CN113318867A - 一种离心机用甩平转子 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种离心机用甩平转子，包括甩平转子本体和安装在甩平转子本体上的吊篮；甩平转子本体呈空心环形结构，甩平转子本体的内腔设有空心连接环；空心连接环上开设有环形槽，环形槽的截面为倾斜U形；空心连接环沿其径向开设有若干矩形槽，若干个矩形槽呈环形布置，并且矩形槽与环形槽贯通，矩形槽与甩平转子本体的内腔贯通；吊篮的开口端两侧设置有与环形槽匹配的圆锥台状凸部，吊篮两侧的圆锥台状凸部卡在环形槽内，并位于槽底。本发明高速离心时，吊篮自动收纳于甩平转子本体内，合成近似完整的圆饼状旋转体，风阻小，体积比同种离心容量的常规甩平转子更小，极大的减少了风阻，降低了离心机工作能耗，能够高速运转。

Description

一种离心机用甩平转子

技术领域

本发明涉及实验室离心机装置技术领域，更具体的说是涉及一种离心机用甩平转子。

背景技术

离心机具备有转子、及在离心室内对转子进行旋转驱动的驱动部件。驱动部件在离心室内使转子旋转而使离心力发挥作用，由此对试样容器内的试样进行离心分离。离心机用的转子可大致分为角转子与甩平转子。在角转子的情况下，将内部填充有试样的若干试样容器收容在收容孔中，收容孔以相对于驱动轴具有一定的角度的方式形成，且不论离心力的大小，收容孔与驱动轴的相对角度始终固定。另外，在转子上部的开口中安装转子盖的情况比较多，安装转子盖用来减少风损。

相对于此，甩平转子则采用能够摆动的吊篮，吊篮内装载内部填充有试样的试管或试样容器。在吊篮的侧面，面对面地具备与甩平转子本体的凸部圆柱面(挂销)扣合的凹部，此凹部与凸部圆柱面滑动扣合。

当转子静止时，吊篮的中心线与驱动轴为平行(θ＝0°)，但伴随旋转速度上升，离心力作用于可摆动地设置的吊篮上，并以挂销为中心进行旋转(θ＞0°)，在产生使吊篮变成水平的离心力的旋转速度下大致变成水平(θ≈90°)，若离心分离运转结束且旋转速度下降，则摆动角θ逐渐地减少，当停止时变成θ≈0°。

如此，甩平转子的吊篮的中心线与驱动轴的相对角度根据旋转过程中的离心力的大小而变化。甩平转子有如下两种：使转子本体与吊篮的组合在离心室内以露出状态进行旋转的情况、以及利用挡风罩及盖覆盖转子本体与整个吊篮后将它们整体设置在驱动轴上来进行旋转的结构。

当在大气中使甩平转子进行离心运转时，在旋转半径大的转子、或旋转速度快的情况下，若以露出状态进行旋转，则产生风压或摩擦阻力增大且转子本体或吊篮发热的现象、或从某一旋转速度起不再提高的现象。因此，在大型的甩平转子、或进行高速旋转的甩平转子的情况下，大多使用挡风罩与盖。在这样的甩平转子结构中，通过减少风损来实现高速离心分离，所以本领域技术人员尝试了增设挡风罩来减少风损的研究。

例如，现有专利文献：ZL 201821707785.6一种离心机用高速甩平转子中增设了封闭的罩和盖。ZL 201921056307.8一种高转速离心机水平转子中增设了封闭的风罩和风罩盖。

从分离效果看，角转子的情况下，角转头中试管中心线与驱动轴成固定角度，角度越大，分离效果越好，角转头重心低，阻力小，运转平稳，常用于高速离心分离，但在颗粒沉降时，颗粒会先沿离心力方向撞向试管，然后沿管壁滑向管底，试管的一侧会出现颗粒沉积而产生的壁效应，影响分离效果。

与此相对，用甩平转子进行离心分离时，试管与驱动轴角度接近垂直，颗粒直接沉降到试管底部，有利于颗粒与溶液的分层取出。但没有挡风罩与盖的甩平转子不能实现高速旋转；安装挡风罩与盖的甩平转子又不方便自动化离心机的机械手取放试管。

当前迅速发展的智能化、自动化离心机单元，受系统空间制约，绝大多数采用机械手从离心机盖的小门洞中取放载有样本的试管，停止运转后，试管的定位精度要求高，试管竖立倾斜度要求≯±2°，而且不能被覆盖。带有盖子的角转子和带有风罩盖的甩平转子显然不适用。

因此，如何提供一种能够方便机械手抓取试管的离心机用甩平转子是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种离心机用甩平转子，以至少解决上述背景技术部分所提出的问题之一。

为了实现上述方案，本发明采用以下技术方案：

一种离心机用甩平转子，包括甩平转子本体和安装在所述甩平转子本体上的吊篮；所述甩平转子本体呈空心环形结构，所述甩平转子本体的内腔设有空心连接环，所述空心连接环的内圆连接有轴套，通过轴套安装在驱动部件的驱动轴上；

所述空心连接环上开设有环形槽，所述环形槽的截面为倾斜U形；所述空心连接环沿其径向开设有若干矩形槽，若干个所述矩形槽呈环形布置，并且所述矩形槽与所述环形槽贯通，将所述环形槽分隔为多段，所述矩形槽与所述甩平转子本体的内腔贯通；所述吊篮的开口端两侧设置有与所述环形槽匹配的圆锥台状凸部，所述吊篮两侧的圆锥台状凸部卡在所述环形槽内，并位于槽底；所述吊篮在所述圆锥台状凸部和所述环形槽的配合下，能够在所述矩形槽内摆动；所述甩平转子本体底部与所述吊篮对应处开设有供所述吊篮进出的底板开口。

本发明针对上述问题进行解决，提供能够高速(≮10000r/min)运转的转子，并且停止运转后，试管竖立倾斜度≯±2°，同时甩平转子不被覆盖，能够使机械手准确抓取。

本发明提供的甩平转子能够充分确保圆锥台状凸部与环形槽的槽底圆环面之间的摆动面的接触，并且使圆锥台状凸部的锥度大小与甩平转子本体分段的环形槽底圆环面配合达到最优。

优选的，在上述离心机用甩平转子中，所述环形槽与水平面之间的夹角为β，β的角度＜90°，β角方便加工和防止吊篮自然脱出。

优选的，在上述离心机用甩平转子中，所述吊篮侧面与所述矩形槽之间为间隙配合。

优选的，在上述离心机用甩平转子中，所述甩平转子本体外周开设有外周口，所述吊篮尾部设置有能够对所述外周口进行封堵平齐的尾部凸起。

优选的，在上述离心机用甩平转子中，所述吊篮甩成水平状态时，这时吊篮的底面能够对所述甩平转子本体底部的底板开口进行封堵平齐。

本发明的另外其它目的在于，吊篮竖立时重心稍偏向吊篮圆锥台状凸部中心线(摆动轴线)靠近驱动轴的一侧，使得高速运转时，吊篮摆动有越过试管与驱动轴垂直角度(摆动角θ＞90°)的趋势，因受限于吊篮尾部设有的尾部凸起，尾部凸起位于外周口内时，而保持垂直(摆动角θ＝90°)；同理，提供的吊篮竖立时，重心远离偏向圆锥台状凸部中心线(摆动轴线)以下，靠近吊篮尾部的一侧，停止运转后，吊篮受重力的作用，吊篮自动恢复竖立状态(摆动角θ＝0°)

优选的，在上述离心机用甩平转子中，所述外周口包括与所述底板开口对应且贯通的侧口和倒角圆弧面口，所述侧口开设在所述甩平转子本体侧面底部；所述倒角圆弧面口开设在所述甩平转子本体侧面底部的倒角圆弧面上；

所述尾部凸起包括尾部面、尾部外圆周面和尾部倒角圆弧面；所述吊篮位于水平状态时，所述尾部面能够与所述侧口的上沿贴合，所述尾部外圆周面能够将所述侧口封堵平齐，所述尾部倒角圆弧面能够将所述倒角圆弧面口封堵平齐。

所述矩形槽具有供吊篮静止竖立(试管与驱动轴平行，摆动角θ＝0°)时通过的上下贯通部位，所述矩形槽未贯通部位仍保留甩平转子本体本来连续的圆环状特征。

高速离心时，所述吊篮被甩至水平状态(试管与驱动轴垂直，摆动角θ＝90°)，收纳于矩形槽和甩平转子本体内，所述尾部面能够与所述侧口的上沿贴合，所述尾部外圆周面能够将所述侧口封堵平齐，所述尾部倒角圆弧面能够将所述倒角圆弧面口封堵平齐，所述吊篮的底面能够对所述甩平转子本体底部的底板开口进行封堵平齐，共同合成一个下平面和外圆周面近似完整，上平面无凸出部分的圆饼状旋转体。

优选的，在上述离心机用甩平转子中，所述吊篮为长方体形，并且所述吊篮内设置有容纳试管的收容仓。

优选的，在上述离心机用甩平转子中，所述空心连接环内腔与所述甩平转子本体连通，所述空心连接环顶面低于所述甩平转子本体顶面，并且所述矩形槽贯穿所述空心连接环的顶部，将所述空心连接环分隔为若干连接臂。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种离心机用甩平转子，甩平转子本体呈空心环形结构，组合吊篮甩平后形成圆饼状结构，吊篮悬挂在矩形槽内，填充试样的试管置于吊篮内即可进行离心分离，甩平转子只需两种零件组合，结构简单。

本发明甩平转子静止时，吊篮在重力作用下，沿环形槽底圆环面下滑，自动恢复竖立状态，满足试管竖立倾斜度≯±2°的要求。对比现有技术中甩平转子本体的凸部圆柱面(挂销)扣合吊篮凹部的常规甩平转子，其吊篮在重力作用下自动恢复竖立状态需要克服吊篮凹部上旋至挂销上部的摩擦阻力，很难满足试管竖立倾斜度≯±2°的要求。

本发明甩平转子高速离心时，吊篮自动收纳于甩平转子本体内，合成近似完整的圆饼状旋转体，风阻小，体积比同规格离心容量的常规甩平转子更小，极大的减少了风阻，降低了离心机工作能耗，能够高速(≮10000r/min)运转。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1是本发明处于静止状态局部进行剖视的结构示意图。

图2是本发明处于旋转升速过程中吊篮处于甩开状态的示意图。

图3是本发明处于高速旋转中吊篮被甩至水平状态(试管与驱动轴垂直，摆动角θ＝90°)时的立体剖视示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

结合附图1-3，本发明实施例公开了一种离心机用甩平转子，包括甩平转子本体1和安装在甩平转子本体1上的吊篮2；甩平转子本体1呈空心环形结构，甩平转子本体1的内上端设有空心连接环3，甩平转子本体1的下端设有轴套4，空心连接环3的内圆连接轴套4，通过轴套4安装在驱动部件的驱动轴上；

空心连接环3上开设有环形槽5，环形槽5的截面为倾斜U形；空心连接环3沿其径向开设有若干矩形槽6，若干个矩形槽6呈环形布置，矩形槽6将空心连接环3的上底面和下底面贯穿，并且矩形槽6与环形槽5贯通，将环形槽5分隔为多段，矩形槽6与甩平转子本体1的内腔贯通；吊篮2的开口端两侧设置有与环形槽5匹配的圆锥台状凸部16，吊篮2两侧的圆锥台状凸部16卡在环形槽5内，并位于槽底；吊篮2在圆锥台状凸部16和环形槽5的配合下，能够在矩形槽6内摆动；甩平转子本体1底部与吊篮2对应处开设有供吊篮2摆进与摆出的底板开口；

本发明针对上述问题进行解决，提供能够高速(≮10000r/min)运转的转子，并且停止运转后，试管9竖立倾斜度≯±2°，同时甩平转子不被覆盖，能够使机械手准确抓取。

本发明提供的甩平转子能够充分确保圆锥台状凸部16与环形槽5的槽底圆环面之间的摆动面的接触，并且使圆锥台状凸部16的锥度大小与甩平转子本体1分段的环形槽5底圆环面配合达到最优。

为了进一步优化上述技术方案，环形槽5与水平面之间的夹角为β，β的角度在30-60°之间，β角方便加工和防止吊篮2自然脱出。

为了进一步优化上述技术方案，吊篮2侧面与矩形槽6之间为间隙配合，保证吊篮2能够完成摆动。

为了进一步优化上述技术方案，甩平转子本体1的外周13开设有外周口7，吊篮2尾部设置有能够对外周口7进行封堵平齐的尾部凸起8。

本发明的另外其它目的在于，吊篮2竖立时重心稍偏向吊篮2圆锥台状凸部16中心线(摆动轴线)靠近驱动轴的一侧，使得高速运转时，吊篮2摆动有越过试管9与驱动轴垂直角度(摆动角θ＞90°)的趋势，因受限于吊篮2尾部设有的尾部凸起8，尾部凸起8位于外周口7内时，而保持垂直(摆动角θ＝90°)；同理，提供的吊篮2竖立时，重心远离偏向圆锥台状凸部16中心线(摆动轴线)以下，靠近吊篮2尾部的一侧，停止运转后，吊篮2受重力的作用，吊篮2自动恢复竖立状态(摆动角θ＝0°)

为了进一步优化上述技术方案，外周口7包括与底板10开口对应且贯通的侧口71和倒角圆弧面口72，侧口71开设在甩平转子本体1侧面底部；倒角圆弧面口72开设在甩平转子本体1侧面底部的倒角圆弧面上；

尾部凸起8包括尾部面81、尾部外圆周面82和尾部倒角圆弧面83；吊篮2位于水平状态时，尾部面81能够与侧口71的上沿贴合，尾部外圆周面82能够将侧口71封堵平齐，尾部倒角圆弧面83能够将倒角圆弧面口72封堵平齐。

矩形槽6具有供吊篮2静止竖立(试管9与驱动轴平行，摆动角θ＝0°)时通过的上下贯通部位，使吊篮2的头部和尾部能够在矩形槽6贯通空心连接环3处伸出，处于竖立状态；矩形槽6未贯通部位仍保留甩平转子本体1本来连续的圆环状特征。

高速离心时，吊篮2被甩至水平状态(试管9与驱动轴垂直，摆动角θ＝90°)，收纳于矩形槽6和甩平转子本体1内，尾部面81能够与侧口71的上沿贴合，尾部外圆周面82能够将侧口71封堵平齐，尾部倒角圆弧面83能够将倒角圆弧面口72封堵平齐，此时吊篮2顶面15在空心连接环3被矩形槽6贯穿处裸露，并且吊篮2顶面15与空心连接环3顶面平齐，此时吊篮2的顶面15贴合在甩平转子本体1的顶面12内部，吊篮2的底面14与甩平转子本体1底部的底板10平齐，共同合成一个下平面和外圆周面近似完整，上平面无凸出部分的圆饼状旋转体。

为了进一步优化上述技术方案，吊篮2为长方体形，并且吊篮2内设置有容纳试管9的收容仓。

为了进一步优化上述技术方案，空心连接环3内腔与甩平转子本体1连通，空心连接环3顶面低于甩平转子本体1顶面，并且矩形槽6贯穿空心连接环3的顶部，将空心连接环3分隔为若干连接臂11。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种离心机用甩平转子，其特征在于，包括甩平转子本体和安装在所述甩平转子本体上的吊篮；所述甩平转子本体呈空心环形结构，所述甩平转子本体的内腔设有空心连接环，所述空心连接环的内圆连接有轴套；

所述空心连接环上开设有环形槽，所述环形槽的截面为倾斜U形；所述空心连接环沿其径向开设有若干矩形槽，若干个所述矩形槽呈环形布置，并且所述矩形槽与所述环形槽贯通，所述矩形槽与所述甩平转子本体的内腔贯通；所述吊篮的开口端两侧设置有与所述环形槽匹配的圆锥台状凸部，所述吊篮两侧的圆锥台状凸部卡在所述环形槽内，并位于槽底；所述吊篮在所述圆锥台状凸部和所述环形槽的配合下，能够在所述矩形槽内摆动；所述甩平转子本体底部与所述吊篮对应处开设有供所述吊篮进出的底板开口。

2.根据权利要求1所述的离心机用甩平转子，其特征在于，所述甩平转子本体外周开设有外周口，所述吊篮尾部设置有能够对所述外周口进行封堵平齐的尾部凸起。

3.根据权利要求2所述的离心机用甩平转子，其特征在于，所述外周口包括与所述底板开口对应且贯通的侧口和倒角圆弧面口，所述侧口开设在所述甩平转子本体侧面底部；所述倒角圆弧面口开设在所述甩平转子本体侧面底部的倒角圆弧面上。

4.根据权利要求3所述的离心机用甩平转子，其特征在于，所述尾部凸起包括尾部面、尾部外圆周面和尾部倒角圆弧面；所述吊篮位于水平状态时，所述尾部面能够与所述侧口的上沿贴合，所述尾部外圆周面能够将所述侧口封堵平齐，所述尾部倒角圆弧面能够将所述倒角圆弧面口封堵平齐，所述吊篮的底面能够将所述底板开口封堵平齐。

5.根据权利要求1所述的离心机用甩平转子，其特征在于，所述吊篮为长方体形，并且所述吊篮内设置有容纳试管的收容仓。

6.根据权利要求1所述的离心机用甩平转子，其特征在于，所述空心连接环内腔与所述平转子本体连通，所述空心连接环顶面低于所述甩平转子本体顶面，并且所述矩形槽贯穿所述空心连接环的顶部，将所述空心连接环分隔为若干连接臂。

7.根据权利要求1所述的离心机用甩平转子，其特征在于，所述环形槽与水平面之间的夹角为β，β＜90°。

8.根据权利要求1所述的离心机用甩平转子，其特征在于，所述吊篮侧面与所述矩形槽之间为间隙配合。

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