DE102014107248A1

DE102014107248A1 - Zentrifuge

Info

Publication number: DE102014107248A1
Application number: DE201410107248
Authority: DE
Inventors: c/o Hitachi Koki Co. Ltd. Haruki Shinichi
Original assignee: Hitachi Koki Co Ltd
Current assignee: Koki Holdings Co Ltd
Priority date: 2013-05-27
Filing date: 2014-05-22
Publication date: 2014-11-27
Also published as: JP2014226655A; US20140349826A1

Abstract

Eine Zentrifuge umfasst: eine Rotationskammer; einen Rotor, welcher in der Rotationskammer eingebaut ist; eine Antriebseinheit, welche dazu ausgebildet ist, den Rotor zu rotieren; eine Kammer, in welcher die Rotationskammer aufgenommen ist, welche eine Klappe umfasst, und welche dazu ausgebildet ist, ein Gas darin aufzunehmen; und eine Vakuumpumpe-Einrichtung, welche dazu ausgebildet ist, das Gas im Inneren der Kammer an eine Außenseite der Kammer abzugeben, dadurch gekennzeichnet, dass: die Kammer mit einer Mehrzahl von Gas-Einlässen und einer Mehrzahl von Ventilen, welche dazu ausgebildet sind, die Gas-Einlässe jeweils zu öffnen und zu schließen, bereitgestellt ist, und sämtliche der Mehrzahl von Ventilen dazu ausgebildet sind, geöffnet zu werden, wenn ein Innendruck von der Kammer auf Atmosphärendruck überführt wird.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Zentrifuge zum Dekomprimieren einer Kammer, welche eine Rotor-Rotationskammer umfasst, und bezieht sich insbesondere auf einen Aufbau zum Dekomprimieren einer Kammer und zum darauffolgenden Rückführen eines Innendrucks der Kammer auf Atmosphärendruck.
STAND DER TECHNIK
Indem Proben, welche in Röhren oder dergleichen aufgenommen sind, durch einen Rotor gelagert werden, der Rotor in einer Rotor-Rotationskammer angeordnet wird, welche dekomprimiert wird, um somit einen Anstieg der Temperatur aufgrund eines Wirbelverlustes des Rotors zu verhindern, und der Rotor mit einer hohen Drehzahl durch eine Antriebsvorrichtung, welche durch einen Elektromotor oder dergleichen ausgebildet ist, umdreht wird, zentrifugiert eine Zentrifuge die im Rotor gelagerten Proben.
Im Allgemeinen umfasst in einer sogenannten Ultrazentrifuge, wie in der JP-A-2001-104826 offenbart, bei welcher die Rotationsgeschwindigkeit des Rotors 40.000 Umdrehungen pro Minute übersteigt, um einen Temperaturanstieg des Rotors und der Proben aufgrund von Reibungswärme, hervorgerufen durch einen Wirbelverlust von dem Rotor und der Luft in der Rotor-Rotationskammer gemäss der Umdrehung des Rotors, zu unterdrücken, die Ultrazentrifuge eine Vakuumpumpe-Einrichtung und ein Vakuumdruck-Erfassungselement.
Die Vakuumpumpe-Einrichtung dekomprimiert die Rotor-Rotationskammer, bis die Rotor-Rotationskammer einen Zustand mit hohem Vakuum annimmt. Das Vakuumdruck-Erfassungselement umfasst einen Sensor und eine Sensor-Erfassungsschaltung, und erfasst einen Vakuumdruck im Inneren der Rotor-Rotationskammer.
Die Vakuumpumpe-Einrichtung zum Dekomprimieren der Rotor-Rotationskammer gegen Atmosphärendruck auf den Zustand mit hohem Vakuum hat einen Aufbau, bei welchem eine Zusatz-Vakuumpumpe zum Dekomprimieren der Rotor-Rotationskammer gegen Atmosphärendruck auf ein mittleres Vakuum von etwa 13 Pa, und eine Öldiffusions-Pumpe zum Dekomprimieren der Rotor-Rotationskammer von dem mittleren Vakuum auf das hohe Vakuum von etwa 1 Pa, in Serie verbunden sind. Um einen Temperaturanstieg des Rotors und der Proben aufgrund von Reibungswärme, hervorgerufen durch einen Wirbelverlust zwischen dem Rotor und der Luft in der Rotor-Rotationskammer gemäss der Umdrehung des Rotors zu unterdrücken, wird im Allgemeinen ein sogenannter Vakuum-Abwartebetrieb zum Rotieren des Rotors bei einer vorbestimmten niedrigen Drehzahl von beispielsweise 5.000 Umdrehungen pro Minute durchgeführt, bis das Innere der Rotor-Rotationskammer von Atmosphärendruck auf ein mittleres Vakuum von beispielsweise etwa 13 Pa durch die Vakuumpumpe-Einrichtung dekomprimiert ist. Nachdem die Rotor-Rotationskammer das mittlere Vakuum erreicht hat, wird der Rotor auf 10.000-fache Umdrehungen pro Minute bis 100.000-fache Umdrehungen pro Minute beschleunigt, wodurch die Zentrifugierung durchgeführt wird.
Alternativ, in einem Fall, bei welchem es gewünscht ist, dass der Anstieg von der Temperatur von einer Probe aufgrund von Wirbelverlust gemäß der Umdrehung des Rotors minimiert wird, wird, um die Probe zu zentrifugieren, ein sogenannter Vakuum-Beginn-Betrieb durchgeführt, bei welchem der Rotor zuerst umdreht wird, nachdem in der Rotor-Rotationskammer das mittlere Vakuum von etwa 13 Pa erreicht ist.
Bei dieser Art von Zentrifuge, welche eine wie zuvor beschriebene Vakuumpumpe-Einrichtung hat, umfasst die Zentrifuge eine Rotor-Rotationskammer, welche eine glatte Oberfläche hat, um den Wirbelverlust gemäß der Umdrehung eines Rotors zu minimieren, und eine Kammer (ein Vakuum-Behältnis), in welcher die Rotor-Rotationskammer aufgenommen ist, und welche die Rotor-Rotationskammer und das Umfeld des Rotors vakuumiert.
In der Kammer, wie in JP-A-H09-75782 offenbart, ist eine Klappe, welche zum Einbauen oder Entnehmen des Rotors geöffnet und geschlossen wird, eine Antriebseinheit, welche den Rotor umdreht, eine Vakuum-Einrichtung, welche die Kammer vakuumiert, ein Drucksensor, welcher den Vakuumdruck von der Kammer erfasst, und ein Atmosphärendruck-Lufteinlass, welcher mit einem Ventil verbunden ist, welcher Luft in das Innere der Kammer einführt, wenn der Innendruck von der Kammer auf den Atmosphärendruck zu überführen ist, und die Kammer abdichtet, wenn die Kammer vakuumiert wird, bereitgestellt.
Um nach Abschluss der Zentrifugierung den Rotor aus der Rotor-Rotationskammer zu entnehmen, ist es üblich, die Vakuum-Einrichtung zu stoppen, während die Umdrehung des Rotors verzögert wird. Nachdem die Umdrehung des Rotors beendet ist, wird das Ventil, welches mit dem Atmosphärendruck-Lufteinlass, welcher an der Kammer ausgebildet ist, verbunden ist, geöffnet, um Luft in die Kammer einzuführen, und wird die Klappe geöffnet, wenn der Innendruck von der Kammer den Atmosphärendruck annimmt, um somit den Rotor aus der Rotor-Rotationskammer zu entnehmen, welche in der Kammer bereitgestellt ist.
ZUSAMMENFASSUNG
Bei dieser Art von Zentrifuge, welche die zuvor beschriebene Kammer hat, ist, um den Rotor zu entnehmen, ein Ausgang notwendig, welcher einen großen Durchmesser (einen Durchmesser von 50 cm) hat. Unmittelbar, nachdem der Rotor gestoppt ist, wird ein Druck von ungefähr 20.000 N aufgrund des Atmosphärendrucks an einer dem Ausgang bereitgestellten Klappe angelegt. Daher ist, solange keine Luft in die Kammer eingeführt wird, um somit das Innere der Kammer vollständig auf Atmosphärendruck zurückzuführen, es nicht möglich, die Klappe zu öffnen.
Ebenso wird als Ventil zum Öffnen oder Schließen des Atmosphärendruck-Lufteinlasses der Kammer ein elektromagnetisches Ventil verwendet. Das elektromagnetische Ventil ist dazu ausgebildet, durch einen Schalter, welcher an einer Bedientafel von der Zentrifuge bereitgestellt ist, geöffnet oder geschlossen zu werden. Ebenso ist das elektromagnetische Ventil aus Sicherheitsgründen dazu ausgebildet, nicht geöffnet zu werden, bis der Rotor vollständig angehalten ist.
Ebenso wird als das elektromagnetische Ventil ein universelles elektromagnetisches Ventil für Röhren, welche Innendurchmesser von 1/4 Zoll (1 Zoll entspricht 25,4 mm) bis 3/8 Zoll haben, verwendet. Sogar wenn ein elektromagnetisches Ventil für Röhren mit großem Durchmesser, welche Innendurchmesser von 3/8 Zoll haben, dazu verwendet wird, um den Innendruck von der Kammer auf Atmosphärendruck zu überführen, sind beispielsweise etwa 40 Sekunden erforderlich. Jedoch ist für einen Analysten die Zeitdauer von 40 Sekunden zum Abwarten, bis der Rotor, welcher die zentrifugierten Proben umfasst, aus der Zentrifuge entnommen wird, eine lange Zeit. Daher ist es, um die Bedienbarkeit zu verbessern, erforderlich, die Abwartezeit zu reduzieren.
Um diese Probleme zu lösen, kann in Betracht gezogen werden, den Innendurchmesser des Atmosphärendruck-Lufteinlasses und die Größe einer Öffnung, welche an einem Abschnitt des elektromagnetischen Ventils bereitgestellt ist, durch welche Luft durchläuft, zu erhöhen, wodurch der gesamte Röhrenwiderstand eines Abschnitts zur Atmosphärendruck-Lufteinleitung reduziert wird, der Luftstrom erhöht wird, und die Zeit reduziert wird, welche notwendig ist, um die Kammer auf Atmosphärendruck zu bringen. Jedoch wird, in einem Fall, bei welchem der Röhrendurchmesser von dem Atmosphärendruck-Lufteinlass erhöht wird, das elektromagnetische Ventil, welches den Atmosphärendruck-Lufteinlass gebraucht, ebenso größer. Ebenso nimmt, wenn eine Röhre verlängert wird, um einen Installationsraum sicherzustellen, der gesamte Röhrenwiderstand gemäß der Länge von der Röhre zu, und somit kann die Zeit, welche notwendig ist, um den Innendruck von der Kammer auf Atmosphärendruck zu bringen, nicht reduziert werden.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Zentrifuge bereitzustellen, welche dazu in der Lage ist, die zuvor beschriebenen Probleme aus dem Stand der Technik zu lösen, und den Innendruck von der Kammer innerhalb von einer kurzen Zeit, nachdem die Umdrehung des Rotors beendet ist, auf Atmosphärendruck zu erhöhen, so dass es möglich ist, den Rotor aus dem Inneren der Rotationskammer, in welcher der Rotor aufgenommen ist, innerhalb einer kurzen Zeitdauer zu entnehmen.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Zentrifuge bereitgestellt, welche umfasst: eine Rotationskammer; einen Rotor, welcher in der Rotationskammer eingebaut ist; eine Antriebseinheit, welche dazu ausgebildet ist, den Rotor zu rotieren; eine Kammer, in welcher die Rotationskammer aufgenommen ist, welche eine Klappe umfasst, und welche dazu ausgebildet ist, ein Gas darin aufzunehmen; und eine Vakuumpumpe-Einrichtung, welche dazu ausgebildet ist, das Gas im Inneren der Kammer an eine Außenseite der Kammer abzugeben, dadurch gekennzeichnet, dass: die Kammer mit einer Mehrzahl von Gas-Einlässen und einer Mehrzahl von Ventilen, welche dazu ausgebildet sind, die Gas-Einlässe jeweils zu öffnen und zu schließen, bereitgestellt ist, und sämtliche der Mehrzahl von Ventilen dazu ausgebildet sind, geöffnet zu werden, wenn ein Innendruck von der Kammer auf Atmosphärendruck überführt wird.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Zentrifuge bereitgestellt, welche umfasst: eine Rotationskammer; einen Rotor, welcher in der Rotationskammer eingebaut ist; eine Antriebseinheit, welche dazu ausgebildet ist, den Rotor zu rotieren; eine Kammer, in welcher die Rotationskammer aufgenommen ist, welche eine Klappe umfasst, und welche dazu ausgebildet ist, ein Gas darin aufzunehmen; und eine Vakuumpumpe-Einrichtung, welche dazu ausgebildet ist, das Gas im Inneren der Kammer an eine Außenseite der Kammer abzugeben, dadurch gekennzeichnet, dass: die Kammer mit einem Gas-Einlass und einem Ventil, welches dazu ausgebildet ist, den Gas-Einlass zu öffnen und zu schließen, bereitgestellt ist, und der Gas-Einlass dazu ausgebildet ist, mit komprimiertem Gas gespeist zu werden.
Demgemäß ist es, nachdem die Umdrehung des Rotors, welcher in der Rotationskammer eingebaut ist, beendet ist, möglich, den Innendruck der Kammer, in welcher die Rotationskammer aufgenommen ist, innerhalb einer kurzen Zeitdauer auf Atmosphärendruck zu erhöhen. Hieraus resultierend ist es möglich, den Rotor innerhalb einer kurzen Zeitdauer aus dem Inneren der Rotationskammer, in welcher der Rotor aufgenommen ist, zu entnehmen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
1 ist eine Ansicht, welche den Aufbau von einer Zentrifuge gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
2 ist ein Schaubild, welches Beispiele von zeitlichen Veränderungen hinsichtlich des Innendrucks von einer Kammer gemäß unterschiedlicher Aufbauten zum Einführen von Luft in die Kammer darstellt; und
3 ist eine Ansicht, welche den Aufbau von einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
GENAUE BESCHREIBUNG
Im Folgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung detailliert unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung beschrieben. Jene Bauteile, Elemente, Abläufe und dergleichen, wie in der Zeichnung gezeigt, welche zueinander identisch oder äquivalent sind, sind durch die gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet, und es wird, wo es der Notwendigkeit entspricht, eine wiederholte Erläuterung derer ausgelassen. Ebenso dienen die Ausführungsformen nicht zur Beschränkung der Erfindung und sind darstellhaft, und sämtliche in den Ausführungsformen zu beschreibende Merkmale und Kombinationen davon sind nicht notwendigerweise die wesentlichen Merkmale der Erfindung.
1 zeigt eine Ultrazentrifuge 100 als ein Beispiel einer Zentrifuge gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In 1 umfasst die Ultrazentrifuge 100 einen Rotor 1 zum Lagern von Proben, um die Proben zu zentrifugieren, eine Antriebseinheit (ein Motor) 2 zum Rotieren des Rotors 1 mit einer hohen Geschwindigkeit, eine Rotor-Rotationskammer 3, in welcher der Rotor 1 eingebaut (aufgenommen) ist, ein Schutzelement 4 zum Reduzieren eines Einflusses auf die gesamte Zentrifuge in einem Fall, bei welchem der Rotor 1 aufgrund seiner Lebensdauer oder dergleichen zerbrochen wird, und eine Kammer (ein Vakuum-Behältnis) 5. Die Kammer 5 dient zum Bepacken (Aufnehmen) des Rotors 1, der Rotor-Rotationskammer 3 und des Schutzelements 4, und umfasst eine Klappe zum Entnehmen des Rotors 1. In einem Zustand, bei welchem die Klappe 6 geschlossen ist, ist eine Öffnung der Klappe 5 luftdicht abgedichtet.
Ebenso umfasst die Ultrazentrifuge 100 eine Vakuumpumpe-Einrichtung, in welcher eine Zusatz-Vakuumpumpe 7 und eine Öldiffusions-Vakuumpumpe 8 in Serie verbunden sind, um Luft in der Kammer 5 an die Außenseite der Kammer 5 abzuführen, bis die Kammer 5 einen Zustand mit hohem Vakuum annimmt. Die Zusatz-Vakuumpumpe 7 ist eine Ölumwälz-Vakuumpumpe, eine Trockenlauf-Vakuumpumpe oder dergleichen zum Dekomprimieren der Rotor-Rotationskammer 3 auf ein mittleres Vakuum von beispielsweise ungefähr 20 Pa, und wenn ein Luftabführbetrieb der Öldiffusionspumpe im Zustand des mittleren Vakuums beginnt, wird die Rotor-Rotationskammer 3 ferner dekomprimiert. Die Öl-Diffusionspumpe 8 dekomprimiert die Rotor-Rotationskammer 3, bis die Rotor-Rotationskammer 3 ein hohes Vakuum annimmt, und die Zusatz-Vakuumpumpe 7 und die Öl-Diffusionspumpe 8 sind in Serie über einen Vakuumschlauch 9 verbunden. Die Rotor-Rotationskammer 3 und die Öl-Diffusionspumpe 8 sind über eine Vakuumröhre 10 verbunden. Zum Erfassen der Temperatur von der Öl-Diffusionspumpe 8 ist ein Sensor 11 bereitgestellt, und die Temperatur von der Öl-Diffusionspumpe 8 wird durch den Sensor 11 erfasst, wobei die Ausgabe von der Öl-Diffusionspumpe 8 durch eine Steuervorrichtung 12 von der Zentrifuge 100 gesteuert wird. Die Steuervorrichtung 12 führt eine Steuerung hinsichtlich der Umdrehung des Rotors 1, des Antriebs und der Temperatursteuerung von der Zusatz-Vakuumpumpe 7 und der Öl-Diffusionspumpe 8, und eine Temperaturberechnung basierend auf einem Signal von dem Sensor 11, usw. durch. Es ist eine Bedieneinheit (eine Eingabeeinheit) 13 zum Eingeben von Betriebsbedingungen oder zum Ausgeben eines Start- oder Stopp-Befehls in Bezug auf die Steuervorrichtung 12 eingebaut. Ebenso ist, um den Vakuumdruck von der Kammer 5 zu erfassen, ein Vakuum-Sensor 14 bereitgestellt, und die Steuervorrichtung 12 berechnet basierend auf einem Signal von dem Vakuum-Sensor 14 den Vakuumgrad von der Rotationskammer 3, und führt ein Vakuum-Abwarten und einen Beginn eines hohen Vakuums durch.
An der Kammer 5 sind ein Atmosphärendruck-Lufteinlass 15 zum Einführen von Luft auf Atmosphärendruck, um die Kammer 5 auf Atmosphärendruck zu bringen, und ein elektromagnetisches Ventil 16 zum Öffnen oder Schließen des Atmosphärendruck-Lufteinlasses 15 bereitgestellt. Sobald ein Befehl zum Öffnen und Schließen des Atmosphärendruck-Lufteinlasses 15 von der Bedieneinheit 13 ausgegeben wird, wird ein Signal von der Steuervorrichtung 12 an das elektromagnetische Ventil 16 übertragen und werden das Öffnen und Schließen durchgeführt.
Die Zentrifuge 100 umfasst ferner einen Luftverdichter 17 zum Erzeugen von Druckluft. Der Luftverdichter 17 umfasst ein Druck-Behältnis 17a, welches die erzeugte Druckluft speichert, und wird durch die Steuervorrichtung 12 eingeschaltet oder ausgeschaltet. Genauer gesagt, sobald das Druck-Behältnis 17a einen vorbestimmten Druck erreicht, führt die Steuervorrichtung 12 eine Steuerung durch, um den Betrieb des Luftverdichters 17 zu beenden. Ein Druckluft-Einlass 18, welcher an der Kammer 5 ausgebildet ist, ist mit dem Druck-Behältnis 17a des Luftverdichters 17 über ein elektromagnetisches Ventil 19 verbunden, und das elektromagnetische Ventil 19 öffnet oder schließt den Druckluft-Einlass 18 gemäß einem Signal, welches von der Steuervorrichtung 17 übertragen wird. In einem Fall, bei welchem das Innere der Kammer 5 aufgrund der Druckluft, welche vom Druckluft-Einlass 18 zugeführt wird, Atmosphärendruck oder höher annimmt, wird die Luft in der Kammer 5 vom Atmosphärendruck-Lufteinlass 15 an die Außenseite der Kammer 5 über das elektromagnetische Ventil 16 abgegeben. Alternativ ist der Kammer 5 ein Rückschlagventil 20 bereitgestellt, welches die Kammer 5 in einem Vakuumzustand abdichtet, wenn das Innere der Kammer einen dekomprimierten Zustand oder einen Vakuumzustand annimmt, und die Luft innerhalb der Kammer 5 abgibt, wenn der Innendruck der Kammer 5 den Atmosphärendruck oder höher annimmt.
Der Betrieb von der ersten Ausführungsform, welche den Aufbau von 1 hat, wird unter Bezugnahme auf 2 beschrieben. 2 zeigt zeitliche Veränderungen des Innendrucks von der Kammer 5 in einem Fall, bei welchem Luft von dem Atmosphärendruck-Lufteinlass 15 und dem Druckluft-Einlass 18, von einem Zustand ausgehend, bei welchem das Innere der Kammer 5 unter hohem Vakuum stand, eingeführt wird.
Der Rotor 1, welcher Proben umfasst, welche in der Kammer 5 bei einer vorbestimmten Rotationsgeschwindigkeit umdreht wurden, welche innerhalb einer vorbestimmten Zeit durch die Öl-Diffusionspumpe 8 und die Zusatz-Vakuumpumpe 7 auf ein hohes Vakuum vakuumiert wurde, wird verzögert, bis der Rotor 1 stoppt. Dann, wenn ein Rotationssensor, welcher an der Antriebseinheit 2 bereitgestellt ist, das Stoppen erfasst, während die Steuervorrichtung 12 die Öl-Diffusionspumpe 8 und die Zusatz-Vakuumpumpe 7 stoppt, wodurch das Evakuieren gestoppt wird, wird eine Anzeige, welche darstellt, dass es möglich ist, Luft in die Kammer 5 einzuführen, an der Bedieneinheit 13 angezeigt.
Unterdessen, während sich die Kammer 5 unter hohem Vakuum befindet, wird das elektromagnetische Ventil 19 zum Schließen des Druckluft-Einlasses 18 geschlossen, und wird der Luftverdichter 17 betrieben, sodass Druckluft von etwa 0,7 MPa im Druck-Behältnis 17a (beispielsweise ein Behältnis mit einer Kapazität von 3,5 L), welches dem Luftverdichter 17 bereitgestellt ist, gespeichert wird. Dann, nachdem eine Anzeige, welche darstellt, dass es möglich ist, Luft in die Kammer 5 einzuführen, an der Bedieneinheit 13 angezeigt wird, wie zuvor beschrieben, sobald ein Befehl zum Öffnen einer Klappe 6 von der Bedieneinheit 13 eingegeben wird, zum gleichen Zeitpunkt, bei welchem das elektromagnetische Ventil 16, welches mit dem Atmosphärendruck-Lufteinlass 15 verbunden ist, geöffnet wird, wird das elektromagnetische Ventil 18, welches eine Strömung zwischen dem Druck-Behältnis 17a des Luftverdichters 17 und dem Druckluft-Einlass 18 unterbricht, geöffnet, wodurch Luft auf Atmosphärendruck und Druckluft gleichzeitig in die Kammer 5 eingeführt werden. Eine Veränderung des Innendrucks der Kammer 5 in diesem Fall ist durch einen Kurvenverlauf 50c von 1 gezeigt, und es ist lediglich eine Zeitdauer (T₁ – T_B) erforderlich, um den Innendruck der Kammer vom hohen Vakuum (ein Druck von P_U) auf Atmosphärendruck (ein Druck von P_A) zu bringen, bei welchem es möglich ist, die Klappe 6 zu öffnen. Hier stellt die Zeit T_B eine Zeit dar, bei welcher begonnen wird, dass Luft in die Kammer 5 eingeführt wird.
Zum Vergleich mit dem Fall der ersten Ausführungsform, ist eine Veränderung des Innendrucks der Kammer 5, bis die Kammer 5 den Druck von P_A erreicht, in einem Fall, bei welchem lediglich das elektromagnetische Ventil 16, welches mit dem Atmosphärendruck-Lufteinlass 15 verbunden ist, geöffnet wird, um somit Luft in die Kammer 5 einzulassen, wie gemäß dem Stand der Technik, durch einen Kurvenverlauf 50a von 2 gezeigt. Der Kurvenverlauf 50a zeigt, dass eine Zeitdauer (T₃ – T_B) erforderlich ist, um den Innendruck der Kammer vom hohen Vakuum (der Druck von P_U) auf Atmosphärendruck (der Druck von P_A) zu bringen. Wie anhand des Vergleichs zwischen dem Kurvenverlauf 50a und dem Kurvenverlauf 50c von 2 zu erkennen, erreicht die Kammer in der ersten Ausführungsform den Druck, bei welchem es möglich ist, die Klappe 6 zu öffnen, innerhalb einer kürzeren Zeitdauer von (T₁ – T_B) (welche ungefähr ein Drittel von (T₃ – T_B) beträgt), verglichen mit dem Stand der Technik.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist es möglich, die folgenden Wirkungen zu erzielen.

(1) Zum Einführen von Luft in die Kammer 5, wenn die Klappe 6 geöffnet wird, wird Luft, welche durch den Luftverdichter 17 verdichtet ist, verwendet. Das heißt, dass es möglich ist, die Lufteinführung unter Verwendung der hoch verdichteten Druckluft durchzuführen. Daher ist es möglich, den Innendruck der Kammer 5 innerhalb einer kürzeren Zeitdauer auf den Atmosphärendruck zu bringen, verglichen mit einer allgemeinen Lufteinführung, und zwar lediglich von einem Atmosphärendruck-Lufteinlass 15 unter Verwendung einer Differenz des Luftdrucks zwischen dem Inneren und dem Äußeren der Kammer gemäß dem Stand der Technik. Daher ist es möglich, eine Abwartezeit zum Öffnen der Klappe 6 zu reduzieren.
(2) Zur Lufteinführung in die Kammer 5 wird nicht nur die Einführung von Luft, welche durch den Luftverdichter 17 verdichtet ist, sondern ebenso die Einführung von Luft unter Atmosphärendruck, unter Verwendung einer Differenz im Luftdruck zwischen dem Inneren und dem Äußeren der Kammer 5, verwendet. Daher ist es möglich, den Innendruck von der Kammer 5 innerhalb einer weiter verkürzten Zeitdauer auf den Atmosphärendruck zu bringen.
(3) An der Kammer 5 ist der Atmosphärendruck-Lufteinlass 15 separat vom Druckluft-Einlass 18 ausgebildet. Daher ist es, sogar in einem Fall, bei welchem Druckluft übermäßig in die Kammer 5 zugeführt wird, so dass der Innendruck der Kammer 5 den Atmosphärendruck oder höher erreicht, möglich, die Luft in der Kammer 5 durch den Atmosphärendruck-Lufteinlass 15 abzugeben, wodurch ein anormaler Anstieg des Innendrucks der Kammer 5 verhindert wird.
(4) Das Rückschlagventil 20 ist an der Kammer 5 bereitgestellt. Daher ist es in einem Fall, bei welchem Druckluft übermäßig in die Kammer 5 zugeführt wird, so dass der Innendruck der Kammer 5 den Atmosphärendruck oder höher erreicht, möglich, einen anormalen Anstieg des Innendrucks der Kammer 5 zu verhindern, und wobei, wenn das elektromagnetische Ventil 16 für den Atmosphärendruck-Lufteinlass 15 nicht arbeitet, das Rückschlagventil 20 als ein alternatives Sicherheitsventil wirkt, wodurch die Möglichkeit besteht, einen anormalen Anstieg des Innendrucks der Kammer 5 zu verhindern. Hieraus resultierend ist es möglich, die Sicherheit weiter zu erhöhen.

3 zeigt eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In diesem Fall sind, anstelle des Druckluft-Einlasses 18 und des elektromagnetischen Ventils 19 zum Öffnen und Schließen des Druckluft-Einlasses 18 von 1, ein weiterer Atmosphärendruck-Lufteinlass 15 und ein weiteres elektromagnetisches Ventil 16 zum Öffnen und Schließen des weiteren Atmosphärendruck-Lufteinlasses 15 an der Kammer 5 bereitgestellt.
Um die Klappe 6 der Kammer 5 zu öffnen, werden die zwei Atmosphärendruck-Lufteinlässe 15 geöffnet, um somit Luft unter Atmosphärendruck in die Kammer 5 einzuleiten. Eine Veränderung des Innendrucks der Kammer 5 in diesem Fall ist durch einen Kurvenverlauf 50b von 2 gezeigt. In dem Kurvenverlauf 50b ist eine Zeitdauer (T₂ – T_B) erforderlich, um den Innendruck der Kammer vom hohen Vakuum (der Druck von P_U) auf Atmosphärendruck (der Druck von P_A) zu bringen. Daher ist, wie anhand von 2 zu erkennen, die erforderliche Zeitdauer ausreichend reduziert, und zwar verglichen mit der Zeitdauer von (T₃ – T_B) in dem Fall, bei welchem ein Atmosphärendruck-Lufteinlass 15 geöffnet wird.
Obwohl die Erfindung unter Bezugnahme auf die Ausführungsformen beschrieben wurde, ist es dem Fachmann verständlich, dass eine Vielfalt von Modifikationen bei den Bauteilen und Abläufen der Ausführungsformen angewendet werden kann, ohne vom Umfang der folgenden Ansprüche abzuweichen. Im Folgenden werden Modifikationen beschrieben.
In jeder Ausführungsform können drei oder mehrere Einlässe zum Einführen von Druckluft oder Luft unter Atmosphärendruck an der Kammer 5 ausgebildet werden.
Ferner wurde als ein Gas, welches in die Kammer 5 einzuführen ist, beispielsweise Luft veranschaulicht. Es ist jedoch anwendungsspezifisch möglich, Gase zu verwenden, welche sich von Luft unterscheiden.
Die erste Ausführungsform hat einen Aufbau, welcher den Luftverdichter umfasst, welcher Druckluft erzeugt und die Druckluft im Druck-Behältnis speichert. Die Zentrifuge kann jedoch dazu ausgebildet sein, ein austauschbares Druck-Behältnis zu umfassen, welches zuvor verdichtetes Gas speichert, so dass das verdichtete Gas vom Druck-Behältnis in die Kammer 5 zugeführt wird.
Die vorliegende Erfindung stellt darstellhafte, nicht einschränkende Aspekte wie folgt bereit:

(1) In einem ersten Aspekt ist eine Zentrifuge bereitgestellt, welche umfasst: eine Rotationskammer; einen Rotor, welcher in der Rotationskammer eingebaut ist; eine Antriebseinheit, welche dazu ausgebildet ist, den Rotor zu rotieren; eine Kammer, in welcher die Rotationskammer aufgenommen ist, welche eine Klappe umfasst, und welche dazu ausgebildet ist, ein Gas darin aufzunehmen; und eine Vakuumpumpe-Einrichtung, welche dazu ausgebildet ist, das Gas im Inneren der Kammer an eine Außenseite der Kammer abzugeben, dadurch gekennzeichnet, dass: die Kammer mit einer Mehrzahl von Gas-Einlässen und einer Mehrzahl von Ventilen, welche dazu ausgebildet sind, die Gas-Einlässe jeweils zu öffnen und zu schließen, bereitgestellt ist, und sämtliche der Mehrzahl von Ventilen dazu ausgebildet sind, geöffnet zu werden, wenn ein Innendruck von der Kammer auf Atmosphärendruck überführt wird.
(2) In einem zweiten Aspekt ist die Zentrifuge gemäß dem ersten Aspekt bereitgestellt, bei welcher ein jeglicher der Gas-Einlässe dazu ausgebildet ist, mit verdichtetem Gas gespeist zu werden, und wobei der weitere Gas-Einlass dazu ausgebildet ist, mit Gas unter Atmosphärendruck gespeist zu werden.
(3) In einem dritten Aspekt ist die Zentrifuge gemäß dem zweiten Aspekt bereitgestellt, welche ferner einen Luftverdichter umfasst, welcher ein Druck-Behältnis umfasst, wobei das verdichtete Gas, welches Druckluft ist, vom Druck-Behältnis an den Gas-Einlass zugeführt wird.
(4) In einem vierten Aspekt ist die Zentrifuge gemäß einem von dem ersten bis dritten Aspekt bereitgestellt, wobei die Kammer mit einem Rückschlagventil bereitgestellt ist, welches dazu ausgebildet ist, die Kammer abzudichten, wenn der Innendruck der Kammer einen dekomprimierten Zustand annimmt, und das Gas innerhalb der Kammer abzugeben, wenn der Innendruck der Kammer einen Druck höher als Atmosphärendruck annimmt.
(5) In einem fünften Aspekt ist eine Zentrifuge bereitgestellt, welche umfasst: eine Rotationskammer; einen Rotor, welcher in der Rotationskammer eingebaut ist; eine Antriebseinheit, welche dazu ausgebildet ist, den Rotor zu rotieren; eine Kammer, in welcher die Rotationskammer aufgenommen ist, welche eine Klappe umfasst, und welche dazu ausgebildet ist, ein Gas darin aufzunehmen; und eine Vakuumpumpe-Einrichtung, welche dazu ausgebildet ist, das Gas im Inneren der Kammer an eine Außenseite der Kammer abzugeben, dadurch gekennzeichnet, dass: die Kammer mit einem Gas-Einlass und einem Ventil, welches dazu ausgebildet ist, den Gas-Einlass zu öffnen und zu schließen, bereitgestellt ist, und der Gas-Einlass dazu ausgebildet ist, mit komprimiertem Gas gespeist zu werden.
(6) In einem sechsten Aspekt ist die Zentrifuge gemäß dem fünften Aspekt bereitgestellt, welche ferner einen Luftverdichter umfasst, welcher ein Druck-Behältnis umfasst, wobei das verdichtete Gas, welches Druckluft ist, vom Druck-Behältnis an den Gas-Einlass zugeführt wird.
(7) In einem siebten Aspekt ist die Zentrifuge gemäß dem fünften oder sechsten Aspekt bereitgestellt, wobei die Kammer mit einem Rückschlagventil bereitgestellt ist, welches dazu ausgebildet ist, die Kammer abzudichten, wenn ein Innendruck der Kammer einen dekomprimierten Zustand annimmt, und das Gas innerhalb der Kammer abzugeben, wenn der Innendruck der Kammer einen Druck höher als Atmosphärendruck annimmt.

Beliebige Kombinationen der zuvor beschriebenen Bauteile und Modifikationen, welche erlangt werden, indem die vorliegende Erfindung in Verfahren und Systeme umgesetzt wird, sind ebenso als Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung gültig.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2001-104826 A [0003]
JP 09-75782 A [0008]

Claims

Zentrifuge, welche umfasst: eine Rotationskammer; einen Rotor, welcher in der Rotationskammer eingebaut ist; eine Antriebseinheit, welche dazu ausgebildet ist, den Rotor zu rotieren; eine Kammer, in welcher die Rotationskammer aufgenommen ist, welche eine Klappe umfasst, und welche dazu ausgebildet ist, ein Gas darin aufzunehmen; und eine Vakuumpumpe-Einrichtung, welche dazu ausgebildet ist, das Gas im Inneren der Kammer an eine Außenseite der Kammer abzugeben, dadurch gekennzeichnet, dass: die Kammer mit einer Mehrzahl von Gas-Einlässen und einer Mehrzahl von Ventilen, welche dazu ausgebildet sind, jeweils die Gas-Einlässe zu öffnen und zu schließen, bereitgestellt ist, und sämtliche der Mehrzahl von Ventilen dazu ausgebildet sind, geöffnet zu werden, wenn ein Innendruck von der Kammer auf Atmosphärendruck überführt wird.
Zentrifuge nach Anspruch 1, bei welcher ein jeglicher der Gas-Einlässe dazu ausgebildet ist, mit verdichtetem Gas gespeist zu werden, und wobei der weitere Gas-Einlass dazu ausgebildet ist, mit Gas unter Atmosphärendruck gespeist zu werden.
Zentrifuge nach Anspruch 2, welche ferner einen Luftverdichter umfasst, welcher ein Druck-Behältnis umfasst, wobei das verdichtete Gas, welches Druckluft ist, vom Druck-Behältnis an den Gas-Einlass zugeführt wird.
Zentrifuge nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei welcher die Kammer mit einem Rückschlagventil bereitgestellt ist, welches dazu ausgebildet ist, die Kammer abzudichten, wenn der Innendruck der Kammer einen dekomprimierten Zustand annimmt, und das Gas innerhalb der Kammer abzugeben, wenn der Innendruck der Kammer einen Druck höher als Atmosphärendruck annimmt.
Zentrifuge, welche umfasst: eine Rotationskammer; einen Rotor, welcher in der Rotationskammer eingebaut ist; eine Antriebseinheit, welche dazu ausgebildet ist, den Rotor zu rotieren; eine Kammer, in welcher die Rotationskammer aufgenommen ist, welche eine Klappe umfasst, und welche dazu ausgebildet ist, ein Gas darin aufzunehmen; und eine Vakuumpumpe-Einrichtung, welche dazu ausgebildet ist, das Gas im Inneren der Kammer an eine Außenseite der Kammer abzugeben, dadurch gekennzeichnet, dass: die Kammer mit einem Gas-Einlass und einem Ventil, welches dazu ausgebildet ist, den Gas-Einlass zu öffnen und zu schließen, bereitgestellt ist, und der Gas-Einlass dazu ausgebildet ist, mit komprimiertem Gas gespeist zu werden.
Zentrifuge nach Anspruch 5, welche ferner einen Luftverdichter umfasst, welcher ein Druck-Behältnis umfasst, wobei das verdichtete Gas, welches Druckluft ist, vom Druck-Behältnis an den Gas-Einlass zugeführt wird.
Zentrifuge nach Anspruch 5 oder 6, bei welcher die Kammer mit einem Rückschlagventil bereitgestellt ist, welches dazu ausgebildet ist, die Kammer abzudichten, wenn ein Innendruck der Kammer einen dekomprimierten Zustand annimmt, und das Gas innerhalb der Kammer abzugeben, wenn der Innendruck der Kammer einen Druck höher als Atmosphärendruck annimmt.