DE69517284T2

DE69517284T2 - Zentrifugenrotor

Info

Publication number: DE69517284T2
Application number: DE69517284T
Authority: DE
Inventors: Raymond Gary Potter
Original assignee: Sorvall Products LP
Current assignee: Sorvall Products LP
Priority date: 1994-10-26
Filing date: 1995-09-11
Publication date: 2001-01-04
Anticipated expiration: 2015-09-12
Also published as: EP0709139B1; KR960013476A; JPH08126850A; DE69517284D1; EP0709139A1; JP3779356B2; US5484381A; CN1125162A

Description

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Zentrifugenrotor mit einer Vielzahl von geeigneten Löchern zum Auffangen von Flüssigkeit, wobei die Löcher so angebracht sind, dass eine vorgegebene Menge an Flüssigkeit aufgefangen wird, die im Falle eines Berstens eines Behälters austreten kann.

Beschreibung des Stands der Technik

Ein Zentrifugenrotor ist ein relativ massives Element, das innerhalb eines Zentrifugeninstruments benutzt wird, um eine flüssige Probe einem zentrifugalen Kraftfeld auszusetzen. Der Rotor ist mit einer Vielzahl von Öffnungen versehen. Die Öffnungen können in einem vorgegebenen Winkel in Bezug auf die Rotationsachse des Rotors geneigt sein bzw. so ausgerichtet sein, dass die Achse der Öffnung parallel zur Rotationsachse liegt. Üblicherweise wird ein Behälter mit einer flüssigen Probe in jeder der Öffnungen aufgenommen.
Der Behälter läuft Gefahr während des Betriebs zu bersten. In diesem Fall kann je nach dem Grad der Neigung und der geometrischen Form der Öffnung die flüssige Probe, die von diesem Behälter gehalten wird, teilweise oder ganz aus der Öffnung austreten. Falls dies nicht verhindert wird, kann die austretende Flüssigkeit die zwischen dem Rotor und seinem zugehörigen Deckel gelegenen Dichtung angreifen, möglicherweise aus dem Rotor austreten und in die Kammer des Zentrifugeninstruments eintreten. Wenn die Flüssigkeit ein biologisch gefährlicher Stoff ist, ist ihr Austritt aus dem Rotor ein besonders katastrophales Ereignis.
Es sind verschiedene Rotorausführungen bekannt, welche das Auslaufen einer ausgetretenen Flüssigkeit vom Innenraum des Rotors von vornherein verhindern, indem ein ringförmiger Vorsprung um die Peripherie des Rotorkörpers angebracht wird. Der Vorsprung erstreckt sich vom Rand des Rotors radial nach innen und wirkt mit dem Rand und der Oberseite des daran anliegenden Rotorkörpers zusammen, um einen ringförmigen eindämmenden Kreisring zu bilden. Der eindämmende Kreisring ist von einer solchen Größe, dass er eine Eindämmungskapazität aufweist, die ausreichend ist, um ein voraussehbares Volumen einer Flüssigkeit, die ggf. aus einem Röhrenhohlraum im Falle eines Berstens von einem oder mehreren Probenbehältern austritt, aufzufangen. Beispiele von Rotoren mit einem eindämmenden Kreisring, der einen Eindämmungsvorsprung bildet, sind die im Katalog Hereaus Christ HC-E 11/1 vom April 1979 abgebildeten Rotoren. Auch im US-Patent 4 372 483 (Wright) ist ein Rotor mit einem eindämmenden Vorsprung dargestellt. Das US-Patent 5 071 402 (Weyant) offenbart einen Rotor mit einem eindämmenden Vorsprung und einer Anordnung von Nuten, die so angeordnet sind, dass sie die Rotorhohlräume umgeben, wobei eine Bohrung in Fluidverbindung mit den Nuten angeordnet ist, um deren Kapazität zu erweitern.
Üblicherweise ist die Ausstattung mit einem eindämmenden Vorsprung in geeigneter Größe und einem vorgegebenen Fassungsvermögen eine ausreichende Lösung zur Behebung des Problems von ausgetretener Flüssigkeit. Wenn der Rotor jedoch in einer nicht unter Vakuum stehenden Kammer (d. h. einer Kammer, die ein Maß an atmosphärischen Druck aufweist) eines Zentrifugeninstruments betrieben werden soll, stellt sich ein besonderes Problem in Bezug auf die Eindämmung von ausgetretener Flüssigkeit. Für einen derartigen Rotor steht u. U. das direkte Hilfsmittel, nämlich einen eindämmenden Kreisrings in ausreichender Größe anzubringen wegen der gegenteiligen Überlegungen, was den Luftwiderstand des Rotors anlangt, nicht zur Verfügung.
Der Luftwiderstand ist der Widerstand bzw. die Reibung, der bzw. die auf einen Körper ausgeübt wird, während er gedreht oder auf sonstige Weise durch die Luft bewegt wird. Im Zusammenhang mit einem Zentrifugeninstrument mit einer nicht unter Vakuum stehenden Kammer hängt der Luftwiderstand von den physischen Abmessungen, wie beispielsweise Durchmesser und/oder Höhe des Rotors sowie von der Größe des Rotors im Verhältnis zur Kammer, in der er sich befindet, ab. Die Nähe des Rotors zur Kammerwand des Rotors erzeugt eine turbulente Luftströmung, welche die Luftreibung weiter erhöht. Der Luftwiderstand vermindert die Geschwindigkeit des Rotors und gleichzeitig seine Leistung für eine bestimmte Drehkraft des Motors. Es ist infolgedessen nicht immer möglich, lediglich einen eindämmenden Kreisring mit einem Fassungsvermögen anzubringen, das ausreicht, um sämtliche Flüssigkeit aufzufangen, mit deren Austritt zu rechnen ist im Falle eines Bersten von einem oder mehreren Behältern des Rotors, da dies zu einem Rotor führen könnte mit physischen Abmessungen (z. B. Durchmesser und/oder Höhe), die einen Luftwiderstand in einem derartigen Ausmaß erzeugen würden, dass die Geschwindigkeit und die Leistung des Rotors auf ein unakzeptables Maß reduziert werden können. In Anbetracht des Vorstehenden ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Zentrifugenrotor zur Benutzung in einer nicht unter Vakuum stehenden Kammer zu schaffen, der eine flüssigkeitsdämmende Kapazität aufweist, die ausreicht, um die Gesamtheit der in einem Rotor im Falle eines Berstens von einem oder mehreren Behälter(n) ausgetretene Flüssigkeit aufzufangen und zurückzuhalten, und zwar derart, dass die Rotorleistung aufrechterhalten bleibt und der Luftwiderstand vermindert wird. Der Zentrifugenrotor der Erfindung wird in Anspruch 1 angegeben.
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Zentrifugenmotor, der so adaptiert ist, dass er sich in einer nicht unter Vakuum stehenden Kammer um eine Rotationsachse dreht. Der Rotor hat in sich eine vorgegebene Vielzahl M von Hohlräumen, wovon jede eine Öffnung hat. Ein Punkt an der Öffnung von jedem Hohlraum liegt eine vorgegebene maximale Distanz von der Rotationsachse entfernt. Die Punkte der Maximaldistanz stellen einen kreisförmigen geometrischen Ort dar. Jeder Hohlraum ist so adaptiert, dass er einen Behälter aufnehmen kann, wobei jeder der Behälter der Größe nach geeignet ist, ein vorgegebenes Volumen einer Flüssigkeit aufzunehmen. Eine Achse erstreckt sich durch jeden Hohlraum, wobei die Achse des Hohlraums einen vorgegebenen Neigungswinkel zu der Rotationsachse hat. Der vorgegebene Neigungswinkel des Hohlraums bestimmt ein Volumen VR einer Flüssigkeit, die aus einem Behälter, der dich im Hohlraum befindet, im Falle eines Berstens des Behälters während der Drehung des Rotors austritt. Ein Bogen mit einer vorgegebenen Bogenlänge S erstreckt sich zwischen den Achsen zweier nebeneinander liegender Hohlräume. Der Rotor kann wahlweise einen ringförmigen Rand mit einem sich radial nach innen erstreckendem Vorsprung umfassen, wobei der Rand und der Vorsprung so zusammenwirken, dass sie einen flüssigkeitsdämmenden Kreisring bilden. Wird er damit ausgestattet, ist der flüssigkeitsdämmende Rand in der Größe geeignet, ein vorgegebenes Volumen V~ an Flüssigkeit darin zu bewahren während sich der Rotor dreht. Ein Rotor gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst eine vorgegebene Anzahl N von zum Auffangen von Flüssigkeit geeigneten Löchern, die sich im Rotor befinden, wobei jedes zum Auffangen von Flüssigkeit geeignete Loch über eine es durchlaufende Achse verfügt. Die Achse jedes Loches ist in einem vorgegebenen Winkel zur Rotationsachse geneigt. In der bevorzugten Ausführungsform besteht jedes zum Auffangen von Flüssigkeit geeignete Loch aus einem zylindrischen Teil und einem kugelförmigen Boden. Jedes Loch ist in Größe und Neigung so beschaffen, dass jedes Loch ein vorgegebenes Volumen VH an Flüssigkeit auffangen kann, während der Rotor sich dreht.
Die Anzahl N der Löcher und das Volumen VH erfüllen die Relation
N · VH + VC ≥ n · VR
worin n eine Ganzzahl kleiner als oder gleich M ist. Die Größe VC ist Null, wenn der eindämmende Kreisring nicht vorgesehen ist.
Jedes zum Auffangen von Flüssigkeit geeignete Loch ist so zwischen zwei nebeneinander liegenden Hohlräumen gelegen, dass ein sich von der Rotationsachse zur Achse irgendeines der Löcher erstreckender Radius den Bogen mit der Länge S zwischen den Hohlräumen, die dem genannten Loch benachbart sind, halbiert. Jedes der zum Auffangen von Flüssigkeit geeigneten Löcher hat eine Öffnung, wobei mindestens irgendein Teilstück der Öffnung jedes zum Auffangen von Flüssigkeit geeigneten Loches radial an der nach außen gerichteten Seite des durch die Punkte der Maximaldistanz beschriebenen kreisförmigen geometrischen Ortes liegt.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die vorliegende Erfindung wird anhand der folgenden Beschreibung und mit Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen, die einen Teil dieser Anmeldung darstellen, näher erläutert und in der
Fig. 1 eine Draufsicht einer symmetrischen Hälfte eines Zentrifugenrotors mit einer vorgegebenen Anzahl von zum Auffangen von Flüssigkeit geeigneten Löchern zeigt, die sich gemäß der vorliegenden Erfindung darin befinden;
Fig. 2 eine Schnittansicht entlang der Schnittlinien 2-2 in Fig. 1 zeigt, in der die strukturelle Anordnung eines geneigten Rotorhohlraums im Körper des Rotors und die flüssigkeitsdämmende Fähigkeit, die durch die Rotorhohlräume im Falle des Berstens eines im Hohlraum befindlichen Behälters während der Rotor gedreht wird, illustriert.
Fig. 3 eine Schnittansicht entlang der Schnittlinien 3-3 in Fig. 1 zeigt, welche die strukturelle Anordnung eines geneigten Rotorhohlraums im Körper des Rotors und die flüssigkeitsdämmende Fähigkeit illustriert, die gemäß der vorliegenden Erfindung durch ein geneigtes zum Auffangen von Flüssigkeit geeignetes Loch ermöglicht wird, das sich in einem Rotorkörper befindet.

NÄHERE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

In der folgenden näheren Beschreibung beziehen sich ähnliche Bezugszahlen auf ähnliche Elemente in allen Figuren der Zeichnungen.
Fig. 1 zeigt eine symmetrische Hälfte eines Zentrifugenrotors in Draufsicht, und zwar im allgemeinen durch das Bezugszeichen 10 angegeben, der so adaptiert ist, dass er sich um eine Rotationsachse A in einer nicht unter Vakuum stehenden Kammer (hier nicht gezeigt) eines Zentrifugeninstruments dreht. Der Rotor 10 ist ein relativ massives Element mit einem Hauptkörperteil 10B und darauf einem Oberteil 10S. Der Rotor 10 wird aus einem geeigneten Material, wie beispielsweise aus einer Aluminiumlegierung, und i. d. R. durch Schmieden und Bearbeitung hergestellt. Der Hauptteil des Rotorkörpers 10B hat eine Bohrung 10L, die sich zentral und axial durch ihn erstreckt und durch die der Rotor 10 am oberen Ende einer Antriebsspindel (hier nicht gezeigt) befestigt werden kann. Falls erwünscht, kann der Boden des Rotorkörpers 10B wie bei 10U zur Verringerung sowohl der Massen als auch der Trägheit ausgekerbt werden.
Der Körper 10B des Rotors 10 hat eine vorgegebene Vielzahl von Hohlräumen 12, die Probenbehältern aufnehmen. Je nach den Bedingungen, wie z. B. den Belastungen, denen der Rotor ausgesetzt ist und der Größe der Kammer, in der der Rotor benutzt wird, der verfügbaren Motordrehkraft und den Anforderungen des zentrifugalen Kraftfeldes kann jede gewünschte Anzahl M von Hohlräumen 12 angebracht werden. Jeder Hohlraum 12 wird zweckmäßig in den Körper 10B des Rotors 10 geformt, wie z. B. durch Bohren. Jeder der Hohlräume 12 hat eine Öffnung 12M, wo der Hohlraum 12 sich mit den Oberteil 10S des Rotorkörpers 10B schneidet. Ein Punkt 12P an jeder der Öffnungen liegt eine vorgegebene maximale radiale Distanz RM von der Rotationsachse A entfernt. Eine Sammlung von Punkten 12P stellen einen kreisförmigen geometrischen Ort 12L dar, dessen Mittelpunkt die Rotationsachse A ist. Jeder Hohlraum hat eine Achse 12A, die ihn durchläuft. Die Achse 12A des Hohlraums hat einen vorgegebenen Neigungswinkel 14 zu der Rotationsachse. Die Punkte sind dort, wo sich die Achsen 12A von zwei nebeneinander liegenden Hohlräumen 12 mit der Oberfläche 10S schneiden durch eine Bogen 15 miteinander verbunden, der eine vorgegebenen Bogenlänge S aufweist, wobei die radiale Distanz von der Rotationsachse A zum Bogen 15 durch das Bezugszeichen RA angegeben ist.
Jeder der Hohlräume 12 ist so adaptiert, dass er einen Behälter (hier nicht dargestellt) aufnehmen kann. Jeder Behälter ist der Größe nach geeignet, eine vorgegebenes Volumen einer Flüssigkeit aufzunehmen. Würde der Behälter während des Betriebs des Instrumentes bersten, dann würde die in den Behältern enthaltene Flüssigkeit in den Hohlraum 12 austreten. Wie in Fig. 2 zu sehen ist, würde wegen der Neigung der Achse 12A des Hohlraums 12 zu der Rotationsachse A die geometrische Form des Hohlraums 12 selbst dazu dienen, zumindest ein Volumen vor dem Austritt aus dem Hohlraum 12 zu bewahren, das dem Volumen des Meniskus 16 entspricht (hier durch die horizontalen strichpunktierten Linen dargestellt). Da jedoch das Volumen des Behälter sehr wahrscheinlich die Kapazität des Meniskus-Volumens 16 übersteigen würde, würde ein inkrementales Volumen VR an Flüssigkeit aus dem geborstenen Behälter austreten und durch die Zentrifugalkraft zum Austritt aus dem Hohlraum 12 gezwungen werden. Dieses inkrementale Volumen VR an Flüssigkeit, das im Falle des Berstens eines Behälters austreten würde, ist in Fig. 2 durch vertikale strichpunktierte Linien in dem Hohlraum 12 dargestellt.
Die aus dem Stand der Technik bekannte Lösung eines derartigen Flüssigkeitsaustritts ist, den Rotor 10 mit einem hochgezogenen ringförmigen Rand 20 zu versehen, der um die Peripherie des Rotorkörpers 10B angebracht ist. Der Rand 20 verfügt über einen sich daran radial nach innen erstreckendem Vorsprung 22. Der Rand 20 und der Vorsprung 22 wirken mit diesem Teil 10S' der Oberfläche 10S des Rotors 10 zusammen, der sich radial an der nach außen gerichteten Seite des Hohlraums 12 befindet, um einen eindämmenden Kreisring 24 zu bilden. Der flüssigkeitsdämmende Kreisring 24 ist der Größe nach geeignet, eine vorgegebenes Volumen VC an Flüssigkeit darin zu bewahren. Das Eindämmungsvolumen Vc ist durch eine Kombination aus vertikalen und horizontalen strichpunktierten Linen illustriert. Der eindämmende Kreisring 24 hindert die dadurch aufgefangene Flüssigkeit daran, eine Dichtung 28 anzugreifen, die sich auf der Unterseite eines Deckels 30 befindet. Der Deckel 30 sitzt auf dem Rotor 10 und ist während des Betriebs des Rotors an ihm befestigt, wie es Fachmännern zweckmäßig erscheint. Wie vorstehend erläutert, sind bei der Konzeption eines Rotors für den Gebrauch in einer nicht unter Vakuum stehenden Kammer durch die Wirkung des Luftwiderstand praktische Grenzen in Bezug auf die Abmessungen und daher auch dem Eindämmungsvolumen VC des eindämmende Kreisrings 24 gesetzt. Der hierin verwendete Begriff "nicht unter Vakuum stehend" bezieht sich auf eine Kammer eines Zentrifugeninstrumentes, die Luft in atmosphärischem Druck enthält, obwohl der Begriff auch so ausgelegt werden muss, dass er ein Instrument umfasst, in dessen Kammer ein Druck in der Größenordnung von einem (1) Millibar oder höher herrscht. Daher bei einem muss in einen nicht unter Vakuum stehende Kammer eines Instrumentes ein Hilfsmittel zur Aufnahme der ausgetretenen Flüssigkeit gefunden werden, das ein andere als ein eindämmender Kreisring entsprechender Größe ist.
Der Rotor 10 ist erfindungsgemäß mit einer vorgegebenen Anzahl N von zum Auffangen von Flüssigkeit geeigneten Löchern 34 ausgestattet. Bevorzugt wird die Anzahl N von zum Auffangen von Flüssigkeit geeigneten Löchern 34, die der Anzahl M von Behälter aufnehmenden Hohlräumen 12 gleicht, obwohl eine derartige Gleichheit nicht unbedingt sein muss. Wie am besten in Fig. 3 dargestellt, verfügt jedes zum Auffangen von Flüssigkeit geeignete Loch 34 über eine es durchlaufende Achse 34A. Die Achse 34A jedes Lochs ist in einem vorgegebenen Winkel 36 zur Rotationsachse A geneigt. In der bevorzugten Ausführungsform besteht jedes Loch 34 aus einem zylindrischem Teil 34C und einem kugelförmigen Boden 34S. Eine derartige äußere Gestalt ermöglicht das Anbringen von Löchern 34 mit einer herkömmlichen Bohrmaschine. Es sollte als gegeben angesehen werden, dass die Löcher alternative Formen aufweisen und mittels alternativer Materialentfernungsmethoden hergestellt werden können. Derartige alternative Methoden umfassen Fräsen, Entfernung mittels Laser oder Guss des Rotors bereits mit den Löchern 34.
Jeder der zum Auffangen von Flüssigkeit geeigneten Löcher 34 hat eine Öffnung 34M, die sich dort befindet, wo das Loch 34 sich mit der Oberfläche 10S des Rotors 10 schneidet. Erfindungsgemäß liegt, wie am besten in Fig. 1 verdeutlicht wird, mindestens irgendein Teilstück der Öffnung 34M jedes zum Auffangen von Flüssigkeit geeigneten Loches 34 radial an der nach außen gerichteten Seite des durch die Punkte (12P) der Maximaldistanz beschriebenen kreisförmigen geometrischen Ortes 12L. Jedes zum Auffangen von Flüssigkeit geeignete Loch ist zwar vorzugsweise, jedoch nicht unbedingt, so zwischen unmittelbar nebeneinander liegenden Hohlräumen 12 gelegen, dass ein sich von der Rotationsachse A zur Achse 34A erstreckender Radius RH den Bogen 15 mit der Länge S zwischen den Achsen 12A der Hohlräume, die dem genannten Loch 34 benachbart sind, halbiert. Eine alternative Konstruktion eines Lochs 34 wäre ein Paar eng aneinander liegender Öffnungen, die unmittelbar neben den Hohlräumen im Bereich des Rotors gelegen sind, wobei sich der Radius RH durch den zwischen derartigen Öffnungen befindlichen Steg erstreckt. Wenn eine Vorsprung 22 vorgesehen ist, dann sollte mindestes irgendein. Teilstück der Öffnung des Lochs 34 (gleichgültig nach welcher Konstruktion) mit dem durch diesen Vorsprung bestimmten eindämmenden Kreisring zusammenwirken.
Erfindungsgemäß ist jedes Loch 34 von einer solchen Größe und einer solchen Neigung, dass, wenn der Rotor sich dreht, das Loch 34 darin ein vorgegebenes Volumen VH an Flüssigkeit auffangen kann. Das Volumen VH ist in Fig. 3 durch horizontale strichpunktierte Linien angegeben.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Anzahl N der Löcher 34 und das Volumen VH an Flüssigkeit, die von jedem Loch aufgenommen werden kann, die Relation
N · VH + VC ≥ n · VR (1)
erfüllen, worin n eine Ganzzahl kleiner als oder gleich M, die Anzahl der im Rotor befindlichen Löcher, ist. Für die Ganzzahl kann jeder geeignete Wert gewählt werden. Bei einem Rotor 10, der über die zum Auffangen von Flüssigkeit geeigneten Löcher 34 gemäß der vorliegenden Erfindung verfügt bleibt die infolge eines Berstens eines Behälters austretende Flüssigkeit völlig innerhalb des Rotors 10 räumlich begrenzt, ohne die Dichtung 28 anzugreifen. Infolgedessen muss man sich nicht auf einen eindämmenden Vorsprung 22 als einziges strukturelles Merkmal verlassen, das zur Eindämmung ausgetretener Flüssigkeit dient. Wenn es mit den Belastungsniveaus, denen der Rotor ausgesetzt ist, vereinbar ist, könnten vielmehr eine geeignete Anzahl N von Löchern 34 in geeigneter Größe (welcher Konfiguration auch immer) im Rotorkörper 10B angebracht werden, die ausreichend wären, um zumindest das Volumen an Flüssigkeit, die im Falle des Berstens einer Anzahl n von Behältern, austreten würde und dann könnte der Vorsprung 22 und die dadurch gewährte Eindämmungskapazität VC minimiert bzw. eliminiert werden. Unter einem solchen Umstand (Eliminierung des Vorsprungs 22) würde die Anzahl N der Löcher 34 und das Volumen VH an Flüssigkeit, die von jedem Loch aufgenommen werden kann, die Relation
N · VH ≥ n · VR (1A)
erfüllen, worin n eine Ganzzahl kleiner als oder gleich M, die Anzahl der im Rotor befindlichen Löcher, ist.
Als weitere Folge des Gebrauchs der zum Auffangen von Flüssigkeit geeigneten Löcher 34, neben der Minimierung bzw. Eliminierung des Vorsprungs 22, können der Durchmesser und/oder die Höhenabmessung(en) des Rotors 10 zur Reduzierung der Auswirkungen des Luftwiderstands gewählt werden. Es sollte ferner darüber hinaus offensichtlich sein, dass die Entfernung von Material vom Rotor zur Anbringung von zum Auffangen von Flüssigkeit geeigneten Löchern auch dazu dient, die Masse und daher die Trägheit des Rotors zu verringern. Die Verringerung der Trägheit und der Masse verbessert die Beschleunigung und/oder Abbremsung des Rotors. Die verringerte Masse erleichtert die Handhabung des Rotors.

Beispiel

Die vorliegende Erfindung wird im folgenden anhand des spezifischen Beispiel näher erläutert.
Es wurde ein erfindungsgemäßer Rotor aus einer Aluminiumlegierung gebaut und durch Bearbeitung mit sechs Hohlräumen (M = 6) versehen. Der Rotor wurde dafür konzipiert, in einer nicht unter Vakuum stehenden Kammer bei einer Rotationsgeschwindigkeit von zwölftausend Umdrehungen pro Minute (12.000 rpm) zu arbeiten. Jeder Hohlraum war in einem Winkel zwanzig zwölf Grad (Winkel 14 = 20º) geneigt und jeder Hohlraum hatte einer derartige Größe, dass er Behälter (VR plus das Volumen 16) von fünfhundert Milliliter (500 ml) aufnehmen konnte. Das inkrementale Volumen an Flüssigkeit, das aus jedem Hohlraum im Falle eines Berstens des darin aufgenommen Behälter austreten würde (das austretende Volumen VR) war dreihundert fünfzig Milliliter (350 ml). Der Rotor hatte einen Rand 20 mit einem Vorsprung 22, der einen eindämmenden Kreisring 24 mit einem Eindämmungsvolumen (Volumen VC) von zweihundertfünfzehn Milliliter (215 ml) aufwies. Der Rotor hatte sechs zum Auffangen von Flüssigkeit geeignete Löcher 34 (N = 6). Jedes Loch war in einem Winkel von zwanzig Grad (Winkel 36 = 20º) geneigt und jedes Loch war der Größe nach geeignet, zweiundzwanzigeinhalb Milliliter (22,5 ml) aufzunehmen (das Volumen VH). Daher erfüllte der Rotor die Gleichung (1) mit der dafür gewählten Ganzzahl n, die gleich eins (n = 1) war. Das Vorhandensein der zum Auffangen von Flüssigkeit geeigneten Löcher 34 ermöglichten es dem Rotor, eine maximale Abmessung des Radius (siehe Bezugszeichen 50 in Fig. 2) von 6,23 Inches (15,82 cm) und eine Abmessung der Höhe (siehe Bezugszeichen 52 in Fig. 2) von 9,1 Inches (23.11 cm) aufzuweisen.

Claims

1. Ein Zentrifugenrotor, der so adaptiert ist, daß er sich in einer nicht unter Vakuum stehenden Kammer um eine Rotationsachse (A) dreht, wobei in dem Rotor eine vorgegebene Vielzahl (M) von Hohlräumen (12) vorhanden ist, deren jeder eine Öffnung (12M) hat, wobei jede Öffnung einen Punkt (12P) hat, der eine vorgegebene maximale Distanz von der Rotationsachse (A) entfernt ist, wobei die Punkte der Maximaldistanz einen kreisförmigen geometrischen Ort (12L) darstellen, dessen Mittelpunkt die Rotationsachse ist,

wobei jeder Hohlraum (12) so adaptiert ist, daß er einen Behälter aufnehmen kann, wobei jeder der Behälter der Größe nach geeignet ist, ein vorgegebenes Volumen einer Flüssigkeit aufzunehmen, wobei jeder Hohlraum eine ihn durchlaufende Achse (12A) hat, wobei die Achse jedes Hohlraums einen vorgegebenen Neigungswinkel (14) zu der Rotationsachse (A) hat, wobei der vorgegebene Neigungswinkel ein Volumen (VR) einer Flüssigkeit bestimmt, die aus einem einzelnen Behälter im Falle seines Berstens während der Verdrehung des Rotors austritt, wobei ein Bogen (15), der sich zwischen den Achsen (12A) zweier nebeneinanderliegender Hohlräume (12) erstreckt, eine vorgegebene Bogenlänge (S) hat,

gekennzeichnet durch

eine vorgegebene Anzahl (N) von zum Auffangen von Flüssigkeit geeigneten Löchern (34), die sich in dem Rotor (10) befinden, wobei jedes zum Auffangen von Flüssigkeit geeignete Loch aus einem zylindrischen Teil (34C) und einem kugelförmigen Boden (34S) besteht, jedes zum Auffangen von Flüssigkeit geeignete Loch (34) über eine es durchlaufende Achse (34A) verfügt, die Achse jedes Loches in einem vorgegebenen Winkel (36) zur Rotationsachse (A) geneigt ist, jedes Loch (34) in Größe und Neigung so beschaffen ist, daß jedes Loch ein vorgegebenes Volumen (VH) an Flüssigkeit auffangen kann, während sich der Rotor dreht,

wobei jedes der zum Auffangen von Flüssigkeit geeignete Loch eine Öffnung (34M) hat, wobei mindestens irgendein Teilstück der Öffnung jedes zum Auffangen von Flüssigkeit geeigneten Loches radial an der nach außen gerichteten Seite des durch die Punkte (12P) der Maximaldistanz beschriebenen kreisförmigen geometrischen Ortes (12L) liegt,

wobei die Anzahl (N) der Löcher (34) und das Volumen (VH) jedes Loches die Relation

N · VH ≥ n · VR

erfüllen, wobei n eine Ganzzahl kleiner als oder gleich M ist,

wobei jedes zur Aufnahme von Flüssigkeit geeignete Loch (34) so zwischen zwei nebeneinanderliegenden Hohlräumen (12) gelegen ist, daß ein sich von der Rotationsachse (A) zur Achse (34A) irgendeines der Löcher (34) erstreckender Radius (RH) den Bogen (15) mit der Länge (S) zwischen den Löchern, die dem genannten einen der Löcher benachbart sind, halbiert.

2. Der Rotor nach Anspruch 1, wobei dieser außerdem über einen ringförmigen Rand (20) mit sich radial nach innen erstreckendem Vorsprung (22) verfügt, wobei der genannte Rand und der genannte Vorsprung so zusammenwirken, daß sie einen flüssigkeitsdämmenden Kreisring (24) bilden, wobei der genannte flüssigkeitsdämmende Kreisring in der Größe geeignet ist, ein vorgegebenes Volumen (VC) an Flüssigkeit darin zu bewahren, während sich der genannte Rotor (10) dreht, wobei die Zahl (N) der Löcher (34) und das Volumen (VH) jedes Loches die Relation

N · VH + VC ≥ n · VR

erfüllen, wobei n eine Ganzzahl kleiner als oder gleich M ist.

3. Der Rotor nach Anspruch 2, wobei mindestens ein Teil jedes Loches (34) mit dem eindämmenden Kreisring (24) kommuniziert.