CN114761129A - 具有运输闸门中的旋转体的实验室储存柜 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种实验室储存柜(10)，其包括柜壳体(12)，所述柜壳体将柜壳体(12)的内部中的储存空间(14)与储存柜(12)的外部环境(U)隔开，其中柜壳体(12)包括闸门(20)，所述闸门实现在处于储存空间(14)中的内部运输位置与处于外部环境(U)中的外部运输位置之间的材料运输，其中在储存空间(14)中存在有用于容纳在限定的储存位置处的材料的储存设备(28)，并且其中在储存空间(14)中存在用于在内部运输位置与储存设备(26)之间进行材料运输的处理设备(26)，其中闸门(20)在柜壳体(12)的壁(12a)中具有贯穿壁(12a)的闸门开口(24)。根据本发明提出，闸门(20)包括围绕旋转轴线(R)相对于柜壳体(12)可旋转地支承的旋转体(22)，所述旋转体具有至少一个装载结构(44)，所述装载结构插入到闸门开口(24)中，使得装载结构(44)可以通过旋转体(22)围绕旋转轴线(R)的旋转在内部运输位置与外部运输位置之间移置。

Description

具有运输闸门中的旋转体的实验室储存柜

技术领域

本发明涉及一种实验室储存柜，其包括柜壳体，所述柜壳体将柜壳体内部中的储存空间与储存柜的外部环境隔开，其中柜壳体包括运输闸门(在下文中仅简称为“闸门”)，所述运输闸门实现在处于储存空间中的内部运输位置与处于外部环境中的外部运输位置之间的材料运输，其中在储存空间中存在用于在限定的储存位置处容纳材料的储存设备，并且其中在储存空间中存在用于在内部运输位置与储存设备之间进行材料运输的处理设备，其中闸门在柜壳体的壁中具有闸门开口，所述闸门开口贯穿壁。

背景技术

在下文中简化地也仅简称为“储存柜”的这种实验室储存柜从DE 29613 557U1中已知。另一有关的储存柜从US 2016/0084564 A1中已知。对于涉及实验室储存柜的又一现有技术，参照WO 2012/034037 A2。

这种实验室储存柜通常(在现有技术中以及在本发明中)用于在预定的储存条件下存放化学物质和/或生物物质和/或生化物质。待存放的物质通常以容纳在容器中的方式储存，使得在本申请中通常所称的“材料”通常指一个或多个容器与容纳在其中的物质。

预定的储存条件可以涉及储存空间中的在温度和/或湿度和/或压力和/或化学成分和/或其他参数方面预定的气氛。出于所述原因，通过柜壳体将储存空间与储存柜的外部环境隔开是重要的。因为在外部环境中通常如下气氛，所述气氛存在至少在一个参数方面不同于储存空间中的预定的储存条件。

为了可以将材料引入到储存柜中以进行储存，而不会过度干扰储存室中的与外部环境不同的储存环境，并且为了可以将所述材料从所述储存柜中取出以用于另一实验室处理，已知的储存柜包括闸门，经由所述闸门，材料可以从外部环境穿过柜壳体引入到储存空间中，并且同样可以从储存空间中穿过柜壳体运输到外部环境中。

上文中提及的已知的实验室储存柜的闸门包括可平移式运动的滑块作为用于在处于储存空间中的并且通常仅从储存空间中可到达的内部运输位置与处于外部环境中的并且通常仅从外部环境中可到达的外部运输位置之间运输材料的运输介质，所述滑块可以穿过闸门开口在外部环境中的外部运输位置与储存空间中的内部运输位置之间往复移动。

在储存柜的内部中，即在储存空间中，处理设备自动化地承担内部运输位置与储存设备中的储存位置之间的另一材料运输，使得可以以可追溯的方式贮存经闸门引入到储存空间中的材料。

储存柜的运输闸门中的可平移式运动的滑块的优点在于，可以为所述滑块提供相对小的、不仅可相对于储存空间而且可相对于外部环境隔开的过渡体积，滑块可以从其起始运输位置开始首先运动进入到所述过渡体积中。然后，在过渡体积中的气氛条件与目标运输位置的气氛条件相称之后，滑块可以从过渡体积进一步朝向目标运输位置运动，而不会明显干扰目标运输位置处的气氛条件。保持外部运输位置处的气氛条件通常不是关键的，因为外部环境与储存空间相比可以近似无误地认为是无限大，而从外部到储存空间中的材料运输对储存空间中的气氛条件的影响明显更大。

已知的运输闸门的可平移式运动的滑块的缺点是其每时间单位的小的材料通过量。试图通过相应大数量的可并行使用的闸门或通过结构上相对大的闸门来弥补这种小的材料通过量的缺点，通过所述结构上相对大的闸门，可以借助于唯一的运输来输送特别多的材料。

然而，使用多个可并行使用的闸门以及使用空间上大的闸门均需要实验室储存柜的相应的结构空间。恰好在家用冰箱大小还有大型家用冰箱大小的较小的储存柜中，无法提供对于多个闸门或大的闸门所需的结构空间以便以已知的方式方法实现在内部运输位置与外部运输位置之间以尽可能高的每时间单位的材料通过量进行材料运输。

发明内容

因此，本发明的目的是改进开始提及的实验室储存柜，使得所述实验室储存柜即使在可供使用的结构空间小的情况下也可以以高的材料通过量运行，而不会过度损害储存空间中的储存条件。

本发明通过如下方式实现关于本申请的开始提及的实验室储存柜的所述目的：闸门包括可围绕旋转轴线相对于柜壳体旋转地支承的旋转体，所述旋转体具有至少一个装载结构。旋转体插入到闸门开口中，使得装载结构可以通过旋转体围绕旋转轴线的旋转在内部运输位置与外部运输位置之间移置。

旋转体的基本用途实现在非常小的结构空间中在内部运输位置与外部运输位置之间进行材料即尤其容器的快速运输。因为旋转体的装载结构通过围绕旋转体的旋转轴线的旋转在内部运输位置与外部运输位置之间运动，所以由作为狭义上的运输机构的旋转体所占据的结构空间基本上也对应于其运动空间。因此，旋转体不仅可以在内部运输位置和/或外部运输位置中以准备容纳的方式提供装载结构，而且还可以在提供期间借助于体部段封闭闸门开口，使得旋转体不仅可以是用于已储存的或待储存的材料的运输机构，而且可以是闸门开口的封闭机构。由此，运输闸门的运行也可以明显简化，因为同一构件、即旋转体不仅可以引起内部运输位置与外部运输位置之间的材料运输，而且可以引起闸门开口的封闭情况。这种封闭情况包括闸门开口的完全的或尽可能大程度的封闭。因此，闸门可以没有可枢转和/或可移动的封闭机构，如门、翻盖和隔板。

为了澄清，应注意的是，所提及的运输位置，即内部运输位置和外部运输位置，仅是在进行从外部环境到储存设备中的材料运输期间的暂时的材料容纳的地点，而储存设备中的储存位置是持久的材料容纳的地点，材料直至从储存装置中调用之前都保留在所述持久的材料容纳的地点处，与在运输位置处相比材料至少停留得明显更长，在所述运输位置处材料仅被提供用于在运输位置之间运输和/或通过外部环境中的人员或处理设备或通过储存空间中的处理设备接收。

原则上，旋转体可以仅具有唯一的装载结构，在运输需求的情况下，所述装载结构运动到相应的运输位置中，以通过储存空间中的处理设备或通过外部环境中的操作人员或处理设备接收材料。然而，可以以简单的方式如下提高可借助于当前讨论的储存柜实现的最大材料通过量：旋转体具有至少两个装载结构，其中第一装载结构处于出自外部运输位置和内部运输位置中的一个运输位置中，而与第一装载结构不同的第二装载结构处于出自外部运输位置和内部运输位置中的相应另一运输位置中。因此，即使材料在一个运输位置中从第一装载结构中取出或装载到所述第一装载结构上，在相应另一运输位置中也提供第二装载结构，以便同样容纳或输出材料。此外，在仅功能上地考虑时，与仅在旋转体处设有唯一的装载结构的情况相比，对于装载结构从一个运输位置运动到另一运输位置中和从另一运输位置运动到所述一个运输位置中而言，仅须经过一半的路径。这有利地引起5秒至7秒的短的装载循环，即每5秒至7秒可以将对象或材料输入、即入仓到储存柜中，并且从储存柜中取出、即出仓，因为各一个装载结构同时在内部运输位置和外部运输位置处准备就绪。与已知的可平移式运动的运输滑块不同，这允许入仓和出仓过程的并行化。

原则上，可以在旋转体处构成有多于两个的装载结构。为了保证当在每个运输位置中存在各一个装载结构时旋转体可以通过体部段封闭闸门开口，旋转体优选具有恰好两个环周扇区，所述两个环周扇区具有各至少一个装载结构，所述两个环周扇区关于旋转轴线相对于彼此扭转180°的方式设置。优选地，内部运输位置和外部运输位置彼此以围绕旋转轴线的180°的角距分开。

为了更容易地处理运输闸门，旋转体优选关于旋转轴线是对称的，使得其可从旋转体外感知的造型的大部分相对于围绕旋转轴线的180°的旋转是不变的。这意味着：如果旋转体从装载结构在运输位置中的设置开始旋转180°，那么在相同的运输位置中重新存在装载结构，并且旋转体向观察运输位置的观察者提供与旋转180°之前基本上相同的景象。优选地，这种围绕旋转轴线的对称适用于旋转体的每个旋转位置以及从所述旋转位置开始实施的以180°的旋转。

为了可以确保闸门开口在至少一个旋转位置中的封闭，第一装载结构优选通过旋转体的分离壁与第二装载结构实体地分离。分离壁是旋转体的一部分并且在所述旋转体的旋转运动中同样围绕旋转轴线旋转。

优选地，旋转体的在侧向和/或向上和/或向下限界装载结构处的容纳空间的体部段空心地或多孔地构成以减小旋转体的惯性矩。用于形成旋转体的多孔的体部段的多孔材料可以是多孔的纤维材料和/或开孔的或闭孔的泡沫材料。

为了不仅可以通过旋转体引起闸门开口的实体封闭从而可以防止储存空间与外部环境之间的所不期望的气体流动，而且此外也为了可以在闸门区域中实现储存空间相对于外部环境的热绝缘，根据储存柜的一个优选的改进方案，可以在分离壁的区域中设置与其余旋转体分开地构成的分离壁材料，所述分离壁材料与主要用于形成其余旋转体的材料相比具有更低的比热导率和/或更低的传热系数。所述热绝缘的分离壁材料可以整体地作为材料部段安装在旋转体内，或者可以作为预制的板或一般的结构单元安装在旋转体上。在此，“主要”的用途涉及由相应的材料构成的旋转体的体部段所占据的空间体积。形成旋转体的占据多于旋转体的总体积的50％的体部段的材料不可避免地是主要用于形成其余旋转体的材料。如果旋转体的不同的体部段由不同的材料构成，其中没有任何一种材料的体部段占据多于旋转体的总体积的50％，那么占旋转体的总体积的最大份额的体部段的材料被认为主要用于形成其余旋转体。因为其余旋转体用于与分离壁进行比较，所以分离壁不是其余旋转体的一部分。

原则上，在上文中提及的封闭情况中，旋转体以窄的间隙贴靠由闸门开口贯穿的柜壳体壁的包围闸门开口的边缘就足够了。在此，旋转体可以设计成，使得其外面的大部分(例如其分别沿着旋转轴线指向的端面和外侧面的至少一个在环周方向上伸展的部段，后者可选地通过至少一个凹部中断，在所述凹部中设置有装载结构，并且在装载结构处构成有用于容纳待运输的材料的空腔)设置有距离闸门开口的边缘预定的、尤其沿着闸门开口边缘恒定的间隙尺寸。根据一个优选的实施方式，外侧面通过一个或多个凹部(通常与装载结构的数量相关，其中优选地为每个装载结构设有固有的凹部)中断，而旋转体的端面可以与旋转体的旋转位置无关地以预定的、尤其沿着闸门开口边缘恒定的间隙尺寸与柜壳体壁中的闸门开口的边缘相对置。

在旋转体的准备状态中，其中旋转体是不运动的并且至少一个装载结构处于运输位置中，旋转体的体部段可以沿着闸门开口的边缘通过预定的、尤其恒定的、距边缘的距离小于4mm、优选小于2mm的小的间隙尺寸以环绕的方式与所述边缘相对置从而引起上文中描述的封闭情况。

具有小于4mm、优选小于2mm的小的间隙尺寸的这种间隙形成实际上仅可用于如下储存空间，所述储存空间的气氛条件与外部环境的气氛条件在量值上区别不大。可以通过如下方式实现储存空间与外部环境之间的比通过上文中描述的间隙所实现的更好的分离从而实现储存空间中通过外部环境所调节的气氛的更小的影响：由旋转体和具有闸门开口的柜壳体壁构成的至少一个构件具有带有密封面的密封件，所述密封面构成用于密封地贴靠到相应另一构件上。

优选地，密封件设置在柜壳体处或包围闸门开口的框架处，因为闸门开口需通过密封件密封。原则上可以考虑，在旋转体的旋转运动期间，密封面与相应另一构件、优选与旋转体以滑动的方式接触。然而，这种滑动式接触可能使密封面承受机械负荷并且引起所不期望地高的磨损从而引起密封面的所不期望地短的使用寿命。为了避免所述密封面磨损，根据本发明的一个有利的改进方案提出，实验室储存柜具有密封面张紧设备，通过所述密封面张紧设备，至少一个构件的密封件的密封面可以朝向相应另一构件张紧并且可以在相反方向上松弛。

朝向相应另一构件的这种张紧可以意味着仅提高或减小密封面到另一构件上的贴靠力，而总归持久地贴靠在相应另一构件上的密封面实际上不会从所述另一构件处抬起。这也用于减少磨损。可以通过如下方式实现很大程度上的避免磨损：密封面可以通过密封面张紧设备朝向相应另一构件和远离该另一构件移置。然后实际上可以实现，密封件及其密封面在松弛状态中以距相应另一构件、优选距旋转体一定距离设置，使得密封面在松弛状态下不接触相应另一构件。然后，任何另一构件相对于密封面的运动不会在密封面处发挥磨损作用。

原则上，可以不仅在旋转体处而且在闸门开口的边缘区域中、即在柜壳体壁的包围闸门开口的部段处或在包围闸门开口的框架处设有各一个密封面张紧设备，以便使密封面朝向相应另一构件和远离所述相应另一构件张紧和/或移置，使得在具有无间隙地实体密封的闸门开口的封闭情况下，柜壳体或框架侧的密封件的密封面和旋转体侧的密封件的密封面在封闭状情况中彼此贴靠。然而，这需要旋转体相对于柜壁的非常精确的定位，以便在这两个可相对于彼此运动的密封面之间提供可靠的贴靠接触。可以通过如下方式实现在封闭情况下的闸门开口的更鲁棒的并且同时非常有效的、无间隙的密封：由旋转体和带有闸门开口的柜壳体壁构成的构件的密封件的密封面，优选柜壳体壁的或包围闸门开口的框架的密封件的密封面，可以通过密封面张紧设备朝向相应另一构件张紧并且在相反方向上是可松弛的。在简单的情况下，相应另一构件的体部段可以用作为可通过密封面张紧设备加负荷的密封件的密封面的贴靠面。在由于其较高的密封效果而优选的设计方案中，相应另一构件可以具有带有密封配对面的密封件，在所述密封配对面处，一个构件的密封面在封闭情况下以密封的方式贴靠接合。仍可以通过如下方式提高用于无间隙地密封闸门开口的密封效果：另一构件的具有密封配对面的密封件可以通过所述一个构件的可张紧的和可松弛的密封件的密封面在贴靠接合中变形。因此，在承载密封面的密封件张紧时，所述密封面可以在贴靠接合中压入到与所述密封件相对置的密封件的密封配对面中，从而不仅在密封面与密封配对面之间产生相对大的贴靠区域，而且还产生弯曲的面状的贴靠区域，所述弯曲的面状的贴靠区域将外部环境和储存空间特别高效地彼此分离。

优选地，旋转体具有可通过密封面变形的、具有密封配对面的密封件。因为密封配对面优选处于旋转体的如下区域中，所述区域在旋转体的上文中提及的准备状态中与闸门开口的边缘相对置并且对于设置在闸门开口的边缘区域中的、可通过密封面张紧设备变形的密封件是可到达的，所以可通过密封面张紧设备变形的密封件的至少一个部段优选径向外部地包围上文中提及的分离壁和/或热绝缘的分离壁材料。

此外，例如如果旋转体由至少两个体半部形成，所述体半部的分离面或接合面包含旋转体的旋转轴线，那么旋转体中的可通过密封面变形的密封件可以用作公差补偿。在这种情况下，可变形的密封件可以有利地设置在这两个体半部之间，并且由于其固有的可变形性允许这两个体半部在设置在其间的密封件的变形的情况下接近。因此可以闭合旋转体的体半部之间的间隙，并且同时可以精确地设定体半部之间的间隙尺寸。

优选地，旋转轴线贯穿上文中提及的、优选热绝缘的分离壁。特别优选地，分离壁包含沿着正交于旋转轴线的直径射束贯穿旋转体的直径平面。附加地或替选地，包含旋转体的旋转轴线的平面与旋转体中的可通过密封面变形的密封件相交。旋转体中的密封件然后可以至少部段地、例如除外旋转体的旋转支承部的地点外包围分离壁和/或热绝缘的分离壁材料。

密封面张紧设备可以不同类型地构成。根据第一实施方式，密封面张紧设备可以构成用于将气体引入到空心的密封构件的密封件内腔中。例如，空心的密封构件可以是软管密封件，所述软管密封件通过密封面张紧设备借助于提高压力的气体引入克服其材料弹性和/或构件弹性膨胀从而加宽，并且借助于减小压力的气体引出由于其自身的弹性再次收缩。由此，可以使软管密封件的表面区域中的密封面接近于相应另一构件的与所述密封面相对置的贴靠面，压向所述贴靠面并且再次从所述贴靠面移除。

附加地或替选地，密封面张紧设备可以包括挤压设备，所述挤压设备通过利用密封构件的横向伸展在挤压方向上挤压密封构件引起材料的在不同于、优选正交于挤压方向的伸展方向上的伸展。因此，作为挤压设备的密封面张紧设备可以构成用于，使密封件在第一方向、即挤压方向上变形，以便由此使密封面在不同于第一方向的第二方向、即伸展方向上移置。优选地，可挤压的密封件环绕闸门开口的至少80％、优选100％。挤压方向优选在关于中央地贯穿闸门开口的虚拟的开口轴线的轴向方向上延伸，使得径向向内指向闸门开口的密封面沿着相对于虚拟的开口轴线径向延伸的伸展方向径向向内移置。密封件的弹性引起所述密封件在挤压负荷结束后朝向其原始造型的复位。可挤压的密封件也可以是软管密封件，然而所述软管密封件与可流体扩张的软管密封件相比不需要是流体密封的。

在结构上，可以通过如下方式高效地和以小的安装耗费实现密封面张紧设备：柜具有包围闸门开口和旋转体的框架，其中框架具有两个框架构件作为挤压设备，所述框架构件限定其间的间隙，在所述间隙中容纳有密封件。密封件的密封面径向向内指向闸门开口的中心或指向旋转体。框架构件可以彼此接近和彼此远离以使处于所述框架构件之间的密封件变形。优选地，每个框架构件本身包围闸门开口，使得有利地完全环绕闸门开口的密封件也可以沿着其整个环周被挤压。为了限定地施加挤压负荷，还优选设有挤压驱动器，通过所述挤压驱动器，至少一个框架构件可以在框架构件之间的间隙尺寸减小的情况下接近相应另一框架构件。原则上，这两个框架构件可以相对于彼此可运动地设置在柜壳体处。然而，优选地，可以更简单和通过更小的安装耗费制造的制造方式使框架构件构成用于持久地固定在柜壳体上或使框架构件持久地固定在柜壳体上，使得仅另一框架构件可以通过挤压驱动器相对于固定于壳体的框架构件移置。

挤压驱动器可以是流体操作的驱动器或电动马达驱动的驱动器。根据由于其歪斜倾向低而优选的实施方式，框架构件经由至少两个、优选多于两个、特别优选四个螺杆传动机构以可沿着螺杆轴线朝向相应另一框架构件移置的方式与另一框架构件连接。至少两个螺杆驱动机构可以经由绳索或皮带传动机构通过同一挤压驱动器同步驱动以进行旋转，使得可以实现一个框架构件相对于另一框架构件的可靠的、无歪斜的可相对运动性。如果框架构件具有角部区域，例如在两个成对地平行的侧边缘的彼此会聚的地点处具有角部区域，那么优选在每个角部区域中设置有各一个螺杆传动机构，在所述角部区域中两个不平行的侧边缘会聚。确定作为固定于壳体的框架构件的框架构件可以通过柜壳体的壁形成。

原则上可以考虑，旋转体可以手动地运动，例如通过操作元件、如驱动杠杆或驱动轮和驱动杆和驱动传动装置，以使至少一个装载结构在内部运输位置与外部运输位置之间移置。对于将材料储存在储存柜中和/或从储存柜中取出的尽可能卫生的、特别优选自动化的流程，储存柜优选地具有用于使旋转体旋转的旋转驱动器。优选地，旋转驱动器是电动马达驱动的旋转驱动器，使得其旋转可以通过上文中提及的绳索或皮带传动机构尽可能直接传输至所提及的螺杆传动机构。

为了进一步自动化实验室储存柜处的流程，实验室储存柜可以具有控制设备，所述控制设备至少构成用于控制旋转驱动器和控制密封面张紧设备。在此，为了避免在旋转体静止时参与密封闸门开口的至少一个密封件处的磨损，控制设备优选构成用于，在旋转驱动器运行之前使张紧的密封面松弛和/或在旋转驱动器运行之后使松弛的密封面张紧。由此可以确保：旋转体的旋转在密封面未滑动地贴靠在该旋转体上的情况下进行。由此同样可以保证：如果旋转体静止、例如在上文中提及的准备状态中，那么柜壳体或框架与旋转体之间的间隙通过可借助于密封面张紧设备张紧和松弛的密封件闭合。

此外，实验室储存柜可以包括至少一个运输传感器，所述至少一个运输传感器构成用于，检测装载结构在外部运输位置中的装载情况的变化。运输传感器、例如光学传感器如光栅或电容式或电感式接近传感器优选以信号传输的方式与上文中提及的控制设备耦合，使得当运输传感器检测到装载结构在外部运输位置中的装载情况的变化时，控制设备可以启动从外部运输位置到内部运输位置的材料运输，而无需附加的操作者输入。附加地或优选地替选地，储存柜可以包括至少一个干预传感器、例如光学传感器如光栅或电容式或电感式接近传感器，所述干预传感器构成用于检测从旋转体外部伸入到所述旋转体的(例如通过其包络端表示的)运动空间中的对象。由此应防止，通过旋转体的旋转损坏或伤害穿出所述旋转体的包络端的对象或甚至操作人员的这种身体部位。包络端在此理解为旋转体的包络旋转的旋转体的、关于旋转轴线旋转对称的虚拟的边界面。

为了使实验室储存柜的制造变得容易，实验室储存柜可以具有预安装的闸门组件，所述闸门组件至少包括旋转体和包围旋转体和闸门开口的框架。因此，不利地最初仅具有需由操作人员打开以便将材料保存在储存设备中或从储存设备中取出材料的门的实验室储存柜可以由闸门组件来改装。

现有的储存柜的安装和尤其改装的进一步简化通过如下方式产生：预安装的组件具有挤压驱动器和/或旋转驱动器。此外，组件可以具有控制设备，所述控制设备构成用于控制挤压驱动器和/或旋转驱动器。

预安装的闸门组件在此是有利的，使得本发明也涉及一种闸门组件，其至少包括旋转体和包围闸门开口的框架，所述旋转体插入到闸门开口中并且以围绕旋转轴线可旋转地支承在框架处，使得框架包围旋转体。框架优选具有两个框架构件作为呈挤压设备的特别优选的造型的密封面张紧设备，所述两个框架构件在其间限定间隙，在所述间隙中容纳有密封件，所述密封件的密封面可以通过在沿着间隙间距的挤压方向上的挤压在正交于间隙间距的伸展方向上移置。框架构件可以彼此接近和彼此远离以使处于所述框架构件之间的密封件挤压变形。优选地，每个框架构件本身包围闸门开口，使得有利地完全环绕的密封件也可以沿着其整个环周被挤压。为了限定地施加挤压负荷，还优选在框架处设有挤压驱动器。

储存柜的旋转体和/或包围闸门开口的边缘区域的上述的改进方案也是包括框架的预安装的闸门组件的改进方案。

根据一个不那么优选的实施方式，优选在框架处而不是在挤压设备处的闸门组件可以具有可借助于流体克服其材料弹性和构件弹性扩张的密封件，所述密封件具有对应的流体输送泵作为密封面张紧设备。

上文中提及的待运输的材料可以是可倾倒的化学物质、生物物质或生化物质、例如液体(包括细胞悬浮液)或粉末。这种物质以在实验室容器、例如微量滴定板或小瓶中容纳的方式来提供。储存设备可以是货架设备，在该处实验室容器可选地以组合成装包件的形式节省空间地并排地和上下地成行成列设置和存放，所述装包件可以分别包含多个实验室容器。实验室储存柜优选包括空调设备，以便可以至少在温度和/或压力和/或湿度和/或气体成分方面提供储存空间中的气体气氛。优选地，储存柜以储存空间中的在+20℃和-20℃之间的温度运行。

就本发明而言的实验室储存柜也可以包括吸移机器人作为处理设备或所述处理设备的一部分，所述吸移机器人在储存空间气氛中工作，所述储存空间气氛在至少一个参数上与外部环境的气氛不同。储存位置然后又可以通过货架系统或通过用于吸移机器人的工作区域中的实验室器皿的所限定的搁置位置来限定。

原则上适用的是，处理设备必须设计用于在储存空间中的气氛条件下运行，即所述处理设备例如也必须可以在储存空间的与外部环境的温度明显不同的温度范围中精确地工作。

在最简单的情况下，装载结构可以是设置或构成在旋转体处的限定的搁置面。但是，所述装载结构也可以包括用于器皿的保持装置、例如夹具。为了有针对性地取向放置在装载结构处的材料，装载结构可以具有与材料、尤其与容器共同作用的形状配合元件，所述形状配合元件允许装载结构仅在预定的限定取向上装载对象。这使得储存空间中的材料的自动化处理明显变得容易。

附图说明

下面参照附图详细阐述本发明。附图示出：

图1示出根据本发明的实验室储存柜的前视图，

图2示出图1的实验室储存柜的侧视图，

图3示出图1的储存柜的闸门组件的立体视图，所述闸门组件包括：围绕闸门开口的框架，所述框架具有两个框架构件和设置在所述两个框架构件之间的密封件；围绕旋转轴线可旋转地插入到闸门开口中的旋转体；旋转体的旋转驱动器；以及框架构件的挤压驱动器，

图4示出图3的沿着包含旋转体的旋转轴线并且贯穿这两个装载结构的剖平面剖开的闸门组件的立体视图，

图5示出在正交于剖平面的观察方向上观察时图4的纵剖的闸门组件，以及

图6示出图3至图5的沿着正交于旋转体的旋转轴线的剖平面剖开的闸门组件的立体视图。

具体实施方式

在图1和图2中，实验室储存柜的根据本发明的实施方式通常用10表示。图1示出储存柜10的前视图，所述储存柜大致具有大型家用冰箱的尺寸。仅示例性地，储存柜可以为大约90cm至100cm宽和220cm至240cm高。然而，当前，储存柜的尺寸不重要。

在图1中，图2的观察方向用箭头II表示。在图2中，图1的观察方向用箭头I表示。

储存柜10具有柜壳体12，所述柜壳体将柜壳体12的内部中的储存空间14(参见图3至图6)与外部环境U隔开，使得空调设备16可以在储存柜10的下部的端部区域中在储存空间14中保持与外部环境的条件不同的气氛条件。例如，储存空间14中的气氛可以在温度和/或压力和/或湿度和/或化学成分方面与外部环境U的气氛不同。

储存柜10具有显示设备18，所述显示设备作为触敏屏幕也是输入设备，经由所述显示设备，例如可以设定储存空间14中的气氛条件。此外，可以经由输入设备调用储存在储存空间14中的对象以进行输出，或者可以为待容纳到储存空间14中的对象安排限定的储存位置。

对象可以通过运输闸门20越过柜壳体12(在所示出的示例中为其前壁12a)，而不会过度干扰在储存空间14中通过空调设备16人工地保持的储存条件。

运输闸门20包括旋转体22，所述旋转体围绕在所示出的示例中沿着重力作用方向延伸的旋转轴线R可旋转地插入到贯穿柜壳体12、尤其其前壁12a的闸门开口24中。

在储存空间14中，处理设备26、例如多轴抓具设备与旋转体22协作，以便从所述旋转体处接收对象或将对象交付给所述旋转体。处理设备26还与储存设备28协作，所述储存设备具有多个可由处理设备26到达的储存位置，使得可以通过处理设备26在旋转体22与储存设备28的各个储存位置之间运输对象。为此，储存设备28原则上可以相对于储存壳体12运动，例如作为储存转盘。通过储存位置的固定的设置，与借助于储存转盘相比，可以获得储存位置处的更紧密的包装。在闸门20设置在柜壳体12的前壁12a处的本示例中，处理设备26具有足够的运动空间，以便当多个储存位置设置在柜壳体12的与前壁12a相对置的后壁的内侧上时，从闸门20处的内部运输位置开始到达所述多个储存位置。在图2和图3中，处理设备26和储存设备28仅通过虚线矩形粗略示意性地绘制。在实验室储存柜的储存空间中处理对象(例如实验室容器)本身是已知的。待入仓的各个对象和/或对象装包件有利地具有标识，例如RFID芯片或光学码、例如QR码或条形码。同样，各个储存位置可以具有个性化的标识，其同样可以通过RFID芯片或光学码实现。然后，处理设备或储存柜通常优选包括读取设备，所述读取设备读取对象的标识并且可选地读取相关联的储存位置，并且将所述信息传输给数据储存器。

在所示出的示例中，储存柜10在其下端处具有滚轮30，通过所述滚轮，储存柜10可以在一定范围中被动地移动、即所述储存柜例如可以通过一个或多个操作人员在实验室空间中移置，而无需抬起储存柜10。

出于维护目的、清洁目的，但是也为了紧急运行，储存柜10的储存空间14可以通过侧向的门32触及。门32可枢转地设置在储存柜10的一侧处，在打开所述门的情况下提供进入到储存空间14中的大面积的入口。

在图1中观察储存柜10的前覆盖件34，所述前覆盖件可以借助于铰链36围绕在所示出的示例中平行于旋转轴线R的翻转轴线K从处于后方的壳体壁12处翻开，以便例如可以维护运输闸门20。

在图3中示出单独的、即没有柜壳体12并且没有前覆盖件34的运输闸门20的闸门组件38。

闸门组件38包括大致柱形的旋转体22和包围旋转体22的框架40。框架40随着旋转体22也包围闸门开口24。

旋转体22在其下部的纵向端部处具有盘22a，在所述盘上以通过侧壁22b连接的方式存在有盖22c。

在所示出的示例中，盖22c的沿着旋转体22的旋转轴线R指向并且正交于旋转轴线R的端面22c1是平坦的。这同样适用于盘22a的沿着相反的方向指向的端面22a。盘22a与侧壁22b之间以及侧壁22b与盖22c之间的过渡部是倒圆的，以便减少对于操作人员的在旋转体22处的受伤风险。

侧面22b的外侧面22b1是部分柱形的。在在环周方向上中断外侧面22b1的凹部42中设置有装载结构44，在所示出的示例中为装载平台。呈限定的凹部造型的形状配合机构46和呈限定的凸缘造型的另外的形状配合机构48确保：对象、例如实验室容器仅可以预定的、有取向的方位设置在装载结构44处，因为其配对形状配合机构为了正确的设置必须与形状配合机构46和48形状配合地接合。

旋转体22在上部的旋转轴承52a和同轴的下部的旋转轴承52b中围绕旋转轴线R可旋转地支承在框架40处。旋转体22可以通过旋转驱动器50驱动以围绕旋转轴线R旋转。旋转驱动器50包括驱动马达52、在所示出的示例中为电驱动马达，其输出的旋转运动经由皮带54传输至与旋转体22连接以共同旋转的驱动盘56。在所示出的示例中，旋转驱动器50设置在框架40的上部区域处。所述设置仅是示例性的并且也可以设置在框架40的下部区域处。同样，附加于或替选于皮带传动机构，可以设有用于将由驱动马达52输出的扭矩传输至旋转体22的齿轮传动装置或连杆。

框架40包括第一框架构件40a和第二框架构件40b，所述第一框架构件与所述第二框架构件在其间限定间隙41。第一框架构件40a构成为固定于柜壳体的框架构件40a以与柜壳体12固定地连接。第二框架构件40b可以相对于第一框架构件40a沿着间距轴线A接近第一框架构件40a和远离所述第一框架构件，所述间距轴线沿着在第一框架构件40a与第二框架构件40b之间的间距方向延伸。

为了引起第二框架构件40b朝向第一框架构件40a和远离所述第一框架构件的运动，设有密封面张紧设备58。因为在这两个框架构件40a和40b之间的间隙41中存在至少部段地、然而围绕闸门开口24的绝大部分延伸的密封件60(参见图4至图6)，所述密封件通过第二框架构件40b沿着间距轴线A接近第一框架构件40a被挤压，并且由于所述挤压，所述密封件的指向闸门开口24的部段借助于正交于间距轴线A的密封面60a朝向闸门开口24伸展从而移置，所以密封面张紧设备58的驱动器62是上文中提及的挤压驱动器62。

挤压驱动器62包括马达、再次优选为电马达，所述马达直接与螺杆传动机构64a的螺母63a耦合。螺母63a可旋转地支承在第二框架构件40b上。由螺母63a包围的螺杆(不可见)与第一框架构件40a刚性连接。

为了防止第二框架构件40b在其沿着间距轴线A运动期间歪斜，密封面张紧设备58包括其他螺杆传动机构64b，其同样可旋转地支承在第二框架构件40b上的螺母63b经由驱动皮带66与直接与马达62耦合的螺母63a连接以进行共同的同向旋转。因此，由挤压驱动器62输出的扭矩均匀地分布到第二框架件40b的四个角部处，使得第二框架件40b基本上可以以平行于第一框架构件40a的取向接近所述第一框架构件和远离所述第一框架构件。同样可旋转地支承在第二框架构件40b上的张紧轮68保持皮带66的张紧。

控制设备70以信号传输的方式不仅与旋转驱动器50的驱动马达52而且与挤压驱动器62连接，使得控制设备70可以驱动旋转体22以围绕旋转轴线R旋转，并且可以驱动第二框架构件40b以接近第一框架构件40a和远离所述第一框架构件。在此优选适用的是，当旋转体22旋转时，密封件60从所述旋转体处抬起，并且当旋转体静止时，密封件60贴靠在所述旋转体处。

可以具有对于待施加到装载结构44上的材料匹配的任意造型的凹部42在一个侧面中具有贯通口72，通过所述贯通口，光学运输传感器74入射到装载结构44的正上方的区域中。光学运输传感器74与控制设备70以信号传输的方式连接，使得控制设备70可以获得运输传感器74的检测信号并且评估所述检测信号。

光学运输传感器74用于检测：是否在装载结构44上存在待从外部环境U运输到储存空间14中的对象。控制设备70可以构成用于，基于运输传感器74的信号引起旋转体22的旋转运动。

在图3中可见的装载结构44处于外部运输位置中，从而对于操作人员或用于自动化装载的处理设备是可到达的。

此外，闸门组件38包括两个干预传感器76和78，其同样是光学传感器。同样以信号传输的方式与控制设备70连接的干预传感器76和78在凹部42前方的不同的高度中产生光栅从而能够检测：对象、例如装载装载结构44的处理设备的部段或操作人员的臂部或手是否从外部环境U中伸入到旋转体22的运动空间中使得在旋转体22运动时面临对象的损坏或受伤。然后，控制设备70构成用于，当干预传感器76和78中的至少一个干预传感器检测到伸入旋转体22的运动空间中的对象时，阻止旋转体22的运动。

控制设备70可以以信号传输的方式与显示和输入/输出设备18耦合。

在图4和图5中示出沿着如下剖平面的贯穿闸门组件38的纵剖面：所述剖平面包含旋转轴线R并且基本上正交地贯穿闸门开口24的打开面。

在图4和图5中示出另一装载结构44-2，其与上文中描述的装载结构44在对角线上相对置，并且关于正交于图5的绘图平面的、包含旋转轴线R的镜像对称平面SE与上文中描述的装载结构44镜像对称地构成和设置。因此下文中不再讨论另一装载结构44-2。在所提及的镜像对称条件下，上文中对于装载结构44给出的阐述也适用于另一装载结构44-2。

另一装载结构44-2处于凹部42-2中，所述凹部与上文中描述的凹部42在对角线上相对置。凹部42和42-2在此点对称地构成，使得一个凹部通过围绕旋转轴线R旋转180°过渡到另一凹部中。

装载结构44及其相关联的凹部42在图4和图5中处于外部环境U的一侧，使得装载结构44处于外部运输位置中。相反，另一装载结构44-2处于储存空间14的一侧从而处于内部运输位置中。旋转体22处于其准备位置中。

这两个凹部42和42-2通过分离壁22d在空间上和实体上彼此分离。为了可以以尽可能小的耗费在储存空间14中保持具有与外部环境U的外部气氛不同的、通常更低的温度的气氛，在分离壁22中构成有由适合的热绝缘材料构成的热绝缘板80，所述热绝缘材料例如是陶瓷粉末，尤其抽真空的陶瓷粉末、多孔纤维和/或泡沫结构等。

凹部42和42-2分别通过旋转体22的子体23形成，由于上述点对称性，所述凹部优选相同地构成，使得唯一的工具模具足以用于其制造。在所示出的示例中，盘22a包括仅一个限定其外面的构件。盖22c包括两个限定其外面的构件，所述两个构件优选同样相同地构成。

在构件25、23与盘22a之间构成有空腔，以便要么在其中安置功能单元、例如用于凹部42和42-2的照明装置82及其供给线路，要么纯粹减小旋转体22的质量从而减小其惯性矩。

通过设置在凹部42和42-2中的照明装置82，可以对与相应的凹部相关联的装载结构进行照明。照明装置例如可以包括LED发光机构。

在图4和图5中还可看到旋转体的本身常用的旋转轴承。

在图6中，旋转体22和框架40沿着正交于旋转轴线R的平面剖开。在该处可看到，作为分离壁22d的一部分的热绝缘板80通过密封件84在其环周上的大范围上被包围。密封件84具有密封配对面84a，所述密封配对面指向在框架40处与其相对置的密封件60。密封件60(在本示例中作为可借助于小的力变形的软管密封件示出)在其指向旋转体侧的密封件84的一侧上具有密封面60a，所述密封面可以通过沿着间距轴线A朝向旋转体22从而朝向密封面84a挤压密封件60来移置。密封件84由软弹性的材料构成，使得密封件84通过其密封配对面84a在压到所述密封配对面上的密封面60a的负荷下朝向虚拟的、假想中央地贯穿闸门开口24的正交于旋转轴线R的开口轴线V变形，或者密封配对面84a也移置。

虚拟的开口轴线V平行于图5的绘图平面。

Claims (15)

1.一种实验室储存柜(10)，所述实验室储存柜包括柜壳体(12)，所述柜壳体将所述柜壳体(12)的内部中的储存空间(14)与所述储存柜(12)的外部环境(U)隔开，其中所述柜壳体(12)包括闸门(20)，所述闸门实现在处于所述储存空间(14)中的内部运输位置与处于所述外部环境(U)中的外部运输位置之间的材料运输，其中在所述储存空间(14)中存在有用于容纳在限定的储存位置处的材料的储存设备(28)，并且其中在所述储存空间(14)中存在有用于在所述内部运输位置与所述储存设备(26)之间进行材料运输的处理设备(26)，其中所述闸门(20)在所述柜壳体(12)的壁(12a)中具有闸门开口(24)，所述闸门开口贯穿所述壁(12a)，

其特征在于，所述闸门(20)包括围绕旋转轴线(R)相对于所述柜壳体(12)可旋转地支承的旋转体(22)，所述旋转体具有至少一个装载结构(44，44-2)，所述装载结构插入到所述闸门开口(24)中，使得所述装载结构(44，44-2)能够通过所述旋转体(22)围绕所述旋转轴线(R)的旋转在所述内部运输位置与所述外部运输位置之间移置。

2.根据权利要求1所述的实验室储存柜(10)，

其特征在于，所述旋转体(22)具有至少两个装载结构(44，44-2)，其中第一装载结构(44)处于出自外部运输位置和内部运输位置中的一个运输位置中，而与所述第一装载结构不同的第二装载结构(44-2)处于相应另一运输位置中。

3.根据权利要求2所述的实验室储存柜(10)，

其特征在于，所述第一装载结构(44)通过所述旋转体(22)的分离壁(22d)与所述第二装载结构(44-2)实体地分离。

4.根据权利要求3所述的实验室储存柜(10)，

其特征在于，在所述分离壁(22d)的区域中设置有与其余旋转体(22)分开地构成的分离壁材料(80)，所述分离壁材料与主要用于形成所述旋转体(22)的材料相比具有更低的比热导率和/或更低的传热系数。

5.根据上述权利要求中任一项所述的实验室储存柜(10)，

其特征在于，由旋转体(22)和具有闸门开口(24)的柜壳体壁(12)构成的至少一个构件(12)具有密封件(60)，所述密封件具有密封面(60a)，所述密封面构成用于密封地贴靠在所述相应另一构件(22)上。

6.根据权利要求5所述的实验室储存柜(10)，

其特征在于，所述实验室储存柜(10)具有密封面张紧设备(58)，通过所述密封面张紧设备，至少一个构件(12，22)的密封件(60)的所述密封面(60a)能够朝向所述相应另一构件(22，12)张紧并且能够在相反方向上松弛。

7.根据权利要求6所述的实验室储存柜(10)，

其特征在于，所述密封面(60a)能够通过所述密封面张紧设备(58)朝向所述相应另一构件(22，12)和远离所述相应另一构件移置。

8.根据权利要求6或7所述的实验室储存柜(10)，

其特征在于，仅由旋转体(22)和具有闸门开口(24)的柜壳体壁(12)构成的构件(12)的密封件(60)的密封面(60a)能够通过所述密封面张紧设备(58)朝向所述相应另一构件(22)张紧以及在相反方向上松弛，而所述相应另一部件(22)的密封件(84)的密封配对面(84a)在与所述一个构件(12)的可张紧的和可松弛的密封面(60a)密封式贴靠接合时能够通过可张紧的所述密封面(60a)变形。

9.根据权利要求6至8中任一项所述的实验室储存柜(10)，

其特征在于，所述密封面张紧设备(58)构成用于将气体引入到空心的密封构件(60)的密封件内腔中，和/或包括挤压设备(40，62，64a，64b，66)，所述挤压设备构成用于使所述密封件(60)在第一方向(A)上变形，以便由此使所述密封面(60a)在不同于所述第一方向的第二方向上移置。

10.根据权利要求9所述的实验室储存柜(10)，

其特征在于，所述实验室储存柜(10)具有框架(40)，所述框架包围所述闸门开口(24)和所述旋转体(22)，其中所述框架(40)具有两个框架构件(40a，40b)作为挤压设备(40)，所述两个框架构件在它们之间限定了间隙(41)，在所述间隙中容纳有所述密封件(60)，其中还设有挤压驱动器(62)，通过所述挤压驱动器，至少一个框架构件(40b)能够在减小所述框架构件(40a，40b)之间的间隙尺寸的情况下接近所述相应另一框架构件(40a)。

11.根据上述权利要求中任一项所述的实验室储存柜(10)，

其特征在于，所述实验室储存柜(10)具有用于使所述旋转体(22)旋转的旋转驱动器(52)。

12.根据权利要求11所述的、在引用权利要求6的情况下的实验室储存柜(10)

其特征在于，所述实验室储存柜(10)具有控制设备(70)，所述控制设备至少构成用于控制所述旋转驱动器(52)和控制所述密封面张紧设备(58)，其中所述控制设备(52)构成用于，在所述旋转驱动器(52)运行之前使张紧的密封面(60a)松弛和/或在所述旋转驱动器(52)运行之后使松弛的密封面(60a)张紧。

13.根据上述权利要求中任一项所述的实验室储存柜(10)，

其特征在于，所述实验室储存柜(10)包括至少一个运输传感器(74)，以便检测所述装载结构(44)在所述外部运输位置中的装载情况的变化，和/或所述实验室储存柜包括至少一个干预传感器(76，78)，以便检测对象是否从所述旋转体(58)外伸入到所述旋转体的运动空间中。

14.根据上述权利要求中任一项所述的、在引用权利要求9的情况下的实验室储存柜(10)，

其特征在于，所述实验室储存柜(10)具有预安装的闸门组件(38)，所述闸门组件至少包括所述旋转体(22)和包围所述旋转体(22)和所述闸门开口(24)的所述框架(40)。

15.根据权利要求14所述的、在引用权利要求10或11的情况下的实验室储存柜(10)，

其特征在于，所述预安装的闸门组件(38)具有挤压驱动器(62)和/或所述旋转驱动器(52)。

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