專利名稱：采用壓縮機冷卻的實驗室離心機的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種根據權利要求1的上位概念所述的實驗室離心機。
背景技術：
上述實驗室離心機在生物、化學和醫藥實驗室中用于在液體中離解不同的組成成分，或用于將固體從液體中分離。對此需要利用不同物質中所產生的不同的離心力。目前所使用的實驗室離心機，其慣用的轉速可以達到16000轉每分鐘，由此使作用力可以達到大約21X9.81m/s2。然而還表明了，在這種離心機中，尚不能完全或不能令人滿意地實現試樣液體的離解。當前設計出這樣的離心機，在該離心機中應該通過達到25000 轉每分鐘的較高轉速而使離解操作得到改進。因此，當然需要強烈提升的加熱操作，這是因為一方面離心機轉子的電機要散熱。 該熱量可以通過離心機中的試樣的熱絕緣而大幅度受阻。而另一方面熱量還由此產生，即， 在空氣阻力的作用下產生較快的旋轉。由此導致的試樣升溫不能順利地避免，這是因為在實驗室離心機中已經由于成本原因而不能實現真空中的旋轉。在沒有相應的應對措施的情況下，上述所產生的熱量對離心分離的試樣進行強烈地加熱，這樣在沒有其它因素的情況下就能夠造成干擾或失效。通常情況下，使試樣必須保持在確定的溫度條件下，例如根據實際應用保持在4°C、22°C或37°C的溫度條件下。為了避免試樣溫度超過這些值，通常在實驗室離心機中設有被動或主動的冷卻裝置，其中，對于主動冷卻一般采用壓縮機，例如往復活塞壓縮機。
發明內容
因此，本發明的目的在于提供一種實驗室離心機，其能夠實現改善的離解效果，也就是使離心分離的試樣具有較高的離解率。上述目的通過權利要求1的實驗室離心機來實現。該實驗室離心機的具有優勢的擴展方案在從屬權利要求中給出。本發明人驚奇地發現，離心分離的試樣的離解率可以這樣來提高，S卩，對于實驗室離心機內部的主動冷卻采用旋轉式壓縮機。本發明的技術方案基于這樣的事實，S卩，對于離解率起決定性作用的不是離心分離效率，而是由實驗室離心機影響的恢復混合比例。迄今為止，在實驗室離心機中，由于其相對于效率相對較小的結構，最終在離心機壓縮機中采用往復活塞壓縮器。這種往復活塞壓縮器在壓縮器空間中實現了壓縮器本體的純線性運動。因此根據這種壓縮原理工作的壓縮機還被稱作線性壓縮機。線性壓縮機在壓縮器的運動過程中具有死點，該死點在壓縮機的起動和出發時導致壓縮機的強烈振動。這種振動不能由離心機的轉子得到完全阻止，這是因為在實驗室離心機中，壓縮機與轉子安裝在同一個外殼中。由此本發明人了解到，上述振動決定性地導致這種實驗室離心機的較高的恢復混合比例。通過本發明提供的旋轉式壓縮機，也就是在該壓縮機中這樣組裝有壓縮器，S卩，使壓縮器本體在壓縮器空間中至少還可以實現旋轉運動，從而使上述振動顯著降低，因為在此總是使旋轉運動在壓縮機內部進行，所以不會像線性壓縮機那樣在相同的范圍內產生待克服的死點。優選地，作為用于本發明的實驗室離心機的旋轉式壓縮機，采用這樣的壓縮機， 即，所述壓縮機的壓縮器為滾動活塞壓縮器、螺旋式壓縮器、葉片式壓縮器、擺動輪盤式壓縮器、螺桿式壓縮器、螺線式壓縮器、旋轉活塞壓縮器以及類似壓縮器，其中當然優選滾動活塞壓縮器和螺旋式壓縮器。這些壓縮器雖然已經由冰箱構造而公知，但是這些裝置在實驗室離心機上具有完全不同的作用。首先，實驗室離心機相對于冰箱來說非常小，由此必須使所有的組件都安裝在一個非常有限的構造空間中。此外，實驗室離心機由于其非常快速運動的轉子而具有運動部件，該運動部件盡管構造空間有限，但是也必須盡可能不受其它組件的影響而進行工作。其次，必須使實驗室離心機覆蓋住一個非常大的溫度范圍，其中，還必須以較高的下降速度實現持續的溫度變化。此外，這時才能實現旋轉式壓縮機，該旋轉式壓縮機相對于往復活塞壓縮機以相同的尺寸實現了至少相同的壓縮效率，從而在采用本發明的旋轉式壓縮機的情況下并沒有擴大實驗室離心機的尺寸范圍。具有優勢地，通過所提供的旋轉式壓縮機還降低了起動電流。迄今為止，特定的實驗室離心機在許多國家都不能出售，例如在美國由于那里所需的電源是IlOV交流電而受到限制，這是因為由效率較高的往復活塞壓縮器產生的電流極值在起動過程中對這些國家所采用的電網的穩定性構成危險。可替換地，在實驗室離心機中設置特定的控制裝置，這些控制裝置用于對壓縮機進行這樣的控制，即，使起動電流不超過法定的要求值。通過本發明設計的旋轉式壓縮機，可以省略上述控制裝置，從而使實驗室離心機構造簡單，并因此耐用且價格低廉，而且在上述國家都可以銷售。在另一個優選的結構方案中，旋轉式壓縮機是電驅動的壓縮機(直流電和/或交流電)。這種壓縮機結構非常緊湊并且具有較大扭矩，壓縮機的控制通過可控的組合邏輯電路或變頻器來實現而不依賴于電源電壓。此外，采用這種壓縮機還更簡單地實現了較小的
效率差。特別適宜地，并列設有至少兩個壓縮機。由此使壓縮器整體結構更小，并且以較低的效率就能實現，從而使實驗室離心機中可利用的構造空間能夠更好地利用，由此可以總體上降低一種這樣的實驗室離心機所需的構造體積。特別具有優勢地，本發明的實驗室離心機作為實驗室離心機、微升離心機和類似裝置來實現，這是因為特別在這些類型的離心機中能夠實現非常緊湊的結構。特別具有優勢地，實驗室離心機的恢復混合比例小于等于20%，優選小于等于 17%，特別優選小于等于14%。由此使離解率特別高。
下面結合優選的實施例對本發明的特征和其它優點進行說明。其中示出了
圖1為本發明的實驗室離心機的示意圖；圖2為現有技術的實驗室離心機的示意圖。
具體實施例方式圖1中僅示意性示出了本發明的實驗室離心機1的一個優選實施例。該實驗室離心機1具有外殼2和離心機蓋3。離心機蓋3這樣構成，即，該離心機蓋封閉住離心機容器 4，在該離心機容器中設有轉子5。轉子5由電機(未示出)來驅動，由此能夠使設置在轉子 5上的試樣(未示出)進行離心分離，以將試樣離解。為了使試樣冷卻，實驗室離心機1具有主動的冷卻裝置，該冷卻裝置包括壓縮機 6。壓縮機6形成為旋轉式壓縮機，并且具有一個滾動活塞壓縮器。在壓縮機6的區域內未示出外殼2的頂側。壓縮機6結構非常緊湊并且具有較大扭矩，壓縮機的控制通過可控的組合邏輯電路來實現而不依賴于電源電壓。借助于壓縮機6還能夠簡單實現冷卻效率更小的效率差。圖2中僅示意性示出了現有技術的實驗室離心機10。該實驗室離心機10與本發明的實驗室離心機1的不同之處在于，作為壓縮機11，該壓縮機11采用往復活塞壓縮器。 在此所有其它的部件采用與本發明的實驗室離心機相同的附圖標記。通過本發明的實驗室離心機1與公知的實驗室離心機相比較，可以清楚了解到， 采用新式的旋轉式壓縮機6在具有相同效率的條件下于外殼2中需要更小的構造空間。以這種方式或者能夠使外殼2的構造空間更小，或者能夠使冷卻效率通過并列構建多個壓縮機6而提高。接下來，對本發明的實驗室離心機1與慣用的具有往復活塞壓縮器的實驗室離心機10相比的恢復混合比例的對比試驗進行說明。本發明的實驗室離心機1采用 Mitsubischi公司的滾動活塞壓縮器XB357，作為轉子5采用Eppendorf公司的轉子 F-45-24-11。用于對比試驗的實驗室離心機10采用Eppendorf公司的離心機M15R(貨號SN 5426 0023218)，該離心機具有Danfoss公司的往復活塞壓縮器PL50，并且其中，作為轉子5采用同樣的轉子F-45-24-11。對于吸移操作，一方面采用Eppendorf Reference的 500-2500 μ 1的吸移裝置(貨號SN 475116)，另一方面采用Eppendorf Research pro系列的量程為5-100 μ 1的吸移裝置(貨號SN475116)。此外，還可以采用Eppendorf生物分光光度計(貨號SN 613100197)。將試樣裝在2. Oml 的安全鎖器皿(Safe-Lock-Gemssen,貨號 U123342P2M3) 中，并且為了制備試樣而采用IOmM的Tris溶液以及濃度為1. 2g/ml的含鹽有色溶液。在此，分別在2. Oml的安全鎖器皿中采用EppendorfReference的1450 μ 1的吸移裝置對iTris 溶液進行吸移操作。然后通過采用Eppendorf Research pro系列的吸移裝置，使50ml的含鹽有色溶液在下層，在此將吸移裝置調整到最低的吸出級和稀釋級。以這種方式，對于實驗室離心機1和實驗室離心機10各生成4種試樣，然后在 13200轉每分鐘、4°C的條件下進行5分鐘的離心分離。為了實現主動控制，額外采用4個2. Oml的安全鎖器皿以相同的方式進行添加，并且立即用力進行徹底混合。為了實現被動控制，另外再采用4個2. Oml的安全鎖器皿以相同的方式進行添加，其中，試樣并沒有進行離心分離或徹底混合，而是在室溫下孵育5分鐘。
通過在進行主動和被動控制的器皿中進行了 5分鐘的離心分離或擴散之后，采用 Eppendorf Reference pro系列的吸移裝置，分別從器皿中各提取底層的50ml的含鹽有色溶液。然后將器皿再次封閉并用力徹底混合。接下來，使包含在器皿中的液體分別轉移到比色計中，并且在562nm檢測波長的消光情況下進行光度計測量。在主動控制的器皿中得到的值用于最大值(100%值)，而在被動控制的器皿中得到的值用于基礎值(擴散值)。接下來，由以下公式計算出恢復混合比例恢復混合比例=(離心分離值-擴散值)X 100/100%值在下表中示出了所得到的結果，右邊的一列表示由各自采用的4種試樣而計算出的平均值。對于擴散值，并沒有采用括號中的值，這是因為這個值被認為是異常測值。由于確定的平均值，得出本發明的實驗室離心機1的恢復混合比例為13. 44%，而慣用的實驗室離心機10的恢復混合比例為28.沈％。通過本發明的實驗室離心機1，使恢復混合比例可以絕對降低15%，或甚至相對降低多于55%。表
權利要求
1.一種實驗室離心機(1)，包括由離心機電機驅動的轉子(5)和冷卻裝置，所述冷卻裝置具有壓縮機(6)，其特征在于，所述壓縮機是旋轉式壓縮機(6)。
2.根據權利要求1所述的實驗室離心機(1)，其特征在于，作為旋轉式壓縮機采用這樣的壓縮機(6)，即，使所述壓縮機具有這樣的壓縮器，所述壓縮器選自于包括有滾動活塞壓縮器、螺旋式壓縮器、葉片式壓縮器、擺動輪盤式壓縮器、螺桿式壓縮器、螺線式壓縮器、旋轉活塞壓縮器以及類似壓縮器的組群。
3.根據前述任意一項權利要求所述的實驗室離心機(1)，其特征在于，所述旋轉式壓縮機是電驅動的壓縮機(6)，特別是由直流電壓和/或交流電壓驅動的壓縮機。
4.根據前述任意一項權利要求所述的實驗室離心機，其特征在于，并列設有至少兩個壓縮機。
5.根據前述任意一項權利要求所述的實驗室離心機(1)，其特征在于，所述實驗室離心機為實驗室離心機(1)、微升離心機或類似裝置。
6.根據前述任意一項權利要求所述的實驗室離心機(1)，其特征在于，所述實驗室離心機的恢復混合比例小于等于20%，優選小于等于17%，特別優選小于等于14%。
全文摘要
本發明公開了一種用于實驗室離心機(1)。通過本發明的實驗室離心機(1)能夠確保顯著改善離心分離的試樣的離解率，這是因為通過本發明的技術方案使至少一個旋轉式壓縮機(6)在實驗室離心機(1)中承載顯著較少的振動，從而得到顯著較小的恢復混合比例。
文檔編號B04B15/02GK102166546SQ201010595829
公開日2011年8月31日 申請日期2010年12月16日 優先權日2009年12月17日
發明者凱·馬施納, 安德烈亞斯·海爾曼, 海科·米勒, 貝爾特-奧拉夫·格林 申請人:埃佩多夫股份公司