CN109477581B - 包括旋转体驱动/密封结构的离心分离装置和离心分离系统 - Google Patents

Abstract

(问题)本发明提供一种可应用于从含有密度不同的多个成分的分散液中可靠分离至少一个成分而没有污染危险性的离心分离装置和离心分离系统。(解决手段)本发明的离心分离装置构成为包括：离心筒，可绕轴心旋转；外侧器体，配置在该离心筒的外侧，具有闭塞轴心方向一端的隔壁；非接触扭矩传递机构，由夹着该隔壁相对设置的离心筒侧的从动端和与驱动电动机连接的驱动端构成；以及非接触密封部，配置在离心筒与外侧器体之间。此外，本发明的离心分离系统包括上述离心分离装置，并且包括：配管，与其旋转接头部连接；至少一个传感器，配置在其途中；切换阀；以及控制装置，根据传感器输出将控制信号输出到切换阀等。

Description

包括旋转体驱动/密封结构的离心分离装置和离心分离系统

技术领域

本发明涉及具备具有非接触的密封件和驱动方式的旋转体驱动/密封结构、可进行离心分离处理而不产生污染问题的离心分离装置、以及具有该离心分离装置、可应用于从含有密度不同的多个成分的分散液中分离至少一个成分的离心分离系统。

背景技术

在各种领域中，使用用于从含有密度不同的多个成分的分散液中分离至少一个成分的技术。例如，在医疗领域中，由于对有效的血液成分治疗的需求性提高，已开发出从血液中分离红血球、白血球、血小板和血浆中的至少一种成分的各种血液分离装置和方法。作为这样的血液分离装置，提出了包括例如利用血液中的各成分的密度差进行分离的离心分离装置的血液分离装置等(参照专利文献1)。

专利文献1记载的离心分离装置具有以下作为主要结构，即：处理室，以旋转轴为中心可旋转，而且在上端具有被处理流体和该流体的已处理成分的注入口/排出口，而且在内部具有在处理室的轴向上可移动的活塞；以及装置，用于监视可动部件在上述轴向上的位置以控制取入到该处理室的生物学的流体的量和所分离的多个成分的压出。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2002-533171号公报

发明内容

发明要解决的问题

然而，在专利文献1的离心分离装置中，当活塞在处理室内上升并压出处理后的流体时，在该处理室上端部的旋转密封件内旋转的上述处理室的注入口/排出口与未旋转的中央配管下端之间的间隙处必然有流体泄漏。在旋转密封件内，有时在摩擦盘的上下暴露于高速旋转的橡胶密封件由于与该摩擦盘接触而磨损并产生碎片，即使该碎片微量，也会混入泄漏的流体，从而会产生该流体被污染的现象(污染)。此外，这些橡胶密封件由于摩擦热而容易变形，通过该变形的橡胶密封件而泄漏的流体流出并与摩擦盘下侧的橡胶密封件或轴承等接触，而且还存在该下侧的橡胶密封件等碎片混入流体并引起污染的危险性。这样受污染的流体通过由处理室内的活塞移动引起的减压再次流入室内，因而污染成为大问题。

此外，处理室由于高速旋转变形，使得其轴向中间区域向外侧凸出，并且在处理室内周壁和活塞外周的橡胶密封件之间会产生间隙。其结果，还存在活塞上的流体通过该间隙漏出到下侧并污染处理室的旋转驱动系统的危险性。

本发明是为了解决上述问题而作成的，本发明的目的是提供一种采用具有非接触的密封件和驱动方式的旋转体驱动/密封结构、可应用于从含有密度不同的多个成分的分散液中可靠分离至少一个成分而没有污染危险性的离心分离装置和离心分离系统。

用于解决问题的手段

根据本发明的另一方面，上述目的还由一种离心分离装置来实现，其特征在于，包括：离心筒，在垂直的轴心方向两端区域中绕轴心可旋转地被支撑，在上端部具有被处理流体或处理后的成分流体的流入/流出管；可动部件，在该离心筒的内部中，在外周与其内周面密接的状态下在上述轴线方向上上下可动；旋转接头部，设置在上述流入/流出管的上端；有底的外侧器体，在上述离心筒的外侧以内包上述离心筒的方式配置，在上侧具有用于通过上述离心筒的开口并以用于堵塞下侧的隔壁为底；非接触扭矩传递机构，由从动端和驱动轴构成，上述从动端与上述离心筒下端直接或间接连结，上述驱动轴夹着上述隔壁从上述外侧器体的外侧与上述从动端的端面相对地配置，受到旋转驱动力而可旋转地被支撑，上述驱动轴在上述驱动轴的上述隔壁侧的端部具有驱动端；驱动电动机，向上述驱动端施加旋转驱动力；非接触密封部，在上述离心筒的靠上端处设置成分别从其外周壁和上述外侧器体的内周壁突出并彼此相对、使得在上述旋转体和上述外侧器体之间产生间隙，在上述离心筒与上述外侧器体之间以产生正交于上述轴心的方向的间隙的方式设置，通过经由上述非接触扭矩传递机构使上述离心筒旋转而可密封上述间隙；至少一个传感器，用于分别计测、监视从上述流入/流出管流出的处理后的成分流体的流量或液相的颜色；以及控制部，接收该至少一个传感器的输出信号，根据该输出信号至少对上述驱动电动机可输出用于控制上述离心筒的转速的控制信号。

根据本发明的另一方面，上述目的还由一种离心分离系统来实现，其特征在于，包括以下的(1)至(6)，

(1)离心分离装置，包括：

离心筒，在垂直的轴心方向两端区域中绕轴心可旋转地被支撑，在上端部具有被处理流体或处理后的成分流体的流入/流出管；

可动部件，在该离心筒的内部中，在外周与其内周面密接的状态下在上述轴线方向上上下可动；

旋转接头部，设置在上述流入/流出管的上端；

有底的外侧器体，在上述离心筒的外侧以内包上述离心筒的方式配置，在上侧具有用于通过上述离心筒的开口并以用于堵塞下侧的隔壁为底；

非接触扭矩传递机构，由从动端和驱动轴构成，上述从动端与上述离心筒下端直接或间接连结，上述驱动轴夹着上述隔壁从上述外侧器体的外侧与上述从动端的端面相对地配置，受到旋转驱动力而可旋转地被支撑，上述驱动轴在上述驱动轴的上述隔壁侧的端部具有驱动端；

非接触密封部，在上述离心筒的靠上端处在上述离心筒与上述外侧器体之间以产生正交于上述轴心的方向的间隙的方式设置，通过经由上述非接触扭矩传递机构使上述离心筒旋转而可密封上述间隙，

(2)配管，一端与该离心分离装置具有的旋转接头部的上端连接，另一端侧分支成多个分支管，

(3)至少一个传感器，计测和监测在该分支管的途中从该配管中输送的处理后的成分流体的流量或液相的颜色，

(4)与上述多个分支管的各方以与其连通的方式连接的被处理流体的收容容器和至少一个处理后的成分流体的收容容器，

(5)切换阀，适当设置在上述多个分支管的途中，在该多个分支管的分支点或上述多个分支管和上述配管的分支点处，利用电磁作用可进行切换动作，

(6)控制装置，接收上述传感器的输出信号，根据该输出信号可输出切换上述各切换阀的开闭、或者增减离心筒的转数的指示信号。

发明效果

此外，本发明的离心分离装置由于具有非接触密封部和非接触扭矩传递机构，因而即使在离心筒上端的旋转接头部内有流体泄漏的情况下，也不会发生如现有的接触密封件那样由橡胶密封件等材料的磨损产生的碎片混入流体内的污染。此外，即使在离心筒在旋转中变形成凸出到外侧而从底部件在离心筒上的嵌合部分有内部流体泄漏的情况下，该处是密闭空间，也不会发生泄漏的流体例如与驱动系统等接触而将它们污染的情况。

而且，本发明的离心分离系统具有本发明的离心分离装置，在与该离心分离装置的流入/流出口连接的配管的途中设置流量传感器等，而且将该配管经由多个切换阀连接到被处理流体和至少一个成分流体的收容容器，因而可以从被处理流体中分离至少一个成分流体，而不产生污染问题。

附图说明

图1是用于说明本发明的离心分离装置所具备的、具有非接触密封部和非接触扭矩传递机构的旋转体驱动/密封结构的一例的示意图。

图2是示出本发明的离心分离装置的一实施方式的部分截面图。

图3是图1中由圆框R包围的部分的放大截面图。

图4是图3所示的非接触密封件的纵截面图。

具体实施方式

下面参考附图1详细说明本发明的离心分离装置所具备的、具有非接触密封部和非接触扭矩传递机构的旋转体驱动/密封结构的一例。

[旋转体驱动/密封结构]

如图1所示，本实施方式的旋转体驱动/密封结构100主要包括旋转体101和外侧器体103。该旋转体101通过分别配置在轴心C方向两端侧的未图示的轴承等绕轴心C可旋转地被支撑。

旋转体101在图1中未示出其外形形状，然而可以采用圆柱状、棱柱状、椭圆体状等各种外形形状。例如，旋转体101也可以是这样的外形形状：在其轴心C方向任一端区域内，或者，在两端的各自区域内，同心具有与旋转体101相比正交于其轴心C方向的方向上的尺寸相对小而细的部分。此外，也可以是还在旋转体101的中间区域中，在该方向的任意位置的至少一处设置有上述尺寸阶段状地改变大小的台阶。其中，旋转体101优选是空心有底的筒状容器。

外侧器体103配置为：在旋转体101的外侧内包该旋转体101，而且与轴心C同心而不使其自身旋转。另外，在图1的示例中外侧器体103与旋转体101的轴心C同心配置，然而，不限于这种同心配置，只要其轴线平行于旋转体101的轴心C方向即可。外侧器体103的轴心C方向一端侧由大致与该方向正交的方向的隔壁104闭塞。外侧器体103可在内部内包旋转体101，只要具备上述隔壁104，其形状也没有特别限制，例如，可以从筒状等现有公知的形状中适当选择并采用。

在旋转体101的轴心C方向一端处设置有从动端102。外侧器体103的外侧设置有驱动端105，隔壁104介于中间，使得其端面与从动端102的端面相对。通过这些从动端102和驱动端105的组合，构成非接触扭矩传递机构107。该传递机构107可以使用现有公知的各种形式的传递机构，只要能够在隔着隔壁104配置的从动端102和驱动端105之间以非接触方式传递扭矩即可，作为优选机构，例如，可列举磁联轴器。驱动端105构成为：受到与其直接或间接连接的驱动电动机106的旋转驱动力而可旋转，在驱动端105旋转的情况下，其驱动力被传递到从动端102，使旋转体101旋转。

在旋转体101的轴心C方向靠另一端处，在旋转体101与外侧器体103之间设置有非接触密封部108。图1所示的非接触密封部108配置为，从旋转体101的外周壁和外侧器体103的内周壁沿彼此接近的方向突出，并且在垂直于轴心C方向的方向上封闭旋转体101和外侧器体103之间的空间，由此形成连通外侧器体103的内部和外部的间隙109。作为这种非接触密封部108，可以从现有公知的各种形式的部件，例如迷宫式密封件、螺旋密封件、油槽、抛油环等中考虑被处理流体的性状来适当地选择并使用。在这些型式中，优选使用迷宫式密封件。

旋转体驱动/密封结构100中，根据以上结构，外侧器体103的驱动侧由隔壁104闭塞，驱动端105和从动端102使隔壁104介于它们之间来构成非接触扭矩传递机构107，在旋转体101的旋转中，使非接触密封部108的间隙109成为密封状态，从而可以密闭由旋转体101、外侧器体103、隔壁104以及非接触密封部108包围的空间(用斜线画阴影线而成的区域)来形成密闭空间。通过能够以这种方式形成密闭空间，在旋转体101的旋转中，可以抑制流体(包括气体)从该空间的外侧流入和内侧的流体(包括气体)的流出，并且可以根据需要对该空间内进行灭菌等处理。

[离心分离装置]

下面参照所附的图2至图4，对图1所示的包括旋转体驱动/密封结构的本发明的离心分离装置的一实施方式进行详细说明。这里，图2是示出本发明的离心分离装置的一实施方式的部分截面图。此外，图3是图2中由圆框R包围的部分的放大截面图，图4是图3所示的非接触密封部的纵截面图。如图2和图3所示，本实施方式的离心分离装置1具有以下主要构成要素：离心筒2、旋转接头(旋转接头部)5、磁联轴器8以及树脂腔(外侧器体)10。

离心筒2具有圆筒状的主体，该主体作为旋转体可绕其轴心C进行旋转，并具有一定的壁厚和内径。靠其上端的部分被缩径并形成缩径部，在其上部还配置有与该主体一体且同心并与该主体相比相对小的外径的流入/流出管2a。伴随该离心筒2的旋转而旋转的流入/流出管2a，其前端(流入/流出口)2a从旋转接头5的下端侧插入配置在接头36内。

此外，在离心筒2的内部设置有外周与其内周壁呈密接的状态并在离心筒2的轴心C方向上上下可移动的可动部件(活塞)6。通过活塞6的上下移动可以将被处理流体引入到离心筒2内，或者可以使处理后的成分流体从离心筒2中流出。该活塞6的上表面呈圆锥形的外形形状，以与离心筒2的靠上端的缩径部分的内表面抵接。在可动部件6的外周也设置有O形环槽6a，在那里装设有O形环71。由此，确保了可动部件6的外周与离心筒2的内周壁之间的密合性，从而可以防止可动部件6的上下方向相互的流体(包括气体)的流通。

作为离心筒2的材料，没有特别限制，可以从现有公知的金属和树脂等中适当选择来使用，然而在需要观察离心筒2的内部状态的情况下，优选采用树脂制，特别是透明树脂制。此外，如本实施方式那样，在通过从离心筒2的下侧吹入、排出压缩空气来使活塞6上下移动的情况下，离心筒2的至少在活塞6的下侧的空间处于加压或减压状态，因而优选具有足以承受这一点的壁厚。作为这种透明、强度特性优异、而且容易制造壁厚品的树脂，例如，可列举丙烯酸树脂等。

本实施方式中的旋转接头(旋转接头部)5是用于为了将流体从旋转的流入/流出管2a输送到固定配管34a或沿与其相反的方向输送流体而将作为旋转体的流入/流出管2a与来自固定配管的接头36连接的单元。旋转接头5的结构为，在构成外周的旋转接头盒30和外嵌在流入/流出管2a上的旋转接头轴35之间形成的环状空间中，从下方重叠轴承31和作为非接触密封部的迷宫式密封件32并在其间插设迷宫式密封外圈支撑用间隔件301和迷宫式密封内圈支撑用间隔件302。

如图3和图4所示，迷宫式密封件32由在中央区域具有插通孔62的内圈61和外圈60构成。插通孔62形成为与旋转接头轴35的外径大致一致。内圈61在旋转接头盒30的内部被嵌入到旋转接头轴35中，并且配置成从该轴35的外周表面面沿径向突出，并随该轴35的旋转而旋转。此外，外圈60设置成从旋转接头盒30的内周壁向靠近内圈61的方向水平地突出，以封闭外侧器体103的开口。外圈60被固定到旋转接头盒30因而不旋转。

内圈61的外周表面和外圈60的内周表面形成为大致倾斜，使得在它们的纵截面中从上向下更接近轴心C。具体地，内圈61的外周表面形成为使外径从上侧向下侧依次断续地、呈阶梯状缩小，而外圈60的内周表面形成为使内径从上侧向下侧依次断续地、呈阶梯状缩小。两者的阶梯状的各自相对的表面之间被调整成为具有一定的间隔(迷宫式间隙63)。

迷宫式密封件32的内圈61和外圈60各自在正下方具有环状的外圈支撑用间隔件301和内圈支撑用间隔件302。通过将旋转轴螺母33旋拧到旋转接头轴35上，使得内圈61构成为从上方拧紧并固定到旋转接头轴35上。此外，这样安装的旋转轴螺母33由从其上盖上的旋转接头盖34覆盖隐藏。该盖34构成为，在下方具有与旋转接头收纳室27的内周大致相同的外径的环状突部，该环状突部在旋转接头收纳室27内从上按压迷宫式密封间外圈60并将其固定。由此，内圈61设计成配置在与外圈60相同的高度位置。

在本实施方式中，通过改变旋转轴螺母33的紧固程度或者将内圈支撑用间隔件302更换为上下方向的厚度略微不同的内圈支撑用间隔件，或者执行该操作双方，可以相对于外圈60的高度位置微小量上下变更内圈61的高度位置，对该迷宫式间隙63进行扩宽和缩窄调整。通过这种构成，即，根据被处理流体的粘度大小可对迷宫式间隙63进行这样的调整，具有可应对广泛的粘度范围的被处理流体的分离处理的优点。

离心筒2的流入/流出管2a被导入到这样组装的旋转接头5的下端表面，并且在上端表面，液相管37连接到从该表面向上方延伸的固定配管34a。该液相管37没有特别限制，只要具有比固定配管34a的外径略微小的内径并且具有足以能嵌入并连接到该固定配管34a的上端的柔性和弹性即可，优选是透明的。这是因为在后述的本发明的离心分离系统中，使用用于计测、监测通过该液相管37流动的流体的流量和颜色的传感器。另外，根据被处理流体的性状，液相管37也可以还具有耐酸性、耐碱性等特性。

上述结构的旋转接头5在由周向设置在旋转接头盒30的外周表面上的O形环槽30a内的O形环77密封的状态下被收纳在密封盖26的旋转接头收纳室27内。在本实施方式的情况下，该密封盖26固定在顶板25上，该顶板25从离心筒2的缩径的头部部分向上方延伸并且配置在与流入/流出管2a的上升部分大致相等的高度。在顶板25上，在其中央区域设置有可上下插通离心筒2的开口25b。在密封盖26的下表面上，在全周设置有与开口25b同心、而且从上方观察比该开口25b大的直径的圆形状的O形环槽26a，并在该O形环槽26a上装设有O形环78。利用该O形环78和上述的O形环77可以防止树脂腔10内的适当的气体通过顶板25和密封盖26之间的间隙泄漏或者防止外部空气通过该间隙流入。另外，作为上述适当的气体，除了存在于树脂腔内的空气之外，根据需要还包括以灭菌等为目的封入其内部的各种气体等。

此外，在开口25b的周围分别穿设有用于容纳配置在密封盖26的旋转接头5的周围的密封锁28、28、…的螺纹孔。在将密封盖26配置在预定位置之后，通过转动该各密封锁28并将其前端拧入设置在顶板25中的螺纹孔中，使密封盖26固定在顶板25上。此外，在密封盖26的一端部设置有贯通孔，并且垂直于顶板25竖立设置的密封铰链销29插通于该贯通孔。密封盖26能够围绕该密封铰链销29进行旋转。

在本实施方式的离心分离装置1中，在将安装有旋转接头5的离心筒2嵌入并设置在底部件3之后，将密封盖26沿密封铰链销29朝正上方抬起后使其围绕该销29旋转并配置在旋转接头5的正上方。之后，将旋转接头5收纳在密封盖26的旋转接头收纳室27内。这样，通过操作各个密封锁28而将密封盖26密合固定在顶板25上，离心筒2和旋转接头5被组装，使得可以开始被处理流体的流入、离心分离处理。

在被处理流体是例如血液等来自生物的流体、并且将本实施方式的离心分离装置1用于该被处理流体的成分分离的情况下，具有上述的活塞6的离心筒2和配置在其上端的旋转接头5均能够使用构成为可自由装卸的一次性类型的器具。这些器具通常经过灭菌消毒。通过使用这种灭菌消毒后的一次性器具，可以在保持这些器具内的灭菌状态的状态下分离处理被处理流体，并且能够进行更高精度的分离处理。

离心筒2的主体的下端如图1所示设有开口。中央区域以与离心筒2的内径大致相等的直径朝上方突出并在其外侧形成有凸缘的底部件3的该突出的部分呈隆起底状嵌入到该开口中。在该突出的部分的外周表面上周向设置有O形环槽3a，O形环72装设在O形环槽3a上并与离心筒2的内周壁密合。

在底部件3的下侧作为从动轴配置有自身接收旋转驱动力并使离心筒2旋转的腔内轴17。该腔内轴17由收纳在腔轴承保持器15内的轴承收纳室内的两个轴承20、20可旋转地支撑，贯通穿设在轴承保持器15的底部中的开口向下方突出。另外，腔轴承保持器15嵌入到与离心筒2同心地穿设在中板14的中心区域中的开口中。这些轴承20、20与腔内轴17一起从上方由轴承压杆21固定。在该轴承压杆21中，底部件3的下侧的筒状部分嵌入到用于覆盖从动轴17的上端部的向上方呈圆柱状突出的部分中，底部件3经由该轴承压杆21连结固定在腔内轴17的上侧。此外，在从中板14的插通孔向下侧延伸的腔轴承保持器15的外周表面上，在比中板14稍靠下侧的位置在周向全周设置有O形环槽15a，在该O形环槽15a上装设有O形环75。

在腔内轴17的下侧，设置有与其轴心C同心且具有比其相对大的外形的从动端18。该从动端18与后述的驱动端43一起形成磁联轴器8(后述)的一部分，并且将传递到驱动端43的旋转驱动力(扭矩)通过磁性作用非接触地传递到从动端18。

在这些底部件3、轴承压杆21、从动轴17和从动端18的各自的中央区域内，以各自的轴心C为大致中心设置有通气孔22。该通气孔22从从动端18的下表面连通到离心筒2内的活塞6下侧的空间。

在顶板25和中板14之间，在它们的中央区域内以与离心筒2同心地将离心筒2从周围包围的方式配置有树脂腔(外侧器体)。树脂腔10的上端部嵌入到设置在顶板25的下表面中央区域中的槽中，并且树脂腔10的下端部嵌入到设置在与中板14的上表面中央区域的上述槽上下对应的位置处的槽中。在树脂腔10的上端面和下端面处，分别在树脂腔10的壁厚方向中间区域内与其轴线同心地设置有O形环槽10a、10b，分别装设有O形环73、74。这些O形环73、74使树脂腔10与顶板25、中板14之间可靠密合，保持高气密性。由此，可以在树脂腔10内使除了离心筒2之外的空间处于加压/减压状态，并且还能够根据需要通过封入气体进行灭菌等。

只要树脂腔10具有可以使其内部空间合适处于加压/减压状态的程度的壁厚和强度，就可以使用现有公知的各种材料的树脂腔而没有特别限制。特别是，在需要观察其内部状态的情况等下，与离心筒2的情况一样，可以使用例如丙烯酸树脂等现有公知的树脂制的成型品。

此外，在树脂腔10的外侧，在离心筒2的同心圆上配置固定有多个腔支柱11、11、…。该腔支柱11、11确定顶板25和中板14的高度位置，并且用于更可靠地从上下固定树脂腔10。

在中板14的下侧安装有联轴器腔16。该联轴器腔16在有底圆筒状的主体部的上端处在全周具有凸缘。在凸缘的与中板14的下表面抵接的表面上，与主体同心地设置有与其直径大致相等的直径的O形环槽16a，并且在O形环槽16a上装设有O形环76。利用该O形环76和上述的O形环75可以防止树脂腔10内的合适的封入气体和从离心筒2泄漏的液体通过中板14的插通孔和腔轴承保持器15之间的间隙漏出。

在联轴器腔16的圆筒状的主体部设置有空气口接头19。连接到该空气口接头19的空气配管56连接到通过空气配管56与真空加压泵53连接的真空口阀54和加压口阀55。从加压口阀55通过空气口接头19压入到腔轴承保持器15内的空气由于联轴器腔16处于密闭状态，因此，通过上述的通气孔22被引导到离心筒2内，使活塞6上升。此外反之，随着腔轴承保持器15、进而离心筒2内的空气通过空气口接头19排出到真空口阀54，活塞6下降。由此，可以将从离心筒2内的比活塞6靠上侧的被处理流体离心分离处理后的成分流体通过旋转接头5压出到外部，或者从外部通过液相管37将被处理流体导入到离心筒2内。

在腔轴承保持器15的底表面的正下方，作为非接触扭矩传递机构的磁联轴器8的驱动端43与保持器15内部的从动端18大致同心地配置，而且从动端18和驱动端43配置成使它们的端面彼此相对。在该驱动端43的下侧依次固定有从动皮带轮44和驱动侧的磁联轴器轴45。该轴45在上下方向上收纳在轴承保持器46内，该轴承保持器46与由中板14和支柱141固定的底板142嵌合，该轴45通过轴承47、47可旋转地被支撑，该轴承47、47由轴承压杆48固定。在从动皮带轮44与连结到驱动电动机40的驱动皮带轮41之间挂上驱动皮带42，可将驱动电动机40的旋转驱动传递到从动皮带轮44。在旋转驱动力传递到该从动皮带轮44的情况下，传递到磁联轴器8的驱动端43，由此旋转扭矩以非接触方式传递到从动端18，进一步传递到离心筒2并使它们旋转，这一点与上述一样。

如以上说明那样，本实施方式的离心分离装置1构成为包括：可绕轴线C旋转的离心筒(旋转体)2；配置在该旋转体的外侧的树脂腔(外侧器体)10；由经由联轴器腔(隔壁)16相对的离心筒侧的从动端18和驱动端43构成的磁联轴器(非接触扭矩传递机构)8；以及配置在离心筒2和树脂腔10之间的迷宫式密封件(非接触密封部)32，因而在离心筒2的旋转中，可以使迷宫式间隙63成为密封状态并在离心筒2和树脂腔10之间形成密闭空间。由此，即使在离心筒上端的旋转接头内有内部流体泄漏的情况下，也不会产生如现有的接触密封件那样由橡胶密封件等材料的磨损产生的碎片混入流体内的污染。此外，即使在旋转中内部流体从离心筒泄漏的情况下或封入在树脂腔中的气体等从其中漏出的情况下也不会引起污染等。

在本实施方式的离心分离装置1中，如图1所示，可以在液相管37的途中设置流量传感器39和RGB颜色传感器38。这样，可以构成为，这些输出信号由控制/电源部51接收，并且根据该输出信号的变化等从控制/电源部51输出控制信号。还可以构成为，根据该控制信号控制电动机驱动器52和与其连接的驱动电动机40的转速和真空口阀54、加压口阀55的开闭。可以通过触摸面板50的操作进行对控制/电源部51的各种设定。

[离心分离系统]

接着，对具有本发明的离心分离装置、可应用于从含有密度不同的多个成分的分散液中分离至少一个成分的离心分离系统的一实施方式进行说明。本实施方式的离心分离系统包括以下主要的构成要素：上述的离心分离装置；连接到该离心分离装置具有的旋转接头部的上端并且另一端侧分支成多个分支管的配管(例如，液相管37)；与上述多个分支管的各方以与其连通的方式连接的被处理流体的收容容器和至少一个处理后的成分流体的收容容器。

在上述配管的途中安装有用于计测、监视在该配管中输送的处理后的成分流体的流量或液相的颜色的至少一个传感器。例如，图1所示的流量传感器39和RGB颜色传感器38是适用的，并且在本实施方式中，能够使用流量传感器39或RGB颜色传感器38中的任一方或双方。另外，传感器也可以根据需要使用其他种类、测量方式的传感器。

作为流量传感器，可以从差压式、电磁式、面积式、超声波式、叶轮式、热式、科里奥利式、容积式、涡式等现有公知的各种方式的流量计中考虑被处理流体及其性状和流量范围等来合适选择并使用。特别地，在被处理流体是血液等来自生物的流体的情况下，优选使用可从配管的外侧通过该配管进行计测的流量传感器。作为这样的流量传感器，可以列举热式流量计或超声波式流量计。通过使用这种流量传感器，不会使被处理流体或处理后的成分流体暴露于外部空气，不会产生流体自身劣化和污染的问题。

为了监视流过配管中的流体的颜色，RGB颜色传感器通过传感器壳体内透明的配管，向在壳体内流过配管的流体照射光，针对通过该流体到达受光面的光求出RGB值。该传感器也从配管的外侧通过配管进行测量，传感器自身不与流体直接接触并且也不会暴露于外部空气，因而可以优选用于特别是血液等来自生物的流体的分离。

在上述多个分支管的途中，在该多个分支管的分支点或上述多个分支管与上述配管的分支点处安装有通过电磁作用可进行切换动作的切换阀。这种切换阀构成为根据来自控制装置的控制信号进行开闭动作。

在本发明的离心分离系统中，还设置有控制装置，该控制装置接收上述至少一个传感器的输出信号，根据该输出信号可输出用于切换上述各切换阀的开闭、或者增减离心筒的转数的指示信号(例如，参照图1、控制电源部51)。

这里，上述的配管、分支管、切换阀和收容容器均可以使用构成为可自由装卸的一次性类型的器具。这些仪器通常经过灭菌消毒。例如在进行血液等来自生物的流体的分离处理的情况下，通过使用经过灭菌消毒的一次性器具，可以在将这些器具内部的流路和收容容器内部保持在灭菌状态的状态下，输送和收容被处理流体和处理后的成分流体。此外，通过组合使用离心分离装置中的经过灭菌消毒的一次性类型的离心筒、可动部件和旋转接头部，在这些器具的内部保持在灭菌状态的状态下，能够从血液等来自生物的被处理流体的引入中进行成分分离，并且能够进行处理后的成分流体的输送和收容

通过以上的结构，在本发明的离心分离系统中，使用流量传感器计测被处理流体的流量，使用流量传感器和/或RGB传感器计测、监视离心分离处理后的成分流体的流量和/或颜色，控制装置根据这些传感器的输出信号，变更离心筒的旋转离心筒内的活塞的位置，进行上述各切换阀的开闭切换，或者使离心筒的转数增减，或者将它们合适组合，从而能够从含有多个成分的被处理流体中分离至少一个以上的成分流体。

如以上说明那样，本发明的离心分离系统不会引起污染问题，并且不会使被处理流体和处理后的流体后的成分流体与外部空气接触，可以优选用于从例如血液等的生态材料和涂料等的多个固体成分分散的分散液中分离这些多个成分中的至少一个成分。此外，本发明的离心分离装置和离心分离系统也可以用于从密度不同的多相中分离至少一相。

另外，本发明不限于以上的实施方式，可以在不脱离本发明范围的范围内进行变更。即，通过组合在权利要求所示的范围内进行适当变更的技术手段而获得的实施方式也包括在本发明的技术范围内。

附图标记说明

1 离心分离装置

2 离心筒

2a 流入/流出口(管)

3 底部件

3a O形环槽

5 旋转接头(旋转接头部)

6 活塞(可动部件)

10 树脂腔(外侧器体)

11 腔支柱

14 中板

14a O形环槽

141 支柱

142 底板

15 腔轴承保持器

16 联轴器腔

17 腔内轴

18 磁联轴器从动端

19 空气口接头

20 轴承

21 轴承压杆

22 通气孔

25 顶板

25a O形环槽

25b 开口(离心筒插通孔)

26 密封盖

26a O形环槽

27 旋转接头收纳室

28 密封锁

29 密封铰链销

30 旋转接头盒

30a O形环槽

301 间隔件

31 轴承

32 迷宫式密封件

33 旋转轴螺母

34 旋转接头盖

34a 固定配管

35 旋转接头轴

36 接头

37 液相管

38 RGB颜色传感器

39 流量传感器

40 驱动电动机

41 驱动皮带轮

42 驱动皮带

43 磁联轴器驱动端

44 从动皮带轮

45 磁联轴器轴

46 轴承保持器

47 轴承

48 轴承压杆

50 图形面板

51 控制/电源部

52 电动机驱动器

53 真空加压泵

54 真空口泵

55 加压口泵

56 空气配管

60 (迷宫式密封件)外圈

60a 迷宫式表面

61 (迷宫式密封件)内圈

61a 迷宫式表面

62 (旋转接头)插通孔

63 迷宫式间隙

71～78 O形环

100 旋转体驱动/密封结构

101 旋转体

102 从动端

103 外侧器体

104 隔壁(底)

105 驱动端

106 驱动电动机

107 非接触扭矩传递机构

108 非接触密封部

109 间隙

Claims (14)

1.一种离心分离装置，其特征在于，包括：

离心筒，在垂直的轴心方向两端区域中绕轴心可旋转地被支撑，在上端部具有被处理流体或处理后的成分流体的流入/流出管；

可动部件，在该离心筒的内部中，在外周与其内周面密接的状态下在轴线方向上上下可动；

旋转接头部，设置在所述流入/流出管的上端；

有底的外侧器体，在所述离心筒的外侧以内包所述离心筒的方式配置，在上侧具有用于通过所述离心筒的开口并以用于堵塞下侧的隔壁为底；

非接触扭矩传递机构，由从动端和端部驱动端构成，所述从动端与所述离心筒下端直接或间接连结，所述端部驱动端夹着所述隔壁从所述外侧器体的外侧与所述从动端的端面相对地配置，受到旋转驱动力而可旋转地被支撑，所述端部驱动端在驱动轴的所述隔壁侧；

驱动电动机，向所述驱动端施加旋转驱动力；

非接触密封部，在所述离心筒的靠上端处设置成分别从其外周壁和所述外侧器体的内周壁突出并彼此相对、使得在所述旋转体和所述外侧器体之间产生间隙，在所述离心筒与所述外侧器体之间以产生正交于所述轴心的方向的间隙的方式设置，通过经由所述非接触扭矩传递机构使所述离心筒旋转而可密封所述间隙；

至少一个传感器，用于分别计测、监视从所述流入/流出管流出的处理后的成分流体的流量或液相的颜色；以及

控制部，接收所述至少一个传感器的输出信号，根据该输出信号至少对所述驱动电动机可输出用于控制所述离心筒的转速的控制信号。

2.根据权利要求1所述的离心分离装置，其中，所述非接触密封部构成为可调整所述间隙的大小。

3.根据权利要求1或2所述的离心分离装置，其中，所述非接触密封部构成迷宫式密封件。

4.根据权利要求3所述的离心分离装置，其中，所述迷宫式密封件构成为使相对于所固定的外圈可旋转的内圈在上下方向上移动其高度，并且构成为可调整两圈之间的迷宫间隙。

5.根据权利要求1所述的离心分离装置，其中，所述非接触扭矩传递机构是磁联轴器。

6.根据权利要求1所述的离心分离装置，其中，所述离心筒、所述可动部件和所述旋转接头部均是构成为可自由装卸的一次性类型的器具。

7.一种离心分离系统，其特征在于，包括以下的(1)至(6)，

(1)离心分离装置，包括：

离心筒，在垂直的轴心方向两端区域中绕轴心可旋转地被支撑，在上端部具有被处理流体或处理后的成分流体的流入/流出管；

可动部件，在该离心筒的内部中，在外周与其内周面密接的状态下在轴线方向上上下可动；

旋转接头部，设置在所述流入/流出管的上端；

有底的外侧器体，在所述离心筒的外侧以内包所述离心筒的方式配置，在上侧具有用于通过所述离心筒的开口并以用于堵塞下侧的隔壁为底；

非接触扭矩传递机构，由从动端和驱动轴构成，所述从动端与所述离心筒下端直接或间接连结，所述驱动轴夹着所述隔壁从所述外侧器体的外侧与所述从动端的端面相对地配置，受到旋转驱动力而可旋转地被支撑，所述驱动轴在所述驱动轴的所述隔壁侧的端部具有驱动端；

非接触密封部，在所述离心筒的靠上端处在所述离心筒与所述外侧器体之间以产生正交于所述轴心的方向的间隙的方式设置，通过经由所述非接触扭矩传递机构使所述离心筒旋转而可密封所述间隙，

(2)配管，一端与该离心分离装置具有的旋转接头部的上端连接，另一端侧分支成多个分支管，

(3)至少一个传感器，计测和监测在该分支管的途中从该配管中输送的处理后的成分流体的流量或液相的颜色，

(4)与所述多个分支管的各方以与其连通的方式连接的被处理流体的收容容器和至少一个处理后的成分流体的收容容器，

(5)切换阀，设置在所述多个分支管的途中，在该多个分支管的分支点或所述多个分支管和所述配管的分支点处，利用电磁作用可进行切换动作，

(6)控制装置，接收所述传感器的输出信号，根据该输出信号可输出切换所述各切换阀的开闭、或者增减离心筒的转数的指示信号。

8.根据权利要求7所述的离心分离系统，其中，所述非接触密封部构成为可调整在所述离心筒与所述外侧器体之间产生的间隙的大小。

9.根据权利要求7或8所述的离心分离系统，其中，所述非接触密封部构成迷宫式密封件。

10.根据权利要求9所述的离心分离系统，其中，所述迷宫式密封件构成为使相对于所固定的外圈可旋转的内圈在上下方向上变更其高度，并且构成为可调整两者之间的迷宫间隙。

11.根据权利要求7所述的离心分离系统，其中，所述非接触扭矩传递机构是磁联轴器。

12.根据权利要求7所述的离心分离系统，其中，所述离心分离装置中的所述离心筒、所述可动部件和所述旋转接头部均是构成为可自由装卸的一次性类型的器具。

13.根据权利要求7所述的离心分离系统，其中，所述传感器是通过所述配管检测从所述配管内流过的所述被处理流体或所述成分流体的流量的类型的传感器。

14.根据权利要求7或8所述的离心分离系统，其中，所述的配管、分支管、切换阀和收容容器均是构成为可自由装卸的一次性类型的器具。