DE102017130785A1 - Temperierte Zentrifuge - Google Patents
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Abstract
Mit der vorliegenden Erfindung werden eine Zentrifuge (10) und Verfahren zur Verhinderung einer Zündung von brennbaren Temperierungsmedien in Zentrifugen (10) nach einem Crash des Zentrifugenrotors bereitgestellt. Dabei wird eine Zündung dadurch verhindert, dass im Falle eines Crashs ein Schutzgas freigesetzt wird. Genauer gesagt bildet das freigesetzte Schutzgas eine Strömung, die den Sauerstoff verdrängt, das austretende Temperierungsmedium verteilt und das momentane Verhältnis der Konzentration Sauerstoff zu Temperierungsmedium grundlegend so verändert, dass sowohl innerhalb auch als außerhalb der Zentrifuge (10) keine Zündung erfolgen kann. Dadurch können ohne Sicherheitsbedenken auch brennbare Temperierungsmedien im Rahmen einer Temperierung von Zentrifugen (10) eingesetzt werden.
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zentrifuge nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 und ein Verfahren zur Verhinderung einer Zündung von brennbaren Temperierungsmedien nach dem Oberbegriff von Anspruch 14.
- Zentrifugenrotoren werden in Zentrifugen, insbesondere Laborzentrifugen, dazu eingesetzt, um die Bestandteile von darin zentrifugierten Proben unter Ausnutzung der Massenträgheit zu trennen. Dabei werden zur Erzielung hoher Entmischungsraten immer höhere Rotationsgeschwindigkeiten eingesetzt. Laborzentrifugen sind dabei Zentrifugen, deren Rotoren bei vorzugsweise mindestens 3.000, bevorzugt mindestens 10.000, insbesondere mindestens 15.000 Umdrehungen pro Minute arbeiten und zumeist auf Tischen platziert werden. Um sie auf einem Arbeitstisch platzieren zu können, weisen sie insbesondere einen Formfaktor von weniger als 1 m × 1 m × 1 m auf, ihr Bauraum ist also beschränkt. Vorzugsweise ist dabei die Gerätetiefe auf max. 70 cm beschränkt.
- Solche Zentrifugen werden auf Gebieten der Medizin, der Pharmazie, der Biologie und Chemie dgl. eingesetzt.
- Die zu zentrifugierenden Proben werden in Probenbehältern gelagert und diese Probenbehälter mittels eines Zentrifugenrotors rotatorisch angetrieben. Dabei werden die Zentrifugenrotoren üblicherweise mittels einer senkrechten Antriebswelle, die von einem elektrischen Motor angetrieben wird, in Rotation versetzt. Es gibt verschiedene Zentrifugenrotoren, die je nach Anwendungszweck eingesetzt werden. Dabei können die Probenbehälter die Proben direkt enthalten oder in den Probenbehältern sind eigene Probenbehältnisse eingesetzt, die die Probe enthalten, so dass in einem Probenbehälter eine Vielzahl von Proben gleichzeitig zentrifugiert werden können. Ganz allgemein sind Zentrifugenrotoren in Form von Festwinkelrotoren und Ausschwingrotoren bekannt.
- Zumeist ist vorgesehen, dass die Proben bei bestimmten Temperaturen zentrifugiert werden. Beispielsweise dürfen Proben, die Eiweiße und dgl. organische Substanzen enthalten, nicht überhitzt werden, so dass die Obergrenze für die Temperierung solcher Proben standardmäßig im Bereich von +40°C liegt. Andererseits werden bestimmte Proben standardmäßig im Bereich +4°C (die Anomalie des Wassers beginnt bei 3,98°C) gekühlt.
- Neben solchen vorbestimmten Höchsttemperaturen von beispielsweise ca. +40°C und Standarduntersuchungstemperaturen wie beispielsweise +4°C sind auch weitere Standarduntersuchungstemperaturen vorgesehen, wie beispielsweise bei +11°C, um bei dieser Temperatur zu prüfen, ob die Kälteanlage der Zentrifuge unterhalb Raumtemperatur geregelt läuft. Andererseits ist es aus Arbeitsschutzgründen notwendig, ein Anfassen von Elementen zu verhindern, die eine Temperatur von größer gleich +60°C aufweisen.
- Zur Temperierung können grundsätzlich aktive und passive Systeme verwendet werden. Passive Systeme basieren auf einer Luft unterstützten Belüftung. Diese Luft wird direkt an dem Zentrifugenrotor vorbei geführt, wodurch eine Temperierung erfolgt. Die Luft wird dabei durch Öffnungen in den Zentrifugenkessel gesaugt und durch weitere Öffnungen wird die aufgewärmte Luft an anderer Stelle des Zentrifugenkessels wieder abgeführt, wobei das Ansaugen und Abführen selbständig durch die Drehung des Zentrifugenrotors erfolgt.
- Aktive Kühlungssysteme besitzen dagegen einen Kältemittelkreislauf, der den Zentrifugenbehälter temperiert, wodurch indirekt der Zentrifugenrotor und die darin aufgenommenen Probenbehälter gekühlt werden. Als Kälte- bzw. Temperierungsmedien kommen viele verschiedene Medien zum Einsatz. Da prinzipiell nicht nur Kühlungen, also Wärmereduzierungen, sondern auch Wärmeerhöhungen gezielt während der Zentrifugation gewünscht sein können, wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung von Temperierung und Temperierungsmedien gesprochen. Neben den für Zentrifugen üblicherweise verwendeten Temperierungsmedien, wie Chlordifluormethan, Tetrafluorethan, Pentafluorethan oder Difluormethan und vielen weiteren gibt es auch brennbare Temperierungsmittel, wie Butan oder Propan oder auch verschiedenste synthetische Gemische.
- Diese brennbaren Temperierungsmedien besitzen zwar sehr gute Wärmeübertragungseigenschaften, sie werden aber aus Sicherheitsgründen zumeist nicht eingesetzt, da im Rahmen eines Crashes des Zentrifugenrotors ein Austreten und Entzünden des Temperierungsmittels erfolgen kann. Bei einem solchen Crash können Bruchstücke des Zentrifugenrotors mit hoher Geschwindigkeit und damit sehr hoher Energie innerhalb der Zentrifuge wirken und dadurch auch den Verdampfer und Leitungen zerstören, die das Temperierungsmedium führen. Das ausströmende brennbare Temperierungsmedium kann dann durch die beim Crash freiwerdende Energie und durch elektrische bzw. elektronische Komponenten im Inneren der Zentrifuge oder in deren Umgebung leicht gezündet werden, womit sehr große Schäden, insbesondere auch Personenschäden verbunden sein können.
- Um zu verhindern, dass ein Crash des Zentrifugenrotors zu Schäden außerhalb der Zentrifuge führt, wurden schon Versteifungs- und Verstärkungsmittel im Inneren der Zentrifuge vorgeschlagen. Allerdings würde dies nicht einen Austritt von Temperierungsmedien verhindern, weil die Leitungen des Temperierungsmittels, die den Verdampfer bilden, um den Zentrifugenbehälter verlaufen und zwar in Bezug auf diese Verstärkungsmittel zwischen Zentrifugenrotor und Verstärkungsmittel.
- Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Zentrifuge vorzuschlagen, mit der auch brennbare Temperierungsmedien eingesetzt werden können, ohne dass diese ein Sicherheitsrisiko im Fall eines Crashs des Zentrifugenrotors darstellen.
- Diese Aufgabe wird gelöst mit der erfindungsgemäßen Zentrifuge nach Anspruch 1 und dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Verhinderung einer Zündung von brennbaren Temperierungsmedien nach Anspruch 14. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen und in der nachfolgenden Beschreibung zusammen mit den Figuren angegeben.
- Erfinderseits wurde erkannt, dass diese Aufgabe in überraschender Art und Weise dadurch besonders einfach gelöst werden kann, wenn im Fall eines Crashs des Zentrifugenrotors ein Schutzgas freigesetzt wird, so dass das Sauerstoff-Temperierungsmedium-Gemisch nicht zündfähig ist. Genauer gesagt bildet das freigesetzte Schutzgas eine Strömung, die den Sauerstoff verdrängt, das austretende Temperierungsmedium verteilt und das momentane Verhältnis der Konzentration Sauerstoff zu Temperierungsmedium grundlegend so verändert, dass sowohl innerhalb auch als außerhalb der Zentrifuge keine Zündung erfolgen kann.
- Die erfindungsgemäße Zentrifuge, insbesondere Laborzentrifuge, weist daher einen Zentrifugenbehälter, in dem ein Zentrifugenrotor aufnehmbar ist, einen Motor zum Antrieb des Zentrifugenrotors, Temperierungsmittel zum Temperieren des Zentrifugenrotors und ein Gehäuse, in dem der Zentrifugenbehälter, der Zentrifugenrotor, die Temperierungsmittel und der Motor aufgenommen sind, auf, wobei die Temperierungsmittel ein brennbares Temperierungsmedium aufweisen, das in einer Temperierungsmedienleitung geführt ist, und zeichnen sich dadurch aus, dass die Zentrifuge ein Schutzgas aufweist und angepasst ist, das Schutzgas im Falle eines Crashs des Zentrifugenrotors freizusetzen.
- In einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Schutzgas ein Inertgas ist, das bevorzugt zumindest ein Gas aus der Gruppe Argon, Helium, Kohlendioxid, Krypton, Neon, Stickstoff und Xenon umfasst. Solche Gase sind besonders wirksame Schutzgase.
- In einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Schutzgas in einer Schutzgasleitung geführt ist, die sich zumindest mit einer, bevorzugt mit mehreren Windungen um den Zentrifugenbehälter erstreckt. Dann wird das Schutzgas nächstmöglich zum Zentrifugenbehälter geführt, so dass der im Zentrifugenbehälter befindliche Zentrifugenrotor im Falle eines Crashs stets unmittelbar die Schutzgasleitung zerstört und damit das Schutzgas selbsttätig freisetzt.
- In einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Schutzgasleitung mit einer Schutzgasquelle, die bevorzugt das Schutzgas unter einem Überdruck beinhaltet, verbunden ist. Dadurch kann eine große Menge Schutzgas im Falle eines Crashs des Zentrifugenrotors kontinuierlich freigesetzt werden. Wenn Überdruck besteht, dann ist die sich ausbildende Strömung des Schutzgasses fremdenergieunabhängig und es wird nicht nur der Luftsauerstoff im Inneren der Zentrifuge verdrängt, sonders es entsteht eine Luftströmung aus der Zentrifuge heraus, die in der Umgebung eine bewegte Atmosphäre und damit eine weitere Verdünnung des Gemisch erzeugt, die eine Zündung verhindert.
- In einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass zwischen Schutzgasleitung und Schutzgasquelle ein, insbesondere fest eingestelltes Drosselelement angeordnet ist. Dadurch wird eine plötzliche Expansion verhindert und die Ausströmzeit des Schutzgases verlängert, so dass die Umgebungsluft für längere Zeit verdrängt und austretendes Temperierungsmedium mit dem austretenden Schutzgas vermischt und verstreut wird.
- In einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass zumindest zwei Abschnitte, bevorzugt mehr, insbesondere jede Wicklung der Schutzleitung mit der Schutzgasquelle parallel verbunden sind. Dadurch kann das Schutzgas in ausreichender Menge freigesetzt werden, unabhängig davon welcher Teil der Schutzgasleitung durch den Crash geöffnet wird.
- In einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Schutzgasleitung zumindest bereichsweise in Bezug auf den Zentrifugenbehälter neben und/oder unter der Temperierungsmedienleitung angeordnet ist. Dann wird stets die Schutzgasleitung zuerst oder zumindest gleichzeitig mit der Temperierungsmedienleitung geöffnet. Außerdem bildet die Schutzgasleitung einen zusätzlichen Crashabsorber, so dass möglicherweise eine Öffnung der Temperierungsmedienleitung verhindert werden kann.
- In einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Schutzgasleitung und die Temperierungsmedienleitung zumindest bereichsweise, bevorzugt zumindest über ein Viertel, höchst bevorzugt zumindest über ein Drittel, insbesondere zumindest über die Hälfte ihrer jeweiligen Wicklungslänge äußerlich miteinander verbunden, vorzugsweise verlötet sind. Das begünstigt einen besonders guten Wärmeübergang. Wenn die Lötverbindung bevorzugt weniger reißfest ausgebildet ist, als die Temperierungsmedienleitung, wird dafür gesorgt, dass die Schutzgasleitung eher geöffnet wird als die Temperierungsmedienleitung.
- In einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Schutzgasleitung zumindest bereichsweise eine geringere Wandstärke aufweist als die Temperierungsmedienleitung. Damit ist sichergestellt, dass das Schutzgas vorrangig vor dem Temperierungsmedium freigesetzt wird.
- In einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Schutzgasleitung und/oder die Temperierungsmedienleitung direkt auf dem Zentrifugenbehälter angeordnet sind oder zumindest bereichsweise zumindest Bestandteil der Wandung des Zentrifugenbehälters sind. Dadurch ist der Wärmeübergang ebenfalls besonders wirksam und der Bauraum kann ggf. kleiner gehalten werden.
- In einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass ein Mehrkanalsystem dahingehend besteht, dass ein Kanal für das Schutzgas und ein Kanal für das Temperierungsmedium bestehen. Dadurch ist der Wärmeübergang ebenfalls besonders wirksam und der Bauraum kann ggf. kleiner gehalten werden.
- In einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass Überwachungsmittel hinsichtlich des Zustands des Schutzgases, bevorzugt des Druckes und/oder der Schutzgasmenge bestehen, die angepasst sind, die Drehzahl des jeweils eingesetzten Zentrifugenrotors auf eine für einen Crash des Zentrifugenrotors unkritische Größe zu begrenzen, wenn vorgegebene Werte zum Zustand des Schutzgases nicht erreicht werden, beispielsweise vorgegebene Werte zu Druck und Menge unterschritten werden. Dadurch wird sichergestellt, dass ein riskanter Rotorbetrieb nur möglich ist, wenn ausreichend Schutzgas zu Verfügung gestellt werden kann.
- In einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass ein Lüfter besteht, der im Betrieb der Zentrifuge ständig Luft aus dem Gehäuseinneren in die Umgebung der Zentrifuge leitet. Dadurch wird die Konzentration von brennbarem Medium im Inneren der Zentrifuge herabgesetzt, wodurch die Risiken der Bildung zündfähiger Gemische reduziert werden.
- Unabhängiger Schutz wird beansprucht für das erfindungsgemäße Verfahren zur Verhinderung einer Zündung von brennbaren Temperierungsmedien in Zentrifugen nach einem Crash des Zentrifugenrotors, wobei die Zentrifuge, die insbesondere als Laborzentrifuge ausgebildet ist, einen Zentrifugenbehälter, in dem ein Zentrifugenrotor aufnehmbar ist, einen Motor zum Antrieb des Zentrifugenrotors, Temperierungsmittel zum Temperieren des Zentrifugenrotors und ein Gehäuse, in dem der Zentrifugenbehälter, der Zentrifugenrotor, die Temperierungsmittel und der Motor aufgenommen sind, wobei die Temperierungsmittel ein brennbares Temperierungsmedium aufweisen, das in einer Temperierungsmedienleitung geführt wird, und das sich dadurch auszeichnet, dass Schutzgas im Falle eines Crashs des Zentrifugenrotors freigesetzt wird.
- In einer vorteilhaften Weiterbildung wird die erfindungsgemäße Zentrifuge verwendet.
Die Merkmale und weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden anhand der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels im Zusammenhang mit den Figuren deutlich werden. Dabei zeigen rein schematisch: -
1 die erfindungsgemäße Zentrifuge in einer perspektivischen Ansicht, -
2 die erfindungsgemäße Zentrifuge nach1 in einer ersten teilweisen Schnittansicht von rechts, -
3 die erfindungsgemäße Zentrifuge nach1 in einer zweiten teilweisen Schnittansicht von links und -
4 eine Detailansicht der2 . - In den
1 bis4 ist die erfindungsgemäße Zentrifuge10 rein schematisch in verschiedenen Ansichten dargestellt. - Es ist zu erkennen, dass die Zentrifuge
10 als Laborzentrifuge ausgebildet ist, die ein Gehäuse12 mit einem Deckel14 und einer Bedienungsfront15 aufweist. In dem Zentrifugenbehälter16 der Zentrifuge10 ist auf einer Antriebswelle (nicht gezeigt) eines Zentrifugenmotors18 ein Zentrifugenrotor20 angeordnet, der als Ausschwingrotor mit Zentrifugenbechern22 ausgebildet ist. - In
2 ist zu erkennen, dass der Zentrifugenbehälter16 von Wicklungen einer Temperierungsmedienleitung24 und Wicklungen einer Schutzgasleitung26 umgeben ist. (In2 ist der Zentrifugenrotor20' als Festwinkelrotor dargestellt, um zu zeigen, dass die vorliegende Erfindung unabhängig vom genauen Typ des Zentrifugenrotors20 ,20' ist.) - Die beiden Enden
28 ,30 der Schutzgasleitung26 sind zusammengeführt und dadurch parallel mit der Zuleitung32 eines Schutzgasbehälters34 verbunden, der eine große Menge (beispielsweise 1000 g) Kohlendioxid als Schutzgas unter Überdruck, beispielsweise verflüssigt, enthält. - Um die Leitungslänge von dem Schutzgasbehälter
34 zu allen möglichen Punkten der Schutzgasleitung26 kurz zu halten, kann alternativ vorgesehen sein, dass die einzelnen Wicklungen36 untereinander durch eine Querverbindung (nicht gezeigt) verbunden sind. - An dem Schutzgasbehälter
34 ist ein Druckwächter38 angeordnet, der über einen Stecker40 mit der Steuerung (nicht gezeigt) der Zentrifuge10 verbunden ist. - Die Temperierungsmedienleitung
24 ist in üblicher Weise mit einem Kompressor42 (hinter den Lüftungsschlitzen43 des Gehäuses12 ) und mit einem Filtertrockner44 verbunden. - In
2 ist außerdem zu erkennen, dass die Zentrifuge10 neben einer Bodenplatte46 eine Schutzhülle48 aufweist, die verhindern soll, dass im Falle eines Crashs des Zentrifugenrotors20' dessen Teile aus der Zentrifuge10 austreten können. Diese Schutzhülle48 ist also so dimensioniert und materialmäßig ausgebildet, dass ausreichend viel Crashenergie absorbiert werden kann. Zwischen der Schutzhülle48 und dem Zentrifugenbehälter16 ist eine Wärmeisolierung49 angeordnet. - Die Wicklungen der Temperierungsmedienleitung
24 , speziell die Wicklungsteile50 ,52 bilden den Verdampfer. Der Wicklungsteil50 befindet sich dabei auf der Wicklung36 der Schutzgasleitung26 und der Wicklungsteil52 ist neben der Wicklung36 der Schutzgasleitung26 angeordnet. - Die Mantelfächen der Wicklungen
36 der Schutzgasleitung26 sind mit den darüber angeordneten Wicklungsteilen50 der Temperierungsmedienleitung24 durch eine Lötverbindung54 äußerlich verbunden (vgl.4 ) und die Schutzgasleitung26 und die neben der Schutzgasleitung26 angeordneten Wicklungen52 der Temperierungsmedienleitung24 sind mit dem Zentrifugenbehälter16 punktuell verlötet (nicht gezeigt), wodurch die Temperierungsmedienleitung24 in allen Bereichen ihrer Wicklungen50 ,52 eine ausreichende Wärmeleitung zum Zentrifugenbehälter16 hin aufweist und dadurch eine ausreichende aktive indirekte Temperierung des Zentrifugenrotors20' und der darin aufgenommen Proben (nicht gezeigt) sichergestellt ist. Die Lötverbindung ist dabei in ihrer Festigkeit so ausgebildet, dass die Verbindung zur Temperierungsmedienleitung24 im Bereich der Wicklungsteile50 aufreißt, bevor die Temperierungsmedienleitung24 hier selbst reißt. - Als Temperierungsmedienleitung
24 und Schutzgasleitung26 werden Rohre in der Form länglicher Hohlkörper aus beliebigem Material, bevorzugt aus Kupfer oder Aluminium, verwendet, deren Länge in der Regel wesentlich größer ist als der Durchmesser ihres Querschnitts. - Dabei könnte vorgesehen sein, dass die Schutzgasleitung
26 und die Temperierungsmedienleitung24 einen unterschiedlichen Durchmesser und/oder unterschiedliche Wandstärken aufweisen. Durch eine geringere Wandstärke ist sichergestellt, dass die Schutzgasleitung26 eher reißt als die Temperierungsmedienleitung24 . Durch einen geringeren Durchmesser könnte die Schutzgasleitung26 in den Freiraum zwischen dem Zentrifugenbehälter16 und den Windungen50 der Temperierungsmedienleitung24 angeordnet werden. - Alternativ könnten die Wicklungen
36 ,50 von Schutzgasleitung26 und Temperierungsmedienleitung24 auch parallel nebeneinander, beispielsweise als eine Mehrkanallösung (nicht gezeigt) verlaufen, so dass die Temperierungsmedienleitung24 direkt auf dem Zentrifugenbehälter16 angeordnet wäre. - Außerdem könnte auch vorgesehen sein, dass die Temperierungsmedienleitung
24 und/oder die Schutzgasleitung26 zumindest teilweise den Zentrifugenbehälter16 bilden (nicht gezeigt), wodurch der notwendige Bauraum reduziert werden könnte. - Im Betrieb wird durch diese Ausgestaltung der Zentrifuge
10 auch im Fall eines Crash des Zentrifugenrotors20 ein Zünden des brennbaren Temperierungsmediums wirksam verhindert, da im Falle eines solchen Crashs Bestandteile des Zentrifugenrotors20 nach Durchschlagen des Zentrifugenbehälters16 die Schutzgasleitung26 beschädigen, wodurch das Schutzgas austritt. - Da das Schutzgas unter Überdruck steht, wird es in den gesamten Innenraum der Zentrifuge
10 strömen und dort den Luftsauerstoff verdrängen und außerdem das möglicherweise austretende Temperierungsmittel verdünnen. Durch die erzeugte Strömung aus der Zentrifuge10 heraus wird zusätzlich das austretende Gemisch in der Umgebungsluft verwirbelt und weiter verdünnt. Dadurch wird die Entstehung eines zündfähigen Gemischs verhindert. - Zur Überwachung dieser Sicherheitsfunktion besteht der Druckwächter
38 , der im Betrieb der Zentrifuge10 kontinuierlich Menge und/oder Druck des Schutzgases im Schutzgasbehälter34 überwacht. Falls der Druckwächter38 einen Zustand des Schutzgases erkennt, der unter vorab festgelegten und auf die konkrete Zentrifuge10 angepassten Werten liegt, greift er so in die Steuerung (nicht gezeigt) der Zentrifuge10 ein, dass entweder die Zentrifuge10 überhaupt nicht den Zentrifugenrotor20 ,20' startet und ggf. eine Fehlermeldung ausgibt oder dass der Zentrifugenrotor20 ,20' nur bis zu einer unkritischen Maximaldrehzahl betreibbar ist, bei der ein Crash keine Energien freisetzen kann, die die Temperierungsmedienleitung24 beschädigt. Diese Maximaldrehzahl wird vorher in Versuchsreihen bestimmt. - Durch ein Drosselelement (nicht gezeigt) zwischen Schutzgasbehälter
34 und Schutzgasleitung26 wird die Ausströmzeit gezielt angepasst, so dass die Umgebungsluft und damit der Luftsauerstoff für einen längeren Zeitraum verdrängt und austretendes Temperierungsmedium mit dem austretenden Schutzgas vermischt und verstreut wird. - Durch Vorsehung eines im Betrieb der Zentrifuge
10 in Anlehnung an die DIN EN 378 ständig laufenden Ventilators (nicht gezeigt) werden innerhalb des Gehäuses12 Risiken der Bildung eines zündfähigen Gemisches aus der Entstehung einer Leckage in der Temperierungsmedienleitung24 zusätzlich vermieden. - Aus der vorstehenden Darstellung ist deutlich geworden, dass mit der vorliegenden Erfindung eine Zentrifuge
10 bereitgestellt wird, mit der ohne Sicherheitsbedenken auch brennbare Temperierungsmedien im Rahmen einer Temperierung eingesetzt werden können. - Soweit nichts anderes angegeben ist, können sämtliche Merkmale der vorliegenden Erfindung frei miteinander kombiniert werden. Auch die in der Figurenbeschreibung beschriebenen Merkmale können, soweit nichts anderes angegeben ist, als Merkmale der Erfindung frei mit den übrigen Merkmalen kombiniert werden. Dabei können gegenständliche Merkmale der Zentrifuge auch im Rahmen eines Verfahrens umformuliert zu Verfahrensmerkmalen Verwendung finden und Verfahrensmerkmale im Rahmen der Zentrifuge umformuliert zu Merkmalen der Zentrifuge.
- Bezugszeichenliste
-
- 10
- erfindungsgemäße Zentrifuge, Laborzentrifuge
- 12
- Gehäuse
- 14
- Deckel
- 15
- Bedienungsfront
- 16
- Zentrifugenbehälter
- 18
- Zentrifugenmotor
- 20
- Zentrifugenrotor, Ausschwingrotor
- 20'
- Zentrifugenrotor, Festwinkelrotor
- 22
- Zentrifugenbecher
- 24
- Temperierungsmedienleitung
- 26
- Schutzgasleitung
- 28, 30
- Enden der Schutzgasleitung 26
- 32
- Zuleitung des Schutzgasbehälters
34 - 34
- Schutzgasbehälter
- 36
- Wicklungen der Schutzgasleitung
26 - 38
- Druckwächter
- 40
- Stecker
- 42
- Kompressor
- 44
- Filtertrockner
- 46
- Bodenplatte
- 48
- Schutzhülle
- 49
- Wärmeisolierung
- 50
- Wicklungen der Temperierungsmedienleitung
24 , die sich über Wicklungen36 der Schutzgasleitung26 befinden - 52
- neben der Schutzgasleitung
26 angeordnete Wicklungen52 der Temperierungsmedienleitung 24 - 54
- Lötverbindung zwischen den Wicklunge
36 der Schutzgasleitung26 und den Wicklungen50 der Temperierungsmedienleitung24
Claims (15)
- Zentrifuge (10), insbesondere Laborzentrifuge, mit einem Zentrifugenbehälter (16), in dem ein Zentrifugenrotor (20, 20') aufnehmbar ist, einem Motor (18) zum Antrieb des Zentrifugenrotors (20, 20'), Temperierungsmittel (24, 42, 44) zum Temperieren des Zentrifugenrotors (20, 20') und einem Gehäuse (12), in dem der Zentrifugenbehälter (16), der Zentrifugenrotor (20, 20'), die Temperierungsmittel (24, 42, 44) und der Motor (18) aufgenommen sind, wobei die Temperierungsmittel (24, 42, 44) ein brennbares Temperierungsmedium aufweisen, das in einer Temperierungsmedienleitung (24) geführt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentrifuge (10) ein Schutzgas aufweist und angepasst ist, das Schutzgas im Falle eines Crashs des Zentrifugenrotors (20, 20') freizusetzen.
- Zentrifuge (10) nach
Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Schutzgas ein Inertgas ist, das bevorzugt zumindest ein Gas aus der Gruppe Argon, Helium, Kohlendioxid, Krypton, Neon, Stickstoff und Xenon umfasst. - Zentrifuge (10) nach
Anspruch 1 oder2 , dadurch gekennzeichnet, dass das Schutzgas in einer Schutzgasleitung (26) geführt ist, die sich zumindest mit einer, bevorzugt mit mehreren Wicklungen (36) um den Zentrifugenbehälter (16) erstreckt. - Zentrifuge (10) nach
Anspruch 3 , dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzgasleitung (26) mit einer Schutzgasquelle (34), die bevorzugt das Schutzgas unter einem Überdruck beinhaltet, verbunden ist. - Zentrifuge (10) nach
Anspruch 4 , dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Schutzgasleitung (26) und Schutzgasquelle (34) ein, insbesondere fest eingestelltes Drosselelement angeordnet ist. - Zentrifuge (10) nach einem der
Ansprüche 3 bis5 , dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei Abschnitte (28, 30), bevorzugt mehr, insbesondere jede Wicklung der Schutzleitung (26) mit der Schutzgasquelle (34) parallel verbunden sind. - Zentrifuge (10) nach einem der
Ansprüche 3 bis6 , dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzgasleitung (26) zumindest bereichsweise (36) in Bezug auf den Zentrifugenbehälter (16) neben und/oder unter der Temperierungsmedienleitung (50) angeordnet ist. - Zentrifuge (10) nach einem der
Ansprüche 3 bis7 , dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzgasleitung (26) und die Temperierungsmedienleitung (24) zumindest bereichsweise, bevorzugt zumindest über ein Viertel, höchst bevorzugt zumindest über ein Drittel, insbesondere zumindest über die Hälfte ihrer jeweiligen Wicklungslänge miteinander verbunden, vorzugsweise verlötet sind. - Zentrifuge (10) nach einem der
Ansprüche 3 bis8 , dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzgasleitung (26) zumindest bereichsweise eine geringere Wandstärke aufweist als die Temperierungsmedienleitung (24). - Zentrifuge (10) nach einem der
Ansprüche 3 bis9 , dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzgasleitung (26) und/oder die Temperierungsmedienleitung (24) direkt auf dem Zentrifugenbehälter (16) angeordnet sind oder zumindest bereichsweise zumindest Bestandteil der Wandung des Zentrifugenbehälters (16) sind. - Zentrifuge nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Mehrkanalsystem dahingehend besteht, dass ein Kanal für das Schutzgas und ein Kanal für das Temperierungsmedium bestehen.
- Zentrifuge (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Überwachungsmittel (38) hinsichtlich des Zustands des Schutzgases, bevorzugt des Druckes und/oder der Schutzgasmenge bestehen, die angepasst sind, die Drehzahl des Zentrifugenrotors (20, 20') auf eine für einen Crash des Zentrifugenrotors (20, 20') unkritische Größe zu begrenzen, wenn vorgegebene Werte zum Zustand des Schutzgases nicht erreicht werden.
- Zentrifuge (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Lüfter besteht, der im Betrieb der Zentrifuge (10) ständig Luft aus dem Gehäuseinneren in die Umgebung der Zentrifuge (10) leitet.
- Verfahren zur Verhinderung einer Zündung von brennbaren Temperierungsmedien in Zentrifugen (10) nach einem Crash des Zentrifugenrotors (20, 20'), wobei die Zentrifuge (10), die insbesondere als Laborzentrifuge ausgebildet ist, einen Zentrifugenbehälter (16), in dem ein Zentrifugenrotor (20, 20') aufnehmbar ist, einen Motor (18) zum Antrieb des Zentrifugenrotors (20, 20'), Temperierungsmittel (24, 42, 44) zum Temperieren des Zentrifugenrotors (20, 20') und ein Gehäuse (12), in dem der Zentrifugenbehälter (16), der Zentrifugenrotor (20, 20'), die Temperierungsmittel (24, 42, 44) und der Motor (18) aufgenommen sind, wobei die Temperierungsmittel (24, 42, 44) ein brennbares Temperierungsmedium aufweisen, das in einer Temperierungsmedienleitung (24) geführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass Schutzgas im Falle eines Crashs des Zentrifugenrotors (20, 20') freigesetzt wird.
- Verfahren nach
Anspruch 14 , dadurch gekennzeichnet dass, die Zentrifuge (10) nach einem derAnsprüche 1 bis13 verwendet wird.
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