JP2015514574A - バランス機構を伴う遠心分離機およびこのような遠心分離機のバランス方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、モーターにより回転駆動される垂直シャフト（１１）と垂直シャフトと一体化した部品のバランス機構（３２）とを含む遠心分離機において、バランス機構が、垂直シャフトと一体化したテーブル（１０、１４）と、テーブル（１０、１４）上を自由に移動し、垂直シャフトと一体化した部分のアンバランスを制限するように設計されている少なくとも１つの補償質量（１３、１５）と、補償質量の阻止機構とを含み、阻止機構は、回転速度が規定の値を超えた場合にテーブル上で補償質量（１３、１５）を不動化するように設計されている遠心分離機に関する。

Description

本発明は、バランス機構を備えた遠心分離機ならびにこのような遠心分離機のバランス方法に関する。

本発明の分野は、遠心分離機器の設計および製造の分野である。
より厳密には、本発明は、回転子の中に設けられた収納部内に配置されているかまたは回転子により担持されている容器の中に収納された製品を遠心分離するために生物学の分野で使用される遠心分離機に応用される。

従来、遠心分離機は、次のものを含んでいる：
− 駆動シャフト；
− 駆動シャフトと回転子が回転結合されている組立て位置で、駆動シャフト上に取外し可能な形で組立てられるようになっている回転子；
− 回転子により担持され、弾性応力を受けかつ駆動シャフトが提示する要素との連動位置を占めることのできる雄要素を含む、駆動シャフト上で回転子を軸方向に阻止する装置。
このような遠心分離機は同様に、回転子の駆動シャフトを回転駆動するための動力手段をも含んでおり、これらの動力手段は、オペレータが起動させることのできる遠心分離サイクルの始動指令によって制御される電源手段に接続されている。

この遠心分離機の設計、製造および利用に際して、遠心分離機の良好な作動に必須のパラメータの１つとして最も注意深く考慮しなければならないものは、回転する部品のバランスに関するものである。
実際、遠心分離機は、非常に高速（超遠心分離機については最高１５０，０００回転／分）で回転する可能性のある機械であり、機械がその作動中に一定の振幅を超える振動を発生させるのを回避するために機械の優れたバランスを確保することが不可欠である。
実際、これらの振動は、それまでに分離していた製品を再度懸濁状態にすることから、遠心分離の質を大幅に損う。
その上、これらの振動は、回転システムおよび懸濁装置の早尚な老朽化を誘発する。
この老朽化は、部品の破壊およびオペレータに影響を及ぼす事故をひき起こし得る。

バランシングは、回転子の回転軸を中心として、回転子上に部品の重量を均一に分布させることからなる。
現在、偏心を除去できるようにする部品のバランシングは、手作業で行なわれている。
オペレータはその経験に応じて、部品の位置を調整し危険無く最適な遠心分離を行なう上でかける時間に多少の差がある。

補足的な問題点は、一部の回転速度が回転システムを共振させ、遠心分離すべき製品に加わる振動を増加させるという事実にある。
経験的に、共振速度は、設定速度よりはるかに低い回転速度の場合に介入し、そのため共振は加速の際と同様に制動の際にも介入することになる、ということが分かっている。
今日では、遠心分離機は主として血液の成分を分離するために使用されている。
分離は、例えば３０分間持続し、毎分１０，０００回転の速度で行なわれる。
重大な振動を発生させる共振が制動段階に介入した場合、血液成分（血小板、白血球、赤血球）は再度混合した状態に戻る。
成分分離に１つの欠陥が存在した場合、それは、この種の作業を再度行なうことが不可能でありそのため血液バッグを廃棄しなければならなくなることを理由として壊滅的である。

特許文献１には、回転子に結合されたシャフトと、内部で球の形をした補償用材料により遠心分離すべき試料をバランスできるリング状空間を含むバランサーとを含む遠心分離機のための制御方法が記載されている。
これらの球は、リング状空間内を自由に移動する。制御には、バランスを達成するために共振速度を超えて回転子を加速すること、振動を測定すること、加速が可能であるか否かを決定すること、そして共振速度より低く減速することが含まれる。
しかしながら、この球式バランサーには、遠心分離サイクルの終了時に球が必ずしもその初期位置に戻らず、その場合追加の偏心が誘発されるという欠点がある。

特許文献２は、駆動シャフトと一体化した２つのテーブルを含みこれらの間に前記シャフトを取り囲む２つのリングが配置されている、洗たく機または医療用遠心分離機向けのバランスシステムが記載されている。
停止時には、一方のテーブルと円板の間に設置されたバネが、リングを阻止された状態に維持する。
運転中は、遠心分離速度が一定の値に達した場合に、円板と接触した振動体が傾動して、リングを解放する。遠心分離機が減速した場合、リングは新たにその最終位置で阻止される。
しかしながら、このようにして得られたリングの最終位置は、遠心分離機内にある仕掛り装入物に対応する。
新たな装入に際して、特定の位置におけるリングの阻止により、遠心分離機のアンバランスが増大する恐れがあり、こうしてバランスシステムは偏心を無くすことができなくなる。

米国特許出願公開第２０１０／００６９６１６Ａ１号（ＵＳ２０１０／００６９６１６Ａ１） 欧州特許第１２４７５８５号（ＥＰ１２４７５８５）

本発明は、加速時および制動時を含むサイクル全体を通して、可能なかぎり低い振動レベルを得るために、遠心分離サイクルの際の回転部品のバランスを保証することを可能にする。
本発明の遠心分離機は、回転の開始時のウエイトの再バランシングを行なう機械的システムで構成されている。
機械的システムは有利には、振動レベルを制御し場合によって遠心分離機の作動を停止させる電子システムに結びつけられている。

ハード面では、本発明は、モーターにより回転駆動される垂直シャフトと前記垂直シャフトと一体化した部品のバランス機構とを含む遠心分離機において、前記機構が、
− 垂直シャフトと一体化したテーブルと、
− 前記テーブル上を自由に移動し、垂直シャフトと一体化した部分のアンバランスを制限するように設計されている少なくとも１つの補償質量と、
− 前記補償質量の阻止機構と、
を含み、阻止機構は、回転速度が規定の値を超えた場合に前記テーブル上で前記補償質量を不動化するように設計されていることを特徴とする遠心分離機に関する。

規定速度は、特に、遠心分離機の共振速度より高い。共振速度を超えると、補償質量はテーブル上に位置づけされ、こうして例えば回転子上または回転子内への遠心分離すべき製品の装入が不良であることにより場合によって生じるシャフトと一体化した部品のアンバランスを補償する。
このバランス位置において、補償質量は阻止機構により阻止される。遠心分離機が停止している場合、補償質量は改めて自由な状態になり新たな装入物のアンバランスを補償できる。

特定の一実施形態によると、バランス機構は、それぞれ垂直シャフトと一体化した基礎テーブルおよび分離用テーブル上を各々自由に移動する下部補償質量と上部補償質量とを含む。
分離用テーブルはシャフトを中心にして垂直方向に摺動する。
２つの補償質量の使用は、初期アンバランスが存在しない場合にアンバランスを作り出さないために有利である。

特定の一実施形態によると、各補償質量は、垂直シャフトを取り囲むリングの形をしている。
規定速度以下では、各リングはそのそれぞれのテーブル上で水平方向に自由に移動でき、こうして駆動シャフトと一体化した部品をバランシングする。

特定の別の実施形態によると、阻止機構は、上部補償質量の上に設置された締結用テーブルを含み、前記締結用テーブルは垂直シャフトを中心として垂直方向に摺動し得る。
締結用テーブルの降下により、分離用テーブル上で上部補償質量が阻止され、この分離用テーブルが今度は降下して、基礎テーブル上で下部補償質量を阻止する。

特定の一実施形態において、阻止機構はさらに２つのバランスウエイトを含み、これらのバランスウエイトは、垂直シャフトを中心に反対の方向にそれらを傾動させることのできる軸により保持用テーブルに一体化されており、バランスウエイトの前記傾動が前記締結用テーブルの降下をひき起こし、こうして上部補償質量および下部補償質量をそれぞれのテーブル上に不動化する。
バランスウエイトは特に「Ｌ字」形の断面を呈する。
バランスウエイトは、垂直シャフトの回転軸との関係において直径方向で反対側にあり、その下部部分は、締結用テーブルと接触している。
こうしてシャフトの回転に際して遠心力が、締結用テーブルを押圧してこれを降下させながら、「Ｌ字形」を前方に傾動させることになる。

有利には、下部バネが基礎テーブルと分離用テーブルを離隔して、下部補償質量の自由な移動を可能にする。
遠心分離機が停止している場合、下部バネは、基礎テーブルと分離用テーブルを離隔した状態に留めて補償質量を自由に移動させる。
分離用テーブルが下部補償質量を阻止するまで降下した場合、下部バネは圧縮される。
次に、制動段階に際して下部バネは緩む。

同様にして、上部バネが、分離用テーブルと締結用テーブルを離隔して、上部補償質量の自由な移動を可能にする。
遠心分離機が停止している場合、上部バネは、締結用テーブルと分離用テーブルを離隔した状態に留めて補償質量を自由に移動させる。
締結用テーブルが分離用テーブル上で上部補償質量を阻止するまで降下した場合、上部バネは圧縮される。
次に、制動期に際して上部バネは緩む。

詳細には、下部バネのバネ定数は上部バネのバネ定数より大きい。
こうして上部補償質量は下部補償質量より先に阻止される。
こうしてより良いバランスが可能になる。

別の実施形態によると、遠心分離機は、駆動シャフトと回転子が回転結合されている組立て位置で前記垂直シャフト上に設置された回転子をさらに含む。

テストサイクルに際して遠心分離機内の振動レベルを制御するために、遠心分離機は、前記シャフトの回転速度を制御しかつ遠心分離機の内部で測定された振動レベルについての信号のセンサーを収容する制御モジュールをさらに含み、前記制御モジュールは、
− 設定速度より低い規定速度Ｎ１まで回転を加速するステップと；
− 規定速度Ｎ２まで回転を減速するステップと；
− 加速ステップおよび減速ステップの間に最大の振動レベルを測定するステップと；
− 振動レベルが一定の閾値を超えなかった場合、完全な遠心分離サイクルを開始するステップと；
を順次実行する。

詳細には、遠心分離サイクルの際に維持される設定速度に達するための加速度値は、キーボード上で導入される。
加速ステップおよび／または減速ステップに際して用いられる加速度は、導入された値に等しい。
このようにして、遠心分離サイクルと同一の加速度条件下でテストを実施することが可能である。
一変形実施形態によると、加速ステップおよび／または減速ステップの際に使用される加速度勾配は、各々の遠心分離機について予め定義されている。
したがって、この勾配は各遠心分離機について最適なものである。

変形形態においては、複数の加速および減速ステップが実行され、遠心分離サイクルは、この加速および減速ステップの間に振動レベルが一定の閾値を超えなかった場合に開始される。
このようにして、遠心分離を断念する前に機械的部品が動いてより良く位置づけされ得る複数の試行を行なうことが可能である。

規定数の加速および減速ステップの終了時点での振動レベルが相変わらず一定の閾値を超えた場合、遠心分離サイクルは放棄される。
こうして、遠心分離を断念する前の最大試行数を定義できる。別の実施形態によると、振動レベルが過度に高いために遠心分離サイクルが放棄されたことを知らせるための情報が表示される。
こうして、オペレータに遠心分離の放棄理由を知らせることが可能である。

別の実施形態によると、規定速度Ｎ１と規定速度Ｎ２は、検出された共振速度に応じて較正ステップの間に計算される。
このようにして、これらのパラメータは各機械毎に適応される。

機能面では、本発明は、モーターにより回転駆動される垂直シャフトを含む遠心分離機のバランス方法において、回転速度が１つの規定値を超えた場合にシャフトと一体化したテーブル上に位置づけされた少なくとも１つの補償質量を阻止するステップを含み、少なくとも１つの補償質量が垂直シャフトと一体化した部分のアンバランスを制限するように設計されている方法に関する。
このようにして、アンバランスを制限することが可能である。

一実施形態によると、独立した２つの補償質量は、垂直シャフトに結合された２つの水平テーブル上に各々位置づけされ、阻止は、最初に第１の規定速度を始点として第１の補償質量を阻止すること、そして次に第１の規定速度の値よりも高い値を有する別の規定速度を始点として第２の補償質量を不動化することによって実施される。
このようにして、補償質量の位置づけにより、運動中の部品のより良いバランシングが可能になる。

別の実施形態によると、補償質量の阻止は、２つのバネを圧縮しながら各々の補償質量の上にテーブルを低下させることからなる。
第２のウエイトに先行して第１の補償質量を阻止するテーブルの１つに結びつけられたバネは、第２のバネよりも低いバネ定数を有する。
このようにして、２つのウエイトの連続的阻止を容易に行うことが可能である。

別の実施形態によると、バランス方法は、
− 設定速度より低い第１の規定速度Ｎ１まで回転を加速するステップと；
− 第２の規定速度Ｎ２まで回転を減速するステップと；
− 加速ステップおよび減速ステップの間に最大の振動レベルを測定するステップと；
− 振動レベルが一定の閾値を超えなかった場合、設定速度を達成するために遠心分離サイクルを開始するステップと；
を含む。

このようにして、遠心分離サイクルは、加速と減速からなるテストステップ中の振動レベルが許容可能な状態にとどまった場合にのみ、実際に始動される。

本発明の他の特徴および利点は、単なる例示的かつ非限定的な実施例として示された特定の実施形態についての以下の説明を読み、添付図面を参照することでより明確になるものである。

本発明の一実施例に係る遠心分離機の概略図である。 ある回転速度での一実施例に係る補償質量の阻止機構を示す。 ある回転速度での一実施例に係る補償質量の阻止機構を示す。 ある回転速度での一実施例に係る補償質量の阻止機構を示す。 電子中央制御装置を備えた遠心分離機の概観図の一例を示す。 最小限の振動レベルを保証しながら遠心分離サイクルを実施するためのステップを示す流れ図の一例を表わす。 回転速度および最小振動レベルを標示しながら、遠心分離サイクルを構成する異なる段階の時系列グラフの一例を示す。

本発明は、各遠心分離サイクルについて、装入エラーおよび回転部品のバランス不良を自動的に補償し、特に許容可能な閾値を超えないように振動レベルを制御することによりサイクル全体にわたり最小限の振動レベルを保証することを可能にする。

図１は、本発明の第１の実施例に係る遠心分離機の概略図を表わしている。本発明に係る遠心分離機は、それ自体従来通り以下のものを内蔵する槽を含む：
− 垂直シャフトに連結された動力装置；
− 駆動シャフトと回転子が回転結合されている組立て位置において、駆動シャフト上に取外し可能な形で組立てられた回転子；
− 駆動シャフト上への回転子の軸方向阻止を確保する装置。

槽１は、筐体の一側面上で枢動するカバーによって閉鎖される。設定値導入手段３が器具の一側面上に設置されており、これは電位差計、ジョグホイール、値を増減するための押しボタン、またはタッチスクリーンなどで構成され得る。表示手段４（典型的にはＬＣＤまたはＬＥＤスクリーン）が、設定値導入手段３のそばに設置され、前記設定値あるいは他のメニュー値、例えば瞬間速度を表示できるようにしている。複数の値が表示される場合、導入手段３は同様に、以下で詳述する異なるメニューを列挙する役目も有している。

図２Ａは、特定の実施例に係る、モーターが停止している場合の補償質量の阻止機構を構成する部品の位置を示す。

ステンレス鋼またはアルミニウム製の基礎テーブル１０が、モーター（図示せず）に結合された垂直シャフト１１の上部部分の中に固定されている。
垂直シャフト１１の上端部は、バランスウエイトの保持用テーブル１２を支持する。
リング状の下部補償質量１３が垂直シャフト１１を取り囲んでいる。
リングの内径は、シャフト１１の外径よりも大きく、このようにして補償質量１３は基礎テーブル１０上を水平方向に摺動できる。
研磨したステンレス鋼製または摺動に有利に作用する材料製の摺動用テーブル（図示せず）が、場合によって、下部補償質量１３の移動を改善する目的で基礎テーブルを被覆している。

補償質量の分離用テーブル１４が垂直シャフト１１を中心にして垂直方向に摺動し、下部補償質量１３を被覆する。
垂直シャフト１１を取り囲む上部補償質量１５が、分離用テーブル１４の上部面上を水平方向に摺動できる。
基礎テーブルと同様、分離用テーブル１４を摺動用テーブルで被覆することができる。
締結用テーブル１６が、上部補償質量１５の上に設置される。

少なくとも１つのバネ１７が、分離用テーブル１４の下部面と基礎テーブル１０の上部面とを離隔させる。
少なくとも１つの他のバネ１７が同様に分離用テーブル１４の上部面と締結用テーブル１６の下部面とを離隔する。
一実施例によると、バネ１７は、より一般的にＢｏｒｒｅｌｌｙ座金と呼ばれている波形座金である。

この位置で、補償質量１３および１５は、矢印Ｆ１およびＦ２により表わされている方向で水平方向に自由に移動できる。
「Ｌ字」形の断面を有する少なくとも２つのバランスウエイト１８が、回転軸との関係において直径方向に反対側の位置で、表面上に配置されている。
これらのバランスウエイトは、垂直シャフト１１を中心として反対の方向にバランスウエイトを傾動させることのできる軸により保持用テーブル１２に一体化されている。

垂直シャフト１１が回転していない場合、補償質量１３および１５はそれぞれのテーブル上で自由に移動する。
図２Ｂは垂直シャフト１１の回転速度が低い場合の補償質量の阻止機構を示している。
２つのバランスウエイト１８は、図２Ｂに碁盤目で表わされているウエイトを上部部分に有している。
回転中、遠心力は主としてこれらのウエイトに及ぼされ、こうしてバランスウエイト１８を垂直シャフト１１を中心として反対の方向（図２Ｂの矢印Ｆ３）に強制的に傾動させる。
バランスウエイトの上部部分の傾動は、締結用テーブル１６と接触している下部部分の端部の下降（図２Ｂの矢印Ｆ４）をひき起こす。

締結用テーブル１６の下降はバネ１７の圧縮を誘発する。
有利には、基礎テーブル１０上および分離用テーブル１４上に設置されたバネのバネ定数は不等である。
一実施例によると、基礎テーブル１０上に設置されたバネ１７は、分離用テーブル１４上に設置されたバネのものよりも大きい定数を有する。
このようにして、分離用テーブル１４上に設置されたバネがまず変形し、上部補償質量１５は下部補償質量１３に先行して阻止される。
図２Ｂは、回転速度が既定値間に含まれている場合の上部補償質量の阻止のみを示している。

図２Ｃは、垂直シャフト１１の回転速度がより高くなった場合の補償質量の阻止機構を示している。
回転中、遠心力はバランスウエイト１８を垂直軸１１を中心に反対方向（図２Ｂの矢印Ｆ５）に強制的に傾動させる。
バランスウエイトの上部部分の傾動は、締結用テーブル１６と接触している下部部分の端部の下降（図２Ｃの矢印Ｆ６）をひき起こす。

締結用テーブル上に加えられる力は、２つのバネ１７を圧縮するのに充分であり、こうして下部補償質量１３を阻止する。
２つの補償質量の阻止は、バランスウエイト１８の幾何形状および質量分布に応じて決定される所与の回転速度を始点として介入する。
２つの補償質量の逐次的阻止により、これらの補償質量が回転部品全体のアンバランスを補償せずに互いに相殺することが回避される。

本発明は、特に、過度に強い振動によって遠心分離由来の製品の品質が改変されるのを回避する。
したがって、遠心分離サイクル中の振動を分析し、場合によっては遠心分離サイクルを始動させないことが適切である。

バランス不良に起因する振動を分析するため、遠心分離のシェル上には検出器が設置されている。
この検出器は、少なくとも水平面上における移動の振幅を測定する。
回転部品のアンバランスに起因するこれらの移動は、水平方向ｘおよびｙそして程度は低いものの垂直方向ｚにおいて、休止位置を中心とした正弦波運動を生成する。
これらの運動は、遠心分離の質および機器の耐用年数にとって有害な振動を誘発する。
検出器により提供される値は、振動の振幅に正比例する。

一定の速度を始点として介入する他の阻止機構を、本発明において企図することができる。
例えば、補償質量上に張り付けられこれらの補償質量を一定の速度を始点として不動化させる磁石を企図することが可能である。

図３は、振動検出器３７に接続された中央電子装置を伴う遠心分離機３０の概略図の一例を示す。
槽１の上には、噴出をことごとく回避するためのカバー２が載っている。
垂直シャフト１１は槽１の底面を貫通し、シールが気密性を確保している。
垂直シャフト１１を中心として対称的にバケットが配置され、遠心分離すべき製品を収容する。

図２Ａ、２Ｂおよび２Ｃにより例示されているそのバランス機構３２を上部に載置している垂直シャフト１１は、駆動モーター３３に対し機械的に結合されている。
電子回路カードで構成された制御モジュール３１は、電気制御および出力信号の形でモーター３３に対し指令を発する。
モジュール３１は同様に、垂直シャフト１１の回転速度を制御するためにタコメータプローブ３４から信号を受信する。

特定の一実施例によるとタコメータプローブ３４は、カバー２内に設置された磁気センサーであり、このプローブは垂直シャフト１１により回転駆動される金属部品の通過を検出する。
制御モジュール３１は同様に、器具の振動の検出を担う振動検出器３７にも接続されている。
一実施例によると、この検出器は、ｘ、ｙ、ｚの３次元における運動を分析できる加速度計である。
検出器３７は、１６ビットのデータを伝送し、２ＫＨｚの周波数でサンプリングする。

制御モジュール３１は同様に、指令導入手段（押しボタン、電位差計、ジョグホイール、タッチスクリーン…）および表示手段（標示灯、ＬＣＤスクリーン、７セグメントディスプレー…）を含むユーザーインターフェース３５にも接続されている。
最後に、制御モジュールは、電源モジュール（図示せず）に接続されている。

緩衝システム３６が、遠心分離機３０内部でモーターを不動化する。
この緩衝システムは例えばＳｉｌｅｎｔｂｌｏｃ（ベルギーの会社Ｐａｕｌｓｔｒａ Ｖｉｂｒａｃｈｏｃによる登録商標名）で構成されており、Ｓｉｌｅｎｔｂｌｏｃは、機械的機構とそれを支持する構造との間の衝撃および振動を吸収できるようにする材料からなる部品である。
補償質量および緩衝システムによって形成されたアセンブリは、機器の振動を低減させることができる。

本発明は、アンバランスが振動低減アセンブリによって補償され得るものよりも大きいケースを解決するものであり、次の２つのケースが起こり得る：
− 残留振動を、遠心分離機の中断によって補償することができない。振動が機器および遠心分離すべき製品に対して影響を及ぼす時間をできるだけ短縮できるように、加速段階の時点でサイクルを停止しなければならない。
− 残留振動は、補償質量が位置づけされる前に遠心分離機の中断によって補償される。その後サイクルは続行されるが、減速の終りに大きい振幅の振動が感じられ、製品の混合を誘発する。
本発明は特に、上述の２つの場合が存在する時に遠心分離を始動させないことを可能にする。

図４は、減速時を含めサイクル全体を通して最小限の振動レベルを保証しながら遠心分離サイクルを実施できるようにするステップの流れ図を示す。
このように記載されたステップの展開は、振動レベルを制御する電子システムに結びつけられた回転当初におけるウエイトの再バランシングを行なう機械的システムにより支えられている。

最初に、オペレータは遠心分離機３０のスイッチを投入し、ユーザーインターフェース３５を用いて設定速度を導入する（ステップ４．１）。
ステップ４．２で、オペレータは遠心分離サイクルを指令する。
制御モジュール３４は、モーター３３を加速段階でスタートし、第１のテスト速度Ｎ１に向かわせる（ステップ４．３）。
この速度Ｎ１は、機械の共振速度より大きくなるように選択される。
装入物の内容およびアンバランスにより、共振速度は或る程度変動する可能性があり、このため値Ｎ１はあらゆる場合においてこの共振速度より大きくなるように選択される。

特定の一実施例によると、遠心分離機には、制御モジュール３１により工場内で実行可能が較正モジュールを備えている。
遠心分離機は、市販に先立って較正することが可能である。
較正ステップは、最初に無負荷で、次に（機械の性能により規定される）最大の装入物を伴った状態で加速および減速サイクルを複数回実施することからなる。
制御モジュールは、最大振動レベルが検出された速度を決定し、最大の規定速度よりも一定の割合だけ大きくなるようにＮ１を計算する。
同様にして、第２のテスト速度Ｎ２は、最小の規定速度よりも一定の割合だけ小さくかつ補償質量が阻止される速度よりも小さくなるように計算される。
速度Ｎ１およびＮ２は、装入物の内容およびアンバランスの如何に関わらず、共振速度を中心とするように計算される。

モーターの速度は、回転計プローブ３４を含む制御モジュール３１に内蔵された制御伝達装置により制御される。
この加速段階中に、制御モジュール３１は、振動検出器３７の信号を受信し、信号を分析して最大値を決定する。
ステップ４．４で、制御モジュールは振動の最大レベルＮＶ１を決定し、このレベルは一平方秒あたりのメートル数で表現される。
ステップ４．５で、制御モジュールは、速度Ｎ２までの減速段階を始動させる。
ステップ４．６において、制御モジュールは、テスト段階での減速の間の振動の最大レベルＮＶ２を決定する。

ステップ４．７で、制御モジュールは、値ＮＶ１およびＮＶ２を、このタイプの遠心分離機上で許可された振動の最大振幅値であるものとして実験によって決定された閾値Ｖｓｅｕｉｌ１と比較する。
振動の振幅が閾値よりも低くとどまっている場合、遠心分離全サイクルを実行することができる（ステップ４．８）。
この有利な場合においては、製品に対する遠心分離の効果は有効なものとなり、遠心分離機は過度の振動に付されない。

ステップ４．７で、振動の振幅が許容可能な閾値よりも大きいことが確認された場合には、新たな試行が実施される。
実際、この新たな試行の際には、補償質量が異なる形で位置づけされ、こうして回転部品のバランスを改善することが可能である。
ステップ４．９では、試行数が、例えば３である最大試行数と比較される。
この最大試行数に達した場合には、モジュールは遠心分離サイクルの停止を決定し、ユーザーインターフェースを用いてオペレータに情報が表示される（ステップ４．１０）。
そうでなければ、現在の試行数が増分され（ステップ４．１１）、モジュールは加速段階を再度始動させる（ステップ４．３）。

遠心分離サイクルが、重大なアンバランスのために開始されなかった場合、オペレータは、遠心分離に付される製品を移動させることによって遠心分離機の新たな調節を実施し、新たな試行を始動させることができる。

図５は、垂直軸１１の回転速度および振動検出器３７により測定された振動レベルを標示しながら、遠心分離サイクルを構成する異なる段階の時系列グラフを示す。
最初に、オペレータはユーザーインターフェイス３５上で遠心分離のパラメータを導入し、サイクルを始動させる。
制御モジュール３１は、テストステップを開始し、値Ｎ１まで速度を加速する。
共振速度のゾーン近くで、振動の振幅は増大し、次に再下降する。速度Ｎ１に達した時点で、制御モジュールは減速を開始する。
速度が共振速度ゾーン内を再通過した場合、振動は、先のものと同じ形で増大する。
最初に振動の振幅が許容不能な閾値を超えていると仮定すると、制御モジュールは、新たな試行を行なう決定を下す。

垂直シャフトの速度は、新たな値Ｎ１まで増大する。
この加速ステップの間、補償質量は、回転部品全体のより良いバランスを可能にする別の位置で阻止され、次に速度は値Ｎ２まで再度下降する。この第２の試行に際しては、いかなる時点においても、振動の振幅がＶｓｅｕｉｌ１を超えることはない。
このとき、制御モジュールは完全な遠心分離サイクルを始動させる決定を下す。

図５によって示されている実施例においては、振動レベルが許容最大閾値を超えず、したがって、製品は遠心分離により得られる効果を有していたことを確認することができる。
予定された遠心分離時間の終わりで、制御モジュールは制動および垂直軸１１の回転停止を開始する。

特定の一実施形態によると、オペレータは、設定速度に達するための加速度値を導入することができる。
単純な一実施例によると、加速度は一定であり、単純な数値により表現される。
他の場合、例えば時間の一次関数または指数関数にしたがった漸進的加速度なども企図することができる。
一実施例によると、テストステップの際に使用される加速度勾配は、遠心分離サイクルを始動させるために用いられる勾配に等しいものであり得る。
同様にして、オペレータが減速度値を導入できる場合、この勾配は、遠心分離を始動させる前のテストステップの際の減速ステップをパラメータ化するために使用可能である。

特定の実施形態によると、ユーザーインターフェース３５は、加速段階の際に測定された最大の振動レベルおよびこのレベルが許容可能なレベルを超えている旨の情報を表示する。
このようにしてオペレータは、超過が最小限であるか否か、ひいてはアンバランスを補償するためにオペレータが装置を異なる形で調節できるか否か、あるいは超過が大きすぎて補償不可能であるか否かを確認することができる。

部品を異なる形で調整し、インターフェース３５上で振動の振幅に対する効果を制御することにより、オペレータは、遠心分離機の取扱いに関する経験をより迅速に獲得することができる。
有利には、ユーザーインターフェースは、振動の最大振幅が達成される速度も表示し、これは典型的には共振速度である。
このパラメータは同様に、遠心分離に付される製品および部品の位置づけにおいてオペレータを補助することができる。

特定の一実施形態によると、ユーザーインターフェイスは、場合によっては隠されているかまたは少なくともアクセスが困難であるメニュー、ボタンまたは電位差計を、振動レベルの許容可能値ＳｅｕｉｌＶｂ１を調整する目的で有している。

特定の一実施形態によると、ユーザーインターフェイスは、遠心分離段階の実行を断念する前に制御モジュールが始動させる最大試行数を導入する目的で、場合によっては隠されているかまたは少なくともアクセスが困難であるボタンまたは電位差計を有している。

Claims (17)

1. モーターにより回転駆動される垂直シャフト（１１）と前記垂直シャフト（１１）と一体化した部品のバランス機構（３２）とを含む遠心分離機において、
   前記バランス機構が、
   − 垂直シャフトと一体化したテーブル（１０、１４）と、
   − 前記テーブル（１０、１４）上を自由に移動し、垂直シャフト（１１）と一体化した部品のアンバランスを制限するように設計されている少なくとも１つの補償質量（１３、１５）と、
   − 前記補償質量の阻止機構と、
   を含み、
   前記阻止機構は、回転速度が規定の値を超えた場合に前記テーブル上で前記補償質量（１３、１５）を不動化するように設計されている、
   ことを特徴とする遠心分離機。
2. バランス機構（３２）が、それぞれ垂直シャフト（１１）と一体化した基礎テーブル（１０）および分離用テーブル（１４）上を各々自由に移動する下部補償質量（１３）と上部補償質量（１５）とを含む、
   ことを特徴とする請求項１に記載の遠心分離機。
3. 各補償質量（１３、１５）が、垂直シャフト（１１）を取り囲むリングの形をしている、ことを特徴とする請求項２に記載の遠心分離機。
4. 阻止機構が、上部補償質量（１５）の上に設置された締結用テーブル（１６）を含み、前記締結用テーブル（１６）が垂直シャフト（１１）を中心として垂直方向に摺動し得る、
   ことを特徴とする請求項２または３の一項に記載の遠心分離機。
5. 阻止機構がさらに２つのバランスウエイト（１８）を含み、
   これらのバランスウエイトは、垂直シャフト（１１）を中心に反対の方向にそれらを傾動させることのできる軸により保持用テーブル（１２）に一体化されており、
   バランスウエイト（１８）の前記傾動が前記締結用テーブル（１６）の降下をひき起こし、こうして下部補償質量（１３）および上部補償質量（１５）をそれぞれのテーブル（１０、１４）上に不動化する、
   ことを特徴とする請求項４に記載の遠心分離機。
6. バランスウエイト（１８）が、「Ｌ字」形の断面を呈する、ことを特徴とする請求項５に記載の遠心分離機。
7. バランスウエイト（１８）が、垂直シャフト（１１）の回転軸との関係において直径方向で反対側にある、ことを特徴とする請求項５または６に記載の遠心分離機。
8. バランスウエイト（１８）の下部部分が、締結用テーブル（１６）と接触している、ことを特徴とする請求項５〜７の一項に記載の遠心分離機。
9. 下部バネ（１７）が基礎テーブル（１０）と分離用テーブル（１４）を離隔して、下部補償質量（１３）の自由な移動を可能にしている、ことを特徴とする請求項２〜８のいずれか一項に記載の遠心分離機。
10. 上部バネ（１７）が、分離用テーブル（１４）と締結用テーブル（１６）を離隔して、上部補償質量（１５）の自由な移動を可能にしている、ことを特徴とする請求項２〜９のいずれか一項に記載の遠心分離機。
11. 下部バネ（１７）のバネ定数が上部バネ（１７）のバネ定数より大きい、ことを特徴とする請求項８および９に記載の遠心分離機。
12. 垂直シャフト（１１）と回転子が回転結合されている組立て位置で前記垂直シャフト上に設置された回転子をさらに含む、ことを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載の遠心分離機。
13. 前記シャフトの回転速度を制御しかつ遠心分離機の内部で測定された振動レベルについての信号のセンサー（３７）を収容する制御モジュールをさらに含み、
    前記制御モジュールが、
    − 設定速度より低い第１の規定速度（Ｎ１）まで回転を加速するステップと；
    − 第２の規定速度（Ｎ２）まで回転を減速するステップと；
    − 加速ステップおよび減速ステップの間に最大の振動レベルを測定するステップと；
    − 振動レベルが一定の閾値を超えなかった場合、完全な遠心分離サイクルを開始するステップと；
    を順次実行する、
    ことを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一項に記載の遠心分離機。
14. モーターにより回転駆動される垂直シャフト（１１）を含む遠心分離機のバランスをとる方法であって、
    回転速度が１つの規定値を超えた場合にシャフトと一体化したテーブル（１０、１４）上に位置づけされた少なくとも１つの補償質量（１３、１５）を阻止する阻止ステップを含み、
    少なくとも１つの補償質量（１３、１５）が垂直シャフト（１１）と一体化した部品のアンバランスを制限するように設計されている、
    ことを特徴とする方法。
15. 独立した２つの補償質量（１３、１５）が、垂直シャフト（１１）に結合された２つの水平テーブル（１０、１４）上に各々位置づけされ、
    前記阻止ステップが、
    第１の規定速度を始点として第１の補償質量（１５）を阻止すること、および、
    第１の規定速度の値よりも高い値を有する別の規定速度を始点として第２の補償質量（１３）を阻止すること、
    から成る、
    ことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
16. 前記阻止ステップが、
    ２つのバネを圧縮しながら各々の第１および第２の補償質量の上にテーブル（１４、１６）を降下させることから成り、
    第１の補償質量（１５）を阻止する一方のテーブル（１６）に結びつけられたバネ（１７）が、第２の補償質量（１３）を阻止する他方のテーブル（１４）に結びつけられたバネ（１７）よりも低いバネ定数を有する、
    ことを特徴とする請求項１５に記載の方法。
17. − 設定速度より低い規定速度（Ｎ１）まで回転を加速するステップと；
    − 規定速度（Ｎ２）まで回転を減速するステップと；
    − 加速ステップおよび減速ステップの間に最大の振動レベルを測定するステップと；
    − 振動レベルが一定の閾値を超えなかった場合、遠心分離サイクルを開始して設定速度を達成するステップと；
    を含むことを特徴とする請求項１〜１６の一項に記載の方法。

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