JPS63319073A - Mixed centrifugal separator rotor and manufacture thereof - Google Patents

Mixed centrifugal separator rotor and manufacture thereof

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JPS63319073A
JPS63319073A JP14717387A JP14717387A JPS63319073A JP S63319073 A JPS63319073 A JP S63319073A JP 14717387 A JP14717387 A JP 14717387A JP 14717387 A JP14717387 A JP 14717387A JP S63319073 A JPS63319073 A JP S63319073A
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Japan
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core body
rotor
rotor core
ring
reinforcing ring
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JP14717387A
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アリレザ ピラムーン
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SmithKline Beecham Corp
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SmithKline Beecham Corp
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 3、発明の細な説明] (発明の技術分野) 本発明は、超高速遠心分離に使用する、超遠心分離機ロ
ータに関し、特に、−の材料からなる中央コアが他の材
料からなるリングにより取り囲まれている混成材料製の
ロータに関する。
[Detailed Description of the Invention] 3. Detailed Description of the Invention] (Technical Field of the Invention) The present invention relates to an ultracentrifuge rotor used for ultrahigh-speed centrifugation, and in particular, the present invention relates to an ultracentrifuge rotor for use in ultrahigh-speed centrifugation. It relates to a rotor made of a hybrid material surrounded by a ring made of another material.

(従来技術) 超遠心分離機ロータは、ますます高い速度が、新しくか
つますます複雑な科学的実験のために該ロータの適用が
必要である際に、過激な応力に遭遇する。高能力、高速
度のロータは一般に大きな固定角を有し、爪直管ロータ
は高い運動エネルギを有する。高応力は、高速、高エネ
ルギロータに生じ、設計上、材料の選択をきわどくする
。このため、チタニウムが、高速、大容量ロータの設計
に最もしばしば選択される等方性材料である。
BACKGROUND OF THE INVENTION Ultracentrifuge rotors encounter extreme stresses as increasingly higher speeds require their application for new and increasingly complex scientific experiments. High capacity, high speed rotors generally have large fixed angles, and straight tube rotors have high kinetic energy. High stresses occur in high speed, high energy rotors, making material selection critical in design. For this reason, titanium is the isotropic material most often chosen for high speed, high capacity rotor designs.

高速作動が可能の従来の高い運動エネルギロータは、代
表的には、約0.161b/in3の密度を有する等方
性のチタニウムから造られる。チタニウムは堅い金属で
あり、その密度攻に加工し難く、また、非常に高価であ
る。さらに、増大する速度は、増大する強度を必要とす
るので、チタニウムのロータが耐える運動エネルギは、
その密度およびロータが駆動される回転速度の2乗に比
例して増大し、金属材料の強度は、ロータの寸法、直径
または厚さを増すことによっては、効果的に改善するこ
とはできない。
Conventional high kinetic energy rotors capable of high speed operation are typically constructed from isotropic titanium with a density of about 0.161 b/in3. Titanium is a hard metal, difficult to process due to its density, and also very expensive. Furthermore, increasing speed requires increasing strength, so the kinetic energy that a titanium rotor withstands is
The strength of the metal material, which increases proportionally to the square of its density and the rotational speed at which the rotor is driven, cannot be effectively improved by increasing the size, diameter or thickness of the rotor.

これまで、遠心分離機ロータは、低速に適用するために
は、++1層した繊維樹脂殻体から造られ、これが他の
全金属設計のものより信頼のおけるものとされてきた。
In the past, centrifuge rotors have been constructed from ++1 layered fiber resin shells for low speed applications, which have been found to be more reliable than other all-metal designs.

ディツェルに対する米国特許第3.993,243号は
、金属製の底部および円形の金属板からなる頂部を有し
、!a維と樹脂との積層材から造られる遠心分離ドラム
殻体の代表的な例である。金属板は、これを締付けねじ
により遠心分離機ドラム殻体に取り付けるフランジを有
する。前記ドラム殻体は、軸線方向に伸びるワイヤおよ
び広いメツシュの裏当ストレーナの使用を含む数層の横
断面形状を有する。ファスナーを含むこの構成は、低速
には適しているが、超高速により生じる応力には耐えな
い。
U.S. Pat. No. 3,993,243 to Ditzel has a metal bottom and a top made of a circular metal plate! This is a typical example of a centrifugal drum shell made from a laminated material of a-fiber and resin. The metal plate has a flange that attaches it to the centrifuge drum shell by means of tightening screws. The drum shell has a multilayer cross-sectional configuration that includes the use of axially extending wire and wide mesh backing strainers. This configuration, including fasteners, is suitable for low speeds, but does not withstand the stresses caused by very high speeds.

同様に、鋼被覆樹脂プラスチック材料製の層状材ロータ
ーは、ドラムに対する米国特許第3.997,106号
に開示されている。この特許発明の1実施例は、鋳造プ
ラスチック樹脂材料製の内側本体を覆う穿孔鋼帯を取り
囲むピアノ線の使用を開示している。この構成は、低速
液体分離に使用される遠心分離機ロータに有用であるが
、高速の応力に耐えない。
Similarly, a laminated material rotor made of steel coated resin plastic material is disclosed in U.S. Pat. No. 3,997,106 for a drum. One embodiment of this patented invention discloses the use of piano wire surrounding a perforated steel strip covering an inner body of cast plastic resin material. This configuration is useful for centrifuge rotors used for low speed liquid separation, but does not withstand high speed stresses.

リングレンに対する米国特許第4,160゜512号は
、遠心分離機、羽根屯、ジェネレータおよびフライホイ
ールに使用する繊維補強ロータの製造を開示している。
No. 4,160,512 to Ringgren discloses the manufacture of fiber reinforced rotors for use in centrifuges, vanes, generators and flywheels.

ロータ殻体は、プラスチック樹脂またはアルミニウムの
中間スリーブに巻かれた繊維巻付はフィラメントから造
られた外層からなる。この外層は、内部の中間スリーブ
にプレストレスを(jえるファイバー・ラミネート部材
を形成1−る。前記外層は、内部スリーブへの外層の圧
力付与下の巻付けにより内部の中間スリーブに固定され
る。この圧力付与下での巻付けは、内部のスリーブにプ
レストレスを与え、該スリーブの直径をわずかに減する
。内部スリーブに対し機械的にプレストレスを与える結
果として、補強ロータは、金属製のスリーブのみのロー
タであればそわが高速に達する面に変形または破壊して
しまうような速度で作動できることを、この特許は教え
ている。従来技術の考察において、この米国特許は、外
部の繊維積層スリーブが金属部材に付与される間に内部
の金属部材に低温を維持する、温度「収縮嵌合J st
+r inkage f i Lに言及している。この
米国特許は、温度の限られた低減のみが得られ、また、
繊維補強スリーブと金属部材との間の高い血圧は内部の
部材が室温に戻るときに得られる、としている。この米
国特許は、温度「収縮嵌合」に対抗することを教えてい
る。この米国特許は、J1常に低い7:n!度を便用し
ての効果的な収縮の可能性の認識することを欠いている
The rotor shell consists of an outer layer made of fiber-wrapped filaments wrapped around an intermediate sleeve of plastic resin or aluminum. This outer layer forms a fiber laminate member that prestresses the inner intermediate sleeve. Said outer layer is secured to the inner intermediate sleeve by pressure wrapping of the outer layer onto the inner sleeve. This winding under pressure prestresses the inner sleeve and slightly reduces its diameter.As a result of mechanically prestressing the inner sleeve, the reinforcing rotor is made of metal. This patent teaches that a sleeve-only rotor can operate at such speeds that the stiffness would deform or destroy the surface at high speeds. Temperature "shrink fit J st" maintains a low temperature in the internal metal part while the laminated sleeve is applied to the metal part.
+r inkage f i L is mentioned. This US patent provides only limited reduction in temperature and
The high pressure between the fiber-reinforced sleeve and the metal component is said to be obtained when the internal component returns to room temperature. This US patent teaches counteracting temperature "shrink fit." This US patent is based on J1 always low 7:n! Lack of awareness of the possibility of effective contraction through the use of excessive amounts.

かくして、米国時1プ「第4,160,512号は、ロ
ータ本体の異る材料層間の収縮からmt、tl、収縮嵌
合か達成しうるとは考えていないので、内部本体」二で
合成スリーブにプレストレスを′了える概念に向かうこ
とを教えている。
Thus, U.S. Pat. It teaches the concept of eliminating pre-stress on the sleeve.

カーリ−に対する米国特許第4,468,269号およ
びロイに対する米国特許第3,913゜828号の双方
が、金属ロータ本体の筒状の壁を取り囲んでいるフィラ
メント巻付けJ曽からなる複数の「入れ予成」リングを
含んでいる超遠心分離機ロータの構成を開示している。
Both U.S. Pat. No. 4,468,269 to Curley and U.S. Pat. No. 3,913.828 to Roy disclose a plurality of "" Discloses an ultracentrifuge rotor configuration that includes a pre-loaded ring.

前記リングは、該リングのそれぞれの間の薄いエポキシ
被覆により相互に入れ予成となる。前記リングは、異な
る直径を有する心棒に巻くことにより造られ、前記直径
は、各リング部分が10から15層の範囲内の均−J!
%のフィラメントで造られる。薄い部分て前記リングを
組み立て、次ぎに、前記リングを相互に入れ予成にする
ことにより、前記リングの外側のフィラメント密度が前
記リングの内側の密度と等しいロータ構造を実現するこ
とが可能である。入れ予成に嵌合されたポリマーのリン
グは、被覆壁にエポキシ樹脂で接着され、軸線方向に及
ぼされる小さな圧力を使用して1n記壁に押圧される。
The rings are interleaved with a thin epoxy coating between each of the rings. Said rings are made by winding around mandrels having different diameters, said diameters being evenly spaced within the range of 10 to 15 layers for each ring section.
% filament. By assembling said rings in thin sections and then preforming said rings with each other, it is possible to achieve a rotor structure in which the filament density outside said rings is equal to the density inside said rings. . The pre-fitted polymer ring is epoxied to the covering wall and pressed against the wall using a small pressure exerted in the axial direction.

最終的な構造体が熱養生される。前記構造体は、中央の
壁構造を補強するために熱養生されたエポキシ層を有し
、前記壁はチタニウム、アルミニュウムまたは熱処理さ
れた鋼鉄から選択される。
The final structure is heat cured. The structure has a heat cured epoxy layer to reinforce the central wall structure, the wall being selected from titanium, aluminum or heat treated steel.

従来の混成ロータの構成のいずれもが、単−殻体に向け
られてなく、補強構造が簡素化されていない。
None of the conventional hybrid rotor configurations are directed towards single-shell bodies and do not simplify the reinforcement structure.

従来技術は、超遠心分離機への適用のために複数の材料
のロータを設計することを望むとき、静菌1「および動
荷重の双方が分析・され、考慮されなければならないと
いう基本的な問題を処理していない。
The prior art has the basic idea that both bacteriostatic and dynamic loads must be analyzed and considered when one wishes to design a multi-material rotor for ultracentrifuge applications. Not handling the problem.

リングレンの米国特許第4,160,512号およびカ
ーリ−の米国特許第4,468,269号は静的負荷の
問題に向けられているが、それぞれの構成に対する動的
負荷の問題に向けられていない。静的負荷は、ロータが
停+L t、ているときのコア本体と外側リングとの間
の応力である。この静荷重は、混成ロータ組立体を停止
時に一体に保持するためにf丘要である。しかし、ロー
タに回転か起こるとき、接線方向外向きの応力か生しる
Ringgren U.S. Pat. No. 4,160,512 and Curley U.S. Pat. No. 4,468,269 are directed to static loading problems, but they are not directed to dynamic loading problems for their respective configurations. do not have. Static load is the stress between the core body and the outer ring when the rotor is at rest. This static load is essential to holding the hybrid rotor assembly together at rest. However, when rotation occurs in the rotor, tangential outward stresses are created.

米国特許第4,160,512壮および米国特許第4,
468,269号の構成のコア本体は、外側リングより
遅い速度で膨張し、その結果、外側リングは動的なロー
タ運転中にコア本体に与えられた応力をとどめない。動
的負荷の間、コア本体が外側リングより遅い速度で膨張
するため、リングはコア本体から外れ、本体にプレスト
レス荷重を維持しない。
U.S. Patent No. 4,160,512 and U.S. Pat.
The core body of the 468,269 configuration expands at a slower rate than the outer ring, so that the outer ring does not sustain the stresses imposed on the core body during dynamic rotor operation. During dynamic loading, because the core body expands at a slower rate than the outer ring, the rings disengage from the core body and do not maintain a prestress load on the body.

従来、アルミニウムおよびチタニウムが、等方性材ロー
タを構成するために選択された材料である。アルミニウ
ムのみが、液体試料で充たされたロータにより士しる応
力かアルミニウム本体の応力破11′J点の応力より相
当に小さい場合にのみ、高速用として使用される。高能
力ロータかより速い速度を要求する場合、ロータは、従
来、同等寸法て高能力のアルミニウム製のロータより高
い応力および試料液体の高容量に耐えることのできる、
゛  高密度材料であるチタンを使用して設計された。
Traditionally, aluminum and titanium are the materials of choice for constructing isotropic material rotors. Aluminum is only used for high speed applications if the stress experienced by the rotor filled with liquid sample is significantly less than the stress at stress break 11'J in the aluminum body. When higher capacity rotors or higher speeds are required, the rotors are traditionally able to withstand higher stresses and higher volumes of sample liquid than comparable sized and high capacity aluminum rotors.
゛ Designed using titanium, a high-density material.

従来、チタンのみが、高速度、高容(辻の遠心分離機の
動的応力に耐えられた。アルミニウムおよび合成材から
なるリングのような低密度の構成は、チタニウム製のロ
ータが受けると同し動荷重に耐えることがてきなければ
ならない。
Traditionally, only titanium has been able to withstand the dynamic stresses of high-speed, high-volume centrifuges. Low-density configurations, such as rings made of aluminum and composite materials, have been able to withstand the same dynamic stresses that titanium rotors are subjected to. It must be able to withstand dynamic loads.

要求されるのは、前記したように、複数の材料の構成で
、静荷重および動荷重の双方の特性に向けられる必要+
+1を考慮しているjQ成ロータの構成である。リング
レンの米国特許第4.160,512号に示されている
ような外側繊維補強殻体は、静止状態中にコアにプレス
トレスを与える一方、このプレストレスすなわち内方へ
の応力が、回転状態中に過度の不測の不均一応力をコア
本体に生じさせる。
What is required, as mentioned above, is a configuration of multiple materials that is oriented to both static and dynamic load characteristics.
This is a configuration of a jQ rotor considering +1. An outer fiber-reinforced shell, such as that shown in Ringgren U.S. Pat. creating excessive unforeseen non-uniform stresses in the core body.

要求されるのは、超高速用ロータの祠料としてのチタニ
ウムの必要を枡除し、より軽くて機械加工に適した金属
を補強されたロータコアに使用スj−る、中純化された
補強ロータである。
What is needed is a medium-purified reinforced rotor that eliminates the need for titanium as an abrasive for ultra-high-speed rotors and uses a lighter, more machinable metal for the reinforced rotor core. It is.

(発明の構成) 本発明の混成遠心分離機ロータは、2つの主要な部分、
すなわち、ロータコア本体および補強リングからなる。
(Structure of the Invention) The hybrid centrifuge rotor of the present invention has two main parts:
That is, it consists of a rotor core body and a reinforcing ring.

前記ロータコア本体は、アルミニウムのような等方性材
料である。前記ロータコア本体を取り囲む補強リングは
、グラファイト繊維およびエポキシ樹脂フィラメント巻
付は材料のような異方性の材料からなる。くこの明細書
で使用される用語「異方性の材料」は、体積弾性係数、
強度および硬さのような特性を特定の方向へ有する材料
を意味する。)補強リングの樹脂は、熱可g2 +1ま
たは熱砂化性である。フィラメント巻付はリングの繊維
は、ガラスまたはデュポン社製の有機樹脂繊維材料ケブ
ラー(商品名)のような材料であってもよい。
The rotor core body is an isotropic material such as aluminum. The reinforcing ring surrounding the rotor core body is made of an anisotropic material such as graphite fibers and epoxy resin filament wrapping material. The term "anisotropic material" as used in this specification refers to bulk modulus,
Refers to a material that has properties such as strength and hardness in a particular direction. ) The resin of the reinforcing ring is thermoplastic g2 +1 or thermosandizable. The fibers of the filament-wound ring may be made of glass or a material such as Kevlar (trade name), an organic resin fiber material manufactured by DuPont.

混成遠心分離機ロータの等方性ロータコア本体は、フィ
ラメント巻付けの異方性補強リング゛にプレストレスを
4える。ロータコア本体は、当初、補強リングより大き
い直径であるように構成される。次ぎに、ロータコア本
体は低温環境中で均等に温度収縮され、補強リング内に
入れ子式に嵌合されるロータの最終組立ての際、補強リ
ング内に位置するように嵌め合わされ、その結果、ロー
タコア本体は補強リングにプレストレスを与える。
The isotropic rotor core body of the hybrid centrifuge rotor prestresses the filament-wrapped anisotropic reinforcing ring. The rotor core body is initially configured to be of larger diameter than the reinforcing ring. The rotor core body is then uniformly temperature-shrinked in a low-temperature environment and nested into the reinforcing ring during final assembly of the rotor, so that the rotor core body gives prestress to the reinforcing ring.

ロータコア本体は、該ロータコア本体か低温環境からの
取出し後に環境温度すなわち室温に戻る際に、補強リン
グにプレストレスを与える。このプレストレスは、ロー
タコア本体がその当初の寸法を回復しようとする際に生
じる。低温環境は、液体窒素浴に等方性のロータコア本
体を浸すことによって達成される。ロータコア本体は、
最大限、式δ=αLΔT(但し、δは収縮量、αは熱膨
張係数、Lは金属ロータコア本体の直径、6丁は大気温
度と低温環境との間の温度差)に従フて計算された値ま
で均等に収縮される。次きに、ロータコア本体は、上記
式により規定された計算範囲内でコア本体の収縮が生じ
るように最適時間、低温環境に浸される。ロータコア本
体は、次いで、均一な速度で補強リング内に配置さねて
入れ子式に1に合された後、室温で膨弓長する。
The rotor core body prestresses the reinforcing ring when the rotor core body returns to ambient or room temperature after being removed from the cold environment. This prestress occurs as the rotor core body attempts to recover its original dimensions. The low temperature environment is achieved by immersing the isotropic rotor core body in a liquid nitrogen bath. The rotor core body is
Maximum, calculated according to the formula δ = αLΔT (where δ is the amount of contraction, α is the coefficient of thermal expansion, L is the diameter of the metal rotor core body, and 6th is the temperature difference between the atmospheric temperature and the low temperature environment). will be uniformly shrunk to the specified value. The rotor core body is then immersed in a cold environment for an optimal time such that shrinkage of the core body occurs within the calculation range defined by the above formula. The rotor core body is then telescoped into the reinforcing ring at a uniform rate and then expanded at room temperature.

ロータコア本体を取り巻く異方性の補強リングは、繊維
巻きの方向がロータコア本体の基部に対して下行な水平
面から0度である従来の周方向に巻か打たフィラメント
である。これに代えて、フィラメントは、補強リングを
きらに強化するために、水平面に対しである角度で交差
するように巻くことができる。
The anisotropic reinforcing ring surrounding the rotor core body is a conventional circumferentially wound filament in which the direction of the fiber wrap is 0 degrees from a horizontal plane descending to the base of the rotor core body. Alternatively, the filament can be wound transversely at an angle to the horizontal plane to further strengthen the reinforcing ring.

混成遠心分離機ロータを製造する方法は、ロータコア本
体の寸法を均一に収縮させる液体窒素のような低温環境
に等方性金属材料のロータコア本体を置くこと、ロータ
コア本体が補強リングにより取り囲まれ、該補強リング
に嵌まりむように、収縮したロータコア本体の周りに異
方性材料の補強リングを嵌合すること、補強リングに組
込まれたロータコア本体を室温に戻し、ロータコア本体
をその原寸法に戻し、補強リングに対して締まりばめを
引き起こさせることを含む。製造方法の−・工程として
、ロータコア本体の均一収縮Aj法は、低温環境で本体
を均一・に収縮させることについて既に述べた前記式に
より決定される。補強リングは、低温で処理されたロー
タコア本体の周りに置かわることが好ましいが、この例
に代えて、ロータコア本体をリング内に配置してもよい
The method of manufacturing a hybrid centrifuge rotor consists of placing a rotor core body of isotropic metallic material in a low temperature environment such as liquid nitrogen, which uniformly shrinks the dimensions of the rotor core body, the rotor core body is surrounded by a reinforcing ring, and the rotor core body is surrounded by a reinforcing ring, Fitting a reinforcing ring made of anisotropic material around the shrunken rotor core body so as to fit into the reinforcing ring, returning the rotor core body assembled in the reinforcing ring to room temperature, returning the rotor core body to its original size, and reinforcing it. Including causing an interference fit to the ring. As a step of the manufacturing method, the uniform shrinkage Aj method of the rotor core body is determined by the above-mentioned formula for uniformly shrinking the rotor core body in a low-temperature environment. The reinforcing ring is preferably placed around the cryogenically treated rotor core body, but alternatively the rotor core body may be placed within the ring.

補強リングにプレストレスを与えることにより、ロータ
コア本体および補強リングの締まりばめのために、強い
静荷重が達成される。外方へ膨張するロータコア本体は
、M強すングに対してロータコア本体の高い静荷重を達
成することにより、補強リングにプレストレスを与える
。回転および動荷重状態の間、補強リングが示す高い引
・J長強度hjgh modulusが、遠心分離力が
コア本体内で増大しようとする際、コア本体を包もうと
する。
By prestressing the reinforcing ring, a strong static load is achieved due to the interference fit of the rotor core body and the reinforcing ring. The outwardly expanding rotor core body prestresses the reinforcing ring by achieving a high static load of the rotor core body relative to the M reinforcement. During rotation and dynamic loading conditions, the high tensile J-length strength hjgh modulus exhibited by the reinforcing ring tends to wrap around the core body as centrifugal forces attempt to increase within the core body.

このようにして、静荷重および動荷重の双方を補償する
混成ロータか得られる。
In this way, a hybrid rotor is obtained that compensates for both static and dynamic loads.

(実施例) 本発明の混成ロータは、二つの主要な構成要素、すなわ
ち、等方性のロータコアおよびy・j方性の補強リング
を含む。第1図に、/11!成遠心分離機ロータの好ま
しい実施例の縦断面図か示されている。等方性のロータ
コア本体12は、アルミニウムから造られることか好ま
しく、約0 、 111b/ in3の密度を打する。
EXAMPLE The hybrid rotor of the present invention includes two major components: an isotropic rotor core and a y-j tropic reinforcement ring. In Figure 1, /11! A longitudinal cross-sectional view of a preferred embodiment of a synthetic centrifuge rotor is shown. The isotropic rotor core body 12 is preferably constructed from aluminum and has a density of approximately 0.111 b/in3.

金属製ロータコア本体12は、約0 、 16 lb/
 in’の密度をbつ、チタニウムから造られる従来の
中休ロータより実質的に小さい密度を打する。
The metal rotor core body 12 has a weight of approximately 0.16 lb/
in' density, which is substantially less than that of conventional hollow rotors made from titanium.

異方性の補強リング14かロータコア本体の周りを取り
囲んでいる。補強リング14は、クラファイト繊維およ
びエポキシ樹脂フィラメントを巻き付けた筒状のリング
である。合成材フィラメント巻付けの補強リング14の
密度は、約0 、061b/ in”である。したかっ
て、第1図に示される垂直管ロータ本体に関して、好ま
しい実施例の全ロータ組立体の密度は、失T′「的に従
来のチタニウム製のロータより低い。第1[21には、
ロータコア本体12に形成された垂直試験管キャビティ
16か示されている。第1図には、また、駆動軸(図示
せず)を受は入れるための駆動軸穴18か示されている
An anisotropic reinforcing ring 14 surrounds the rotor core body. The reinforcing ring 14 is a cylindrical ring wrapped with graphite fibers and epoxy resin filaments. The density of the synthetic filament wrapped reinforcing ring 14 is approximately 0.061 b/in". Thus, for the vertical tube rotor body shown in FIG. The loss T' is lower than that of conventional titanium rotors.
A vertical test tube cavity 16 formed in the rotor core body 12 is shown. Also shown in FIG. 1 is a drive shaft hole 18 for receiving a drive shaft (not shown).

高速運転される大容量遠心分離機ロータの構成は、種々
の規準を満足しなければならない。こわらの規準中には
、ロータの密度や重量がある。低密度であれば、不足の
事態において、所定の速度で生じる運動エネルギーは低
い。ここに記載されているような軽−1?tロータは加
速および減速の時間を実質的に短くし、また、ロータコ
ア本体のためのアルミニウムの選択は従来のチタニウム
製ロータに比較して製造原価を実質的に減少させる。従
来、原価トの不利および加工の困難性にもかかわらず、
高密度であるチタニウムは、該チタニウムのみが種々の
有機物質の生物学上の分離研究への適用および実行か希
望される場合に非常に高い速度に耐えられるため、高エ
ネルギー遠心分離機ロータの材料として選択された。チ
タニウム製ロータは高強度を打するが、その高密度は、
ロータ速度が増加するとき高運動エネルギーを生じ、ロ
ータ損傷のとき、高回転エネルギーロータを収容するた
めに必要とされるバリアリングの強度および重量の対応
的な増大が要求される。本発明の混成ロータは、従来の
チタニウム製ロータより軽晴かつ低密度であり、従って
、従来のチタニウム製ロータより低い運動エネルギーで
あり、バリアリングの変更を要せず、また、71シ成ロ
一タコア本体に過度の応力を生じさせることなく高速度
に耐えることができる。
The construction of high-capacity centrifuge rotors operated at high speeds must meet various criteria. Stiffness criteria include rotor density and weight. The lower the density, the lower the kinetic energy produced at a given speed in a shortage situation. Light-1 as described here? The rotor substantially reduces acceleration and deceleration times, and the choice of aluminum for the rotor core body substantially reduces manufacturing costs compared to conventional titanium rotors. Traditionally, despite the cost disadvantage and processing difficulties,
Titanium's high density makes it a popular material for high-energy centrifuge rotors, as it is the only material that can withstand very high speeds when it is desired to apply and perform biological separation studies of various organic substances. selected as. The titanium rotor has high strength, but its high density
As rotor speed increases, resulting in high kinetic energy, rotor damage requires a corresponding increase in the strength and weight of the barrier ring required to accommodate the high rotational energy rotor. The hybrid rotor of the present invention is lighter and less dense than conventional titanium rotors, and therefore has lower kinetic energy than conventional titanium rotors, requires no barrier ring changes, and has a 71-sea rotor. It can withstand high speeds without creating excessive stress on the core body.

本発明の混成ロータは、ロータコア本体と補強リングと
のインターフェイスによる低密度遠心分離機ロータ組立
体を提供1)−る。従来の多層材料からなる遠心分離機
ロータ本体コアの構成のインターフェイスは、ロータコ
ア本体のプレストレスに頼っていた。従来、外側のリン
グは、強いインターフェイスが得られるようなプレスト
レスをロータコア本体に法えるように設計された。しか
し、従来の圧力1/〈合法によりロータコア本体にプレ
ストレスをljえることは、ロータコア本体12に破損
、亀裂および歪みを生じさせ、モータ駆動により得られ
る超高速において、ロータコア本体の破壊およびql’
を存する11工攻を引き起こす。
The hybrid rotor of the present invention provides a low density centrifuge rotor assembly with a rotor core body and reinforcement ring interface. Conventional multilayer material centrifuge rotor body core construction interfaces rely on prestressing the rotor core body. Traditionally, the outer ring was designed to prestress the rotor core body to provide a strong interface. However, applying prestress to the rotor core body using the conventional pressure 1/<lj law causes damage, cracks, and distortion to the rotor core body 12, and at ultra-high speeds obtained by motor drive, the rotor core body may be destroyed and ql'
This caused an 11th attack.

本発明は、補強リングにプレストレスを′jえる。これ
は、補強リング14とロータコア本体12との間に50
,0OOpsiの静的負荷を超える外方への応力をもた
らず締まりばめにより成し遂げられる。(この明細占で
使用される用語「締まりばめJ 1nLcrferen
cc fitは、ロータコア本体12および補強リング
14のように、二つの部品が一つの組立体を形成すべく
嵌り合う場合、二つの部品の一つくこの場合コア本体)
かその正常の71−法より小さい空間を占めるように強
制され、その結果、第一の部品の内部応力がこの部品を
他の部品に対して均一の応力を及ぼさせることを意味す
る。)ロータコア本体12は、当初、補強リング14の
内径より幾分大きい直径を有するように設計されている
。ロータコア本体12は次いて低温環境に置かれ、そこ
では、ロータコア本体12の直径が補強リング14の内
径よりわずかに小さいように均一に温度収縮され、その
結果、補強リング14はロータコア本体12を取り囲み
、ロータコア本体工2は補強リング14内に人ゎ了一式
に1俣合される。ロータは、これに代えて、補強リング
14内にコア本体12を置くことにより組〜γられても
よい。好ましい実施例において、ロータコア本体12は
、o、25時間、−290° Fの液体窒素浴に浸され
る。ロータコア本体12を液体窒素浴に浸すことによっ
て、均一な収縮がjIIられる。可能な最大収縮1[」
は、式δ=α・LΔTに従って計算される。ここで、δ
は収縮量(インチ測定)、αは熱膨張係数(’ Fに対
するインチ測定)、Lはインチ測定された金属コア本体
の直径、ΔTは低温環境液体窒素浴(約−290°F)
と約+77°Fの室温との温度差をそれぞれ示す。
The present invention applies prestress to the reinforcing ring. This is 50 mm between the reinforcing ring 14 and the rotor core body 12.
This is accomplished by an interference fit without introducing outward stresses in excess of a static load of ,0OOpsi. (The term "tight fit" used in this specification)
cc fit is defined as one of the two parts (in this case the core body) when two parts fit together to form an assembly, such as the rotor core body 12 and the reinforcing ring 14.
This means that the internal stresses in the first part cause this part to exert a uniform stress on the other parts. ) The rotor core body 12 is initially designed to have a diameter somewhat larger than the inner diameter of the reinforcing ring 14. The rotor core body 12 is then placed in a low temperature environment where it is uniformly temperature shrunk such that the diameter of the rotor core body 12 is slightly smaller than the inner diameter of the reinforcing ring 14 such that the reinforcing ring 14 surrounds the rotor core body 12. , the rotor core body 2 is assembled into a complete set within the reinforcing ring 14. The rotor may alternatively be assembled by placing the core body 12 within the reinforcing ring 14. In a preferred embodiment, the rotor core body 12 is immersed in a -290° F. liquid nitrogen bath for 25 hours. Uniform shrinkage is achieved by immersing the rotor core body 12 in a liquid nitrogen bath. Maximum possible contraction 1 [''
is calculated according to the formula δ=α·LΔT. Here, δ
is the amount of shrinkage (measured in inches), α is the coefficient of thermal expansion (measured in inches relative to 'F), L is the diameter of the metal core body measured in inches, and ΔT is the low temperature environment liquid nitrogen bath (approximately -290°F)
and room temperature of about +77°F, respectively.

好ましい実施例において、八Tは約−367°Fである
。この場合、δすなわち収縮量は、負(−)のインチで
測定される。
In a preferred embodiment, 8T is approximately -367°F. In this case, δ or shrinkage is measured in negative (-) inches.

最大収縮量が計算された後、収縮量対時間の実験計画が
、計算範囲内の所望の収縮量を得るためにロータコア本
体12を液体窒素に浸す時間の最適長さを見い出すため
に、企てられる。
After the maximum shrinkage is calculated, a shrinkage vs. time experimental design is performed to find the optimal length of time to immerse the rotor core body 12 in liquid nitrogen to obtain the desired shrinkage within the calculated range. It will be done.

ロータコア本体12が最適時間液体窒素の低温環境に浸
された後、補強リングはロータコア本体を取り囲むよう
に組立られる。ロータコア本体12と補強リング14と
の間の中間筒22に沿った嵌合を生しる。ロータコア本
体と補強リングとの間の前記中間面嵌合は、補強リング
14内にロータコア本体12を嵌合させるべくこれを機
械的に強1+Jするより、むしろ補強リング14かコア
本体を取り囲むだけの小直径にロータコア本体を熱的に
収縮嵌合させることにより、達成される。
After the rotor core body 12 has been immersed in the cold environment of liquid nitrogen for an optimum period of time, the reinforcing ring is assembled to surround the rotor core body. A fit is created between the rotor core body 12 and the reinforcing ring 14 along the intermediate cylinder 22. The intermediate fit between the rotor core body and the reinforcing ring is such that the reinforcing ring 14 merely surrounds the core body, rather than mechanically forcing the rotor core body 12 to fit within the reinforcing ring 14. This is accomplished by thermally shrink-fitting the rotor core body to a small diameter.

111j記中間面嵌合は、補強リングの熱膨張率に比較
して高い熱膨張率をイfする金属製コアの利点を生かし
て達成される。低温処理されたロータコア本体かリング
内の嵌合位置に置かれると、まず非常に低/1′lXの
ロータコア本体か室/品の補強リング14に及ぼず残留
熱効果のために、補強リングはロータコア本体によって
急速に冷却されるが、前記補強リングは、その低膨張率
のためロータコア本体よりゆっくり膨張する。換11す
れば、低温環境は、補強リングのいかなる残留熱効果よ
り、一層急速にロータコア本体12を収縮させる。した
がって、組立時、ロータコア本体12が室Uに戻される
とき、ロータコア本体12は、こわに過度の応力を生じ
させることなしに、外方への圧力を及ぼし、補強リング
14にプレストレスを′jえる。
The intermediate surface fit described in No. 111j is achieved by taking advantage of the metal core which has a higher coefficient of thermal expansion than that of the reinforcing ring. When placed in the mating position within the cryogenically treated rotor core body or ring, the stiffening ring will first be damaged due to the residual thermal effects of the rotor core body or chamber of the very low lX. Although rapidly cooled by the rotor core body, the reinforcing ring expands more slowly than the rotor core body due to its low expansion coefficient. In other words, the cold environment causes the rotor core body 12 to contract more rapidly than any residual thermal effects of the reinforcing ring. Therefore, during assembly, when the rotor core body 12 is returned to the chamber U, the rotor core body 12 exerts an outward pressure and prestresses the reinforcing ring 14 without creating undue stress on the stiffness. I can do it.

これは、ロータコア本体12が外方へ均一・に拡Jlt
するので、ロータコア本体12に生じる応力は、こわが
該コア本体の全体に分散される結末、亀裂および損傷を
発生させるほどには大きくないからである。
This means that the rotor core body 12 expands uniformly outward.
As such, the stresses created in the rotor core body 12 are not large enough to cause cracks and damage, resulting in stiffness being distributed throughout the core body.

補強リング14は、グラファイト繊維およびエポキシ樹
脂のフィラメント巻付は合成材として造られる。好まし
い実/ih例において、リング14を形成するために使
用されるグラファイト繊維は、ロータ本体12の基部の
水下面に対して0°の角度で巻かれている。この構造は
、ロータコア本体12の外方への応力に釣合いかつ対抗
するフープ応力を補強リング内に引き起こす。ロータコ
ア本体12およびリング14は、締まりばめによる中開
面22により相互に堅く保持される。補強リング14は
、その均一巻付けのため、遠心分間[機組立体が所定の
方向へ回転しているときに生じる応力に適合する異方性
材料であり、単体構造のアルミニウム製ロータコア本体
が耐え1うIる速度を超える速度においてアルミニウム
製コア本体12を一体に保持するために、補強リング1
4に生じる単一方向の応力を利用する。一つの連続的な
筒状のフィラメント巻付はリングである補強リング14
を有することにより、本発明は、ロータコアに生じる応
力を減少するため、金属ロータコア本体12と補強リン
グ14との熱膨張率の相対的なIを利用できる。補強リ
ング14は、ロータコア本体に実質的な付加的応力を生
じさせることなく、ロータコア本体12の強度を補強す
る作用をなすが、これは、ロータコア本体が、該本体1
2と補強リング14との中間面22に沿って、応力が補
強リングに対して作用し、ロータコア本体に作用しない
ように、補強リング14を外方へ押圧するためである。
The reinforcing ring 14 is made of a composite of graphite fibers and epoxy resin filament wrapping. In the preferred example, the graphite fibers used to form the ring 14 are wound at an angle of 0° to the underwater surface of the base of the rotor body 12. This structure induces hoop stresses in the stiffening ring that balance and counteract the outward stresses in the rotor core body 12. The rotor core body 12 and the ring 14 are held tightly together by a hollow surface 22 with an interference fit. Because of its uniform winding, the reinforcing ring 14 is made of an anisotropic material that adapts to the stresses generated when the machine assembly is rotating in a predetermined direction during the centrifugal period. A reinforcing ring 1 is used to hold the aluminum core body 12 together at speeds exceeding the
Utilizes the unidirectional stress generated in 4. One continuous cylindrical filament winding is a reinforcing ring 14.
By having this, the present invention can utilize the relative coefficients of thermal expansion I of the metal rotor core body 12 and the reinforcing ring 14 to reduce the stress generated in the rotor core. The reinforcing ring 14 serves to reinforce the strength of the rotor core body 12 without creating substantial additional stress on the rotor core body, since the rotor core body
This is to press the reinforcing ring 14 outward so that stress acts on the reinforcing ring along the intermediate plane 22 between the reinforcing ring 14 and the rotor core body.

補強リング14を構成−・j−るために他の代替制料が
使用されてもよい。クラファイトに代えて、カラスまた
はデュポン社製の打機樹脂ケブラー(商品名)の繊維か
らなるフィラメント巻付はリングを選択してもよい。エ
ポキシ樹脂に代えて、従来使用されている熱可う!性ま
たは熱映化十′1樹脂を使用してbよい。
Other alternative structures may be used to construct the reinforcement ring 14. Instead of graphite, a ring may be selected for the filament winding made of fibers of Karas or Kevlar (trade name), a striking resin manufactured by DuPont. Instead of epoxy resin, the conventionally used thermoplastic! Polymer or heat-transferable resins may be used.

第2図は、第1図の(R直管ロータを組み)′fてる方
法に従って混成遠心分離機ロータとして組へ7られた、
一定角のロータを示す。第2図に、T<シたロータは、
截頭円錐形の補強リング24に取り囲まれ、中央のテー
バ状のロータコア札体20をイ1する。補強リング24
は、補強リング14を作るための1)η記した規準に従
って製作される。
FIG. 2 shows a hybrid centrifuge rotor assembled according to the method shown in FIG.
A constant angle rotor is shown. In Figure 2, the rotor with T<
It is surrounded by a reinforcing ring 24 in the shape of a truncated cone and encloses a central tapered rotor core body 20. Reinforcement ring 24
is manufactured according to the criteria described in 1) η for manufacturing the reinforcing ring 14.

ロータコア本体20内に試験管挿入部26を備える構造
とすることができ、これは、ロータコア本体20が液体
浴に浸されるとき、詠本体の直径にイイ)った収縮は複
数の水゛ド面のそれそ:hに沿つ゛(線形、すなわち、
直径収縮とロータコア本体20の熱膨張率との関係は線
形て、ロータコア本体20を経る水゛ト面に沿って均一
であるからである。従来の圧力または機械的嵌合がテー
バ状のロータコア本体20を截頭円錐形の補強リング2
4に組み込もうとすれば、このようにはならない。
The rotor core body 20 may be provided with a test tube insertion portion 26, which means that when the rotor core body 20 is immersed in a liquid bath, the contraction caused by the diameter of the tube body is caused by a plurality of water droplets. That of the surface: Along h (linear, i.e.
This is because the relationship between the diameter contraction and the coefficient of thermal expansion of the rotor core body 20 is linear and uniform along the water surface passing through the rotor core body 20. A conventional pressure or mechanical fit connects a tapered rotor core body 20 to a frusto-conical reinforcing ring 2.
If you try to incorporate it into 4, it won't turn out like this.

混成材料製の遠心分離機ロータの製造に際して、締まり
ばめによることが重要である。時間対低温環境における
収縮量の実験経験は、0.25時間が金属ロータコア本
体12または20を液体窒素浴に浸す最適時間であるこ
とを示している。
When manufacturing centrifuge rotors made of hybrid materials, it is important to have an interference fit. Experimental experience with time versus the amount of shrinkage in a cold environment indicates that 0.25 hours is the optimal time to immerse the metal rotor core body 12 or 20 in a liquid nitrogen bath.

好ましい実施例において、金属製のロータコア本体12
は15分後に窒素浴で釣合に達1j−るのて、0.25
時間を超えた浸漬は、それ以上の収縮を生じない。しか
し、収縮の式および時間と収縮との経験的に得られた関
係は、収縮規準か好ましい実施例と異なるとき、最適な
低温浸漬状態を得る上で有用である。ロータコア本体1
2を液体窒素浴から取り出した後、補強リング14がロ
ータコア本体12の周りに置かれてから3ないし4時間
が、締まりばめのト分な効果のために必要である。室温
に達すると、ロータコア本体12は、その原直径に戻ろ
うとして、補強リング14の内径により中間面22に対
して、500.000psi以上の圧力を外方へ及ぼず
In a preferred embodiment, the rotor core body 12 is made of metal.
reaches equilibrium in the nitrogen bath after 15 minutes, resulting in 0.25
Soaking for longer than this time will not result in further shrinkage. However, shrinkage equations and empirically determined relationships between shrinkage and time are useful in obtaining optimal cold soak conditions when shrinkage criteria differ from the preferred embodiment. Rotor core body 1
2 is removed from the liquid nitrogen bath and 3 to 4 hours after the reinforcing ring 14 is placed around the rotor core body 12 is required for the interference fit to be fully effective. Upon reaching room temperature, the rotor core body 12 attempts to return to its original diameter and exerts no more than 500,000 psi of pressure outwardly against the intermediate surface 22 due to the inner diameter of the reinforcing ring 14.

ロータコア本体12による補強リング14に村する外方
への均一応力を生じさせる117f記締まりばめは、静
荷重および動荷重に苅する設計規べ(に適合する。異方
性の補強リングに取り囲まれた等方性のコア本体を有す
るように設計された混成ロータは、全アルミニウム製の
ロータより大きな静荷重強度を有している−・方、それ
は、締まりばめによりすぐれた動荷重特性を打する。リ
ングにプレストレスを与えるロータコア本体を有するこ
とにより、ロータコア本体に応力を生しさせる外側リン
グを有する従来の構成よりむしろ、超遠心分離中に生じ
る動的な接線方向の遠心力を処理する効果のある荷重特
性か生じる。ロータコアの外方への静荷重に対抗する、
本発明の補強リングに生しるフープ応力は、また、リン
グか回転中にロークコア本体に固定されているように動
的な接線力自力を含む。ロータコア本体よりむしろ補強
リングに主たる砕前1■および動荷重をかけることによ
り、ロータ駆動軸受の負荷を少なくするのと同じように
、従来の等方性のチタニウム製ロータにより達成できる
速度に等しいかまたはそれ以上の回転速度に耐える本発
明の混成ロータ能力が、締まりばめで説明できる。
The interference fit described in section 117f, which creates a uniform outward stress on the reinforcing ring 14 by the rotor core body 12, meets design specifications for static and dynamic loads. A hybrid rotor designed with an isotropic core body has greater static load strength than an all-aluminum rotor--while it has superior dynamic load characteristics due to the interference fit. By having the rotor core body prestress the rings, the dynamic tangential centrifugal forces that occur during ultracentrifugation are handled, rather than traditional configurations with outer rings that create stresses in the rotor core body. A load characteristic is created that has the effect of counteracting the outward static load on the rotor core.
Hoop stresses experienced in the reinforcing ring of the present invention also include dynamic tangential forces as the ring is fixed to the roke core body during rotation. By applying the primary crushing and dynamic loading to the stiffening ring rather than the rotor core body, it is possible to reduce the load on the rotor drive bearings, as well as to equal the speeds achievable with a conventional isotropic titanium rotor. The ability of the hybrid rotor of the present invention to withstand rotational speeds of 500 mL and above can be explained by an interference fit.

本発明に従って造られ、完全に組ケられだ大容量の混成
遠心分離機ロータは、低い最大速度を打=3−る従来の
太古IJikアルミニウム単体構造ロータをしの〈従来
のチタニウムロータに等しくまたはそれを越えた上限速
度に安全にアルミニウムコアロータを到達させることが
できる。混成構造は、補強リング14にプレストレスを
与えることにより、高い遠心分離速度が混成ロータ本体
により達成されるように補強リング14をロータ本体コ
アの表面に対して確実に固定する。補強リング14は、
アルミニウム本体ロータの従来の上限より高速度で所定
位置にロータコア本体12を確実に保持−1−る。アル
ミニウムのコア本体応力は設泪規べ1内てあり、アルミ
ニウムは機械加上か容易であるため、11直管ロータに
ついて人容部を打するコア本体は、第1図のように造ら
れる。この容1iLは従来の8つのキャビディーチタニ
ウムロータの容!1′Lより大きい。
A fully assembled high-capacity hybrid centrifuge rotor built in accordance with the present invention achieves lower maximum speeds than the conventional ancient IJik aluminum unitary rotor, which is equal to or greater than the conventional titanium rotor. Aluminum core rotors can safely reach upper speed limits beyond that. The hybrid structure prestresses the reinforcing ring 14, thereby ensuring that the reinforcing ring 14 is secured to the surface of the rotor body core such that high centrifugation speeds are achieved with the hybrid rotor body. The reinforcing ring 14 is
Reliably holds the rotor core body 12 in place at higher speeds than conventional limits for aluminum body rotors. Since the stress of the aluminum core body is within the specified specification and aluminum is easy to machine, the core body for striking the human body part for the 11 straight pipe rotor is manufactured as shown in FIG. This capacity of 1 iL is the capacity of a conventional 8 cavity titanium rotor! greater than 1'L.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の混成遠心分離機ロータの断面図であっ
て、本発明に従って製造された屯直管ロータ本体の直径
に沿って得た横断面図である。 第2図は混成遠心分離機ロータとして製造された一定角
ロータの、直径に沿って得た縦断面図である。 12.20・・・ロータコア本体、 14.24・・・補強リング、 16・・・試験管キャビティ、 18・・・駆動軸穴、 26・・・試験管挿入部26゜
FIG. 1 is a cross-sectional view of a hybrid centrifuge rotor of the present invention, a cross-sectional view taken along the diameter of a straight tube rotor body made in accordance with the present invention. FIG. 2 is a longitudinal section taken along the diameter of a constant angle rotor manufactured as a hybrid centrifuge rotor. 12.20... Rotor core body, 14.24... Reinforcement ring, 16... Test tube cavity, 18... Drive shaft hole, 26... Test tube insertion part 26°

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)ロータコア本体と、該ロータコア本体を取り囲む
、異方性材料から造られた補強リングとを含み、前記補
強リングは、前記ロータコア本体と前記補強リングとの
間の締まりばめによって前記ロータコア本体によりプレ
ストレスを与えられている、混成遠心分離機ロータ。
(1) comprising a rotor core body and a reinforcing ring made of an anisotropic material surrounding the rotor core body, wherein the reinforcing ring is configured by an interference fit between the rotor core body and the reinforcing ring; The hybrid centrifuge rotor is prestressed by
(2)前記ロータコア本体は軽量アルミニウム材からな
る、特許請求の範囲第(1)項に記載の混成遠心分離機
ロータ。
(2) The hybrid centrifuge rotor according to claim (1), wherein the rotor core body is made of lightweight aluminum material.
(3)前記補強リングは、グラファイト繊維およびエポ
キシ樹脂のフィラメントを巻き付けた筒状のリングから
なる、特許請求の範囲第(1)項に記載の混成遠心分離
機ロータ。
(3) The hybrid centrifuge rotor according to claim (1), wherein the reinforcing ring is a cylindrical ring around which graphite fibers and epoxy resin filaments are wound.
(4)前記樹脂は熱可塑性である、特許請求の範囲第(
3)項に記載の混成遠心分離機ロータ。
(4) The resin is thermoplastic.
The hybrid centrifuge rotor according to item 3).
(5)前記樹脂は熱硬化性である、特許請求の範囲第(
3)項に記載の混成遠心分離機ロータ。
(5) The resin is thermosetting.
The hybrid centrifuge rotor according to item 3).
(6)前記フィラメント巻付けリングの前記繊維は有機
樹脂材料からなる、特許請求の範囲第(3)項に記載の
混成遠心分離機ロータ。
(6) The hybrid centrifuge rotor according to claim (3), wherein the fibers of the filament-wound ring are made of an organic resin material.
(7)等方性コア本体と、該コア本体を取り囲みかつ該
コア本体によりプレストレスを与えられるフィラメント
巻付け異方性補強リングとを有する、混成遠心分離機ロ
ータであって、前記コア本体の直径を収縮させるべく前
記コア本体を冷却する工程と、前記コア本体に前記リン
グを嵌合する工程と、前記コア本体が前記リングに対し
て膨張して前記リングに均等に圧力を及ぼずように、前
記コア本体を室温にする工程とにより製造された、混成
遠心分離機ロータ。
(7) A hybrid centrifuge rotor having an isotropic core body and a filament-wrapped anisotropic reinforcement ring surrounding and prestressed by the core body, the rotor comprising: cooling the core body to shrink its diameter; fitting the ring to the core body; and preventing the core body from expanding relative to the ring and exerting pressure evenly on the ring. , bringing the core body to room temperature.
(8)前記コア本体を冷却する工程は、所望の直径収縮
を達成するために経験的に導かれた最適時間、低温環境
に前記コア本体を浸すことを含む、特許請求の範囲第(
7)項に記載の混成遠心分離機ロータ。
(8) Cooling the core body comprises immersing the core body in a low temperature environment for an empirically derived optimum time to achieve the desired diameter contraction.
The hybrid centrifuge rotor according to item 7).
(9)前記コア本体を取り囲む前記異方性の補強リング
は、前記コア本体の水平面から0度に等しい方向角で周
方向に巻かれたフィラメントからなる、特許請求の範囲
第(1)項、第(7)項または第(8)項に記載の混成
遠心分離機ロータ。
(9) The anisotropic reinforcing ring surrounding the core body is comprised of a filament wound in the circumferential direction at a direction angle equal to 0 degrees from the horizontal plane of the core body, The hybrid centrifuge rotor according to item (7) or item (8).
(10)前記フィラメントは、前記水平面から0度以外
の角度で交差するように巻かれている、特許請求の範囲
第(9)項に記載の混成遠心分離機ロータ。
(10) The hybrid centrifuge rotor according to claim (9), wherein the filament is wound so as to intersect with the horizontal plane at an angle other than 0 degrees.
(11)低温環境中に等方性材料のロータコア本体を置
き、前記ロータコア本体の寸法を収縮させる工程と、前
記ロータコア本体が前記補強リング中に入れ子式に嵌ま
り込むように、前記ロータコア本体の周りに異方性材料
の補強リングを嵌合する工程と、前記ロータコア本体が
締まりばめを形成すべく前記リングに対して膨張するよ
うに、前記補強リングに組込まれた前記ロータコア本体
を室温に戻させる工程とを含む、混成遠心分離機ロータ
の製造方法。
(11) placing a rotor core body made of an isotropic material in a low-temperature environment and shrinking the dimensions of the rotor core body; fitting a reinforcing ring of anisotropic material therearound and bringing the rotor core body assembled into the reinforcing ring to room temperature so that the rotor core body expands against the ring to form an interference fit. A method for manufacturing a hybrid centrifuge rotor, comprising a step of returning the rotor.
(12)前記ロータコア本体は、前記低温環境中で均等
にしかも予め定められた量の寸法収縮がされ、前記コア
本体の直径が経験的に得られた時間対収縮図に従って均
等に収縮し、これにより前記ロータコア本体を前記低温
環境にさらす最適時間が、前記ロータコア本体の所望の
収縮を達成するために選択される、特許請求の範囲第(
11)に記載の混成遠心分離機ロータの製造方法。
(12) The rotor core body is dimensionally shrunk uniformly and by a predetermined amount in the low temperature environment, and the diameter of the core body is shrunk uniformly according to an empirically obtained time vs. shrinkage diagram. The optimum time for exposing the rotor core body to the low temperature environment is selected to achieve the desired shrinkage of the rotor core body.
11) The method for manufacturing a hybrid centrifuge rotor according to item 11).
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