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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung zum Einschließen von Trümmern eines Drehteils in einer Einrichtung selbst dann, wenn das sich mit hoher Geschwindigkeit drehende Drehteil versehentlich infolge der Zentrifugalkraft bricht, in einer Zentrifuge.
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Ein Drehteil, das bei einer Zentrifuge eingesetzt wird, ist mit einem Versuchsrohrloch versehen, das hauptsächlich dazu dient, ein Versuchsrohr zu haltern, in welches eine Probe eingegeben wird, wobei ein Benutzer die Probe in das Loch einführt, das Drehteil mit hoher Geschwindigkeit drehen lässt, und eine Trennung der Probe erfolgt, infolge eines kleinen Massenunterschieds oder Dichteunterschieds, durch die Einwirkung der Zentrifugalkraft auf die Probe. Hierbei wirkt die Zentrifugalkraft notwendigerweise auf das Drehteil ein, so dass an inneren Abschnitten des Drehteils mechanische Spannungen hervorgerufen werden, und daher die Befürchtung besteht, dass das Drehteil infolge der Zentrifugalkraft beim Drehen bricht. Ein Hersteller will daher eine derartige Konstruktion, um dies ausreichend zu berücksichtigen, einschließlich Ermüdungsbruch eines Metalls bei wiederholtem Gebrauch, um einen Fall auszuschließen, bei welchem ein Fehler bei der Art und Weise der Verwendung des Drehteils erfolgt, beispielsweise ein Fehler in Bezug auf das zulässige spezifische Gewicht der Probe, oder Korrosion des Drehteils infolge einer korrosiven Probe, so dass die Wahrscheinlichkeit für einen Bruch bei der festgelegten Produktlebensdauer gleich Null ist.
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Jedoch gibt es seit einigen Jahren Überlegungen, dass die Sicherheit eines Benutzers selbst dann sichergestellt werden muss, wenn ein Bruch auftritt, dessen Auftreten für unmöglich gehalten wurde, und entsprechend der IEC-Norm 61010-2-020 „Particular requirements for laboratory centrifuges” (spezielle Anforderungen an Laborzentrifugen) wird ein Unfall angenommen, der einen maximalen Schaden hervorrufen kann, wird ein Versuch durchgeführt, der so ausgelegt ist, dass der Unfall auftritt (MCA-Versuch: Maximum Credible Accident (maximal denkbarer Unfall)), und wird gefordert, dass Sicherheit selbst in diesem Fall besteht. Obwohl sich die Bedingungen für den MCA-Versuch in Abhängigkeit von der Art einer Zentrifuge und eines verwendeten Drehteils unterscheiden, beispielsweise Fressen eines Lagers, Bruch einer Welle, Trennung eines Drehteils von der Welle oder dergleichen, und nicht fest festgelegt werden können, wird in vielen Fällen ein Bruch eines Drehteils infolge der Zentrifugalkraft als ein Unfall ausgewählt, der zu einer maximalen Beschädigung führt. Allerdings ist es, wie voranstehend geschildert, schwierig, einen Bruch bei einem Drehteil im normalen Einsatz des Drehteils hervorzurufen, und daher wird eine geschnittene Nut, die so berechnet ist, dass sie bei der maximalen Drehzahl bricht, welche ein ausgewähltes Drehteil erreichen kann, in ein Drehteil 3d eingearbeitet, wie mit den Bezugszeichen 14 in 8A bezeichnet, so dass dieses in zwei Teile bricht. Weiterhin wird beurteilt, ob Trümmer in einem Hauptkörper eingeschlossen werden können, ob ein Schutzteil zur Ausführung des Einschließvorgangs einen Riss erleidet, ob der Hauptkörper in einen vorbestimmten Bereich bewegt wird, und dergleichen. Um die Anforderungen zu erfüllen, ist es daher in vielen Fällen erforderlich, die voranstehend geschilderte Zentrifuge so auszubilden, dass sie einem Bruch standhalten kann. Üblicherweise, wie in 6 gezeigt, ist ein Schutzzylinder 13 an einem Außenumfang eines Bechers 4b angeordnet, der eine Drehkammer 2b bildet, um ein Drehteil zu drehen, also als Schutzteil, und ist so ausgelegt, dass selbst dann, wenn das Drehteil bricht und aufprallt, Trümmer dort nicht hindurchgehen. Weiterhin ist es im Falle einer Zentrifuge, die eine Kühlvorrichtung aufweist, damit ein Kühlfluid an der Außenseite des Bechers fließt, damit die Temperatur einer zu trennenden Probe konstant gehalten wird, wie in 7 gezeigt, zu dem Zweck, eine schädliche Wärmezufuhr zu verhindern, erforderlich, eine Isolierschicht 11c an der Außenseite des Bechers 4c vorzusehen, so dass Trümmer dadurch eingeschlossen werden, dass ein Schutzzylinder 13c zusätzlich an der Außenseite vorgesehen ist.
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Als nächstes erfolgt eine Erläuterung des Verhaltens, wenn ein Drehteil bricht, mit einem Beispiel für den MCA-Versuch, unter Bezugnahme auf die 8A, 8B und 9. Wie in 8A gezeigt, ist die geschnittene Nut 14, die so ausgelegt ist, dass sie bei maximaler Drehzahl bricht, in das Drehteil 3d eingearbeitet, das in einer zu beurteilenden Zentrifuge eingesetzt werden kann, und weist eine maximale Bruchenergie auf, wobei die Zentrifuge mit vorbestimmter Drehzahl betrieben wird, so dass ein Bruch infolge der Zentrifugalkraft auftritt. Wie in 8B gezeigt, weist ein Trümmer 15 des Drehteils 3d, das in zwei Teile zerbrochen ist, eine Geschwindigkeitskomponente in Tangentialrichtung der Drehrichtung auf, was dazu führt, unter der Annahme, dass das Drehteil sofort in zwei getrennte Teile bricht, unter Vernachlässigung des Bruchverhaltens mit fortschreitender Spaltausbildung, da sich die Trümmerteile in Radialrichtung in Richtungen von Teilmarkierungen bewegen, einen Becher 4d mit dünnwandigem Aufbau zu durchbrechen, und auf einen Schutzzylinder 13d weiter außen aufprallen, wie dies in 9 gezeigt ist. Hierbei wird ein großer Anteil der Drehenergie, welche das Drehteil aufweist, (E = 1/2 × I × ω2, wobei I: das Trägheitsmoment um die Achse des Drehteils ist, und ω: die Winkelgeschwindigkeit des Drehteils ist), als lokale Verformungsenergie verbraucht, als totale Verformungsenergie (Verformung zu einer Ellipse) des Schutzzylinders 13d, und Verformungsenergie des Trümmers 15 des Drehteils an sich, durch den Aufprall, und wird teilweise auch durch Wärme, Schall oder dergleichen abgebaut. Andererseits erzeugen die voranstehend erwähnten Geschwindigkeitskomponenten in Tangentialrichtung des Trümmers 15 des Drehteils ein Kupplungsmoment, was dazu führt, dass der Fall auftritt, in welchem Anteile des Moments an den Schutzzylinder 13d oder die mit dem Schutzzylinder 13d vereinigte Zentrifuge geleitet werden, und ein Hauptkörper der Zentrifuge gedreht oder bewegt wird. Insbesondere wenn der Schutzzylinder 13d signifikant so verformt wird, dass er auf einen Rahmen 10d aufprallt oder sich in diesen eingräbt, der einen äußeren Rahmen der Zentrifuge bildet, wird die Kraft zum Drehen oder Bewegen des Hauptkörpers der Zentrifuge weiter erhöht, wodurch die Gefahr ansteigt.
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Aus den voranstehend geschilderten Gründen sind eine ausreichende Festigkeit und Zähigkeit bei dem Schutzzylinder erforderlich, der als das Schutzteil beim Bruch des Drehteils verwendet wird, so dass beim Schutzzylinder keine Rissbildung auftritt, selbst wenn das Drehteil bei einem Unfall bricht, und die Trümmer dort aufprallen, und soll sich der Schutzzylinder so wenig wie möglich verformen. Das verwendete Material ändert sich in Abhängigkeit von der maximalen Drehenergie des einsetzbaren Drehteils, wobei normalerweise bei einer Zentrifuge, die ein Drehteil mit hoher Energie verwenden kann, und bei welcher eine hohe Bruchenergie auftritt, ein wärmebehandelter Stahl oder ein durch Abschrecken gehärteter Stahl eingesetzt wird, und bei einer Zentrifuge, die nur ein Drehteil mit vergleichsweise geringer Energie einsetzen kann, ein Kohlenstoffstahlrohr eingesetzt wird, das im Handel erhältlich ist, anstelle des wärmebehandelten Stahls oder des durch Abschrecken gehärteten Stahls, und welches kostengünstig ist, wobei die erforderliche Festigkeit dadurch eingestellt wird, dass die Wanddicke geeignet gewählt wird. Ein Luftspalt zwischen dem Schutzzylinder und dem äußeren Gestell der Zentrifuge wird so festgelegt, dass selbst dann, wenn der Schutzzylinder durch aufprallende Trümmer beim Bruch verformt wird, eine Bewegung der Zentrifuge ausreichend auf einen vorbestimmten Bereich beschränkt wird. Weiterhin ist, wie in der
JP-A-50-056988 beschrieben, eine Innenseite eines Schutzzylinders mit einem. Teil versehen, das weicher ist als der Schutzzylinder, so dass Energie abgebaut wird, durch erleichterte Verformung, wenn Trümmer aufprallen, und der Zeitraum verlängert wird, in welchem Energie abgebaut wird, so dass die Aufprallkraft abgemildert wird.
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US 5,855,545 beschreibt eine Zentrifuge mit einem Gehäuse, das eine Kammer definiert. Diese Kammer weist ein Eindämmungssystem auf, das einen Entschleuniger aufweist, um die kinetische Energie von Bruchstücken, die sich von der Kammer zu dem Gehäuse hin bewegen, zu reduzieren.
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DE 40 27 993 beschreibt eine Zentrifuge mit einem verkleideten Rotor, wobei dieser Rotor um seine Achse drehbar und mit Schiffchen ausgestattet ist, die ein oder mehrere zu zentrifugierende Behälter aufnehmen können.
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US 3,997,106 beschreibt einen Rotor für eine Zentrifuge, bei dem ein unterer Teil des Rotors mit Drahtmaterial umwickelt ist.
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US 3,804,324 beschreibt eine Zentrifuge, bei der eine metallische Verstärkung in ein Gehäuse der Zentrifuge eingebettet ist.
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Bei der Zentrifuge nach dem Stand der Technik ist es erforderlich, um zu verhindern, dass Trümmer nach außerhalb der Zentrifuge gelangen, oder zu verhindern, dass sich der Hauptkörper der Zentrifuge um mehr als ein vorbestimmtes Ausmaß bewegt, selbst wenn das Drehteil bricht, einen Schutzzylinder einzusetzen, der eine ausreichende Dicke aufweist, um der Aufprallkraft zu widerstehen, wenn Trümmer aufprallen, was dazu führt, dass eine Zentrifuge dieser Art schwer wird. Wenn das im Handel erhältliche Stahlrohr den Schutzzylinder ersetzt, welcher wärmebehandelten Stahl oder durch Abschrecken gehärteten Stahl benötigt, um die Kosten zu senken, ist es erforderlich, die Wanddicke des Schutzzylinders um ein mehrfaches zu erhöhen, was zu dem Problem führt, dass das Erzeugnis schwerer wird, und die Abmessungen größer werden. Im Falle einer Zentrifuge, bei welcher ein Kühler angebracht ist, ist eine Isolierschicht am Außenumfang des Bechers erforderlich, was es erforderlich macht, den Schutzzylinder an der Außenseite der Isolierschicht vorzusehen, was dazu führt, dass das Erzeugnis noch weiter vergrößert wird. Selbst in diesem Falle, obwohl die Zentrifuge ausreichend ist, wenn der Schutzzylinder mit angepassten Abmessungen hergestellt wird, in jenem Fall, in welchem unter Kostengesichtspunkten das Stahlrohr verwendet werden soll, wird nicht garantiert, dass ein Stahlrohr mit Innendurchmesserabmessungen angepasst an den Außendurchmesser der Isolierschicht im Handel erhältlich ist, so dass häufig ein größeres Stahlrohr eingesetzt wird, was zu dem Problem führt, dass das Erzeugnis immer schwerer wird, und die Abmessungen immer größer werden. Andererseits besteht die Schwierigkeit, dass zwar die Anordnung mit Anbringung des weichen Schutzteils in dem Schutzzylinder unter dem Gesichtspunkt der Energieaufnahme hervorragend ist, dass die Kosten ansteigen, da das weiche Schutzteil zusätzlich erforderlich ist, und auch die Größe des Hauptkörpers ansteigt.
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Die Erfindung wurde angesichts der voranstehend geschilderten Nachteile entwickelt. Ein Ziel der Erfindung besteht in der Bereitstellung einer Zentrifuge, die ausreichend einen Bruch des Drehteils einschließen kann, ein geringes Gewicht aufweist, und bei der insbesondere die Abmessungen eines Hauptkörpers einer Zentrifuge verringert werden, an welcher ein Kühler angebracht ist.
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Das voranstehend geschilderte Ziel wird dadurch erreicht, dass ein Drahtteil aus Stahldraht, Edelstahldraht oder dergleichen maschenförmig geknüpft wird, und zylinderförmig ausgebildet wird, um anstelle eines Metallzylinders eingesetzt zu werden, der normalerweise bei dieser Art einer Zentrifuge verwendet wird, als Schutzzylinder. Weiterhin kann im Falle einer Zentrifuge, an welcher ein Kühler vorgesehen ist, unter Verwendung einer Isolierschicht die Abmessung von deren Hauptkörper weiter verringert werden.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird, wenn ein Drehteil bei einem Unfall bricht, der Schutzzylinder in Maschenform (mit Zylinderform, die dadurch gebildet wird, dass ein dünner Draht maschenförmig geknüpft wird) anstelle des aus Metall hergestellten Schutzzylinders eingesetzt, der zum Einschließen von Trümmern verwendet wird, einschließlich von Trümmern des Drehteils in der Zentrifuge, so dass eine derartige Zentrifuge ein geringes Gewicht aufweisen kann. Weiterhin kann bei der Zentrifuge, bei welcher ein Kühler vorgesehen ist, der Schutzzylinder mit der Isolierschicht vereinigt werden, die am Außenumfang des Bechers (Verdampfer) angeordnet ist, der von einem Kühlrohr umschlungen ist, was dazu führt, dass eine noch kleinere und ein geringeres Gewicht aufweisende Ausbildung erzielt werden kann, im Vergleich zur Zentrifuge nach dem Stand der Technik, bei welcher der Schutzzylinder am Außenumfang der Isolierschicht erforderlich ist.
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Beschrieben wird auch eine Zentrifuge, welche aufweist: ein Drehteil, in das eine Probe eingesetzt werden kann; eine Antriebsvorrichtung, welche das Drehteil mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit dreht; eine Drehkammer, welche aufweist: einen Becher, der an seinem Außenumfang einen Zylinder aufweist, der aus einem zu einem Netz geknüpften Drahtteil besteht; und einen Öffnungsabschnitt zum Einbringen und Ausbringen des Drehteils, sowie ein Teil, das den Öffnungsabschnitt des Drehteils verschließt, wenn sich das Drehteil dreht.
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Gemäß der Erfindung wird eine Zentrifuge zur Verfügung gestellt, welche aufweist: ein Drehteil, in welches eine Probe eingesetzt werden kann; eine Antriebsvorrichtung, welche das Drehteil mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit dreht; eine Drehkammer mit einem Becher und einem Öffnungsabschnitt zum Einbringen und Ausbringen des Drehteils; ein Teil, welches den Öffnungsabschnitt der Drehkammer verschließt, wenn sich das Drehteil dreht; ein Isolierteil, das an dem Außenumfang des Bechers vorgesehen ist, wobei in dem Isolierteil ein Zylinder vorgesehen ist, der als ein zu einem Netz geknüpftes Drahtteil ausgebildet ist; ein Rohr, das um den Außenumfang des Bechers geschlungen ist; und eine Kühlvorrichtung, die ein Kühlfluid in dem Rohr fließen lässt.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand zeichnerisch dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert, aus welchen weitere Vorteile und Merkmale hervorgehen. Es zeigt/zeigen:
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1 eine Ansicht, teilweise im Querschnitt, einer Zentrifuge, die mit einem Schutzzylinder am Außenumfang eines Bechers versehen ist;
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2 eine Ansicht, teilweise im Querschnitt, einer Zentrifuge, an welcher ein Kühler angebracht ist, gemäß der Erfindung;
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3 eine Perspektivansicht eines Schutzzylinders gemäß den Ausführungsformen der Erfindung;
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4 eine vergrößerte Ansicht von Maschen eines Schutzzylinders gemäß den Ausführungsformen der Erfindung;
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5 eine vergrößerte Ansicht zur Erläuterung anderer Maschen eines Schutzzylinders gemäß den Ausführungsformen der Erfindung;
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6 eine Ansicht einer Zentrifuge nach dem Stand der Technik, teilweise geschnitten;
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7 eine Ansicht einer Zentrifuge, an der ein Kühler angebracht ist, nach dem Stand der Technik, teilweise geschnitten;
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8A und 8B erläuternde Ansichten, wenn ein Türabschnitt zum hermetischen Verschließen einer Drehkammer von einer oberen Oberfläche des Drehteils entfernt ist, wobei eine Nut in ein Drehteil eingearbeitet ist, zur Erläuterung des Verhaltens von Trümmern, nach Bruch infolge von Zentrifugalkraft;
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9 eine Ansicht zur Erläuterung des Verhaltens einer Zentrifuge nach dem Stand der Technik, wenn ein Drehteil bricht, und ein Trümmer des Drehteils auf einen Schutzzylinder aufprallt; und
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10 eine Ansicht zur Erläuterung des Verhaltens einer Zentrifuge, an welcher ein Kühler angebracht ist, gemäß der Erfindung, wenn ein Drehteil bricht, und ein Trümmer des Drehteils auf einen maschenartigen Schutzzylinder aufprallt.
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1 zeigt eine Zentrifuge, bei welcher ein Schutzzylinder am Außenumfang eines Bechers angeordnet ist, in einer teilweise geschnittenen Ansicht. 2 zeigt eine Zentrifuge gemäß der Erfindung, an welcher ein Kühler angebracht ist, ebenso als teilweise geschnittene Ansicht. 3 ist eine Perspektivansicht eines Schutzzylinders gemäß den Ausführungsformen. Die 4, 5 sind vergrößerte Ansichten zur Erläuterung der Maschen eines Schutzzylinders gemäß den Ausführungsformen der Erfindung. 6 zeigt eine Zentrifuge nach dem Stand der Technik in einer teilweise geschnittenen Ansicht. 7 zeigt eine Zentrifuge, an welcher ein Kühler angebracht ist, nach dem Stand der Technik, in einer teilweise geschnittenen Ansicht. Die 8A und 8B sind Ansichten, wenn ein Türabschnitt zum hermetischen Verschließen einer Drehkammer entfernt ist, von einer oberen Oberfläche der Drehkammer, wobei in ein Drehteil eine Nut eingearbeitet ist, um das Verhalten von Trümmern zu erläutern, bei einem Bruch infolge der Zentrifugalkraft. 9 ist eine Ansicht zur Erläuterung des Verhaltens einer Zentrifuge nach dem Stand der Technik, wenn ein Drehteil bricht, und ein Trümmer 15 des Drehteils auf einen Schutzzylinder aufprallt. 10 ist eine Ansicht zur Erläuterung des Verhaltens einer Zentrifuge, an welcher ein Kühler angebracht ist, gemäß der Erfindung, wenn ein Drehteil zerstört ist, und ein Trümmer 15e des Drehteils auf einen maschenförmigen Schutzzylinder aufprallt.
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Eine Zentrifuge wird unter Bezugnahme auf 1 erläutert. Eine Ausgangswelle (nicht dargestellt) einer Antriebsvorrichtung 9 steht in einer Drehkammer 2 einer Zentrifuge 1 vor, an der Ausgangswelle ist ein Drehteil 3 angebracht, in welches eine Probe 8 eingeführt ist, und das Drehteil wird zur Drehung mit hoher Geschwindigkeit veranlasst, um hierdurch auf die Probe 8 eine Zentrifugalkraft einwirken zu lassen. Ein oberer Öffnungsabschnitt der Drehkammer 2 ist mit einer Tür 7 versehen, die geöffnet und geschlossen werden kann, und ist mit einer Türverriegelung (nicht dargestellt) versehen, um die Tür 7 so zu verriegeln, dass ein Benutzer das Drehteil 3 nicht mit der Hand berühren kann, wenn sich das Drehteil 3 dreht, wobei die Tür 7 durch eine Steuerung gesteuert wird (ebenfalls nicht dargestellt). Weiterhin ist die Türverriegelung so ausgebildet, dass selbst dann, wenn das Drehteil 3 oder dessen Trümmer auf die Tür 7 aufprallen, sich die Tür 7 nicht öffnet, und ein verriegelter Zustand aufrechterhalten werden kann, wenn das Drehteil 3 bei einem Unfall von der Ausgangswelle getrennt wird, oder wenn das Drehteil 3 bricht.
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Weiterhin ist ein Becher 4 der Drehkammer 2 als eine mit einem Boden versehene, dünne Platte ohne Ausnehmungen und Vorsprünge an seiner Innenoberfläche ausgebildet, so dass Windverluste beim Drehen des Drehteils 3 verringert werden, oder beispielsweise ein Benutzer, der mit einer pathogenen Probe arbeitet, die innere Oberfläche einfach zum Sterilisieren oder Reinigen abwischen kann, durch Andrücken oder Drehen, wobei als Material für den Becher üblicherweise ein dünnes Blech aus Edelstahl, Aluminium oder Kupfer verwendet wird. Weiterhin ist an einem Außenumfangsabschnitt des Bechers 4 ein maschenartiger Schutzzylinder 5 in Form eines Metallnetzes vorgesehen, das zylinderförmig geknüpft ist, aus Edelstahldrähten oder Stahldrähten, und ist am Außenumfang ein Hilfs-Schutzzylinder 6 vorgesehen, mit einem vorbestimmten Raum dazwischen.
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Wenn das Drehteil 3 von 1 bricht, wie in 8B gezeigt, prallen Trümmer des Drehteils auf den Becher 4 auf, und da der Becher 4 dünnwandig ist, brechen die Trümmer des Drehteils dort hindurch, und prallen auf den maschenförmigen Schutzzylinder 5 auf, und da der maschenartige Schutzzylinder 5 eine Ansammlung vergleichsweise schlanker Drahteile darstellt, wird der Aufprallabschnitt so verformt, dass er sich an die Form des Trümmers des Drehteils anschließt, so dass die hierdurch erfolgende Belastung auf einen großen Bereich verteilt werden kann; da die Drahtteile, welche das Netz oder die Maschen bilden, sich aneinander an mehreren Abschnitten reiben, um sich zu verformen, während Energie abgebaut wird, kann ein Energieabbauzeitraum verlängert werden, und kann die Aufprallkraft beträchtlich abgemildert werden. Weiterhin nimmt der maschenartige Schutzzylinder 5 insgesamt die Form eines elliptischen Zylinders durch den Zusammenstoß an, und verengt sich ein Abschnitt, der auf der Seite des kurzen Durchmessers der Ellipse angeordnet ist, wodurch der Becher 4 verformt wird, und noch mehr Energie abgebaut wird. Weiterhin kann das Drahtteil des maschenartigen Schutzzylinders 5 nicht in Form eines einzelnen Drahtstücks ausgebildet sein, sondern kann in Form eines Seils, eines Drahtseils, oder dergleichen ausgebildet sein.
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Die Zentrifuge nach dem Stand der Technik muss den dickwandigen Schutzzylinder 13, 13d aus Metall einsetzen, da eine Impulsbelastung auf einen begrenzten Abschnitt einwirkt, wie in den 6 und 9 gezeigt, so dass selbst dann, wenn eine sich auf einen Punkt konzentrierende Last einwirkt, die Verformung nicht eine festgelegte Verformung überschreitet, so dass sie sich nicht auf den Rahmen 10d auswirkt, wobei im Gegensatz die Energie in einem kurzen Zeitraum abgebaut wird, eine hohe Aufprallkraft erzeugt wird, und es daher auch erforderlich ist, den Aufbau zu verstärken, damit er der Aufprallkraft standhalten kann.
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Daher kann der ein geringes Gewicht aufweisende und dünnwandige, maschenartige Schutzzylinder 5 in ausreichendem Ausmaß den dickwandigen Schutzzylinder aus Metall ersetzen. Weiterhin kann auch ein zweifacher oder dreifacher, maschenartiger Schutzzylinder 5 vorgesehen sein.
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Wenn der maschenartige Schutzzylinder 5 mit dem Hilfs-Schutzzylinder 6 versehen ist, der durch Zusammenrollen einer dünnen Platte gebildet wird, kann darüber hinaus ein schlanker Trümmer aufgenommen werden, der durch die Maschen hindurchgelangt ist (bei einem schlanken Trümmer ist die Aufprallenergie des Trümmers klein), und wird die Auswirkung des Einschließens von Trümmern in der Zentrifuge 1 weiter gefördert. Abhängig von der Größe der Maschen oder der Energie des Drehteils 3 kann die Funktion des Hilfs-Schutzzylinders auch von einem Rahmen 10 übernommen werden, ohne den Hilfs-Schutzzylinder 6 zu verwenden.
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Als nächstes wird eine Zentrifuge, an welcher ein Kühler angebracht ist, gemäß der Erfindung unter Bezugnahme auf 2 erläutert.
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Ein Verdampfer weist ein Kühlrohr 12 auf, am Außenumfang eines Bechers 4a, in enger Berührung hiermit, um die Temperatur eines Drehteils 3a aufrechtzuerhalten, dessen Temperatur ansteigt, wenn sich das Drehteil 3a dreht, durch Windverluste bei der Drehung, wobei ein Kältemedium zum Fließen in dem Kühlrohr 12 unter Verwendung eines Kälteaggregats (nicht dargestellt) veranlasst wird, welches die Aufgabe hat, das Drehteil 3a durch Absenken der Temperatur des Bechers 4a zu kühlen, und daher der Temperatur einer Drehkammer 2a.
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Daher ist es vorzuziehen, dass der Becher 4a aus Edelstahl besteht, der eine kleine Wärmekapazität aufweist, sehr korrosionsbeständig ist, und dünnwandig. Weiterhin ist es vorzuziehen, die Temperatur des Drehteils 3a dadurch konstant zu halten, dass die Temperatur der Drehkammer 2a gemessen wird, die in einer bestimmten Beziehung zur Temperatur des Drehteils 3a steht, durch einen Thermistor oder dergleichen (nicht dargestellt), und eine Ein/Aus-Steuerung des Kälteaggregats mit Hilfe einer Steuerung (nicht dargestellt) durchzuführen. Weiterhin gibt es das Verfahren, das Drehteil 3a dadurch auf konstanter Temperatur zu halten, dass die Temperatur des Bechers 4a gesteuert wird, wobei man Kühlwasser fließen lässt, anstatt ein Kühlaggregat einzusetzen, oder eine elektronische Kühlung mit Hilfe eines Peltier-Elements eingesetzt wird. Bei jedem der Verfahren ist eine Außenumfangsoberfläche des Bechers 4a mit einer Isolierschicht 11 versehen, bei dem Beispiel durch Einfüllen von geschäumtem Polyurethan, durch Vereinigen eines Erzeugnisses, das aus geschäumtem Styrol ausgeformt ist, oder durch Aufkleben einer geschäumten Isolierplatte aus einer unabhängig geschäumten Sorte, um die Zufuhr zusätzlicher Wärme zu verhindern, oder eine Kondensation, abgesehen von einer Zentrifuge jener Art, die als Ultrazentrifuge bezeichnet wird, und mit dem Becher 4a in einem Vakuumbehälter angeordnet ist.
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Gemäß der Erfindung ist ein maschenförmiger Schutzzylinder 5a, ähnlich jenem des ersten Beispiels, in die Isolierschicht 11 eingebettet, insbesondere im Falle einer Wärmeisolierung, durch Einfüllen von geschäumtem Polyurethan wie bei dem Beispiel, und da der Zylinder aus den Maschen besteht, gelangt eine Schäumlösung einfach durch die Maschen, und kann sich daher die Schäumlösung ausreichend bis in Ecken ausbreiten. Im Falle des ausgeformten Erzeugnisses aus geschäumtem Styrol oder des Klebens einer geschäumten Platte, mit einer Doppelanordnung, kann der maschenartige Schutzzylinder 5a dazwischen vorhanden sein. Obwohl der maschenartige Schutzzylinder 5a an einem Ort in der Nähe des Kühlrohrs 12 vorgesehen ist, gibt es einen Fall, in welchem die Dicke der Isolierschicht nicht ausreicht, und Wärme von dem maschenartigen Schutzzylinder 5a dem Becher 4a zugeführt wird, oder im Gegensatz hierzu eine Behinderung der Erwärmung des Bechers 4a besteht, aber da das Material aus dem Metallnetz besteht, ist dessen Wärmekapazität kleiner als jene des Metallrohrs, und sein Einfluss gering.
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Wenn das Drehteil 3a bei dieser Anordnung bricht, ähnlich wie voranstehend geschildert, wie in 10 gezeigt, bricht ein Trümmer 15e des Drehteils durch einen Becher 4e, der eine niedrige Festigkeit aufweist, und ein Kühlrohr 12e, das ein Kupferrohr aufweist, um dann auf einen maschenartigen Schutzzylinder 5e aufzuprallen. Hierbei kann eine Isolierschicht 11e als ähnlich zu Luft angesehen werden, in Bezug auf den Aufprall und die Verformung. Da der Vorgang des Energieabbaus ähnlich ist wie voranstehend beschrieben, kann der ein geringes Gewicht aufweisende und dünnwandige, maschenartige Schutzzylinder 5e entsprechend den dickwandigen Schutzzylinder aus Metall ersetzen. Weiterhin wird speziell hier darauf hingewiesen, dass die Isolierschicht 11e auch als Raum zum Verformen des maschenartigen Schutzzylinders 5e dienen kann, und selbst dann, wenn der Trümmer 15e des Drehteils in den maschenartigen Schutzzylinder 5e eindringt, eine Verformung des maschenartigen Schutzzylinders 5e in der Isolierschicht 11e begrenzt werden kann.
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Daher kann im Vergleich zur Zentrifuge nach dem Stand der Technik, bei welcher, wie in 7 gezeigt ist, der dickwandige Schutzzylinder 13c am Außenumfangsabschnitt der Isolierschicht 11c angeordnet ist, und darüber hinaus ein ausreichender Luftspalt am Außenumfang benötigt wird, eine Ausbildung mit geringen Abmessungen und geringem Gewicht erzielt werden. Wenn der Außenumfang der Isolierschicht 11 mit dem Hilfs-Schutzzylinder 6 versehen ist, der durch Zusammenrollen einer dünnen Platte gebildet wird, ähnlich wie bei dem ersten Beispiel, kann ein schlanker Trümmer, der durch die Maschen gelangt (bei einem schlanken Trümmer ist dessen Energie gering), oder ein Trümmer der Isolierschicht 11 aufgenommen werden, und kann noch ein besserer Effekt des Einschließens von Trümmern in der Zentrifuge erzielt werden. Abhängig von der Größe der Maschen oder der Energie des Drehteils kann jedoch die Funktion des Hilfs-Schutzzylinders 6a durch einen Rahmen 10a ersetzt werden, ohne den Hilfs-Schutzzylinder 6a zu verwenden.
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Als nächstes wird der maschenartige Schutzzylinder gemäß der Erfindung unter Bezugnahme auf die 3, 4 und 5 erläutert. Wie in 3 gezeigt, wird der maschenartige Schutzzylinder aus schlanken Metalldrähten ohne Unterbrechung in Axialrichtung geknüpft, und wird die Art und Weise des Knüpfens des maschenartigen Schutzzylinders in Abhängigkeit von der Energie des Drehteils festgelegt. Als Beispiele gibt es eine Grundbindung, wie in 4 gezeigt, oder eine bandförmige Form, bei welcher Drahtteile 20 mit Wellenform durch Drahtteile 21 verbunden werden, wie in 5 gezeigt ist. Als das verwendete Metalldrahtteil wird ein Material ausgewählt, welches optimal für die Energie des Drehteils ist, beispielsweise ein üblicher Edelstahldraht, ein Feder-Edelstahldraht, ein Klavierdraht oder dergleichen.
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Weiterhin kann anstelle eines Metalldrahtteils auch ein Aufbau mit seilartiger Form, also eines Drahtseils oder dergleichen eingesetzt werden, und darüber hinaus lässt sich ein ähnlicher Effekt bei einem Zylinder mit stoffartiger Form erwarten, der aus einer hochfesten Faser gewebt ist, beispielsweise einer Aramidfaser, einer Kohlenstofffaser oder dergleichen, und lässt sich je nach Fall eine Ausbildung mit noch kleineren Abmessungen und geringerem Gewicht des Hauptkörpers der Zentrifuge erzielen, und kann auch der Einfluss auf die Kühlung weiter verringert werden. Weiterhin kann ein Metallnetz, das aus Metall hergestellt ist, das plattenförmig geknüpft ist, oder ein Stoff aus einer verstärkten Faser, in Form eines Zylinders (Kreiszylinders) gebracht werden, durch Einsatz von Schweißen, eines Metallbefestigungsteils, eines Klebemittels, und dergleichen.
