CN111530644A - 用于医用离心机的风冷控温结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于医用离心机的风冷控温结构，包括离心机外壳，具有进风口和出风口；离心机内壳，设置在离心机外壳内，具有与进风口相对的开口；离心腔，由离心机内壳围成；离心转子，呈伞状，安装在离心腔内，其轴心经过进风口的中心；驱动机构，输出端与离心转子连接，可驱动离心转子绕其自身旋转；其中，离心机外壳与离心机内壳之间形成气流通道，离心机内壳的开口边缘处具有与气流通道连通的第一气流出口，气流通道还与出风口相连通，离心机内壳在所述离心转子的下方还开设有与气流通道连通的第二气流出口。本风冷控温结构设计巧妙，不需要设计额外的冷却系统就能够做到在离心机运转过程中自动对离心腔及离心转子进行冷却。

Description

用于医用离心机的风冷控温结构

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，特别涉及用于医用离心机的风冷控温结构。

背景技术

离心机是利用离心力，分离液体与固体颗粒或液体与液体的混合物中各组分的机械。离心机主要用于将悬浮液中的固体颗粒与液体分开，或将乳浊液中两种密度不同，又互不相溶的液体分开(例如从牛奶中分离出奶油)；它也可用于排除湿固体中的液体，例如用洗衣机甩干湿衣服；特殊的超速管式分离机还可分离不同密度的气体混合物；利用不同密度或粒度的固体颗粒在液体中沉降速度不同的特点，有的沉降离心机还可对固体颗粒按密度或粒度进行分级。

离心机广泛应用在生物制药，生物化学及遗传工程等医用领域，离心机是医药中间体的生产及实验中不可缺少的器械。通常而言，离心机工作时，处于离心腔内的离心转子高速旋转，离心转子与离心腔内空气不断摩擦并产生热量，使得放置在离心转子上的离心试管内的温度不断升高，离心试管温度的升高会导致混合物中的一部分难溶的物质相互溶解，或者影响实验样品的化学性质，进而影响离心机的离心效果。为解决上述问题，研发人员就需要设计相应的冷却方案以控制离心腔内的温度。

现有市场中的离心机，基本都是采用风冷的方式对离心腔进行冷却的，通常是冷却风从离心机的上盖流进离心腔内进而与离心转子直接接触，冷却风与离心转子进行热交换带走离心转子的热量后，冷却风直接从离心腔上沿或离心腔的侧壁开孔流出，这种冷却方式不仅需要设计额外的可向离心腔内通入冷却风的冷却系统，设计成本高，而且通常只能做到对离心转子的部分冷却，冷却效果差，解决不了离心转子温升过高的问题，离心转子的温升过高极易导致离心试管内的实验样品失效，影响离心机的离心质量。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出用于医用离心机的风冷控温结构，其结构巧妙，能够有效的控制离心转子及离心腔内的温度，保证实验样品的离心质量。

根据本发明实施例的用于医用离心机的风冷控温结构，包括：离心机外壳，具有进风口和出风口；离心机内壳，设置在所述离心机外壳内，具有与所述进风口相对的开口；离心腔，由所述离心机内壳围成；离心转子，呈伞状，安装在所述离心腔内，其轴心经过所述进风口的中心；驱动机构，输出端与所述离心转子连接，可驱动所述离心转子绕其自身旋转；其中，所述离心机外壳与所述离心机内壳之间形成气流通道，所述离心机内壳的开口边缘处具有与所述气流通道连通的第一气流出口，所述气流通道还与所述出风口相连通；所述离心机内壳(200)在所述离心转子(400)的下方还开设有与所述气流通道(600)连通的第二气流出口(220)。

至少具有如下有益效果：

本风冷控温结构通过将进风口设置在离心转子的轴心上，且得益于离心转子的伞状结构，当离心转子高速旋转时，其上部会形成负压，外部温度较低的空气因压差而通过进风口流入离心腔内从而与离心腔内的热风及温度较高的离心转子进行热交换，变成温度较高的热空气，随着离心转子的持续高速旋转，离心腔内的热空气形成旋转气流并分成两路分别从第一气流出口和第二气流出口进入到气流通道内，旋转气流在气流通道中循环流动后最终从出风口流出，完成一个换热循环，通过上述的空气换热循环，持续的将离心腔及离心转子上的热量传递给外部空气，以此方式实现对离心腔及离心转子的高效冷却，使得离心转子的上部和下部均得到冷却，保证离心转子的温度均匀，确保离心试管内的实验样品的化学性能不受损坏。本风冷控温结构设计巧妙，不需要设计额外的冷却系统就能够做到在离心机运转过程中自动对离心腔及离心转子进行冷却，降低了离心机维护成本的同时，还很好的控制了离心转子及离心腔内的温度，保证实验样品的离心质量。

根据本发明的一些实施例，所述离心机内壳的开口边缘处设有向外翻折的翻边。

根据本发明的一些实施例，所述离心机内壳的外侧设有第三导流条，所述第三导流条的上部具有凸台，所述凸台上具有导流斜面，所述凸台穿过所述第二气流出口并伸进所述离心腔内，所述第三导流条与所述第二气流出口之间形成供气流流出的间隙空间。

根据本发明的一些实施例，所述离心机外壳的内壁与所述离心机内壳的外壁之间夹设有相互平行的第一导流条和第二导流条，所述第一导流条和所述第二导流条将所述气流通道分为相互连通的第一气流通道、第二气流通道和第三气流通道。

根据本发明的一些实施例，所述第一导流条上开设有供气流从所述第一气流通道流入所述第二气流通道的第一缺口，所述第二导流条上开设有供气流从所述第二气流通道流入所述第三气流通道的第二缺口。

根据本发明的一些实施例，所述第二缺口的两个内侧端面均为斜面。

根据本发明的一些实施例，所述离心机外壳的侧壁上分别开有与所述第一气流通道和所述第二气流通道连通的第一分流孔和第二分流孔。

根据本发明的一些实施例，所述驱动机构包括驱动电机及电机安装架，所述驱动电机通过电机安装架安装在所述离心机外壳的底部，所述驱动电机的旋转轴穿过所述第二气流出口与所述离心转子连接。

根据本发明的一些实施例，所述驱动电机的旋转轴在靠近所述电机安装架的位置处开设有环形槽。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明实施例的结构示意图；

图2为本发明实施例的结构俯视图；

图3为图2在A-A面的剖视图；

图4为图3中B处的放大图；

图5为图3中C处的放大图；

图6为本发明实施例的结构分解示意图；

图7为图6中D处的放大图；

图8为本发明实施例中离心转子与离心机外壳的部分配合结构示意图；

图9为本发明实施例的部分结构示意图；

图10为本发明实施例中隐藏离心机外壳后的结构示意图；

图11为本发明实施例中离心机内壳的结构示意图。

其中：离心机外壳100、进风口110、出风口120、第一分流孔130、第二分流孔140、离心机内壳200、第一气流出口210、第二气流出口220、间隙空间230、翻边240、开口250、离心腔300、离心转子400、驱动机构500、驱动电机510、旋转轴511、环形槽512、电机安装架520、气流通道600、第一气流通道610、第二气流通道620、第三气流通道630、第三导流条700、凸台710、导流斜面711、第一导流条800、第一缺口810、第二导流条900、第二缺口910。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个及两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

参照图1至图6，本发明公开了一种用于医用离心机的风冷控温结构，包括离心机外壳100、离心机内壳200、离心腔300、离心转子400和驱动机构500，其中，离心机外壳100具有进风口110和出风口120，离心机内壳200设置在离心机外壳100内，离心机内壳200具有与进风口110相对的开口250，离心腔300由离心机内壳200围成，显然，离心腔300通过离心机内壳200上的开口250与进风口110连通，离心转子400呈伞状，离心转子400的轴心经过进风口110的中心，显然，因为离心转子400的伞状结构，当离心转子400高速旋转时，离心转子400的上方形成负压，即离心机外壳100的外部压力大于离心转子400上方的压力，外部空气即可因压力差通过进风口110流入至离心腔300内，此外，驱动机构500的输出端与离心转子400连接，驱动机构500可驱动离心转子400绕其自身旋转，另外，离心机外壳100与离心机内壳200之间形成气流通道600，离心机内壳200的开口250边缘处具有与气流通道600连通的第一气流出口210，气流通道600还与出风口120相连通。

容易理解的是，本风冷控温结构通过将进风口110设置在离心转子400的轴心上，且得益于离心转子400的伞状结构，当离心转子400高速旋转时，其上部会形成负压，外部温度较低的空气因压差而通过进风口110流入离心腔300内从而与离心腔300内的热风及温度较高的离心转子400进行热交换，变成温度较高的热空气，随着离心转子400的持续高速旋转，离心腔300内的热空气形成旋转气流并从第一气流出口210进入到气流通道600内，旋转气流在气流通道600中循环流动后最终从出风口120流出，完成一个换热循环，通过上述的空气换热循环，持续的将离心腔300及离心转子400上的热量传递给外部空气，以此方式实现对离心腔300及离心转子400的高效冷却。本风冷控温结构设计巧妙，不需要设计额外的冷却系统就能够做到在离心机运转过程中自动对离心腔300及离心转子400进行冷却，降低了离心机维护成本的同时，还很好的控制了离心转子及离心腔内的温度，保证实验样品的离心质量。

再参见图1、图3、图6和图9，在本发明的一些实施例中，离心机外壳100和离心机内壳200均呈筒状，离心转子400呈伞状，离心转子400横截面的半径从下至上递减，即离心转子400的上端朝向离心机外壳100的进风口110，在本实施例中，参见图8，进风口110为圆孔，进风口110开设在离心机外壳100的上端，进风口110的半径小于离心机内壳200的开口半径，出风口120开设在离心机外壳100的下部，第一气流出口210设置离心机内壳200的上断开口250边缘处。

需要理解的是，在本实施例中，气流通道600是由离心机外壳100的内壁与离心机内壳200的外壁之间的环形间隙形成，当外部温度较低的空气吸入到离心腔300内并与离心腔300的热风及离心转子400进行热交换后，同时，随着离心转子400在驱动机构500的驱动下高速旋转，温度较低的空气经过热交换后形成温度较高的旋转气流，由于离心转子400在持续地高速旋转，离心腔300内的旋转气流会被挤压形成压力高于大气压的旋转气流，温度和压力均较高的旋转气流会向上旋入至离心机内壳200上端边缘位置处，从而从第一气流出口210流出进而流入至气流通道600内，需要理解的是，旋转气流在气流通道600内循环流动过程中，旋转气流还能通过热传导的方式将部分热量传递给离心机外壳100的壳壁上，加快热量的散出，在本实施例中，得益于环形气流通道600的设计，旋转气流能够顺着气流通道600循环流动并最终通过离心机外壳100底部位置处的出风口120流出，加快了旋转气流的流动速度，以此快速的完成一个换热循环。可以理解的是，当离心机开启后，上述的换热循环在离心转子400正常高速运转过程中持续进行，即离心转子400因高速旋转产生的热量能够持续的得到散出，通过外部空气与离心腔300进行热交换的方式降低离心腔300及离心转子400的温度，避免处于离心转子400上的离心试管温升过高的不良状况出现，保证离心腔300内的温度及离心转子400的温度在一个相对恒定的范围内，确保离心试管内的实验样品的化学性能不受损坏。

在本发明的一些实施例中，参见图3、图4和图11，为了加快离心腔300内的旋转气流从第一气流出口210流出，离心机内壳200的开口250边缘处设有向外翻折的翻边240，在本实施例中，翻边240为弧形曲面，显然，翻边240有效的减小了旋转气流流出的阻力，起到了引出旋转气流的作用，即具有引流作用，加快了旋转气流从第一气流出口210流入至气流通道600的进程，进而提高了整个离心腔300及离心转子400的冷却效率。

在本发明的一些实施例中，为了进一步加快离心腔300及离心转子400的冷却速度，并使得离心转子400全面得到换热，确保离心转子400上各个位置处的温度基本处于一致的状态，参见图3和图5，离心机内壳200在离心转子400的下方开设有与气流通道600连通的第二气流出口220，可以理解的是，得益于离心转子400持续地高速旋转，离心腔300内的旋转气流被挤压形成压力大于大气压的旋转气流，且向离心腔300的四周甩出，使得旋转气流与离心转子400进行热交换后能够分成两路，两路旋转气流分别从位于离心机内壳200上端的第一气流出口210和位于离心机内壳200下端的第二气流出口220流出并同时进入到气流通道600内，两路旋转气流顺着气流通道600流入至出风口120进而排出至机外，通过上述方式即可使得离心转子400的上部和下部均得到冷却，保证离心转子400的温度均匀。

此外，在本发明的一些实施例中，参见图3、图5、图6和图7，为了进一步加快离心转子400下部的旋转气流从第二气流出口220流出，离心机内壳200的外侧设有第三导流条700，第三导流条700的上部具有凸台710，凸台710上具有导流斜面711，凸台710穿过第二气流出口220并伸进离心腔300内，第三导流条700与第二气流出口220之间形成供气流流出的间隙空间230，再参见图7，在本实施例中，第三导流条700呈台阶状，凸台710为圆台状，导流斜面711即为凸台710上的曲面，显然，导流斜面711起到了将旋转气流快速引出的作用，加快了旋转气流的流出，容易理解的是，间隙空间230是与气流通道600连通的，在本实施例中，间隙空间230即为气流通道600的一部分。

在本发明的一些实施例中，再参见图3、图5、图6和图7，驱动机构500包括驱动电机510及电机安装架520，驱动电机510通过电机安装架520安装在离心机外壳100的底部，驱动电机510的旋转轴511穿过第二气流出口220与离心转子400连接，在本实施例中，离心转子400的底部与驱动电机510的旋转轴511配合连接，考虑到驱动电机510的旋转轴511在高速的旋转过程中也会产生大量的热量，热量会通过旋转轴511传导至离心转子400上导致离心转子400的下部温度升高，在本发明中，为了减小旋转轴511上的热量传递至离心转子400的底部，驱动电机510的旋转轴511在靠近电机安装架520的位置处开设有环形槽512，容易理解的是，环形槽512的设计有效的减少了旋转轴511上热量沿着旋转轴511向靠近离心转子400的方向传递，很高的控制了离心转子400的下部因旋转轴511的热量传导而引起的温升。

在本发明的一些实施例中，再参见图3、图9和图10，为了保证旋转气流在气流通道600内均匀流动，使得离心腔300内的各个位置处的温度均衡，进一步使得离心转子400上各个部位处在一个恒定的温度范围内，离心机外壳100的内壁与离心机内壳200的外壁之间夹设有相互平行的第一导流条800和第二导流条900，第一导流条800和第二导流条900将气流通道600分为相互连通的第一气流通道610、第二气流通道620和第三气流通道630。

再参见图10，在本实施例中，第一导流条800上开设有供气流从第一气流通道610流入第二气流通道620的第一缺口810，第二导流条900上开设有供气流从第二气流通道620流入第三气流通道630的第二缺口910，此外，在本实施例中，第一导流条800和第二导流条900均为环形的EPS泡沫，具有很强的隔热效果。

在本实施例中，第一导流条800位于第二导流条900的上方，第三气流通道630与出风口120相连通，第三气流通道630还与第二气流出口220连通，可以理解的是，第一导流条800和第二导流条900将气流通道600分为三个相互连通的气流空间，即第一气流通道610、第二气流通道620和第三气流通道630，第一气流通道610、第二气流通道620和第三气流通道630均为环形的气流通道，容易理解的是，第一气流通道610由离心机外壳100的内侧壁、离心机内壳200的外侧壁及第一导流条800的上表面围成，第二气流通道620由离心机外壳100的内侧壁、离心机内壳200的外侧壁、第一导流条800的下表面及第二导流条900的上表面围成，第三气流通道630由离心机外壳100的内侧壁、离心机内壳200的外侧壁、第二导流条900的下表面及离心机外壳100底端的内壁围成，第一气流通道610通过第一缺口810与第二气流通道620连通，第二气流通道620通过第二缺口910与第三气流通道630连通，温度较高的旋转气流即在三个气流通道内循环流动并最终从出风口120流出至机外。

需要理解的是，外部温度较低空气与离心腔300内的热风及温度较高的离心转子400热交换后成为温度较高的旋转气流，旋转气流分两路分别从离心腔300的上部和下部流出，第一路为：旋转气流从第一气流出口210流出进入到第一气流通道610，旋转气流沿与离心转子400的旋转一致的方向顺着第一气流通道610流动并通过第一缺口810流入至第二气流通道620，同样的，旋转气流再顺着第二气流通道620流动并通过第二缺口910流入至第三气流通道630，此即完成旋转气流的第一路循环流动，实现了旋转气流在气流通道600内的均匀流动，使得离心腔300内的各个位置处的温度均衡。另外，容易理解的是，温度较高的旋转气流在三个气流通道内流动的过程中，旋转气流还会与离心机外壳100的内侧壁、离心机内壳200的外侧壁通过热传导的方式进行热交换，使得离心机外壳100的内侧壁和离心机内壳200的外侧壁均得到冷却，进一步控制了离心腔300的温升。另外，旋转气流的第二路为：旋转气流从第二气流出口220流出进入到第三气流通道630，至此，两路的旋转气流在第三气流通道630内汇集并通过出风口120流出至机外。外部空气与离心腔300及离心转子400的形成热交换并通过上述旋转气流循环流动的方式完成对离心腔300及离心转子400的降温，有效的控制了离心腔300及离心转子400的温升。

此外，再参见图10，在本实施例中，第二缺口910的两个内侧端面均为斜面，显然，第二缺口910内侧斜面设置也同样起到了将旋转气流从第二气流通道620引流至第三气流通道630中，加快的外部空气与离心腔300之间的换热循环。

在本发明的一些实施例中，再参见图3、图6和图9，离心机外壳100的侧壁上分别开有与第一气流通道610和第二气流通道620连通的第一分流孔130和第二分流孔140，在本实施例中，第一分流孔130具有一个，第二分流孔140具有两个，可以理解的是，旋转气流在气流通道600中流动过程中还可从第一分流孔130和第二分流孔140流出，显然，第一分流孔130和第二分流孔140均起到分流旋转气流中部分热量的作用，很好地调了气流通道600中的热流畅均与顺畅，第一分流孔130和第二分流孔140分别协同第一气流通道610和第二气流通道620对温度较高的旋转气流进行疏导，进一步加快旋转气流对离心腔300及离心转子400的冷却，高效的控制离心腔300及离心转子400的温升。

上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (9)

1.用于医用离心机的风冷控温结构，其特征在于，包括：

离心机外壳，具有进风口和出风口；

离心机内壳，设置在所述离心机外壳内，具有与所述进风口相对的开口；

离心腔，由所述离心机内壳围成；

离心转子，呈伞状，安装在所述离心腔内，其轴心经过所述进风口的中心；

驱动机构，输出端与所述离心转子连接，可驱动所述离心转子绕其自身旋转；

其中，所述离心机外壳与所述离心机内壳之间形成气流通道，所述离心机内壳的开口边缘处具有与所述气流通道连通的第一气流出口，所述气流通道还与所述出风口相连通；

所述离心机内壳在所述离心转子的下方还开设有与所述气流通道连通的第二气流出口。

2.根据权利要求1所述的用于医用离心机的风冷控温结构，其特征在于，所述离心机内壳的开口边缘处设有向外翻折的翻边。

3.根据权利要求1所述的用于医用离心机的风冷控温结构，其特征在于，所述离心机内壳的外侧设有第三导流条，所述第三导流条的上部具有凸台，所述凸台上具有导流斜面，所述凸台穿过所述第二气流出口并伸进所述离心腔内，所述第三导流条与所述第二气流出口之间形成供气流流出的间隙空间。

4.根据权利要求1至3任一项所述的用于医用离心机的风冷控温结构，其特征在于，所述离心机外壳的内壁与所述离心机内壳的外壁之间夹设有相互平行的第一导流条和第二导流条，所述第一导流条和所述第二导流条将所述气流通道分为相互连通的第一气流通道、第二气流通道和第三气流通道。

5.根据权利要求4所述的用于医用离心机的风冷控温结构，其特征在于，所述第一导流条上开设有供气流从所述第一气流通道流入所述第二气流通道的第一缺口，所述第二导流条上开设有供气流从所述第二气流通道流入所述第三气流通道的第二缺口。

6.根据权利要求5所述的用于医用离心机的风冷控温结构，其特征在于，所述第二缺口的两个内侧端面均为斜面。

7.根据权利要求4所述的用于医用离心机的风冷控温结构，其特征在于，所述离心机外壳的侧壁上分别开有与所述第一气流通道和所述第二气流通道连通的第一分流孔和第二分流孔。

8.根据权利要求1至3任一项所述的用于医用离心机的风冷控温结构，其特征在于，所述驱动机构包括驱动电机及电机安装架，所述驱动电机通过电机安装架安装在所述离心机外壳的底部，所述驱动电机的旋转轴穿过所述第二气流出口与所述离心转子连接。

9.根据权利要求8所述的用于医用离心机的风冷控温结构，其特征在于，所述驱动电机的旋转轴在靠近所述电机安装架的位置处开设有环形槽。

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