DE3634631A1 - Zentrifuge zur behandlung von fluessigkeiten - Google Patents
Zentrifuge zur behandlung von fluessigkeitenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft das Gebiet der Zentrifugen,
der Abdichtungen für diese und der Gefäße für Zentri
fugen. Gewisse Ausführungsformen sind insbesondere
für Anwendungsfälle auf dem Gebiet der Blutbehandlung
geeignet.
Um Blut zu behandeln und zu erhalten ist es oftmals
notwendig, gewisse Verfahren durchzuführen, ein
schließlich einer Zentrifugierung. Unter den im Stand
der Technik bekannten Vorrichtungen, die im Hinblick
auf die strengen Anforderungen bei der Handhabung von
Blut hergestellt sind, befinden sich die Zentrifugen
gemäß dem US-Patent 31 45 713 und gemäß dem US-Patent
33 17 127. Die in diesen Zentrifugen beschriebenen
Patente finden Anwendungen bei Pumpen, Zentrifugen
und Mischeinrichtungen im allgemeinen. Bei solchen
Zentrifugen ist es notwendig, für eine sterile Be
handlung, die Fläche zwischen den drehenden und
stationären Elementen der Einrichtung wirksam abzu
dichten.
In Zentrifugen zur Handhabung von Fluiden, die ver
unreinigt werden können, soll das Zentrifugengefäß sich
drehen, die Strömungswege für den Fluideinlaß und -aus
laß sollten jedoch stationär sein. Dies erfordert eine
drehende Abdichtung, welche wirksam ist, wenn die
Reibungswärme gering ist und die Wärmeabgabe so hoch
ist, daß das Blut, oder ein anderes wärmeempfindliches
Fluid, hohen Temperaturen nicht ausgesetzt ist. Die
Abdichtung sollte keine Verunreinigungen in Form
von Abriebpartikeln produzieren, welche in das Blut
oder eine andere Flüssigkeit strömen könnten, und es
ist wünschenswert, daß die Abdichtungen leicht einzu
bauen und leicht zu sterilisieren sind. Desgleichen
sollte die Abdichtung eine hohe Zuverlässigkeit im Be
trieb erreichen und in der Lage sein, eine Falschaus
richtung und Vibration auszuhalten.
Die US-Patente 34 09 212 und 35 65 330 stellen Bei
spiele drehender Zentrifugenabdichtungen dar. Diese
Patente lehren drehende Abdichtungen, welche aus
einem stationären starren Element mit geringen Reibungs
eigenschaften gebildet sind, in Kontakt mit einem sich
bewegenden starren Element, um eine dynamische Ab
dichtung zu ergeben, und einem elastomeren Element,
welches eine nachgiebige statische Abdichtung ergibt
wie auch eine Schließkraft zwischen den Oberflächen der
dynamischen Abdichtung. Eine andere drehende Abdichtung,
beschrieben in dem US-Patent Nr. 38 01 142 besitzt ein
Paar von Dichtungselementen, die gegenüberliegende
kreisringförmige fluiddichte Abdichtflächen besitzen,
welche in einer drehbaren, jedoch fluiddichten, Be
ziehung zueinander gehalten werden.
Eine weitere drehende Dichtung, die in einer Blutbe
handlungszentrifuge, welche bekannt ist als "B.T. Bowl",
vermarktet durch die Firma Bellco, Mirandola, Italien, sich befindet
besitzt einen keramischen Ring, der an drehbaren Elementen
der Zentrifuge angebracht ist, und einem feststehenden
Graphitring, der an der stationären Zentrifugenele
menten angebracht ist, wobei die Ringelemente mitein
ander in abdichtender Beziehung stehen. Eine elastomere
Membrane ist an einem Ende mit einem Adapterring für
den Graphitring verbunden und an dem anderen Ende mit
einem stationärem Teil der Zentrifuge. Diese Art von
drehender Dichtung erbringt keine angemessene Sicher
stellung dafür, daß Verschleißpartikel angesaugt bzw.
eingesaugt werden und nach außen ausgestoßen werden
ohne einen Eintritt in den Fluidströmungsweg.
Wegen der nach außen schrägen Wandform des drehenden
Gefäßes bei verschiedenen im Stand der Technik bekannten
Zentrifugeneinrichtungen, werden Kräfte hervorgerufen,
welche das Gefäß nach oben zwingen. Wenn die Vorrichtung,
die das Gefäß an seinem Ort hält, ausfällt, wenn es
lose wird oder nicht ordentlich verbunden ist, können
diese nach oben gerichteten Kräfte bewirken, daß
sich das Gefäß löst, was sich in einer Zerstörung
der Einrichtung und einer möglichen Verletzung in der
Nähe befindlicher Personen auswirkt. Wegen der relativ
starken Neigung der Gefäßwände sind die Kräfte, die
auf die Flüssigkeit wirken, auch nicht gleichförmig
oder nahezu gleichförmig.
Die hier beschriebene Erfindung betrifft eine ver
besserte Zentrifuge, eine Abdichtung für eine solche,
eine Sicherung einer solchen und ein Zentrifugenge
fäß, welches die Probleme, die bei Einrichtungen ge
mäß dem Stand der Technik auftreten, verhindert oder
überwindet, und welche die nichtgewollten nach oben
gerichteten Kräfte, die bei den Gefäßen im Stand der
Technik hervorgerufen werden, vermindert. Gemäß der
hier beschriebenen Erfindung besitzt ein Zentrifugen
gefäß einen stationären Kern, um welchen ein äußeres
drehendes Gefäß drehbar angebracht ist. Eine innere
hohlkörperförmige Schale ist in dem äußeren drehenden
Gefäß gesichert. Bei einer Ausführungsform ist das
äußere Gefäß so ausgelegt, daß die darin entwickelten
Kräfte eine nach unten gerichtete Komponente besitzen,
welche hilft, das Gefäß nach unten zu halten, während
es sich dreht. Aufgrund der relativ flachen Ausge
staltung des Gefäßes und der nicht nach außen sich
verjüngenden Wände, ist eine Blutzellenzurückhaltung
und eine Waschung erleichtert. Die Ausgestaltung er
laubt es desgleichen, daß ausreichende Kräfte bei
normalen Geschwindigkeiten entwickelt werden, so daß
herkömmliche Motoren verwendet werden können ohne
daß eine Notwendigkeit besteht, den Motor entweder
mechanisch oder elektronisch auf höhere Geschwindig
keiten anzutreiben.
Der stationäre Kern besitzt eine Mutter, die integral
mit ihm ausgebildet ist, um den Ansatz des äußeren,
sich drehenden Gefäßes zu halten. Eine erste Lippen
dichtung kann zwischen dem Gefäßansatz und der Mutter
vorgesehen sein, durch eine Röhre, die um den Ansatz
angeordnet ist, zusammenwirkend mit einem ausdehnbaren
Dichtring, welcher gegen die innere Oberfläche der
Mutter stößt und gegen die äußere Oberfläche der Röhre
preßt. An dem Ansatz oberhalb der ersten Röhre kann
eine zweite Röhrendichtung über dem Ansatz angeordnet
sein, welche sich teilweise über den Ansatz hinaus
erstreckt. Wenn das drehende Gefäß stationär ist, be
rührt die Lippe der zweiten Röhrendichtung die
stationäre Mutter, wodurch eine Dichtung gebildet ist,
welche verhindert, daß Blut oder andere Bestandteile
zu der ersten Dichtung strömen. Wenn sich jedoch das
Gefäß dreht, wird die zweite Röhrendichtung verformt,
was es ermöglicht, daß Partikel nach außen gezwungen
werden, so wie bspw. partikelartige Verunreinigungen,
so daß sie in einer Auffangzone zwischen der zweiten
Röhrendichtung und der ersten Dichtung strömen. Wenn
die zweite Röhrendichtung verformt worden ist,
so daß sie nicht länger in Kontakt mit der Mutter ist,
ist keine Abradierung der Dichtung aufgrund des
Kontaktes mit der Mutter möglich, wodurch sich der
Anteil von abradierten Partikeln in der Flüssigkeit
vermindert. In dem äußeren drehenden Gefäß ist eine
Leitfläche vorgesehen, um die Flüssigkeitsströmung zu
leiten, die aus dem äußeren Gefäß herausgeht. Zapfen- und
Ausnehmungssicherungselemente können vorgesehen sein, um
die Halterung des Gefäßes an seinem Ort während des
Betriebs zu unterstützen.
Es ist daher ein Ziel der hier beschriebenen Erfindung,
eine verbesserte Zentrifuge anzugeben, eine ver
besserte Abdichtung für diese und ein verbessertes
Zentrifugengefäß.
Weitere Ziele der hier beschriebenen Erfindung sind es,
ein Zentrifugengefäß so vorzusehen, daß: Eine ge
wünschte Trennung der Flüssigkeitsbestandteile bei Ge
schwindigkeiten und Zentrifugenkräften erreicht wird,
die geringer sind als die Geschwindigkeiten bei im
Stand der Technik bekannten Einrichtungen; die ver
besserten Blutwerte (hematocrits) realisiert werden;
der Hämolysewert minimal ist; die Gefahr einer Verun
reinigung der zentrifugierten Flüssigkeit vermindert
ist und ein Bedarf an Flächenabdichtungen nicht gegeben
ist.
Ein weiteres Ziel der hier beschriebenen Erfindung ist
es, ein Zentrifugengefäß anzugeben, das so ausgestaltet
ist, daß die nach oben gerichtete Kraftkomponente ver
mindert ist und, bei Verwendung mit Blut, eine Zellzu
rückhaltung und Waschung erleichtert ist.
Ein nochmals weiteres Ziel der hier beschriebenen Er
findung ist es, ein Zentrifugengefäß anzugeben, welches
eine verformbare Lippenabdichtungsschranke besitzt,
welche auf einen nach außen gerichtete Kraft während
des Drehens der Zentrifuge reagiert, sich verformend in
Reaktion auf eine solche Kraft, und es ermöglicht, daß
Partikel eingefangen werden und daran gehindert werden,
in die zentrifugierte Flüssigkeit zu strömen und diese
zu verunreinigen. Eine solche Dichtung radiert nicht ab,
wenn der Kontakt mit der dichtenden Fläche während der
Drehung aufgehoben ist.
Ein weiteres Ziel der hier beschriebenen Erfindung ist es,
ein solches Zentrifugengefäß vorzusehen, welches ein
expandierbares Lippendichtelement besitzt, um die Ein
fangzone abzudichten.
Ein besonderes Ziel der hier beschriebenen Erfindung ist
es, Sicherungen vorzusehen, um die Halterung des Ge
fäßes an seinem Ort auf dem rotierenden Mechanismus
zu unterstützen, wobei die Sicherungen Aussparungen
an dem Gefäß aufweisen, um Zapfen aufzunehmen und zu
haltern, die von dem rotierenden Mechanismus vor
stehen.
Einem Fachmann, dem die Lehre dieser Erfindung an die
Hand gegeben wird, sind andere Ziele und Vorteile
deutlich aus der nachstehenden Beschreibung der hier
bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung, welche Be
schreibung Offenbarungszwecken dient, im Zusammenhang
mit der beigefügten Zeichnung. Es ist auch zu verstehen,
daß die hier beschriebene Erfindung auf Zentrifugen für
zentrifugierbare Flüssigkeiten gerichtet ist, wenn auch
die bevorzugten Ausführungsformen die Anwendung der
hier beschriebenen Erfindung bei Blutzentrifugen be
tonen. Im einzelnen zeigt auf der beigefügten Zeichnung:
Fig. 1 eine Seitenquerschnittsansicht, maßstabs
mäßig, einer Zentrifuge gemäß der hier be
schriebenen Erfindung;
Fig. 2 eine Seitenquerschnittsansicht, maßstabs
mäßig, einer weiteren Zentrifuge gemäß der
hier beschriebenen Erfindung;
Fig. 3 eine Querschnittsansicht, maßstabsmäßig,
darstellend ein Gefäß gemäß der hier be
schriebenen Erfindung für eine Anordnung
auf einer Zentrifugentafel, welche an
einem Motor gesichert ist;
Fig. 4a eine Seitenquerschnittsansicht einer Aus
sparung in der Seite des Gefäßes, zur Auf
nahme und Halterung eines Zapfens, der
aus dem Drehmechanismus hervorragt;
Fig. 4b eine Draufsicht auf die Aussparung gemäß
Fig. 4 a im Querschnitt;
Fig. 4 c eine Seitenansicht eines Querschnittes
der Aussparung gemäß Fig. 4 a; und
Fig. 5 einen Querschnitt einer Ausführungsform
der äußeren Fläche, nur der stationären
Mutter des Kerns.
Wie in Fig. 1 dargestellt, besitzt die Zentrifuge 10 den
stationären Kern 20, um welchen das äußere drehende Ge
fäß 40 drehbar angebracht ist. Der Kern 20 besitzt den
Einlaß 22 zur Aufnahme der zu zentrifugierenden Flüssig
keit. Der Einlaß 22 steht mit dem Einlaßkanal 24 in Ver
bindung, welcher wiederum mit der Gefäßröhre 42 in Ver
bindung steht, durch welche die Flüssigkeit in das
innere des äußeren drehenden Gefäßes 40 strömt. Zentri
fugierte überstehende (supernatant) Flüssigkeit, so wie
etwa Blutserum und Lauge (wash), strömt aus dem inneren
des äußeren drehenden Gefäßes 40 nach oben in den Aus
laßkanal 26, zu dem Auslaß 28, von welchem die Flüssig
keit die Vorrichtung verläßt.
Elemente wie etwa Blutzellen und Plättchen (welche als
"geformte Elemente" bekannt sind), werden in dem Raum
zwischen der inneren Oberfläche des Gefäßes 40 und der
äußeren Oberfläche der Schale 50 an beiden Seiten des
Gefäßes 40 gesammelt. Die Anordnungsverjüngung 21 an dem
Kern 20 erleichtert die Anordnung des Gefäßes an einer
motorisierten (nicht dargestellten) Tafelvorrichtung.
Der Kern 20 besitzt die stationäre Mutter 30, welche so
ausgebildet ist, daß sie das äußere drehende Gefäß 40
aufnehmen, haltern und abdichten kann. Die Schulter 31
der Mutter 30 besitzt daran gesichert die Dichtung 32.
Die Dichtung 32 besitzt das Akkordeonelement 33 für eine
dynamische Dichtung gegen die Röhre 34. Bei der bevor
zugten Ausführungsform besteht die Dichtung 32 aus
einem Elastomer, sowie etwa aus Polyurethan oder einem
Polymer, sowie etwa TEFLON (eingetragenes Warenzeichen);
die Röhre 34 besteht Metall, sowie etwa rostfreiem Stahl
oder Aluminium; LEXAN wird für das Gefäß 40, die Schale
50, den Kern 20 und das Leitelement 44 verwendet.
Die Röhre wird um den Ansatz 41 des äußeren rotierenden
Gefäßes 40 plaziert. Die Röhre 34 erstreckt sich nicht
entlang der gesamten Länge des Ansatzes 41. Eine andere
Röhre, die Röhre 35 ist um den Ansatz 41 herum ange
ordnet und erstreckt sich über diesen, so daß ihre obere
Ecke oder Lippe gegen die untere Seite des oberen Teils
der stationären Mutter 30 stößt. Die Röhre 32 ist aus
einem Werkstoff hergestellt, welcher sich nach außen von
dem Ansatz 41 verformt, in Reaktion auf Rotationskräfte,
so daß die obere Ecke oder Lippe während des Betriebs
sich nach außen bewegt in Bezug zu dem Kern 20, wodurch
eine Strömung von dem Einfangkanal 36 zu dem Einfang
kanal 37 ermöglicht wird. Ungewollte Teilchenverun
reinigungen und abradierte Partikel strömen zu der
Dichtung 32, aufgrund der nach oben und außen ge
richteten Komponenten der Rotationskräfte. Wenn die
Geschwindigkeit der Zentrifuge vermindert wird und sie
dann stoppt, berührt die Dichtungsröhre 35 die Mutter 30,
wodurch die Einfangzone 37 abgeschlossen wird und eine
Rückströmung von Teilchenverunreinigungen verhindert
wird.
Das äußere drehende Gefäß 40 besitzt die stationäre
Leitfläche 44, angebracht an der Gefäßröhre 42, um die
Flüssigkeitsströmung in den oberen Kanal 43 zu leiten.
Die Lippe 45 ist integral mit dem Gefäß 40 ausgebildet
und ergibt Elemente, um das Gefäß an seinem Ort zu
sichern. Geeignete Halterungselemente (nicht dargestellt
in Fig. 1) können die Lippe 45 greifen, um das Gefäß
40 zu halten. Der Vorsprung 47 ist an einer herkömmlichen
Zentrifugentafel befestigt, welche mit einem (in Fig. 1
nicht dargestellten) Motor verbunden ist. Die Drehkraft
des Motors wird auf die Tafel übertragen und auf das
auf der Tafel befestigte Gefäß 40. Die innere Schale
50 ist an dem Gefäß 40 durch eine obere Befestigung 52
und eine Bodenbefestigung 53 gesichert. Es ist bevor
zugt, daß die innere Schale 50 hohlkörperartig ist. Sie
dient dazu, einen Bereich zu bilden für eine Ansammlung
der geformten Elemente. Die Befestigungen 52 und 53 sind
perforiert, so daß das zentrifugierte Fluid zu dem
oberen Kanal 43 und in den Auslaßkanal 26 strömen kann.
Aufgrund der Ausgestaltung des äußeren rotierenden Ge
fäßes 40 und der inneren Schale 50, in welcher die
Seiten sich innen von oben nach unten verjüngen, sind
die nach oben gerichteten Komponenten der Kräfte, die
durch die Drehung erzeugt werden und dazu neigen, das
Gefäß 40 nach oben zu zwingen, vermindert. Durch eine
Abflachung des Gefäßes 40 und durch eine Vergrößerung
seines Durchmessers werden größere Zentrifugal-(Trennungs-)
Kräfte bei niedrigeren Geschwindigkeiten erzeugt. Ein
Zentrifugengefäß, hergestellt gemäß der hier beschriebenen
Erfindung, wie es in Fig. 2 dargestellt ist, erzeugt
durchweg Blutbestandteile (hematocrits) von etwa 55
bis 60%, bei 3450 Umdrehungen pro Minute, und ergibt
einen größeren Anteil von Plättchenzurückhaltung, während
kommerziell verfügbare Vorrichtungen gemäß dem Stand der
Technik Hämatocrits zu nur etwa 50 bis 55% bei dieser
Geschwindigkeit erzeugen. Desgleichen werden minimale
Hämolysewerte mit einer Vorrichtung gemäß der hier be
schriebenen Erfindung erreicht.
Wie in Fig. 2 dargestellt, besitzt die Zentrifuge 110
den stationären Kern 120, um welchen das äußere Drehge
fäß 140 drehbar angebracht ist. Der Kern 120 besitzt
den Einlaß 122 zur Aufnahme der zu zentrifugierenden
Flüssigkeit. Der Einlaß 122 steht mit der Gefäßröhre
142 in Verbindung, durch welche die Flüssigkeit in
das innere des äußeren drehenden Gefäßes 140 strömt.
Zentrifugierte überstehende Flüssigkeit, sowie etwa
Blutserum und Lauge (wash) strömt nach oben von dem
inneren des äußeren drehenden Gefäßes 140 in den Aus
laßkanal 126, zu dem Auslaß 128, von welchem aus die
Flüssigkeit die Vorrichtung verläßt.
Elemente wie etwa Blutzellen und Plättchen (welche
auch bekannt sind als "geformte Elemente") werden in dem
Raum zwischen der inneren Oberfläche des Gefäßes 140
und der äußeren Oberfläche der inneren Schale 150 an den
Seiten des Gefäßes 140 gesammelt.
Der Kern 120 besitzt die stationäre Mutter 130, welche
so ausgestaltet ist, daß sie das äußere drehende Gefäß
140 aufnimmt, haltert und abdichtet. Die Schulter 131
der Mutter 130 besitzt eine daran gesicherte Dichtung
132. Die Dichtung 132 ist in dichtendem Kontakt mit
der Röhre 134, was eine dynamische Dichtung ergibt.
Bei der bevorzugten Ausführungsform besteht die Dichtung
132 aus Polyurethan oder TEFLON (eingetragenes Waren
zeichen); die Röhre 134 besteht aus Metall, sowie etwa
rostfreiem Stahl oder Aluminium; und LEXAN wird für
das Gefäß 140 verwendet, die Schale 150, den Kern 120
und die Leitfläche 144.
Die Röhre 134 wird um den Ansatz 141 des äußeren
drehenden Gefäßes 140 herum angeordnet. Die Röhre 134
erstreckt sich nicht entlang der gesamten Länge des
Ansatzes 141. Eine andere Röhre, sowie etwa die Röhre
35 gemäß Fig. 1, kann um den Ansatz 141 herum verwendet
werden, um so zu wirken, wie in der Ausführungsform
gemäß Fig. 1.
Das äußere drehende Gefäß 140 besitzt die äußere
stationäre Leitfläche 144, angebracht an der Gefäßröhre
142, um die Flüssigkeitsströmung in dem oberen Kanal
143 zu leiten. Die Wulste 145 sind unterbrochen beab
standet, so daß eine Strömung durch den oberen Kanal
143 möglich ist. Der Vorsprung 147 ist an einer her
kömmlichen Zentrifugentafel befestigt, welche mit
einem (Fig. 2 nicht dargestellten) Motor verbunden ist.
Die Drehkraft des Motors wird auf die Tafel aufgebracht und
auf das Gefäß 140, welches auf der Tafel befestigt ist.
Die innere Schale 150 ist an dem Gefäß 140 durch eine
obere Anbringung 152 und eine untere Anbringung 153
gesichert. DIe Anbringungen 152 und 153 sind perforiert,
so daß die zentrifugierte Flüssigkeit zu dem oberen Kanal
143 und in den Auslaßkanal 126 strömen kann. Es ist be
vorzugt, daß die innere Schale 150 hohlkörperartig ist.
Die innere Schale 150 dient dazu, in dem Gefäß 140
einen Bereich für die Ansammlung von geformten Elementen
zu schaffen.
Aufgrund der Ausgestaltung des äußeren drehenden Ge
fäßes 140, in welchem die Seitenwand 154 rechtwinklig zu
der oberen Wand 155 ist, und derjenigen der Schale
150, bei welcher die Seitenwand 157 rechtwinklig
zu der oberen Wand 158 und der Bodenwand 159 ist, sind
die nach oben gerichteten Komponenten der Kräfte,
die durch die Drehung erzeugt werden und welche dazu
neigen, das Gefäß nach oben zu drücken, vermindert.
Auch durch eine Abflachung des Gefäßes 140 im Ver
gleich zu bekannten Gefäßen und durch eine Vergrößerung
dessen Durchmessers, werden größere Zentrifugations
(Trennungs-) kräfte erzeugt bei niedrigeren Geschwindig
keiten.
Ein Zentrifugengefäß hergestellt gemäß der hier be
schriebenen Erfindung erzeugt beständig Hämatocriten
zu etwa 55 bis 60% bei 3450 Umdrehungen pro Minute
und führt zu einem größeren Anteil von Plättchenzu
rückhaltung, während kommerziell verfügbare, im Stand
der Technik bekannte Einrichtungen Hämatocriten zu
etwa 50 bis 55% bei dieser Geschwindigkeit erzeugen.
Desgleichen werden minimale Hämolysewerte erzielt mit
einer Vorrichtung gemäß der hier beschriebenen Erfindung.
Wie in Fig. 3 gezeigt, ist das Gefäß 210 anordbar und
sicherbar an der Tafel 220 mit Hilfe des Zapfen 230.
Der Vorsprung 211 des Gefäßes 210 ist in der Aus
sparung 221 der Tafel 220 aufgenommen. Der Druckkolben
222 berührt den Vorsprung 211 und drückt, aufgrund
der nach oben gerichteten Kraft der Feder 223 nach
oben gegen den Vorsprung 211, wodurch das Gefäß 210
nach oben gezwungen wird. Die Tafel 220 ist an der
Motorwelle 241 des herkömmlichen Motors 240 gesichert.
Der Motor 240 ist in herkömmlicher Weise an dem Motor
befestigungselement 242 angebracht.
Bei der bevorzugten Ausführungsform sind drei Zapfen
230 in der Tafel 220 vorgesehen, aber es ist zu ver
stehen, daß jede geeignete Anzahl, ein oder mehrere,
verwendet werden können. Das Gefäß 210 besitzt eine
Aussparung (vgl. Fig. 3, 4a, 4b, 4c) sowie die
Aussparung 212 zur Aufnahme und Halterung des Zapfens
230. Die Aussparung 212 besitzt die Einlaßausnehmung
213 und die Kehlenausnehmung 214. Wenn nach unten ge
richteter Druck auf das Gefäß abgelassen wird, wird
der Zapfen 230 in der Kehlenausnehmung 214 gehalten.
Um eine Anordnung des Gefäßes zu erleichtern, können
mehr Aussparungen als Zapfen vorgesehen sein.
Fig. 5 verdeutlicht die bevorzugte Ausführungsform für
die Klammerfläche 38 des Gefäßes 10 oder die Klammerfläche
138 des Gefäßes 110. Die Fläche ist mit flachen Bereichen
39 versehen, welche die Anordnung der Klammerungs-,
Halterungs- oder Stabilisierungseinrichtungen im oberen
Bereich des Gefäßes erleichtern. Da der Durchmesser der
Muttern 30 oder 130 größer ist als der Durchmesser der
jeweiligen stationären Kerne 20 und 120, ist mehr Griff
fläche vorgesehen für eine Klammerungseinrichtung,
um zu ergreifen, als in vergleichbaren Einrichtungen
gemäß dem Stand der Technik, bei welchen die Klammerung
um den Kern herum selbst oder um einen Bereich mit
geringerem Durchmesser des Kerns durchgeführt wird.
Die Mutter 30 und 130 sind auch relativ niedrig an
ihren Kernen angeordnet im Vergleich zu dem Klammerungs
punkt bei verschiedenen bekannten Einrichtungen, wo
durch eine stabilere Klammerung erzielbar ist.
Im Vergleich mit verschiedenen bekannten Einrichtungen
sind Gefäße gemäß der Erfindung flacher, weiter und
ihre Wände verjüngen sich nicht nach außen. Die er
möglicht, daß größere Bereiche gleichförmigerer Kräfte
in dem Gefäß erzeugt werden, welche eine Zellzurück
haltung und Waschung erleichtern. Die Ausgestaltung und
Gestalt der Gefäße ermöglicht es, daß größere Kräfte auf
gebaut werden bei geringeren Geschwindigkeiten, so daß
die Motoren, die verwendet werden um die Gefäße zu
drehen, sowie etwa herkömmlich verfügbare Motoren
mit Umdrehungen von 3450 pro Minute, nicht verstärkt
werden müssen auf höhere Geschwindigkeiten hin, um
größere Kräfte und bessere Ergebnisse zu erreichen.
Zusammenfassend ist daher ersichtlich, daß die hier be
schriebene Erfindung und die Ausführungsformen, die
offenbart sind, gut geeignet sind, die Ziele auszuführen
und die Projektionen, die aufgestellt worden sind, zu
erreichen sowie andere Eigenschaften, die damit zu
sammenhängen. Ein Fachmann, dem die Lehre gemäß der
Erfindung offenbart wird, kann erkennen, daß gewisse
Änderungen durchgeführt werden können, ohne den Geist
und den Gegenstand der Erfindung, wie er auch bean
sprucht ist, zu verlassen.
Claims (13)
1. Zentrifuge zur verfahrensmäßigen Durchsetzung von
Flüssigkeiten gekennzeichnet durch eine erste und zweite
Anordnung von Komponenten, von denen eine in der Lage ist,
sich relativ zu der anderen zu drehen, wobei
- die erste Anordnung von Komponenten Kernelemente (20) aufweist zur Aufnahme und Ausstoßung der Flüssig keit und zur Übermittlung der Flüssigkeit zu der zweiten Anordnung, und wobei
- die zweite Anordnung von Komponenten Gefäßelemente (40) aufweist, drehbar um die Kernelemente herum (20) angebracht, zur Aufnahme und Beihaltung der Flüssigkeit, wobei die Gefäßelemente (40) von oben nach unten sich nicht verjüngen.
2. Zentrifuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
hohlkörperartige innere Schalenelemente (50, 150) in den
Gefäßelementen (40) angebracht sind, welche ein Gebiet in
der inneren Umgebung der Gefäßelemente (40) bilden, in
welchem die Elemente in der Flüssigkeit sich ansammeln
können.
3. Zentrifuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Gefäßelemente (40) nach oben sich erstreckende
Ansatzelemente (41) zur Aufnahme der Kernelemente (20,
120) aufweisen, wobei die Ansatzelemente (41) sich um
die Kernelemente (20, 120) während des Betriebs der
Zentrifuge drehen, und wobei erste Dichtelemente vorge
sehen sind, zwischen den Kernelementen (20, 120) und den
Ansatzelementen (41), um ein Herausdringen von Flüssig
keit zwischen den Kernelementen (20, 120) und den An
satzelementen (41) nach außen bezüglich der Zentrifuge
zu verhindern, wobei weiter die ersten Dichtelemente
expandierbare Dichtelemente aufweisen, die mit den
Kernelementen (20, 120) verbunden sind und sich aus
weiten, um dichtend mit den Ansatzelementen (41) in
Kontakt zu kommen.
4. Zentrifuge nach Anspruch 3, wobei Kanalelemente vorge
sehen sind zwischen den Kernelementen (20, 120) und
den Ansatzelementen (41), durch welche ein minimaler
Flüssigkeitsanteil strömen kann und nach oben gezwungen
wird, und nach auswärts, während des Betriebs der Zentri
fuge, wobei der minimale Flüssigkeitsanteil in eine
Auffangzone strömt, ausgebildet zwischen den Ansatz
elementen und nach außen und nach unten reichenden
Schulterausformungselementen der Kernelemente, wobei
weiter die Strömung des minimalen Flüssigkeitsanteiles
daran gehindert ist, aus der Zentrifuge auszutreten,
durch erste expandierbare Abdichtelemente, verbunden
mit den Schulterausformungselementen und in Berührung
mit den Ansatzelementen, wobei desweiteren erste Dicht
elemente sich ausweiten, um gegen die Ansatzelemente zu
drücken, und wobei zweite Dichtelemente in der Einfang
zone vorgesehen sind und mit der Schulterausformung in
Kontakt sind, während die Zentrifuge sich in Ruhe be
findet, um die Einfangzone abzudichten und zu verhindern,
daß Flüssigkeit durch die Kanalelemente strömt, und
wobei zweite Dichtelemente aus verformbarem Werkstoff
hergestellt sind, welche sich in Reaktion auf die Dreh
kräfte verformen, um die Kanalelemente zu öffnen und
eine Strömung in die Einfangzone zu ermöglichen.
5. Zentrifuge nach Anspruch 4, wobei die ersten Dicht
elemente mit nicht korrodierbaren Röhrenelementen in
Kontakt sind, die um die Ansatzelemente herum ange
ordnet sind.
6. Zentrifuge nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet
daß die zweiten Dichtelemente in den zweiten Röhrenele
menten sicher um die Ansatzelemente herum, oberhalb der
nicht korrodierbaren Röhre, angeordnet sind.
7. Zentrifuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Gefäßelemente Sicherungselemente besitzen zur
Sicherung der Gefäßelemente an dem Drehmechanismus, daß
die Sicherungselemente eine oder mehrere Sicherungsaus
sparungen aufweisen, ausgebildet integral an der
äußeren Seite der Gefäßelemente, zur Aufnahme und Halter
ung von Zapfenelementen, die aus dem Drehmechanismus
hervorstehen.
8. Zentrifuge nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß nach oben gerichtete Druckelemente, verbunden mit
dem Drehmechanismus, die Gefäßelemente nach oben drücken,
wenn sie an dem Drehmechanismus gesichert sind, um die
Halterung der Zapfenelemente in der Sicherungsaussparung
oder den Sicherungsaussparungen zu erleichtern.
9. Zentrifuge zur verfahrensmäßigen Durchsetzung von
Flüssigkeit mit einer ersten und zweiten Anordnung
von Komponenten, von denen eine in der Lage ist, sich
relativ zu der anderen zu drehen, bei welcher
- die erste Anordnung von Komponenten Kernelemente auf weist, zur Aufnahme und Ausstoßung der Flüssigkeit und zum Übermitteln der Flüssigkeit in die zweite An ordnung,
- wobei die zweite Anordnung von Komponenten Gefäß elemente aufweist, die drehend an den Kernelementen angebracht sind, zur Aufnahme und Halterung der Flüssigkeit, wobei die Gefäßelemente sich nicht nach außen verjüngen, von oben nach unten,
- bei welcher weiter die inneren Schalenelemente in den Gefäßelementen angebracht sind, bilden ein Gebiet in der inneren Umgebung der Gefäßelemente, in welchem die Elemente in der Flüssigkeit sich ansammeln können,
- bei welcher weiter die Gefäßelemente nach oben sich erstreckende Ansatzelemente besitzen, zur Aufnahme der Kernelemente, wobei die Ansatzelemente sich um die Kernelemente während des Betriebs der Zentrifuge drehen und wobei erste Dichtelemente vorgesehen sind zwischen den Kernelementen und den Ansatzelementen, um ein Austreten von Flüssigkeit aus dem Bereich zwischen den Kernelementen und den Ansatzelementen nach außen bezüglich der Zentrifuge zu verhindern, wobei die ersten Dicht elemente expandierbare Dichtelemente aufweisen, die mit den Kernelementen verbunden sind und sich aus weiten, zu einem dichtenden Kontakt mit den Ansatz elementen,
- aufweisend weiter Kanalelemente zwischen den Kernele menten und den Ansatzelementen, durch welche ein minimaler Anteil an Flüssigkeit strömen kann und nach oben und auswärts gezwungen wird während des Betriebs der Zentrifuge, wobei der minimale Flüssigkeitsanteil in die Fangzone strömt, ausgebildet zwischen den Ansatzelementen und nach außen und unten sich er streckenden Schulteransatzelementen der Kernele mente, wobei weiter die Strömung des minimalen Anteils an Flüssigkeit gehindert ist, aus der Zentrifuge aus zutreten, durch erste expandierbare Dichtelemente, ver bunden mit den Schulteransatzelementen und in Kontakt mit den Ansatzelementen, wobei weiter die ersten Dichtelemente expandieren, gegen die Ansatzelemente zu drücken und zweite Dichtelemente in der Einfang zone angeordnet sind und mit der Schulterausformung in Kontakt sind während die Zentrifuge in Ruhe ist, um die Einfangzone abzudichten und zu verhindern, daß Flüssigkeit durch die Kanalelemente strömt, wobei zweite Dichtelemente aus deformierbarem Werk stoff hergestellt sind, welche sich in Reaktion auf Drehkräfte verformen, um die Kanalelemente zu öffnen und eine Strömung in die Einfangzone zu ermöglichen,
- bei welcher weiter die ersten Dichtelemente mit nicht korrodierbaren Röhrenelementen in Kontakt sind, ange ordnet um die Ansatzelemente,
- bei welcher weiter die zweiten Dichtelemente zweite Röhrenelemente aufweisen, sicher angeordnet um die ersten Ansatzelemente oberhalb der nicht korrodier baren Röhre, und
- bei welcher die Gefäßelemente Sicherungselemente be sitzen, zur Sicherung der Gefäßelemente an einem Drehmechanismus, wobei die Sicherungselemente eine oder mehrere Aussparungen aufweisen, ausgebildet integral an der äußeren Seite der Gefäßelemente zur Aufnahme und Halterung von Zapfenelementen, die aus dem Drehmechanismus hervorstehen, wobei die Drehele mente nach oben drückende Elemente besitzen, um gegen die Gefäßelemente zu drücken, um die Halterung der Zapfenelemente in der Sicherungsaussparung oder den Sicherungsaussparungen zu erleichtern.
10. Zentrifuge mit einer Drehanordnung aus Komponenten
und einer stationären Anordnung von Komponenten, axial
mit einander ausgerichtet, gekennzeichnet dadurch, daß die
Zentrifuge eingebaut Dichtanordnungselemente besitzt, die
in der Lage sind, eine wirksame Fluiddichte Abdichtung
zwischen der drehenden Anordnung und der stationären
Anordnung zu ergeben, wobei die Dichtanordnung ex
pandierbare Dichtelemente aufweist, sicher angeordnet um
die stationäre Anordnung und expandierend in einen
dichtenden Kontakt mit einem Bereich der Drehanordnung.
11. Dichtanordnungselemente, welche in der Lage sind,
eine Fluiddichteabdichtung zwischen zwei Komponenten zu
ergeben, von denen eine drehbar ist relativ zu der anderen
wobei eine Anordnung stationär und die andere drehend
ist, wobei weiter die Dichtanordnungselemente expandierende
Dichtelemente aufweisen, die sicher angeordnet sind um
die stationäre Anordnung und sich ausweiten, um dichtend
einen Bereich der drehbaren Anordnung zu berühren.
12. Dichtelemente für eine Verwendung in einer Zentrifuge,
zur verfahrensmäßigen Durchsetzung von Flüssigkeiten,
welche drehbare Elemente besitzt einschließlich eines
drehbaren Gefäßes, stationäre Elemente, Elemente, um
Flüssigkeit zu dem drehbaren Gefäß zu lassen und Elemente,
um verfahrensmäßig durchgesetzte Flüssigkeit abzuziehen,
wobei die Dichtelemente aufweisen:
- Das drehbare Gefäß mit einem sich nach oben erstreckenden Bereich, angebracht an den drehbaren Elementen, aufge nommen in den stationären Elementen;
- expandierbare Dichtelemente, gesichert an einem Be reich der stationären Elemente und so positioniert, daß es einen Kontakt zwischen diesen und dem sich nach oben erstreckenden Bereich des Gefäßes gibt, wobei der Kontakt eine dynamische Abdichtung schafft; und
- Elemente um verunreinigende Partikel einzufangen, die durch einen Kontakt während des Betriebs der Zentrifuge erzeugt werden.
13. Gefäßelemente für eine Zentrifuge, wobei die Gefäßele
mente im wesentlichen zylindrisch sind und aufweisen,
- Seitenwandelemente,
- obere Wandelemente, verbunden mit dem oberen Bereich der Seitenwandelemente, wobei die oberen Wandelemente das Oberteil der Gefäßelemente bilden,
- Bodenwandelemente, verbunden mit dem Boden der Seitenwand elemente, wobei die Bodenwandelemente den Boden der Ge fäßelemente bilden, und
- Seitenwandelemente, die nicht nach außen sich verjüngen, von oben zu dem Boden des Gefäßes.
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