CN112218723A - 连续离心机 - Google Patents

Abstract

在本发明的连续离心机中，防止混入试样线的空气侵入芯体内。在转子100的内部设置自芯体131独立的芯端面配件160，形成自动捕获试样内的气泡的气阱机构150，在将试样送液至液压高的外周部前，通过离心分离而去除气泡。而且，沿轴向观看，在芯端面配件160与芯体131之间利用弹簧155施压，由此使芯体131与上侧转子盖110、及芯端面配件160与下侧转子盖120以适当的压力抵接。转子芯130与转子盖110、转子盖120之间的流路以完全的状态保持于一定，且液中的气泡也被去除，因而流路不被气泡堵塞而可稳定地离心分离。

Description

连续离心机

技术领域

本发明涉及一种使试样连续地流动并在转子(rotor)内将液体试样中的粒子离心分离的连续离心机，尤其可将被送往转子内的试样中混入的空气(air)除去。

背景技术

离心分离机将在通常的重力场下不沉降或不易沉降的粒子分离，例如病毒(virus)或菌体等包含在分离对象中。病毒或菌体为对于药品或疫苗(vaccine)等的制造来说不可或缺的原料，在这些药品或疫苗等的制造过程中，广泛地使用连续离心机作为对原料进行分离纯化的设备。连续离心机具有高速旋转的转子及连接于其上下的具有贯通孔的两根旋转轴等、以及用于对转子供给试样的试样供给部。

关于试样供给部，提出了利用硅管(silicon tube)等来连接用于供给试样的送液泵或流量计及压力计的系统。在连续离心机的旋转中，转子内需要完全充满液体。若在液体未完全充满的状态下进行运转，则可能转子成为失衡(unbalance)状态而产生过大的振动，并不理想。最坏的情况下，连续离心机成为异常振动而不得不停止运转。而且，若空气滞留于试样线，则试样注入时的试样线的压力变高，可能无法以规定的流量注入试样。而且，在转子的高速旋转时，在芯体与下侧转子盖之间形成有沿径向流动且用于向离心分离用的空间输送试样的流路，但离心中越靠外周则液压越变高，因而试样内的微细的气泡未被送入最外部而流路堵塞，试样不易流动，用于试样送液的压力变高。为了在连续离心机中获得稳定的离心分离性能，用于试样送液的压力越低越好，因而重要的是将滞留在试样线的空气去除以不进入转子内。例如专利文献1中提出了一种连续离心机，可容易地检测空气是否混入试样线，在注入转子室前将试样线的空气排出。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2013-22473号公报

发明内容

发明所要解决的问题

关于连续离心机所用的试样线的配管，在使用硅管那样透明或半透明的管的情况下，可目视确认试样线中是否存在空气，因而可通过掐住硅管而暂且提高试样线的压力后解除等由操作者进行的手动操作，来从试样线中排出空气。但是，即便通过手动操作来排出空气，不仅空气未必可充分排出，而且也难以将作为气泡而混入试样内的空气排出。作为其对策，专利文献1中，在试样进入转子内前通过空气传感器(air sensor)来检测气泡，并经由三岔路排出至外部。但是，空气传感器的检测极限以下的微小气泡或溶解在试样液中的气泡因无法检测而无法除去。进而，试样所含的气泡中，也存在溶入试样且若受到离心力则出现的气泡，难以在供给于转子前完全分离。

本发明是鉴于所述背景而成，其目的在于提供一种连续离心机，设有气阱机构，以使空气等气体不进入进行离心分离的分离空间内，所述气阱机构用于捕获流入转子的试样中所混入的气体。本发明的另一目的在于提供下述连续离心机，即：仅通过更换以往的连续离心机的转子芯(rotor core)部，便可容易地实现气阱功能。本发明的进而另一目的在于提供下述连续离心机，即：减少因高速旋转时的转子体(rotor body)的变形而转子芯所受的负荷的影响，延长转子的寿命。

解决问题的技术手段

对本案中公开的发明中的代表性发明的特征作如下说明。根据本发明的一个特征，为一种连续离心机，包括：转子，用于分离试样，且具有将内部分隔为多个空间的芯；转子室，收纳转子；驱动部，使转子旋转；以及试样线，用于在转子的旋转中对转子连续地供给及从转子排出试样，并且所述连续离心机设有：气阱，在从试样线供给的试样到达转子内的试样分离空间之前，通过离心力从试样中捕集气泡。气阱设于转子的内部，通过与转子一起旋转从而利用离心力从试样中分离气泡，并将气泡经分离后的试样送出至试样分离空间。所述气阱配置于芯的试样分离空间的内周部分。

根据本发明的另一特征，芯具有：中空状的圆筒状的本体部，在外周部突设有将转子内均等地分割为多个的翼状隔离壁；以及端部，以堵住本体部的上端面及下端面的方式配设。气阱构成为包含：凹部，形成于本体部的试样供给侧的端部；以及芯端面配件，与凹部嵌合，且用于在凹部内形成离心分离空间。而且，芯端面配件相对于芯在旋转轴向为可动式，且通过在凹部内配置弹簧，从而向芯与芯端面配件远离的方向施压。进而，芯端面配件的反芯侧形成为与转子的试样供给侧的转子盖的内壁面对应的圆环状。在芯端面配件的圆环状的部分，形成有：多个轴向流路，从离心分离空间的外周侧将试样向轴向的反芯侧取出；以及径向流路，为形成于芯端面配件的反芯侧的一面上的槽，且从轴向流路沿径向放射状地延伸。

根据本发明的进而另一特征，径向流路是由形成于芯端面配件的反芯侧的一面上的槽、及转子盖的内周面所形成。转子构成为包含圆筒形的转子体、以及以堵住转子体的上下开口的方式安装的上侧转子盖及下侧转子盖，在芯端面配件，形成有沿着旋转轴心延伸且与下侧转子盖的试样流入路连通的试样通路，试样通路的出口开口向离心分离空间中的径向中周部分开口。芯由弹簧的施压力按压于上侧转子盖的内壁面。

发明的效果

根据本发明，利用设于转子内的专用的气阱机构将供给于转子内的试样内的气泡分离，因而可将到达转子内的离心分离空间的气泡(空气)可靠地去除，可将注入芯体的外周部的流量保持于规定的流量。而且，利用经改良的芯体及芯端面配件来实现气阱机构，因而仅通过更换以往的芯(转子芯)，便可容易地实施本发明。进而，可将到达芯体的离心分离空间的气泡(空气)可靠地去除，因而可将到达离心分离空间的试样的供给时的送液压力保持得低，实现稳定的分离性能。而且，芯不会受到转子的变形所致的负荷，由此可达成转子及转子芯两者的长寿命化。

附图说明

[图1]为表示本发明的实施例的连续离心机1的总体的立体图。

[图2]为表示图1的离心分离部10的详细结构的截面图、及试样循环部的配管图。

[图3]为图2的转子100的放大截面图。

[图4]为用于表示转子100的气阱机构150的配置结构及试样的流动的示意图。

[图5]为表示图3的转子芯130的图，(A)为立体图，(B)为上表面的立体图，(C)为底面的立体图。

[图6]为表示图3的芯端面配件160的图，(A)为立体图，(B)为从底面侧观看的立体图，(C)为纵截面图。

[图7]为表示图3的芯体131与芯端面配件160的组合状态的图，(A)为纵截面图，(B)为从底面侧观看的立体图，(C)为(B)的包含轴线的截面的截面立体图。

[图8]为表示气阱机构150中的试样的流动的图(其一)。

[图9]为表示气阱机构150中的试样的流动的图(其二)。

[图10]为以往例的转子100A的纵截面图。

[图11]为表示以往例的转子100A的上侧部分的试样的流动的局部截面图。

[图12]为表示以往例的转子100A的上侧部分的超高速旋转时的压力方向的局部截面图。

[图13]为表示以往例的转子100A的下侧部分的试样的流动的局部截面图。

具体实施方式

实施例1

以下，基于附图对本发明的实施例进行说明。此外，以下的图中，对相同部分标注相同符号，省略重复的说明。

图1为表示本实施例的连续离心机(连续离心分离机)1的总体的立体图。如图1所示，连续离心机1为用于疫苗制造工序等的所谓“连续超离心分离机”，包含离心分离部10与控制装置部50两个主要部分。离心分离部10与控制装置部50之间由配线、配管群40连接。连续离心机1为可通过升降机(lift)16及臂(arm)17的操作使悬吊于驱动部30的转子100进出腔室(chamber)11的结构。在离心分离部10具有：圆筒状的腔室11，成为转子室；基底12，支撑腔室11；转子100，进出自由地收容于腔室11的内部，且高速旋转；驱动部30，配置于腔室11的上部，以悬吊有转子100的状态将所述转子100旋转驱动；下侧轴承部20，安装于腔室11的下侧；升降机16及臂17，用于使驱动部30沿上下方向及前后方向移动；以及送液泵73(参照图2)，将试样或灭菌液连续地供给于转子100或从转子100排出。在腔室11的内部，收容有悬吊于驱动部30的转子100。作为旋转体的转子100的外侧面构成为包含：圆筒状的转子体101，为本体部；以及上侧转子盖110及下侧转子盖120，螺入式封闭所述转子体101的两端。在上侧转子盖110的上侧，设有作为试样的通路且也成为旋转轴的下轴105，在下侧转子盖120的下侧，设有作为试样的通路且也成为旋转轴的下轴105。

转子100受到高速旋转驱动，因而离心分离中，为了抑制运转时的与大气的风阻或摩擦热所致的放热，腔室11的内部保持于经减压的状态。为了将腔室11内设为减压状态，在腔室11的本体部形成有将腔室11内的空气排出的、未图示的排出口，连接有未图示的真空泵。腔室11由多个螺杆13固定于基底12，基底12由多个螺杆14固定于地面。

在控制装置部50，收容有用于将腔室11的内部冷却的未图示的冷却装置、未图示的真空泵、用于使转子100移动至规定的场所的未图示的升降机驱动装置、以及对转子100进行驱动控制的未图示的离心机控制器(控制部)等。在控制装置部50的上部，配置有作为操作、输入的部位的操作屏60。控制部包括含有未图示的微计算机、存储装置的电子电路，不仅对转子100进行驱动控制，而且进行连续离心机总体的控制。

图2为表示图1的离心分离部10的详细结构的截面图。腔室11在其内部收容有悬吊于驱动部30的状态的转子100，以覆盖转子100的周围的方式设置有圆筒型的蒸发器(蒸发配管)18，在蒸发器18的外侧设置有圆筒型的发挥防御壁的功能的保护器(protector)19。蒸发器18包括使冷媒气体循环的铜配管，可将转子100的收容空间冷却。

在转子100的内部，设置有用于将所注入的试样导入高重力场的转子芯130。转子芯130通过芯体131、及设于芯体131的本体部的翼状的隔离壁132(图5中后述的132a～132f)将转子100的内部分割为多个离心分离空间。驱动部30安装于升降机16(参照图1)的前端部，可旋转地枢轴支撑上轴(upper shaft)32。在上轴32的内部且轴心位置，形成有沿铅垂方向延伸的试样通过孔，形成上侧的试样的通路的一部分。上轴32的下端部以漏斗状展开，以使试样通过孔与形成于上侧转子盖110的试样通过孔连通的方式，利用螺帽119将上侧转子盖110固定于上轴32。这样，转子100成为从驱动部30悬吊的形态，通过驱动部30所含的马达的驱动而使上轴32高速旋转，由此连结于上轴32的转子100也高速旋转。在转子芯130的下侧，安装有作为旋转轴部的下轴105。形成下侧的试样的通路的一部分的试样通过孔贯穿下轴105的轴中心，试样通过孔与形成于下侧转子盖120的试样通过孔连通，由此与下侧管道72连接。

转子芯130以可进出的方式安装于转子100的内部。在进行离心分离时，从下轴105注入的试样通过下侧的试样通过孔而在转子100的内部从下向上导入。被导入转子100内的试样因转子芯130而向高离心力场移动，被分离为沉淀与上清液，上清液(废液)从上轴32向上方排出。

本实施例中，将从试样罐71到回收罐86且除了转子100的内部以外的一系列线(流路)定义为“试样线”。供离心分离的试样从蓄积试样的试样罐71向送液泵73沿箭头75a的方向流动，通过送液泵73而如箭头75b、箭头75c那样通过下侧管道72流入下侧轴承部20。从下侧轴承部20流入转子100的内部，由转子100的高速旋转分离的上清液(废液)通过上轴32流入驱动部30，从驱动部30通过上侧管道82，如箭头85a～箭头85c那样流动而到达回收罐86。此处虽未图示，但也可构成为在下侧管道72及上侧管道82的流路中设置未图示的方向切换阀，将试样或流路中所含的空气排出，或者注入或排出其他液体。

在下侧管道72的中途插入有传感器74。传感器74对供给于试样线的液体的压力及液体的流量进行测定。控制装置51使用传感器74的输出而获取压力数据，由此控制送液泵73的驱动，在转子100进行离心分离运转时，一边驱动送液泵73一边连续地向转子100持续输送试样。

在转子100的内部，设有气阱机构150。气阱机构150为用于捕集送出至转子100内的试样(液体)中所含的气泡的分离机构，且配置于转子芯130的下侧部分。由气阱机构150分离而去除了气体的试样被送至转子芯130内的离心分离空间(图3中后述的分离空间137)。气阱机构150所捕集的气体主要为空气，但在试样中包含其他气体的气泡的情况下，也可收集该气泡。若气阱机构150所捕集的气体充满，则空气流入试样的流路而堵塞，导致试样线的压力上升。通过使用传感器74来监视压力的上升，从而控制装置51可感知气阱机构150所捕集的气体已充满(填满)。感知到气阱机构150的填满状态的控制装置51可向送液泵73发送停止信号。

图2中虽未记载，但也可在下侧管道72设置方向切换阀，以使得能在试样线中流动灭菌液，或也可构成为将从试样罐71供给的试样中气泡多的部分从方向切换阀排出至外部。而且，也可在下侧管道72设置检测流路上是否存在液体的空气检测传感器(未图示)。作为空气检测传感器，可使用下述传感器，即：从流路的其中一个侧壁侧照射光，利用设于对岸的侧壁的光传感器来接收光，根据所述光的强弱来判断流路中是否存在液体。可利用所述传感器来检测流路的特定位置是否充满液体，或空气是否混入(或是否由空气充满)。虽未图示，但也可在上侧管道82也使用光传感器来检测是否充满液体。这些空气检测传感器的输出被输入至控制装置51。

若由控制装置51确认到转子100内由送液泵73所送出的试样充满而从上侧管道82排出试样的状态，则控制装置51控制驱动部30的未图示的马达，将转子100加速至高速旋转。若转子100旋转，则气阱机构150也与转子100一起旋转。其结果为，形成于气阱机构150内的次离心分离空间(图3中后述的次分离空间151)内充满的试样旋转，因而存在于次分离空间151内的试样中的气泡向中心方向移动。另外，气泡以外的试样位于外周附近，因而通过将从次分离空间151的外侧部分将液体送出至主离心分离空间，从而进行试样的连续的离心分离。

图3为图2的转子100的放大图。本实施例的转子100与一直以来使用的转子的不同点在于芯体131的形状，及在芯体131的下侧设有气阱机构150。转子100中，为圆筒形且在上侧及下侧具有开口的转子体101、将转子体101的上侧开口堵住且在旋转中心具有试样通过孔的上侧转子盖110、及将转子体101的下侧开口堵住且在旋转中心具有试样通过孔的下侧转子盖120的形状为与一直以来使用的转子100A(图10中后述)共同的零件。在上侧转子盖110，形成有沿着旋转轴线延伸的试样通路111、及以从试样通路111的中途倾斜地分支的方式形成的试样分支通路112。试样通路111与形成于上轴32的试样连通孔连通。上轴32由螺帽119固定于上侧转子盖110。在下侧转子盖120，形成有沿着旋转轴线延伸的试样通路121、及以从试样通路121的中途倾斜地分支的方式形成的试样分支通路122。试样通路121与形成于下轴105的试样连通孔连通。下轴105由螺帽129固定于下侧转子盖120。

若驱动部30的未图示的马达旋转，则上轴32沿箭头33的方向旋转，转子100总体也以与所述上轴32同步的方式旋转。下轴105由下侧轴承部20(参照图1)以可旋转的方式枢轴支撑，因而与转子100一起旋转。

气阱机构150配置于转子芯130的下侧部分。因此，在以往的转子芯的轴向下侧的端部，形成向轴向上侧以凹状二阶地凹陷的凹陷部142及弹簧保持孔143，利用芯端面配件160将弹簧保持孔143的下侧开口封闭，由此设有目的在于分离及收集试样中所含的气泡的离心分离空间、即次分离空间151。通过转子100的高速旋转而对次分离空间151内也施加离心力，试样中所含的气泡向径向内侧移动，气泡经去除的试样向径向外侧移动。在芯端面配件160，形成有径向孔172，此径向孔172与和试样通路121连通的轴向孔171连通，且成为朝向次分离空间151的入口通路。在芯端面配件160，还形成有轴向孔173，此轴向孔173成为从次分离空间151的出口通路。轴向孔173是与旋转轴线平行地配置，因而轴向孔173的其中一侧在次分离空间151的径向外侧附近开口，另一侧在芯端面配件160的下表面且下侧转子盖120的上表面侧开口。轴向孔173的下侧开口在径向槽174的内周侧端部开口，所述径向槽174在芯端面配件160的下表面以沿径向延伸的方式形成，轴向孔173到径向槽174形成试样的通路。轴向孔173形成有多条(此处为6条)，以向径向外侧放射状地延伸的方式配置(详情在图6中后述)。径向槽174的外周侧的开口向主离心分离用的分离空间137开口。芯端面配件160的上侧的圆柱部位于弹簧保持孔143内，由弹簧155对转子芯130与芯端面配件160以两者远离的方式施压。

图4为用于表示转子100中的气阱机构150的配置结构及试样的流动的示意图。本实施例中，对于设置于转子100的内部的转子芯130，设置自转子芯130独立的芯端面配件160，在转子芯130的内部设置用于挤压芯端面配件160的弹簧155，由此设为将转子芯130及芯端面配件160按压于下侧转子盖120及上侧转子盖110的结构。芯端面配件160为将以往的芯体的下侧端部附近以圆盘状切出的构件，在此切出的圆盘状的构件与下侧芯体之间利用弹簧155以沿旋转轴向远离的方式施压，将芯端面配件160沿箭头79的方向按压于下侧转子盖120。由于其反作用而转子芯130如箭头78那样被按压于上侧转子盖110。进而，将形成于芯体131与芯端面配件160之间的空间(图3的次分离空间151)设为用于去除试样所含的气泡的离心分离空间。经由下侧转子盖120如箭头75a那样流入的试样流入次分离空间151内，通过离心力而被分离为气泡与液体。其原因在于，芯端面配件160也为配置于转子100内的零件，因而通过转子100的旋转而离心力也作用于次分离空间151。

在进行离心分离时，首先在使转子100旋转前，依次加入密度不同的液体(密度液)。例如在加入密度低的液体后，加入密度高的液体，以密度不同的液体的液层充满分离空间137。然后，使转子100旋转至规定的旋转速度后，驱动送液泵73，从加入有欲分离的试样的试样罐71(图2参照)开始送液。若如箭头75a那样将试样注入转子100内，则试样最初被供给于气阱机构150内，由此在次分离空间151中，试样所含的气泡由于与试样(液体)的比重差而向内周侧移动，并且混合在试样中的气泡向内周侧移动。次分离空间151的出口设于较径向中间位置更靠外周侧部分且靠近径向外侧的一侧，因而如箭头75b那样流动而在芯端面配件160的下表面向径向外侧流动，流入分离空间137内。

如以上那样，设有可在试样流入转子100的分离空间137前自动捕获试样内的气泡的气阱机构150，因而可构成为使试样液中的气泡不进入分离空间137。而且，使用弹簧155将转子芯130与转子盖(110、120)之间的流路以完全状态保持于一定，且使液中的气泡不进入流路，因而可实现流路不被气泡堵塞而能以低压顺利送液的连续离心机1。进而，通过将转子芯130的全长尺寸及弹簧155的尺寸设定为适当的值，从而可避免在高速旋转时转子体101及转子盖(110、120)变形而转子芯130从转子盖(110、120)受到负荷的现象。

图5为表示芯体131的图，且(A)为立体图。芯体131是在合成树脂制且实心地形成的圆柱状的芯体131的外周侧，沿圆周方向形成突出的6片翼状的隔离壁132a～132f而成。隔离壁132a～隔离壁132f为沿轴向连续的形状，且与芯体131一体成型，通过隔离壁132a～隔离壁132f的外周侧端部抵接于转子体101的内周面，从而将分离空间137(参照图3)沿圆周方向划分为均等的6个空间。在芯体131的下端面侧，为了设置气阱机构150而形成有沿轴向以圆柱状凹陷的两个凹部(凹陷部142、弹簧保持孔143)。在凹陷部142的外周侧，形成有圆环状的芯下端面141。在芯下端面141的圆周上的两个部位，形成有销孔145a、销孔145b，该销孔145a、销孔145b用于供设于芯端面配件160的定位用的销168a、销168b嵌合。

图5(B)为芯体131的上表面的立体图。所述上表面的形状与以往的转子的芯体的形状相同。在芯体131的上侧端面、即与上侧转子盖110的内壁接触的面，在中央形成有圆筒状的嵌合孔134。而且，形成有从上侧端面的外缘沿径向延伸至嵌合孔134的6个芯端面槽135a～135f。芯端面槽135a～芯端面槽135f通过与上侧转子盖110的内壁接触，从而形成用于将分离空间137的内周侧的比重轻的上清液排出的试样通路。此处，位于在芯体131的外周侧等间隔地配置的6片隔离壁132a～132f的中间附近。图5(C)为芯体131的底面的立体图。以往的芯体的底面部的形状设为与图5(B)所示的形状基本上相同的形状。但是，本实施例中，为了确保用于设置气阱机构150的空间，而形成有凹陷部142及弹簧保持孔143。

此处，为了比较，使用图10～图13来说明使用以往的转子100A的芯体231的离心运转时的、进一步的待解决问题。以往的转子100A的结构中，仅转子芯230的形状与图3所示的实施例的转子芯130不同，其他结构零件特别是转子体101、上侧转子盖110、下侧转子盖120相同。反过来说，通过将以往的转子100A的转子芯230替换为本发明的实施例的转子芯130，从而成为本发明的带气阱功能的转子100。上侧转子盖110与转子体101为螺入式，且在上侧转子盖110的圆筒面的下端形成有外螺纹114，在转子体101的上端开口形成有内螺纹102。同样地，下侧转子盖120与转子体101为螺入式，且在下侧转子盖120的圆筒面的上端形成有外螺纹124，在转子体101的下端开口形成有内螺纹103。转子100A通过驱动部30所含的马达而向箭头所示的旋转方向33旋转。此时的转子100A位于腔室11的内部，在由未图示的真空泵减压且经冷却的状态下受到高速旋转驱动。

在上侧转子盖110的下端侧、即与芯体231接触的一侧的轴心部分，形成有以向下凸状突起的圆柱状的嵌合轴113。在上侧转子盖110，沿着中央的旋转轴心形成有试样通路111。在试样通路111，形成有从中途倾斜地沿径向分支的试样分支通路112。同样地，在下侧转子盖120的上端侧、即与芯体231接触的一侧的轴心部分，形成有以向上凸状突起的圆筒状的嵌合轴123。在下侧转子盖120，沿着中央的旋转轴心形成有试样通路121。在试样通路121，形成有从中途倾斜地沿径向分支的试样分支通路122。关于向转子100A的内部的、连续的试样的注入方向，此处如箭头75d那样从下侧进行注入，如箭头85a那样，从转子100的上侧经由上轴32的试样贯通孔将所分离的上清液(上清)排出至未图示的排出线。而且，关于向连续离心机1的试样的注入方式、特别是注入方向，也可不仅从转子100A的下侧进入并从上侧排出，而且设为相反方向而从上侧注入并从下侧排出沉淀液。以往的转子100A中，在因各零件的尺寸差而未完全形成试样供给路的情况、或在所送液的试样中含有微小气泡的情况下，可能试样的送液效率降低，因而为了应对这些情况而以充分的加工精度进行制造，并且在供给于转子100A内前将试样中的气泡去掉。

图11为表示转子100A的上侧部分的试样的流动的局部截面图。在转子100A的装配时(非旋转时)，若在卸除了上侧转子盖110的开口状态的转子体101内插入芯体231，并安装上侧转子盖110，则由于机械加工的公差(及零件的固体差)而在芯体231的上表面与上侧转子盖110的内面之间出现间隙115。所述间隙115出于装配的原因而无法完全设为0。上侧转子盖110附近的经分离的试样的流动如箭头180～箭头182、箭头85a那样。即，在转子100A内的分离空间237中，比重低的上清液部分如箭头180那样向上方移动，在形成于芯体231的上端面的芯端面槽135中通过箭头181向内周侧移动，在试样分支通路112中如箭头182那样流动而在试样分支通路112合流，沿箭头85a的方向流动而排出至转子100A的外部。此时，如图2那样，在直立状态(上轴32处于上侧的状态)下，芯体231因自重而下落，因而上侧的间隙115变大，由于芯体231的上表面与上侧转子盖110的间隙115而未形成完全的流路(芯端面槽135)，在停止旋转时等输送试样的情况下，间隙115的存在成为试样送液的阻力，为了进行试样送液而需要高的压力。

图12为表示转子100A的上侧部分的超高速旋转时的压力方向的局部截面图。若转子100高速旋转，则位于外周侧的转子体101的离心力变大，转子体101如箭头281那样以向径向外侧膨胀的方式变形。其变形位置在转子体101的上下中央附近变大，若进行极端的例示，则膨胀为桶形(实际的膨胀非常微小)。若发生转子体101的箭头281那样的变形，则上侧转子盖110也同样地如箭头282所示那样向外侧变形。上侧转子盖110为使开口朝下的碗型的形状，因而内面如箭头283那样，朝转子100A的上下中心向内侧变形。于是，上侧转子盖110与芯体231接触而如箭头284那样进行按压。转子100A的旋转速度越上升，所述旋转轴向的按压力越变强，芯体231受到轴向的大的负荷。此程度的负荷虽不会导致芯体231破损，但从制品寿命的观点来看，对芯体231施加或解除大的负荷并不理想。

图13为表示以往例的转子100A的下侧部分的试样的流动的局部截面图。在下侧部分，也为与上侧转子同样的试样的流动，且向箭头75d的方向从试样通路121流入的试样通过试样分支通路122而如箭头176那样流动，通过径向通路245而向箭头177的方向流动后，到达分离空间237。在分离空间237中，试样一边向箭头178的方向连续流动一边进行离心分离运转。在转子100A的下侧部分，在高速旋转时也与图12同样地，从下侧转子盖120将转子芯230沿轴向压缩的方向的力(与图12的箭头283、箭头284反向的力)发挥作用。

再次回到本实施例的说明。图6为表示芯端面配件160的图，(A)为立体图。芯端面配件160在轴向由6个部位形成，沿旋转轴线方向观看，从下侧起为圆盘部162、形成于圆盘部162的上侧的大径圆柱部163、位于大径圆柱部163的上方的细径部164、及配置于细径部的上侧的中径圆柱部166。细径部164与中径圆柱部166之间成为直径逐渐变化的锥部165。而且，在中径圆柱部166的上方形成有用于保持弹簧155(参照图3)的嵌合轴167。这些162～167的各部位是通过合成树脂的一体成型而制造。细径部164及锥部165的外周侧、与转子芯130的凹陷部142(参照图5)之间的空间成为用于捕集气泡的气阱空间、即次分离空间151(参照图3)。

圆盘部162形成与下侧转子盖120的内壁接触的面，且外径设为与去掉隔离壁132a～隔离壁132f(参照图5)的芯体131(参照图5)相同的直径。而且，为了防止芯体131与圆盘部162的相对旋转而使相对位置不偏离，在圆盘部162设有止转用的销168a、销168b。销168a、销168b可通过与圆盘部162一体成型而制造，也可制成分立的零件。此处设为分立式的金属制的销。大径圆柱部163具有相当于芯体131的凹陷部142的内径的外径。在大径圆柱部163的外周，形成有用于设置用来密闭的O环的、沿圆周方向连续的圆周方向槽163b。在大径圆柱部163的径向外侧附近，设有以沿纵向贯通的方式延伸的轴向孔173a～轴向孔173f，这些轴向孔的上侧开口在大径圆柱部163的上表面163a开口。

图6(B)为芯端面配件160的圆盘部162的底面侧的立体图。轴向孔173a～轴向孔173f连接于延伸至径向外周部的径向槽174a～径向槽174f的内周侧端部，此内周侧端部为图6(A)的。轴向孔173a～轴向孔173f的下侧的端部。径向槽174a～径向槽174f为延伸至圆盘部162的底面162b的外缘的槽。在形成于中央的嵌合孔157的外周侧，形成有用于收容未图示的O环的圆环槽162c。

图6(C)为(B)的A-A部的截面图(包含旋转轴的纵截面图)。形成于细径部164的上侧的中径圆柱部166为位于弹簧保持孔143(参照图3)内的部分，且以其上表面保持弹簧155(参照图3)。为了保持压缩线圈式的弹簧155，在中径圆柱部166的轴向上侧形成有与弹簧155的内径一致的嵌合轴167。从大径圆柱部163经过细径部164、锥部165直到中径圆柱部166，沿着旋转轴心形成有轴向孔171。轴向孔171的下端在与嵌合孔157的交界面开口，轴向孔171的上端与放射状地延伸的径向孔172连通。在较轴向孔171的下端更靠下侧，形成有用于使下侧转子盖120的嵌合轴123嵌合的嵌合孔157。在嵌合孔157的外周侧，形成有用于设置未图示的O环的圆环槽162c。嵌合孔157为圆柱状，但在下侧端部形成有随着向下侧而稍许扩径的锥部157a。锥部157a是为了容易插入下侧转子盖120的嵌合轴123而设置。

图7为表示芯体131与芯端面配件160的组合状态的图，(A)为纵截面图。芯体131的下侧部分且凹陷部142的开口由芯端面配件160封闭，由此划定次分离空间151。形成于芯端面配件160的径向孔172成为向次分离空间151开口那样的位置关系。而且，形成于芯端面配件160的轴向孔173向次分离空间151开口。芯端面配件160的圆盘部162的上表面162a抵接于芯体131的芯下端面141。为了试样不在芯体131的芯下端面141之间流动，因而在芯端面配件160的大径圆柱部163的外周侧形成有圆周方向槽163b，在此处插入O环(未图示)，以试样不从次分离空间151流入芯下端面141的方式密闭。芯端面配件160由弹簧155向下方施压，构成为可相对于芯体131沿旋转轴向移动。在次分离空间151的上表面侧且与收容弹簧155的空间之间，形成有圆周方向槽166a，在此处插入O环(未图示)，以试样不从次分离空间151流入弹簧155的收容空间内的方式密闭。

图7(B)为从底面侧观看转子芯130的立体图。这样从下表面侧观看的形状为与图10所示的以往的转子芯230同等的形状。因此，可将图10所示的以往的转子100A的转子芯230替换为本实施例的转子芯130。图7(C)为(B)的包含旋转轴的截面的截面立体图。由所述图可理解，气阱机构150收容于以往的转子100A中实心地形成的部分，不会影响形成于转子芯130与转子体101之间的分离空间137(参照图3)的容积。进而，本实施例的转子芯130中，芯端面配件160由弹簧155向沿轴向观看而远离芯体131的方向施压，因此可使芯端面配件160与下侧转子盖120之间、及转子芯130与上侧转子盖110之间以适当的压力密接。而且，若在安装时设为在圆盘部162的上表面162a与芯下端面141之间具有少许的间隙那样的位置关系，则即便在如图12的箭头283那样受到由离心荷重所致的轴向的力时，也可利用上表面162a与芯下端面141的间隙和弹簧155的作用来吸收在轴向所受的力的影响，因而可在从停止时到高速旋转时适当地维持试样通路。

图8为表示气阱机构150中的试样的流动的图(其一)。通过送液泵73(参照图2)从下轴105(参照图3)的试样贯通孔如箭头75d那样注入转子100内部的试样从设于下侧转子盖120的试样通路121如箭头76a那样向旋转轴线方向上侧流动，试样流入轴向孔171。流入轴向孔171的试样如箭头76b那样流经径向孔172而流入次分离空间151内。在次分离空间151内，通过离心力将气泡与试样分离。这样，试样所含的气泡被由转子芯130的一端侧的芯端面配件160所形成的气阱机构150自动捕捉，使气泡不进入由径向槽174及下侧转子盖120所形成的流路，由此径向槽174不被堵塞而以低压顺利送液。溶入液体中且在常压下不出现的气泡也在气阱机构150中受到离心荷重，由此从试样内分离，在向液压高的外周部(分离空间137)送液前被捕集。

气泡经去除的试样如箭头76d那样通过轴向孔173而到达径向槽174，如箭头76e那样向径向外周侧流动而到达分离空间137。此处，利用弹簧155，设为相对于芯体131而将芯端面配件160按压于下侧转子盖120的状态，由此不受零件的个体差的影响而可将形成于径向槽174与下侧转子盖120之间的流路以完全的状态保持于一定，能以压力顺利送液。分离空间137中，比重大的成分滞留在外周侧，比重轻的成分(上清)因连续地流入分离空间137内的试样而如箭头76f那样向上侧被挤出。此外，通过将转子芯130及芯端面配件160的全长尺寸及弹簧155的移动尺寸设定为适当的值，从而利用弹簧155的张力使转子芯130及芯端面配件160一直与下侧转子盖120、上侧转子盖110良好地接触，在高速旋转时产生的转子100的变形所致的荷重也可由弹簧155良好地承接。

图9表示从图8的状态进入离心分离，在次分离空间151内收集有气体152的状态。由所述图得知，流入次分离空间151内的试样因比重的差异而分离为气体152(主要为空气)与液体153(试样)，比重大的液体153向外周侧移动，比重小的气体152向内周侧移动。成为次分离空间151的出口的轴向孔173形成于次分离空间151的最外周附近，因而在充满液体153的部分开口。因此，若如箭头75d那样连续地进给试样，则次分离空间151内的气体被去除的液体153因流入的试样的压力而从轴向孔173如箭头76d那样排出，在径向槽174中如箭头76e那样流动而排出至外周侧的分离空间137。在分离空间137中，试样一边如箭头76f那样向上侧流动一边离心分离。这样通过形成于芯端面配件160的下表面的径向槽174、与下侧转子盖120之间的流路的试样在被供给于分离空间137后，因离心力而受到离心分离。供给于所述分离空间137的试样为气泡等气体成分被去除后，因而可排除由试样中所含的气泡的影响导致离心分离效率降低的可能性。

如以上那样，根据本实施例，通过转子100的旋转所致的离心力将到达转子100内的离心分离空间137前的试样所含的气泡分离去除，因而可保持向转子100连续地供给试样时的送液压力低。其结果为，本实施例的连续离心机1可稳定地进行向转子100的试样的连续供给，可获得良好的离心分离性能。而且，转子芯130与芯端面配件160由弹簧155在轴向设为可动式，因而可吸收从因离心荷重而稍许变形的转子体101及转子盖(110、120)所受的压缩负荷的影响，因此可期待延长转子体101侧与转子芯130侧两者的寿命。

以上，基于实施例对本发明进行了说明，但本发明不限定于所述实施例，可在不偏离其主旨的范围内进行各种变更。例如，所述实施例的连续离心机1中，以使要分离的试样从下侧管道72进入转子100的下侧试样供给的示例进行了说明，但并非仅限于此，即便是使试样从上侧管道82进入转子100内，从下侧管道72将废液或分离试样回收至回收罐86的上侧试样供给，也可同样地适用。于该情形时，只要将气阱机构150设于转子芯130的上部即可。进而，芯的材质也可为钛合金等金属制，此时，气阱机构150附近以外也可设为中空，以实现芯的轻量化且使单位体积的比重尽可能与水的比重同等(例如1g/mm³～1.2g/mm³)。

符号的说明

1：连续离心机

10：离心分离部

11：腔室

12：基底

13、14：螺杆

16：升降机

17：臂

18：蒸发器

19：保护器

20：下侧轴承部

30：驱动部

32：上轴

33：旋转方向

40：配线、配管群

50：控制装置部

51：控制装置

60：操作屏

71：试样罐

72：下侧管道

73：送液泵

74：传感器

75a～75c：试样的流动

76a～76f：试样的流动

78、79：(由弹簧155所致的)施压力

82：上侧管道

85a～85c：废液的流动

86：回收罐

100、100A：转子

101：转子体

102、103：内螺纹

105：下轴

110：上侧转子盖

111：试样通路

112：试样分支通路

113：嵌合轴

114：外螺纹

115：间隙

119：螺帽

120：下侧转子盖

121：试样通路

122：试样分支通路

123：嵌合轴

124：外螺纹

129：螺帽

130：转子芯

131：芯体

132、132a～132f：隔离壁

134：嵌合孔

135、135a～135f：芯端面槽

137：(主)分离空间

141：芯下端面

142：凹陷部

143：弹簧保持孔

145a、145b：销孔

150：气阱机构

151：次分离空间

152：气体

153：液体

155：弹簧

157：嵌合孔

157a：锥部

160：芯端面配件

162：圆盘部

162a：上表面

162c：圆环槽

163：大径圆柱部

163a：上表面

162b：底面

162c：圆环槽

164：细径部

165：锥部

166：中径圆柱部

166a：圆周方向槽

167：嵌合轴

168a、168b：销

171：轴向孔

172：径向孔

173：轴向孔

173a～173f：轴向孔

174：径向槽

174a～174f：径向槽

176～178：试样的流动

180～182：试样的流动

230：转子芯

231：芯体

234：嵌合孔

237：分离空间

245：径向通路

254：嵌合孔

Claims (9)

1.一种连续离心机，包括：转子，用于分离试样，且具有将内部分隔为多个空间的芯；转子室，收纳所述转子；驱动部，使所述转子旋转；以及试样线，用于在所述转子的旋转中对所述转子连续地供给试样及从所述转子排出试样，所述连续离心机的特征在于设有：

气阱，在从所述试样线供给的试样到达所述转子内的试样分离空间前，利用离心力从所述试样中捕集气泡。

2.根据权利要求1所述的连续离心机，其特征在于，所述气阱设于所述转子的内部，且通过与所述转子一起旋转从而利用离心力从所述试样中分离所述气泡，并将所述气泡经捕集的所述试样送出至所述试样分离空间。

3.根据权利要求2所述的连续离心机，其特征在于，所述气阱配置于所述芯的所述试样分离空间的内周部分。

4.根据权利要求3所述的连续离心机，其特征在于：所述芯具有：中空状的圆筒状的本体部，在外周部突设有将所述转子内均等地分割为多个的翼状隔离壁；以及端部，以堵住所述本体部的上端面及下端面的方式配设，

所述气阱构成为包含：凹部，形成于所述本体部的试样供给侧的所述端部；以及芯端面配件，与所述凹部嵌合，且用于在所述凹部内形成离心分离空间。

5.根据权利要求4所述的连续离心机，其特征在于，所述芯端面配件相对于所述芯在旋转轴向为可动式，且通过在所述凹部内配置弹簧，从而向所述芯与所述芯端面配件远离的方向施压，

所述芯端面配件的反芯侧形成为与所述转子的试样供给侧的转子盖的内壁面对应的圆环状。

6.根据权利要求5所述的连续离心机，其特征在于，在所述芯端面配件的所述圆环状的部分，形成有：多个轴向流路，从所述离心分离空间的外周侧将所述试样向轴向的反芯侧取出；以及径向流路，为形成于所述芯端面配件的反芯侧的一面上的槽，且从所述轴向流路沿径向放射状地延伸。

7.根据权利要求6所述的连续离心机，其特征在于，所述径向流路是形成于所述芯端面配件的反芯侧的一面上的槽、及通过所述转子盖的内周面而形成。

8.根据权利要求7所述的连续离心机，其特征在于，所述转子构成为包含圆筒形的转子体、以及以堵住所述转子体的上下开口的方式安装的上侧转子盖及下侧转子盖，

在所述芯端面配件，形成有沿着旋转轴心延伸且与所述下侧转子盖的试样流入路连通的试样通路，所述试样通路向所述离心分离空间中的径向中周部分开口。

9.根据权利要求8所述的连续离心机，其特征在于，通过所述弹簧的施压力将所述芯按压于所述上侧转子盖的内壁面。

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