护器与框架彼此不接触并且仅由保护器接收旋转力。然而，如上所述，大型离心机难以采用厚保护器，并且由于需要主体尺寸小型化，因此难以确保保护器与框架之间的空间。在这种情况下，为了符合IEC标准以确保安全性，需要不同于现有保护系统的新想法。

在考虑到上述问题中的至少一个问题的情况下，做出了本发明的各个方面。本发明的目的在于提供一种能够通过使用具有与转子腔室尺寸匹配的适当尺寸的廉价保护器来减小外形尺寸和制造成本的离心机。

本发明的另一目的在于提供一种在确保防止转子破坏的安全性的同时能够与现有技术相比减小尺寸的离心机。