DE4008565A1 - Vorrichtung mit zentrifugen-rotor - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Verbesserung von Deckeln zum Verschließen von Rotationsvorrichtungen wie z.B. Konzentrator-Verdampferapparaturen, Ultrazentrifugen, Vakuum- Zentrifugen etc.

Solche Vorrichtungen wie die genannten Konzentrator-Verdampfer- Zentrifugen, Vakuum-Zentrifugen und Ultrazentrifugen tragen im allgemeinen im Inneren eines feststehenden, umschlossenen Raumes oder einer Kammer einen Rotor, der sich um eine vertikale Achse dreht, wobei der umschlossene Raum mit einer oberen Öffnung ver­ sehen ist, die meistens kreisförmig ist, um den Zugang zum Rotor zu ermöglichen. Diese Öffnung ist im allgemeinen mit einem Deckel verschlossen, der in der Lage ist, um eine horizontale Achse zu schwenken, und der zahlreichen Anforderungen stand­ halten muß.

Der Deckel muß einen dichten Abschluß gegenüber einem innerhalb der Kammer erzeugten Vakuum gewährleisten, insbesondere, wenn es sich um eine Konzentrator-Verdampferapparatur oder eine Ultra­ zentrifuge handelt, und er muß gegenüber Druckunterschieden wi­ derstandsfähig sein. Er muß zusammen mit der restlichen Wandung der Kammer für den Fall einer Explosion oder eines Rotorbruchs die Funktion einer mechanischen Barriere ausüben. Er muß mei­ stens aus einem durchsichtigen Material gebildet sein, das die visuelle Beobachtung des Rotors erlaubt, wenn sich dieser in Be­ trieb befindet, sowie gleichermaßen in zahlreichen Fällen den Durchtritt einer von einer äußeren Quelle ausgehenden Strahlung ermöglichen, die zur Strahlen-Beheizung des Rotorinhalts be­ stimmt ist.

Schließlich muß er leicht zu bedienen sein, während es gleich­ zeitig möglich sein muß, daß er während des Betriebs der Vor­ richtung in der Verschlußstellung blockiert ist, um Sach- und Personenunfälle zu vermeiden.

Die Folge davon ist, daß man an den Vorrichtungen der oben ange­ führten Art derzeit Deckel findet, die aus einem transparenten Material wie z.B. Glas hergestellt sind, das sehr dick und dem­ zufolge von beträchtlichem Gewicht ist. Diese Deckel sind schwer zu bedienen und können im Fall eines ungewollten Kippens ihres Gewichtes wegen Verletzungen verursachen. Schließlich sind sie außerordentlich sperrig, sowohl im geöffneten Zustand als auch während ihrer Verschwenkung.

Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die genannten Nachteile zu beseitigen und die Deckel zum Verschließen von Vor­ richtungen der genannten Art zu verbessern. Insbesondere soll ein derart verbesserter Deckel zur Verfügung gestellt werden, der die Risiken von Sach- und Personenunfällen bei seiner Hand­ habung vermeidet. Des weiteren sollen erfindungsgemäß im Augen­ blick der Entriegelung des Verschlusses keine Unfall- oder Zwischenfall-Risiken mehr bestehen; zumindestens sollten diese verringert sein. Weiterhin sollen der Platzbedarf des Deckels und damit auch der Vorrichtung deutlich verringert werden, insbesondere in geöffneter Stellung, aber auch dann, wenn der Deckel bewegt wird. Weiterhin ist es Aufgabe der Erfindung, die Abnutzung der im allgemeinen dem Deckel zugeordneten Dichtung zu begrenzen und eine gleichmäßige Beanspruchung dieser Dichtung zu gewährleisten. Außerdem soll die manuelle Handhabung des Deckels erleichtert werden.

Dementsprechend ist der Gegenstand der Erfindung eine Verbesse­ rung der Deckel zum Verschließen von Vorrichtungen wie Konzen­ trator-Verdampfapparaturen, Ultrazentrifugen und Zentrifugen und insbesondere Vorrichtungen, in denen sich ein Zentrifugen-Rotor in einem umschlossenen Raum, in dem man ein Vakuum erzeugen kann, um eine vertikale Achse dreht, wobei dieser umschlossene Raum innerhalb einer im wesentlichen horizontal orientierten Ebene eine obere Öffnung und einen Deckel aufweist, der das Verschließen dieser Öffnung ermöglicht, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Verschlußdeckel eine widerstandsfähige Platte aufweist, die entlang der Öffnung mit Hilfe von Führungsmitteln gradlinig verschoben wird, und zwar zwischen einer Verschluß­ stellung, in der sie die Öffnung überdeckt und in der die Platte daran gehindert wird, sich von der Öffnungsebene zu trennen, und einer zu dieser Verschlußstellung verschobenen Freigabestellung in derselben Ebene, wobei diese Platte mit Mitteln verbunden ist, die ermöglichen, und zwar nur in der Freigabestellung, die Platte um eine Achse zu kippen, die geometrisch betrachtet auf dem Niveau einer Seitenkante des umschlossenen Raumes angeordnet ist, so daß die Platte im Bereich dieser Kante eine Position einnehmen kann, in der sie bezüglich der horizontalen Ebene der Öffnung um einen größeren Winkel gekippt ist, vorzugsweise im Bereich von 90°.

Als erfindungsgemäße, widerstandsfähige Platte ist eine ebene Platte vorgesehen, die eine beliebige Form, beispielsweise eine quadratische oder eine rechtwinklige, besitzen kann und eine ausreichend große Dicke aufweist, um Beanspruchungen widerstehen zu können, die dadurch hervorgerufen werden, daß in der Kammer ein starkes Vakuum erzeugt wird, sowie durch Erschütterungen oder Schläge, die die Folge eines Bruchs oder einer Zerstörung des Rotors sein können. Die Platte kann in vorteilhafter Weise für Beobachtungszwecke aus einem transparenten Material gebildet sein, wie z.B. aus Glas, aus Polycarbonat, aus einer plastischen Glasmasse, aus einer zusammengesetzten Struktur etc., und die Fähigkeit haben, dem Druck, dem Bersten bzw. einer Explosion und gegebenenfalls chemischer Korrosion zu widerstehen.

Vorzugsweise kreuzt die Achse, um die die Platte gekippt werden kann, wenn sie die Freigabestellung erreicht hat, geometrisch gesehen die Platte oder deren geometrische Projektion entlang einer Linie, die zwischen den beiden Kanten der Platte und vor­ zugsweise genau im mittleren Drittel der Platte verläuft, so daß in gekippter Stellung sich ein Teil der Platte oberhalb der Translations-Ebene der Platte, d.h. praktisch ausgedrückt ober­ halb der Ebene der Öffnung befindet, während sich der andere Teil der Platte unterhalb dieser Ebene befindet, und zwar in un­ mittelbarer Nähe einer Außenkante bzw einer Außenwand der geschlossenen Kammer der Vorrichtung.

Hierdurch wird der Platzbedarf besonders stark reduziert, und zwar nicht nur dann, wenn sich die Verschlußplatte in geöffneter Position befindet, sondern auch dann, wenn sie auf dem Weg zwischen der gekippten Stellung und der verschlossenen Stellung ist.

Die Mittel zum Verschieben der Platte umfassen vorzugsweise zwei Schienen oder Führungsglieder, die beiderseits der Platte ange­ ordnet sind und seitliche Vorsprünge oder Zapfen der Platte füh­ ren und die die Platte in ihrer horizontalen Position in den Führungsgliedern festhalten sollen, wobei die Führungsglieder die Vorsprünge oder Zapfen der Platte sich so weit bewegen las­ sen, bis die Platte die Position, in der sie geöffnet werden kann, erreicht hat. In vorteilhafter Weise können die Mittel, die mit der Platte verbunden sind, um deren Kippen zu ermög­ lichen, gleichzeitig seitliche Vorsprünge der Platte aufweisen, wobei sie Drehpunkte oder Zapfen bilden, die, in einer besonders interessanten Ausführungsform der Erfindung, in denselben Füh­ rungsgliedern gehalten sein und sich dort drehen können.

In geschlossener Stellung gelangt die Platte in eine Lage ober­ halb der in der Kammer ausgebildeten oberen Öffnung, und es ist zu bevorzugen, daß diese Öffnung einen durchgehenden Dichtungs­ ring aufweist, der dazu bestimmt ist, mit der Unterseite der Platte zusammenzuwirken, um die Dichtigkeit zu sichern. Vorzugs­ weise weisen die Führungsglieder für die Verschlußstellung Aussparungen oder Nuten auf, die nur die Bewegung der Platte nach unten, d.h. rechtwinklig zur Öffnungsebene, erlauben, damit sich die Platte an die Dichtung anlegen und diese zusammen­ drücken kann, während das Vakuum im umschlossenen Raum aufgebaut wird.

Gleichwohl kann man in einer anderen Ausführungsform gleicher­ maßen vorsehen, daß die Führungsglieder eine Abwärtsbewegung der Platte erzwingen, um die Dichtung zusammenzudrücken, und zwar etwa gegen Ende der Translationsbewegung der Platte in Richtung ihrer Verschluß-Stellung.

Gemäß einer anderen Ausführungsform kann man gleichermaßen vor­ sehen, daß die Platte in ihrer Verschluß-Stellung vollständig unbeweglich in der unveränderten, höheren Lage ruht, wobei die Dichtung dann eine an sich bekannte spezielle Form besitzt, die ihr gestattet, bei der Erzeugung des Vakuums die Dichtigkeit da­ durch zu sichern, daß sie sich vollständig an die Platte an­ schmiegt.

In ganz besonders bevorzugter Weise können dem Deckel die Blockierungsmittel der Verschluß-Stellung zugeordnet sein, wobei diese Mittel in einfacher Weise eine Translation der Platte von dieser Position weg verhindern. Diese Mittel können einen einfachen Anschlag oder Stopper aufweisen, der sich hinter die Plattenkante setzen kann, die in Richtung der Freigabestel­ lung weist, während die andere Kante durch einen Anschlag oder Stopper in der Verschlußstellung gehalten wird, der beispiels­ weise durch die Führungsglieder gebildet sein kann. Die Steue­ rung, die die Betätigung und die Freigabe des Verriegelungsor­ gans erlaubt, kann beliebig sein, vorzugsweise wird jedoch die Verriegelung automatisch gesperrt, wenn die Vorrichtung in Bewe­ gung gesetzt wird, und automatisch entsperrt, wenn die Drehung des Rotors zu Ende ist oder beinahe zu Ende ist, beispielsweise durch ein Mittel, das mißt, daß die Geschwindigkeit des Rotors unter einen bestimmten Wert gesunken ist.

Andere Vorteile und Eigenschaften der Erfindung ergeben sich aus den Angaben der folgenden Beschreibung eines Beispiels, das nicht einschränkend verstanden werden darf, und sich wie folgt auf die beigefügten Zeichnungen bezieht:

Fig. 1 stellt einen axialen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung dar,

Fig. 2 stellt eine Ansicht der hinteren Seite der Vorrichtung dar, wobei die Hinterwand des Gehäuses entfernt ist,

Fig. 3 stellt eine Ansicht der Vorderseite der Vorrichtung dar,

Fig. 4 stellt eine vergrößerte Teilansicht der Vorrichtung von der Seite her dar.

Die dargestellte Vorrichtung ist eine Konzentrator-Verdampfer- Zentrifuge. Sie weist eine Verkleidung oder Abdeckhaube (1) auf, die im allgemeinen eine quaderförmige Form besitzt, mit einem Unterteil (2), das einen Sockel bildet und auf Füßen (3) ruht, und mit Hinter- (4), Vorder- (5), Seitenflächen (6) und einer Oberseite (7). Die Oberseite (7) besitzt eine große, kreisför­ mige Öffnung, durch die der Rand eines kreisförmigen Behälters (8) austritt, der einen zylinderförmigen, umschlossenen Raum mit einem Boden (9) und einem kreisförmigen Dichtungsring oder einer solchen Dichtungslippe (10) um die Öffnung herum bildet. Das Gehäuse (1) enthält verschiedene Bauteile der Vorrichtung, die nicht eingehender beschrieben werden sollen, mit Ausnahme des­ sen, daß der Rotor, der sich um eine vertikale Achse im Behälter (8) drehen kann, Probenträger oder -behälter zentrifugiert.

In geschlossener Stellung ist die Kammer oder der Behälter (8) durch einen Deckel (11) verschlossen, der durch eine viereckige Platte aus starkem Glas gebildet ist, die auf der Dichtung (10) ruht. Der Deckel (11) kann innerhalb seiner horizontalen Ebene Translations-Bewegungen ausführen, und zwar zwischen der vorderen Verschlußstellung und einer zurückversetzten Freigabestellung, wobei er durch zwei seitliche, parallele Schienen (12) geführt wird, die von der Kante oder Oberseite (7) des Gehäuses getragen werden und einen U-förmigen Querschnitt bilden. Zu diesem Zweck tragen die beiden seitlichen Kanten des Deckels (11) jeweils einen Metallbeschlag (13), der wiederum in beiden Fällen zwei Zapfen (14 a, 14 b) trägt, die von einem Gleitring (15), vorzugs­ weise einem drehbaren, umgeben sind und in die jeweiligen Schie­ nen (12) eingreift.

Die weiter vorne liegenden Zapfen (14 a) sind in etwa 1/5 der Länge des Deckels (11) angebracht, und zwar in Richtung seiner Verschiebung nach hinten, während die weiter hinten liegenden Zapfen (14 b) ungefähr in 2/3 der Länge angeordnet sind. Wie man besonders der Fig. 4 entnehmen kann, haben die Führungsschienen (12) eine lichte Weite, die den Durchmesser der Gleitringe (15) kaum übersteigt, so daß die Platte, die den Deckel (11) bildet, auf ihrem Weg in einer horizontalen Ebene mit einem Spalt von geringer Stärke über der oberen Kante der Dichtungslippe (10) geführt wird. Wenn jedoch der Deckel (11) die Verschlußstellung erreicht hat, gelangen die vier Zapfen (14 a, 14 b) gleichzeitig in den Bereich von Aussparungen in Form von vier vertikalen Nuten (16) in den Schienen, so daß sich der Deckel (11) unter der Wirkung seines Gewichtes leicht absenkt und sich dabei an die Dichtung (10) anschmiegt. Wenn in der Kammer (8) Unterdruck angelegt ist, drückt der Deckel (11) die Dichtung zusammen, wobei die Aussparungen (16) eine zusätzliche Abwärtsbewegung der Zapfen (14 a, 14 b) gestatten, die in diesem Augenblick damit den Deckel (11) in seiner horizontalen Stellung verriegeln. Im Gegensatz dazu wird dann, wenn im umschlossenen Raum (8) der Atmosphärendruck wiederhergestellt ist, die Dichtung (10) vom Druck entlastet, was bewirkt, das der Deckel (11) und die Zapfen sich hinlänglich wieder so nach oben bewegen, daß eine einfache Verschiebung von Hand es ermöglicht, daß die Gleitringe aus ihrer jeweiligen Aussparung herausrollen und sich wieder nach oben auf die Führungsbahn der Schienen (12) bewegen.

Der die Vorrichtung Bedienende kann den Deckel zurückschieben, der dabei nach hinten gleitet, bis er sich in der Stellung befindet, in der er freigegeben werden kann, wobei die hinteren Zapfen (14 b) das bogenförmige Hinterende (17) der Schienen (12) erreichen. In diesem Moment befinden sich die vorderen Zapfen (14 a) unterhalb der Aussparungen (18) in den Oberseiten der Schienen (12), so daß der Benutzer den Deckel um die horizontale Achse schwenken kann, die von den hinteren Zapfen (14 b) gebildet wird, während diese gegen die Hinterenden (17) stoßen, bis sich der Deckel (11) in einer gekippten Offenstellung befindet, in der er einen Winkel mit seiner ursprünglichen ebenen Position beschreibt, der größer als 90° ist, wie man der Fig. 4 entneh­ men kann. In dieser so stabilisierten Stellung kommt der Teil des Deckels (11), der sich unterhalb der hinteren Zapfen (14 b) befindet, in einer Ausnehmung (19) der oberen Kante bzw. der Hinter- oder Oberseite des Gehäuses (1) zu liegen. Es ist klar, daß in dieser geöffneten Stellung die Platzbeanspruchung des Deckels nach oben hin im Vergleich zu einem Deckel, der um ein unbewegliches Scharnier gekippt wird, geringer ist. Desgleichen ist der Platzbedarf für die Bewegung des Deckels vermindert. Außerdem ist der Deckel bei der Drehung um seine Drehachse zum großen Teil im Gleichgewicht, was seine Handhabung erleichtert und die Unfallrisiken vermindert.

Das Auffinden der Verschluß-Stellung des Deckels kann durch be­ liebige Mittel erreicht werden, beispielsweise durch einen ver­ tikalen Zapfen, der in der vorderen Verschluß-Stellung des Deckels direkt hinter dessen Hinterkante gleitet, wobei dieser Zapfen nicht früher als dann nach oben freigegeben werden kann, wenn diese Kante ihn passiert hat. Dieser Zapfen kann in erhöh­ ter Position ein zusätzliches Mittel bilden, um das Zurücksprin­ gen des Deckels zu verhindern.

Claims (12)

1. Vorrichtung mit einem Zentrifugenrotor, insbesondere ein Konzentrator-Verdampfer, eine Ultrazentrifuge oder eine Vakuum- Zentrifuge, in der sich ein Zentrifugen-Rotor in einem umschlossenen Raum, in dem man ein Vakuum erzeugen kann, um eine vertikale Achse dreht, wobei dieser umschlossene Raum (8) eine Öffnung nach oben innerhalb einer im wesentlichen horizon­ talen Ebene und einen Deckel aufweist, der das Verschließen dieser Öffnung ermöglicht, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Verschlußdeckel eine widerstandsfähige Platte (11) aufweist, die entlang der Öffnung mit Hilfe von Führungsmitteln (12) ver­ schiebbar geführt ist, und zwar zwischen einer Verschlußstel­ lung, in der die Platte die Öffnung überdeckt und in der sie daran gehindert wird, sich aus der Ebene der Öffnung zu entfer­ nen, und einer zu dieser Verschlußstellung verschobenen Freiga­ bestellung in derselben Ebene, wobei diese Platte mit Mitteln (14 b, 18) verbunden ist, die es nur in dieser Freigabestellung ermöglichen, die Platte um eine Achse zu kippen, die im Bereich einer Seitenkante (5) der Vorrichtung angeordnet ist, so daß die Platte benachbart zu dieser Kante eine Position einnehmen kann, in der sie bezüglich der horizontalen Ebene der Öffnung um einen großen Winkel gekippt ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (11) aus einem lichtdurchlässigen Material gebildet ist.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die geometrische Achse, um die die Platte ge­ kippt werden kann, wenn sie die Freigabestellung erreicht hat, geometrisch gesehen die Platte oder deren Projektion im Bereich des mittleren Drittels der Platte kreuzt, so daß sich in gekippter Stellung ein Teil der Platte oberhalb der Verschie­ bungsebene der Platte befindet, während sich ein anderer Teil der Platte unterhalb dieser Ebene in unmittelbarer Nähe der Vorrichtungskante befindet.

4. Vorrichtung nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel, um die Platte ver­ schiebbar zu führen, zwei Schienen (12) umfassen, die beider­ seits der Platte angeordnet sind und seitliche Vorsprünge oder Zapfen (14 a, 14 b) der Platte führen, die die Platte in ihrer etwa horizontalen Position in den Führungsgliedern festhalten.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß seitliche Vorsprünge (14 b) der Platte in Form von Dreh- oder Lagerzapfen vorgesehen sind, die die Schwenkung der Platte in ihrer Freigabestellung erlauben.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Vorsprünge oder Zapfen (14 a, 14 b) auf jeder Seite der Platte in der gleichen Schiene (12) aufgenommen sind.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Führungsglieder für die Verschlußstellung Aussparungen aufweisen, die der Platte das Absinken nach unten erlauben, so daß die Platte einen Dichtungsring oder eine Dich­ tungslippe der Öffnung des umschlossenen Raums zusammendrücken kann.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schienen (12) auf ihrer Unterseite Nuten oder Aussparungen auf­ weisen, die die Aufnahme der Zapfen (14) erlauben, wenn sich die Platte in Verschlußstellung befindet, um der Platte eine Abwärtsbewegung zur Dichtung hin zu ermöglichen.

9. Vorrichtung nach einem beliebigen der Ansprüche 4 bis 8, da­ durch gekennzeichnet, daß die Zapfen (14 b) der Platte es ermög­ lichen, dann, wenn sie in Anlage an das Hinterende (17) der Führungsglieder gelangen, die Platte um die so gebildete Achse zu kippen, wobei die genannten Führungsglieder (12) obere Aus­ sparungen (18) aufweisen, die bei der Verschwenkung der Platte den Durchtritt der Vorsprünge (14 a) erlauben, welche normaler­ weise dazu dienen, die Platte in ihrer horizontalen Stellung in den Schienen zu halten.

10. Vorrichtung nach einem beliebigen der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Zapfen (14 a, 14 b) von Beschlägen (13) getragen werden, die an den Kanten der Platte (11) anliegen.

11. Vorrichtung nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß sie Blockierungsmittel für die Ver­ schlußstellung aufweist, die eine Verschiebung der Platte aus dieser Stellung verhindern.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Blockierungsmittel einen Anschlag oder Stopper aufweisen, der sich hinter die Plattenkante setzt.