DE102012021986B4

DE102012021986B4 - Standzentrifuge in modularer Bauweise

Info

Publication number: DE102012021986B4
Application number: DE102012021986.5A
Authority: DE
Inventors: Frank Eigemeier
Original assignee: Thermo Electron LED GmbH
Current assignee: Thermo Electron LED GmbH
Priority date: 2012-11-07
Filing date: 2012-11-07
Publication date: 2015-12-31
Anticipated expiration: 2032-11-08
Also published as: CN103801465A; US10213792B2; GB201319501D0; CN103801465B; JP5806276B2; JP2014094373A; GB2507883A; GB2507883B; US20140128240A1; DE102012021986A1

Abstract

Standzentrifuge (1) in modularer Bauweise, welche wenigstens die folgenden vormontierten, zusammenhängenden und insgesamt montierbaren Module umfasst:
– eine Bodenplatte (2),
– ein Wandmodul (3) zur Montage auf der Bodenplatte (2) mit zwei an gegenüberliegenden Randbereichen (20, 21) der Bodenplatte (2) befestigbaren Seitenwandteilen (30, 31) und einem die Seitenwandteile (30, 31) verbindenden Deckenteil (32),
– ein Panzerringmodul (4) zur Montage auf dem Wandmodul (3) mit einem Panzerring (40), der an wenigstens einem Seitenwandteil (41, 42) und/oder einem Deckenteil (43) befestigt ist, wobei Deckenteil (43) und das wenigstens eine Seitenwandteil (41, 42) miteinander verbunden sind und das wenigstens eine Seitenwandteil (41, 42) so am Deckenteil (43) angebracht ist, dass es an einem Randbereich des Deckenteils (32) des darunterliegenden Wandmoduls (3) befestigbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Standzentrifuge in modularer Bauweise, welche gegenüber Standzentrifugen des Standes der Technik einen vereinfachten Aufbau und eine einfachere und schnellere Montage ermöglicht, sowie ein Verfahren zu deren Montage.
Herkömmliche Standzentrifugen weisen üblicherweise einen einteiligen Grundaufbau auf, bei dem die Gerätekomponenten in einen vorgefertigten Schrank eingebaut werden. Dieser Einbau in den häufig mehrstöckigen Schrank ist wegen dessen relativ geschlossener Bauweise oft schwierig und langwierig. Nicht nur bei der Montage selbst, sondern auch bei Reparatur oder Austausch defekter Komponenten ist deren schlechte Zugänglichkeit innerhalb des geschlossenen, schrankartigen Gehäuseaufbaus von Nachteil. Außerdem lassen sich auf diese Weise häufig keine kompakten Bauweisen erreichen. Es sind auch alternative Bauformen bekannt, bei denen die Standzentrifuge ein inneres, tragendes skelettartiges Chassis aufweist, welches anschließend mit den Gehäuseaußenteilen verkleidet werden muss. Nachteil dieser Bauweise ist jedoch, dass sich die Anzahl zu montierender Gehäusekomponenten und Strukturelemente erheblich erhöht. Dies steigert nicht nur die Kosten, sondern erhöht auch die Montagezeit. Außerdem ist eine erhöhte Genauigkeit beim Zusammenfügen der komplexen Einzelkomponenten erforderlich. Derartige herkömmliche, aus einer Vielzahl von Komponenten zusammengesetzte Zentrifugen sind beispielsweise aus der US 5,855,545 A und der US 3,347,453 A bekannt.
Es bestand danach ein Bedarf an einer Standzentrifuge, die den Aufwand und die Kosten bei der Montage gegenüber dem Stand der Technik verringert. Aufgabe der Erfindung ist es entsprechend, eine derartige Standzentrifuge anzugeben.
Die Lösung dieser Aufgabe gelingt mit der Standzentrifuge gemäß Anspruch 1. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beschrieben. Zudem betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Montage einer derartigen Standzentrifuge gemäß Ansprüchen 10 und 11.
Die Erfindung betrifft in ihrem ersten Aspekt eine Standzentrifuge in modularer Bauweise. Die Verwendung von Modulen, unter denen hier vormontierte, zusammenhängende und insgesamt montierbare Bauteile verstanden werden, verringert den Aufwand beim Zusammenbau der Standzentrifuge erheblich, da nur noch die vorgefertigten Module aneinander befestigt werden müssen. Andererseits sind die einzelnen Module selbst in sehr viel einfacherer Weise herstellbar als die gesamte Standzentrifuge, da die Module so ausgelegt sind, dass sie für die Befestigung der Einzelkomponenten erheblich leichter zugänglich sind, als dies bei dem schrank- oder skelettartigen Gehäuseaufbau der Zentrifugen des Standes der Technik der Fall ist. In der Regel lässt sich auch die Anzahl der verwendeten Einzelkomponenten durch die modulare Bauweise der erfindungsgemäßen Standzentrifuge verringern. Ebenso wird die Zugänglichkeit defekter Komponenten bei Reparaturarbeiten gegenüber dem Stand der Technik verbessert.
Im Einzelnen weist die erfindungsgemäße Standzentrifuge wenigstens die folgenden Module auf:

– eine Bodenplatte,
– ein Wandmodul zur Montage auf der Bodenplatte mit zwei an gegenüberliegenden Randbereichen der Bodenplatte befestigbaren Seitenwandteilen und einem die Seitenwandteile verbindenden Deckenteil,
– ein Panzerringmodul zur Montage auf dem Wandmodul mit einem Panzerring, der an wenigstens einem Seitenwandteil und/oder einem Deckenteil befestigt ist, wobei Deckenteil und das wenigstens eine Seitenwandteil miteinander verbunden sind und das wenigstens eine Seitenwandteil so am Deckenteil angebracht ist, dass es an einem Randbereich des Deckenteils des darunterliegenden Wandmoduls befestigbar ist.

Die Verwendung einer Bodenplatte als erstes Modul hat den Vorteil, dass diese von oben und allen Seiten frei zugänglich ist und sich Gerätekomponenten auf ihr in sehr einfacher Weise montieren lassen. Besonders bevorzugt ist es daher im Rahmen der Erfindung, diese Gerätekomponenten, bei denen es sich beispielsweise um Antriebskomponenten für den Rotor der Standzentrifuge und/oder eine Steuerungseinrichtung und/oder Evakuiervorrichtung und/oder Kühlvorrichtung oder sonstige Gerätekomponenten handeln kann, die üblicherweise bei einer Standzentrifuge zum Einsatz kommen, bereits auf der Bodenplatte vormontiert sind, bevor die weiteren Module der erfindungsgemäßen Standzentrifuge montiert werden. Die zumindest teilweise Verkleidung der Bodenplatte und damit des unteren Bereichs der Standzentrifuge erfolgt also bevorzugt erst, nachdem die gewünschten Gerätekomponenten auf der Bodenplatte montiert sind.
Die zumindest teilweise Verkleidung des Bodenbereichs der Standzentrifuge erfolgt dabei erfindungsgemäß wiederum mit einem Modul, nämlich dem Wandmodul, welches zwei Seitenwandteile und ein die Seitenwandteile verbindendes Deckenteil aufweist. Das Wandmodul kann also beispielsweise einen im Wesentlichen U-förmigen Querschnitt aufweisen. Das Wandmodul wird mit den freien Enden der Seitenwandteile so an der Bodenplatte befestigt, dass die Kanten der Seitenwände auf gegenüberliegenden Randbereichen der Bodenplatte zu liegen kommen. Gegebenenfalls kann das Wandmodul zusätzlich wenigstens eine weitere Seitenwand aufweisen, also an drei Seiten und der Decke oder auch an sämtlichen Seiten und der Decke verkleidet sein. In allen Fällen ist dabei nur die Befestigung eines einzigen Modulbauteils an der Bodenplatte erforderlich.
Als weiteres Modul der Standzentrifuge ist ein Panzerringmodul vorhanden, das zur Montage auf dem Wandmodul ausgebildet ist und einen Panzerring aufweist, der an wenigstens einem Seitenwandteil und/oder einem Deckenteil des Panzerringmoduls, beispielsweise durch Verschrauben und/oder Verschweißen, befestigt ist. Deckenteil und das wenigstens eine Seitenwandteil sind dabei miteinander verbunden, so dass das Panzerringmodul erneut nur ein einziges Bauteil darstellt, was die Montage am Wandmodul erheblich vereinfacht. Das wenigstens eine Seitenwandteil ist dabei so am Deckenteil angebracht, dass es an einem Randbereich des Deckenteils des darunterliegenden Wandmoduls befestigt werden kann. Wie schon das Wandmodul weist auch das Panzerringmodul bevorzugt zwei gegenüberliegende Seitenwandteile auf, so dass die Wandungen des Panzerringmoduls bevorzugt erneut einen im Wesentlichen U-förmigen Querschnitt aufweisen.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist in den Panzerring ein Innenkessel eingesetzt, der wiederum in an sich bekannter Weise zur Aufnahme eines Zentrifugenrotors dient. Außerdem kann, zweckmäßig zwischen Panzerring und Innenkessel, eine Kühlvorrichtung angeordnet sein, mit der sich der Innenkessel und dessen Inneres kühlen lassen.
Grundsätzlich ist es also möglich, die erfindungsgemäße Standzentrifuge, was einen Großteil ihrer wesentlichen Betriebs- und Gehäusekomponenten betrifft, aus nur drei Modulen aufzubauen. Zur Vervollständigung müssen lediglich noch einige wenige Verkleidungs- oder Zierelemente, Bedien- und/oder Anzeigeelemente oder Ähnliches montiert werden. Auch hier kann die Montage vereinfacht werden, indem beispielsweise für mehrere Module gemeinsame Verkleidungselemente verwendet werden. So ist es beispielsweise bevorzugt, Wandmodul und Panzerringmodul mit einer gemeinsamen Frontplatte und/oder einer gemeinsamen Rückwand zu verkleiden. Am Panzerringmodul wird schließlich zweckmäßig noch ein Gerätedeckel befestigt.
Die Befestigung der Module untereinander kann mit jedem geeigneten Befestigungsmittel erfolgen. Möglich ist beispielsweise die Befestigung mittels Schrauben und/oder Rast- oder Steckverbindungen. Die Positionierung der Module zueinander kann dadurch erleichtert werden, dass in benachbarten Modulen komplementäre Führungselemente vorhanden sind, welche für die gewünschte Ausrichtung der Module zueinander sorgen. Beispielhaft kann auf Führungsstifte verwiesen werden, die in komplementäre Zentrieröffnungen des benachbarten Moduls eingreifen. Das Verbindungen von Leitungen, seien es elektrische Leitungen, Zufuhr- oder Antriebsleitungen, kann in an sich bekannter Weise dadurch vereinfacht werden, dass benachbarte Module zueinander komplementäre Kupplungselemente, zum Beispiel in Form von Steckverbindungen, zum Verbinden dieser Leitungen aufweisen.
Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert werden. In den schematischen Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Teile. Im Einzelnen zeigen:
1 eine Draufsicht auf eine Bodenplatte mit darauf montierten Gerätekomponenten;
2(a) und 2(b) Ansichten der in 1 gezeigten Bodenplatte mit einem darauf montierten Wandmodul;
3 die Ansicht eines erfindungsgemäßen Panzerringmoduls;
4(a) eine Bodenplatte, ein Wandmodul und ein Panzerringmodul aufeinander befestigt;
4(b) die Ansicht einer mit Gerätekomponenten bestückten Bodenplatte, auf die ein Wandmodul und ein Panzerringmodul montiert sind;
5(a) eine Standzentrifuge ohne montierten Gerätedeckel in teilweise gesprengter Darstellung;
5(b) die Standzentrifuge gemäß 5(a) in montiertem Zustand;
6(a) und 6(b) eine erfindungsgemäße Standzentrifuge in Schrägansicht von vorne bzw. in Schrägansicht von hinten.
1 zeigt eine Bodenplatte 2 als erstes Modul einer erfindungsgemäßen Standzentrifuge. Die Bodenplatte 2 ist das unterste Modul der Standzentrifuge. Gezeigt ist die Draufsicht auf ihre Oberseite, die vom Betrachter abgewandte Unterseite liegt auf dem Boden auf. Auf die Oberseite der Bodenplatte 2 sind Gerätekomponenten 8 montiert. Bei diesen Gerätekomponenten kann es sich beispielsweise um Antriebskomponenten zum Antreiben des Zentrifugenrotors, eine Kühlvorrichtung, die zur Kühlung der Gerätekomponenten und/oder der Rotorkammer verwendet wird, eine Evakuiervorrichtung zum Evakuieren des Rotorraumes, eine Steuereinrichtung oder Ähnliches handeln. Die Komponenten sind hier nicht im Einzelnen, sondern nur insgesamt mit 8 bezeichnet, da diese grundsätzlich aus dem Stand der Technik bekannt sind. Die Montage der Komponenten 8 ist besonders einfach möglich, da die Bodenplatte 2 von allen Seiten leicht zugänglich ist.
Auf der Bodenplatte mit den vormontierten Komponenten 8 wird anschließend ein Wandmodul 3 befestigt. Das montierte Wandmodul 3 ist in 2(a) und 2(b) zu erkennen. Es besteht aus zwei Seitenwänden 30 und 31, die mit einem Deckenteil 32 verbunden sind. In einem Querschnitt senkrecht zu den Seitenwänden 30 und 31 ist das Modul 3 im Wesentlichen U-förmig. Das Wandmodul 3 wird mit den freien Enden der Seitenwände 30 und 31 voran so an der Bodenplatte 2 befestigt, dass die Stirnkanten der Seitenwände 30 und 31 auf den sich gegenüberliegenden Randbereichen 20 und 21 der Bodenplatte 2 aufstehen. Das Modul 3 bildet so Gehäusewandungen um die Gerätekomponenten 8 herum und eine Aufstandsfläche für das Panzerringmodul 4, welches auf dem Wandmodul 3 befestigt wird.
3 zeigt dieses Panzerringmodul 4. Das Panzerringmodul 4 umfasst einen Panzerring 40, wie er grundsätzlich aus dem Stand der Technik bekannt ist und zur Aufnahme eines Innenkessels 45 dient, der wiederum den Zentrifugenrotor aufnimmt. Zwischen Panzerring 40 und Innenkessel 45 kann eine Kühlvorrichtung vorgesehen sein, um das Innere des Innenkessels zu kühlen. Der Panzerring 40 ist benachbart zu einer in einer Öffnung im Deckenteil 43, beispielsweise durch Verschweißen, befestigt. An gegenüberliegenden Rändern des Deckenteils 43 erstrecken sich Seitenwandteile 41 und 42 seitlich des Panzerrings 40 in Richtung auf das Wandmodul 3 nach unten. Die freien stirnseitigen Kanten der Seitenwandteile 41 und 42 werden in Verlängerung der Seitenwände 30 und 31 des Wandmoduls 3 auf dem Deckenteil 32 des Wandmoduls 3 befestigt. Zur Positionierung und sicheren Befestigung des Panzerringmoduls und insbesondere des Panzerrings 40 auf dem Wandmodul 3 sind am Panzerring an dessen unterem Rand Vorsprünge 44 vorhanden, die in zugehörige Öffnungen 33 im Deckenteil 32 des Wandmoduls 3 eingreifen können.
4(a) und 4(b) zeigen Bodenplatte, Wandmodul und Panzerringmodul aufeinander montiert. 4(a) zeigt die Bodenplatte 2 ohne darauf montierte Gerätekomponenten 8. Grundsätzlich ist es möglich, diese Gerätekomponenten auch erst dann auf die Bodenplatte 2 zu montieren, wenn das Wandmodul 3 bereits auf der Bodenplatte befestigt ist. Bevorzugt ist es jedoch, eine mit Gerätekomponenten 8 bestückte Bodenplatte 2, wie sie in 1 beschrieben wurde, zu verwenden, da dann die Montage der Komponenten 8 ohne die störenden Wandungen 30, 31 und 32 erfolgen kann. Durch Aneinanderbefestigen von lediglich drei Modulen lässt sich erfindungsgemäß mit sehr geringem Montageaufwand ein Standzentrifugen-Grundgerüst erstellen, in das bereits ein Großteil der für die Funktion der Zentrifuge wesentlichen Komponenten integriert ist und das an Oberseite, Boden und zwei Seiten von einem Gehäuse umgeben ist.
Zum Abschluss der Montage der Standzentrifuge müssen nur noch einige wenige Komponenten wie insbesondere einige Verkleidungsteile, Bedienelemente sowie, falls gewünscht, Zierelemente montiert werden. Dies ist in 5(a) und 5(b) dargestellt. Neben einigen nicht näher bezeichneten Zier- und Abdeckelementen im Bereich um den Innenkessel 45 handelt es sich bei den zusätzlich zu montierenden Teilen insbesondere um eine Frontplatte 5, die auf der Vorderseite der Standzentrifuge montiert wird, sowie um ein Anzeige- und Bedienpaneel 9. Zudem wird eine sich über Wandmodul 3 und Panzerringmodul 4 erstreckende Rückwand 6 montiert, die in 6(b) erkennbar ist. 6(a) und 6(b) zeigen eine fertig montierte erfindungsgemäße Standzentrifuge 1, bei der an der Oberseite des Panzerringmoduls 4 nun auch ein aufklappbarer Gerätedeckel 7 befestigt ist.

Claims

Standzentrifuge (1) in modularer Bauweise, welche wenigstens die folgenden vormontierten, zusammenhängenden und insgesamt montierbaren Module umfasst: – eine Bodenplatte (2), – ein Wandmodul (3) zur Montage auf der Bodenplatte (2) mit zwei an gegenüberliegenden Randbereichen (20, 21) der Bodenplatte (2) befestigbaren Seitenwandteilen (30, 31) und einem die Seitenwandteile (30, 31) verbindenden Deckenteil (32), – ein Panzerringmodul (4) zur Montage auf dem Wandmodul (3) mit einem Panzerring (40), der an wenigstens einem Seitenwandteil (41, 42) und/oder einem Deckenteil (43) befestigt ist, wobei Deckenteil (43) und das wenigstens eine Seitenwandteil (41, 42) miteinander verbunden sind und das wenigstens eine Seitenwandteil (41, 42) so am Deckenteil (43) angebracht ist, dass es an einem Randbereich des Deckenteils (32) des darunterliegenden Wandmoduls (3) befestigbar ist.
Standzentrifuge (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Bodenplatte (2) Antriebskomponenten und gegebenenfalls eine Steuerungseinrichtung, Evakuiervorrichtung und/oder Kühlvorrichtung (8) der Standzentrifuge vormontiert sind.
Standzentrifuge (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Deckenteil (32) und den beiden Seitenwandteilen (30, 31) des Wandmoduls (3) wenigstens ein weiteres Seitenwandteil befestigt ist.
Standzentrifuge (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Wandmodul (3) und das Panzerringmodul (4) mit einer gemeinsamen Frontplatte (5) und/oder einer gemeinsamen Rückwand (6) verkleidet sind.
Standzentrifuge (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Panzerringmodul (4) zwei gegenüberliegende Seitenwandteile (41, 42) aufweist.
Standzentrifuge (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in den Panzerring (40) ein Innenkessel (45) eingesetzt ist, wobei bevorzugt zwischen Panzerring (40) und Innenkessel (45) eine Kühlvorrichtung vorgesehen ist.
Standzentrifuge (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen am Panzerringmodul (4) befestigten Gerätedeckel (7) aufweist.
Standzentrifuge (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass benachbarte Module zueinander komplementäre Kupplungselemente zum Verbinden elektrischer oder sonstiger Leitungen aufweisen.
Standzentrifuge (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass benachbarte Module zueinander komplementäre Führungselemente (33, 44) zur Positionierung der Module aufeinander aufweisen.
Verfahren zum Herstellen einer Standzentrifuge (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, umfassend die folgende Schritte: – Bereitstellen der Bodenplatte (2), auf der bevorzugt Antriebskomponenten und gegebenenfalls eine Steuerungseinrichtung und/oder Kühlvorrichtung vormontiert sind, – Befestigen des Wandmoduls (3) auf der Bodenplatte (2), indem die Seitenwandteile (30, 31) mit der Bodenplatte (2) verbunden werden, – Befestigen des Panzerringmoduls (4) auf dem Wandmodul (3), indem der Panzerring (40) und/oder das wenigstens eine Seitenwandteil (41, 42) mit dem Deckenteil (32) des Wandmoduls (3) verbunden werden.
Verfahren nach Anspruch 10, welches weiterhin wenigstens einen der folgenden Schritte umfasst: – Befestigen weiterer Seitenwandteile (5, 6), – Befestigen eines Gerätedeckels (7), – Befestigen wenigstens eines Bedienelementes, Anzeigeelementes (9), Zierelementes und/oder Verkleidungselementes.