專利名稱:用于對(duì)第一和第二組分進(jìn)行混合的混合室、筒及方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及用于對(duì)第一和第二組分進(jìn)行混合的混合室、筒(Kartusche)及方法。
背景技術(shù):
比如公開文獻(xiàn)DE 30 36 538 C2說明了一種用于對(duì)血液進(jìn)行離心分離的回轉(zhuǎn)杯離心機(jī)。這樣的離心機(jī)的目的是在利用慣性的情況下在離心分離料室中進(jìn)行材料分離顆粒或者具有較高的密度的液體由于較高的慣性向外移動(dòng)。在這過程中它們排擠著具有較低的密度的組成部分,這些組成部分由此到達(dá)中心處。
發(fā)明內(nèi)容
在權(quán)利要求I中所定義的混合室、在權(quán)利要求10中所定義的筒以及在權(quán)利要求15 中所定義的方法相對(duì)于傳統(tǒng)的解決方案具有這樣的優(yōu)點(diǎn),即-取代比如兩種密度不同的液體的已知的分離-可以實(shí)現(xiàn)兩種液體的有效的混合。為此在離心力和/或磁力的作用下使障礙結(jié)構(gòu)在所述容器中的兩種液體中運(yùn)動(dòng),由此將其彼此混合。此外,所述包括容器、障礙結(jié)構(gòu)及連接件的混合室(由于這些部件形成一個(gè)關(guān)聯(lián)的部件這個(gè)事實(shí))而可以容易地比如安裝在筒中。從從屬權(quán)利要求中獲得本發(fā)明的有利的設(shè)計(jì)方案?!敖M分”在這里是指液體、氣體或者顆粒?!暗谝缓偷诙M分”也可以僅僅指同一種材料的兩種不同的狀態(tài)比如所述第一組分可以構(gòu)造為凝塊的部分并且所述第二組分可以構(gòu)造為同一種材料的液態(tài)的部分。“磁力”在此是指作用于電場(chǎng)中被電流流過的導(dǎo)體或者磁場(chǎng)中的磁體尤其永久磁體的力。按照按本發(fā)明的混合室的一種設(shè)計(jì)方案,所述連接件與所述容器和/或障礙結(jié)構(gòu)形成一體結(jié)構(gòu)?!耙惑w”在此是指,所述連接件、容器和/或障礙結(jié)構(gòu)由同一種材料構(gòu)成。比如由此所述連接件、容器和/或障礙結(jié)構(gòu)可以容易地以注塑法來制成。按照按本發(fā)明的混合室的另一種設(shè)計(jì)方案,所述連接件與一個(gè)框架相連接,該框架與所述容器相連接尤其粘合。通過該措施,所述障礙結(jié)構(gòu)也可以容易地與所述容器相連接。所述框架尤其可以與所述容器的上面的環(huán)繞的邊緣相連接。也可以取代所述框架而使用另外的構(gòu)件。按照按本發(fā)明的混合室的另一種設(shè)計(jì)方案,所述連接件構(gòu)造為柔韌的結(jié)構(gòu)或者設(shè)有關(guān)節(jié)。由此可以容易地保證用于使所述障礙結(jié)構(gòu)在所述容器中的第一和第二組分中運(yùn)動(dòng)的可活動(dòng)性,其中同時(shí)保持連接件、容器和障礙結(jié)構(gòu)的單構(gòu)件的結(jié)構(gòu)?!皢螛?gòu)件”在此是指,相應(yīng)的部件尤其所述連接件、容器和障礙結(jié)構(gòu)形成一個(gè)關(guān)聯(lián)的部件。按照按本發(fā)明的混合室的另一種設(shè)計(jì)方案,所述連接件構(gòu)造為有彈性的結(jié)構(gòu),用于產(chǎn)生抵消離心力和/或磁力的復(fù)位力。如果所述離心力和/或磁力低于預(yù)先確定的閾值或者其完全消除,那么借助于該設(shè)計(jì)方案所述障礙結(jié)構(gòu)自動(dòng)地又從所述容器中的第一和第二組分中運(yùn)動(dòng)出來并且/或者所述障礙結(jié)構(gòu)朝旋轉(zhuǎn)點(diǎn)的方向從所述第一和第二組分中穿過。也就是說如果相應(yīng)的具有混合室的離心機(jī)如此運(yùn)行,使得所述離心機(jī)的轉(zhuǎn)速圍繞著前面提到的閾值波動(dòng),那么所述障礙結(jié)構(gòu)不斷地從所述第一和第二組分中運(yùn)動(dòng)出來并且又進(jìn)入到所述第一和第二組分中并且/或者在所述第一和第二組分中來回運(yùn)動(dòng),從而很好地將所述第一和第二組分相混合。作為替代方案,所述復(fù)位力也可以由另一個(gè)磁力來產(chǎn)生。在這種情況下,所述連接件不需要設(shè)置為有彈性的。按照按本發(fā)明的混合室的另一種設(shè)計(jì)方案,所述連接件與所述容器的邊緣或底部相連接。這在加工技術(shù)方面是有利的。按照按本發(fā)明的混合室的另一種設(shè)計(jì)方案,在所述障礙結(jié)構(gòu)上設(shè)置了沖釘,該沖釘設(shè)置用于在離心力和/或磁力的作用下穿破將所述容器的底部中的開口封閉的膜片。由此可以通過具有混合室的離心機(jī)的轉(zhuǎn)速的相應(yīng)的選擇在所述膜片中產(chǎn)生孔,所述第一和第 二組分可以通過該孔從所述容器中流出。按照按本發(fā)明的混合室的另一種設(shè)計(jì)方案,所述障礙結(jié)構(gòu)構(gòu)造為橫梁、耙、篩子或者網(wǎng)格結(jié)構(gòu)。這些結(jié)構(gòu)全部很好地適合于將所述第一和第二組分彼此混合。按照按本發(fā)明的混合室的另一種設(shè)計(jì)方案,所述連接件關(guān)于所述障礙結(jié)構(gòu)如此非對(duì)稱地布置,使得所述障礙結(jié)構(gòu)在離心力和/或磁力的作用下使所述連接件尤其彈性地扭曲。借助于該設(shè)計(jì)方案,所述障礙結(jié)構(gòu)可以圍繞著額外的軸線旋轉(zhuǎn)。第一旋轉(zhuǎn)軸線產(chǎn)生的原因比如是,所述連接件構(gòu)造為柔韌或者有彈性的結(jié)構(gòu)并且由此在離心力和/或磁力的作用下彎曲。另一根旋轉(zhuǎn)軸線現(xiàn)在則通過以下方式來產(chǎn)生,即所述連接件關(guān)于所述障礙結(jié)構(gòu)非對(duì)稱地布置,其中借助于所述連接件的扭曲來產(chǎn)生另一根旋轉(zhuǎn)軸線。此外,按照另一種設(shè)計(jì)方案,所述按本發(fā)明的筒具有第一轉(zhuǎn)筒,該第一轉(zhuǎn)筒具有第一室;調(diào)節(jié)裝置,該調(diào)節(jié)裝置設(shè)置用于在離心力超過預(yù)先確定的閾值時(shí)使所述第一轉(zhuǎn)筒圍繞著其中軸線旋轉(zhuǎn),用于由此使所述第一室與第二室進(jìn)行導(dǎo)通地連接,其中所述第一和/或第二室構(gòu)造為混合室。由此-在具有所述筒的離心機(jī)的轉(zhuǎn)速的相應(yīng)的選擇下-所述第一和/或第二組分可以有利地在所述第一和第二室之間轉(zhuǎn)移。按所述第一和/或第二室是否構(gòu)造為混合室,相應(yīng)的組分可以在所述第一和/或第二室中有效地混合?!皩?dǎo)通”在此是指液體、氣體和/或顆粒導(dǎo)通。按照所述按本發(fā)明的筒的另一種設(shè)計(jì)方案,所述調(diào)節(jié)裝置包括第一斜面,該第一斜面與所述第一轉(zhuǎn)筒的第二斜面共同作用,用于將其沿著所述中軸線并且克服復(fù)位機(jī)構(gòu)的作用從第一位置置于第二位置中,其中在所述第一位置中所述第一轉(zhuǎn)筒與所述筒的殼體沿圍繞著所述中軸線的旋轉(zhuǎn)方向形狀配合連接地處于嚙合之中并且在所述第二位置中取消所述形狀配合連接并且所述第一轉(zhuǎn)筒圍繞著所述中軸線旋轉(zhuǎn)。由此提供一個(gè)簡單的機(jī)制,用于在至少兩個(gè)所定義的位置之間沿圍繞著所述中軸線的旋轉(zhuǎn)方向來調(diào)節(jié)所述第一轉(zhuǎn)筒。按照所述按本發(fā)明的筒的另一種設(shè)計(jì)方案,所述第二室和/或所述第一轉(zhuǎn)筒的第三室關(guān)于所述中軸線前置或者后置,其中優(yōu)選所述第一室能夠借助于所述調(diào)節(jié)裝置可選地與所述第二室或者第三室進(jìn)行導(dǎo)通地連接。所述混合室因而可以布置在所述第一轉(zhuǎn)筒的前面和/或后面或者也可以設(shè)置在所述第一轉(zhuǎn)筒本身中。此外,所述混合室可以優(yōu)選與其它不同的室-按需要-可選相連接。
按照所述按本發(fā)明的筒的另一種設(shè)計(jì)方案,設(shè)置了具有所述第二室的第二轉(zhuǎn)筒和/或具有所述第三室的第三轉(zhuǎn)筒。但是同樣也可以比如所述第二轉(zhuǎn)筒具有所述第二室和所述第三室。同樣的情況適用于所述第三轉(zhuǎn)筒。由于設(shè)置了多個(gè)具有尤其多個(gè)相對(duì)于彼此調(diào)節(jié)的室的轉(zhuǎn)筒,所以可以借助于所述筒來自動(dòng)地執(zhí)行不同的過程。
本發(fā)明的實(shí)施例在圖樣的附圖中示出并且在下面的說明中進(jìn)行詳細(xì)解釋。附圖示出如下
圖I是按本發(fā)明的一種實(shí)施例的筒的剖面的示意 圖2A-2G是圖I的筒的不同的構(gòu)件的透視圖;
圖3A-3E是圖I的筒的不同的運(yùn)行狀態(tài);
圖4A-4E是調(diào)節(jié)裝置的相應(yīng)于圖3A-3E的不同的運(yùn)行狀態(tài)的詳細(xì)視 圖5A是按本發(fā)明的一種實(shí)施例的混合室的剖視 圖5B是一種按本發(fā)明的另一種實(shí)施例的相對(duì)于圖5A的變型方案的剖視圖;并且 圖6A-6E是按本發(fā)明的混合室的不同的實(shí)施例的俯視圖。在附圖中,只要未作相反的說明,相同的附圖標(biāo)記就表示相同的或者功能相同的元件。
具體實(shí)施例方式圖I示出了按本發(fā)明的一種實(shí)施例的筒100的剖視圖。所述筒100包括小管的形式的殼體102。比如所述殼體102構(gòu)造為5到IOOmL尤其50mL的離心機(jī)小管、I. 5mL到2mL的埃彭多夫(Eppendorf)小管或者作為替代方案構(gòu)造為微量滴定盤(比如每型腔20ii L)。所述殼體102的縱軸線用104來表示。在所述殼體102中比如接納了第一轉(zhuǎn)筒108、第二轉(zhuǎn)筒106和第三轉(zhuǎn)筒110。所述轉(zhuǎn)筒106、108、110先后并且以其各自的中軸線與所述縱軸線104同軸地布置。所述殼體102在其一端部112上構(gòu)造為封閉的結(jié)構(gòu)。在所述封閉的端部112與所述和該端部112相鄰地布置的第三轉(zhuǎn)筒110之間布置了彈簧114的形式的復(fù)位機(jī)構(gòu)。所述彈簧114可以構(gòu)造為螺旋彈簧或者聚合物尤其彈性體的形式。所述殼體102的另一個(gè)端部116借助于蓋子118來封閉。優(yōu)選可以取下所述蓋子118,用于將所述轉(zhuǎn)筒106、108、110從所述殼體102中取出。作為替代方案,所述殼體102本身也能夠拆卸,用于取出所述轉(zhuǎn)筒106、108、110或者到達(dá)所述室比如室136。按照另一種實(shí)施例,所述彈簧114布置在所述蓋子118與所述第二轉(zhuǎn)筒106之間,從而將所述彈簧114拉長以產(chǎn)生復(fù)位力。也可以設(shè)想所述彈簧114的其它布置方式。相應(yīng)的轉(zhuǎn)筒106、108、110可以具有一個(gè)或者多個(gè)室。因此比如所述第二轉(zhuǎn)筒106包括多個(gè)用于試劑的室120以及另一個(gè)用于接納試樣比如從病人身上提取的血樣的室122。布置在所述第二轉(zhuǎn)筒106后面的第一轉(zhuǎn)筒108包括混合室124,在該混合室124中將來自室120的試劑與來自室122的試樣相混合。此外,所述第一轉(zhuǎn)筒108比如包括另一個(gè)室126,在該室126中來自所述混合室124的混合物128從固相130中流過。所述固相130可以是凝膠柱、硅石矩陣或者過濾器。又布置在所述第一轉(zhuǎn)筒108后面的第三轉(zhuǎn)筒110包括用于接納來自室126的廢料制品134的室132。此外,所述第三轉(zhuǎn)筒110包括另一個(gè)用于接納所期望的最終制品138的室 136。所述筒100具有外部的幾何形狀,使得其可以裝入到離心機(jī)的容納部中尤其裝入到離心機(jī)的振動(dòng)轉(zhuǎn)子(Ausschwingrotor)或者固定角轉(zhuǎn)子的容納部中。在離心分離的過程中,所述筒100圍繞著在圖I中示意性地示出的旋轉(zhuǎn)點(diǎn)140高速旋轉(zhuǎn)。所述旋轉(zhuǎn)點(diǎn)140在此處于縱軸線104上,使得相應(yīng)的離心力142沿著所述縱軸線104作用于所述筒100的每個(gè)組成部分上?,F(xiàn)在目的是,借助于轉(zhuǎn)速的合適的控制來控制所述筒100的內(nèi)部的不同過程。因此比如所述混合室124首先應(yīng)該與所述室122進(jìn)行流體連接,用于接納來自所述室122的 試樣。然后所述混合室124應(yīng)該與所述室120相連接,用于接納來自所述室120的試劑。隨后應(yīng)該在控制轉(zhuǎn)速的情況下將所述試劑和試樣在所述混合室124中混合。類似地也應(yīng)該對(duì)所述室126、132和136中的過程進(jìn)行轉(zhuǎn)速控制。圖2A-2G透視地示出了圖I的筒100的不同的構(gòu)件。下面要借助于圖2A-2G尤其對(duì)調(diào)節(jié)裝置300 (參見圖3A)進(jìn)行解釋,該調(diào)節(jié)裝置300能夠根據(jù)轉(zhuǎn)速對(duì)上面提到的過程進(jìn)行控制。如在圖2A中示出的一樣,所述殼體102在其內(nèi)側(cè)面上具有凸起200。所述凸起200在徑向上從殼體內(nèi)壁202朝所述縱軸線104伸出。所述凸起200在其之間形成沿所述縱軸線104延伸的縫隙204。所述凸起200在其一個(gè)端部上分別設(shè)有斜面206。所述斜面206在具有筒100的離心機(jī)運(yùn)行時(shí)背離所述旋轉(zhuǎn)點(diǎn)140。圖2B示出了所述殼體102的端部112,該端部112按照這種實(shí)施例構(gòu)造為能夠取下的罩子。該端部112在其內(nèi)部的圓周上具有多條沿著所述縱軸線104延伸的槽208。圖2C示出了具有室120、122的第二轉(zhuǎn)筒106。該第二轉(zhuǎn)筒106在其外壁210上具有多個(gè)凸起212,所述凸起212從所述外壁210徑向向外延伸。在所述筒100的組裝的狀態(tài)中,所述第二轉(zhuǎn)筒106的凸起212嚙合到所述殼體102的縫隙204中。由此阻止所述第二轉(zhuǎn)筒106圍繞著所述縱軸線104轉(zhuǎn)動(dòng)。但是,所述第二轉(zhuǎn)筒106能夠沿著所述縱軸線104在所述縫隙204中移動(dòng)。此外,所述第二轉(zhuǎn)筒106在其外壁210上尤其在其朝向所述第一轉(zhuǎn)筒108的端部214上具有王冠狀的輪廓216,該輪廓216包括大量的斜面218、220。兩個(gè)斜面218、220分別構(gòu)成所述王冠狀的輪廓216的一個(gè)齒口。所述斜面218、220在所述具有筒100的離心機(jī)的運(yùn)行中同樣背離所述旋轉(zhuǎn)點(diǎn)140。圖2D示出了圖2C的第二轉(zhuǎn)筒106的從下面看的視圖。所述第二轉(zhuǎn)筒106的分配給端部214的下側(cè)面222具有多個(gè)開口 224,用于使所述室120、122與所述第一轉(zhuǎn)筒108的混合室124進(jìn)行液體導(dǎo)通、氣體導(dǎo)通和/或顆粒導(dǎo)通(下面稱為“導(dǎo)通”)地連接。作為替代方案或者補(bǔ)充方案,所述開口 224也可以使所述室120、122與所述第一轉(zhuǎn)筒108的室126進(jìn)行導(dǎo)通地連接。相應(yīng)的導(dǎo)通的連接根據(jù)相應(yīng)的開口 224的關(guān)于室124、126的位置來確定。如后面還要詳細(xì)解釋的一樣,這個(gè)位置通過所述第一轉(zhuǎn)筒108的相對(duì)于第二轉(zhuǎn)筒106的旋轉(zhuǎn)來產(chǎn)生。圖2E示出了在圖I中未示出的刺針裝置226。該刺針裝置226包括一塊板228,該板228則具有一根或者多根沖釘230,所述沖釘230相應(yīng)地在與開口 232相鄰的情況下布置在所述板228中。所述沖釘230用于在轉(zhuǎn)速控制的情況下穿破所述第二轉(zhuǎn)筒106的下側(cè)面222中的相應(yīng)的開口 224,隨后尤其來自相應(yīng)的室120、122的液體穿過所述開口 232流到所述室124或者126中。圖2F示出了具有室124、126的第一轉(zhuǎn)筒108。在所述室126的底部234上比如設(shè)置了用于所述室126與所述第三轉(zhuǎn)筒110的室132、136的導(dǎo)通的連接的開口 236。所述第一轉(zhuǎn)筒108在其外壁238上具有多個(gè)凸起240。所述凸起240設(shè)置用于(就象所述第二轉(zhuǎn)筒106的凸起212 —樣)嚙合到所述縫隙204中。只要所述凸起240與所述縫隙204處于嚙合之中,那就阻止所述第一轉(zhuǎn)筒108圍繞著所述縱軸線104旋轉(zhuǎn)。不過所述凸起240連同所述第一轉(zhuǎn)筒108能夠沿著所述縱軸線104在所述縫隙204中運(yùn)動(dòng)。所述凸起240具有斜面242,所述斜面242在具有筒100的離心機(jī)的運(yùn)行中指向所述旋轉(zhuǎn)點(diǎn)140的方向并且相應(yīng)于所述斜面206和220來構(gòu)成。圖2G示出了具有室132、136的第三轉(zhuǎn)筒110。所述第三轉(zhuǎn)筒110具有凸起244,所述凸起244相應(yīng)地從所述第三轉(zhuǎn)筒110的外壁246上伸出。所述凸起244設(shè)置用于插到 所述端部112的槽208中,使得所述第三轉(zhuǎn)筒110能夠沿縱向方向104在所述槽208中移動(dòng)。但是由此阻止所述第三轉(zhuǎn)筒110圍繞著縱軸線104旋轉(zhuǎn)。圖3A-3E示出了在圖I的筒100運(yùn)行時(shí)的多種運(yùn)行狀態(tài),其中示出了一個(gè)附加的轉(zhuǎn)筒302,但是在此這并不重要。圖4A-4E分別與圖3A-3E相應(yīng)并且示出了所述斜面206、218,220,242的相對(duì)于彼此的運(yùn)動(dòng)。但是在此要補(bǔ)充地指出,圖3B示出了所述筒100的一種運(yùn)行狀態(tài),該運(yùn)行狀態(tài)在圖4B所示出的狀態(tài)之前出現(xiàn)。在圖3A-3E中部分透明地示出了所述殼體102,以便釋放對(duì)內(nèi)部的視線。所述凸起200、縫隙204、斜面206、凸起212、斜面218、220、凸起240以及斜面242
在與復(fù)位彈簧141的共同作用中形成上面所提到的調(diào)節(jié)裝置300,該調(diào)節(jié)裝置300用于以所定義的方式使所述第一轉(zhuǎn)筒108相對(duì)于所述第二轉(zhuǎn)筒和第三轉(zhuǎn)筒110圍繞著所述縱軸線104轉(zhuǎn)動(dòng)。圖3A和4A不出了第一位置,在該第一位置中所述第一轉(zhuǎn)筒108的凸起240卩齒合到所述縫隙204中并且由此阻止所述第一轉(zhuǎn)筒108圍繞著縱軸線104旋轉(zhuǎn)。如果現(xiàn)在提高所述離心機(jī)的轉(zhuǎn)速,那么所述第二轉(zhuǎn)筒106就借助于所述輪廓216的斜面220克服彈簧114的作用而擠壓到所述第一轉(zhuǎn)筒108的斜面242上,其中所述彈簧114被壓縮。由此,所述第一轉(zhuǎn)筒108如通過圖4A和4B中的相應(yīng)的箭頭所示出的一樣朝離開所述旋轉(zhuǎn)點(diǎn)140的方向運(yùn)動(dòng)。這種運(yùn)動(dòng)一直持續(xù),直到所述凸起240和所述凸起200脫嚙。在這種第二位置中,如在圖4C中示出的一樣釋放所述第一轉(zhuǎn)筒108的圍繞著縱軸線104的旋轉(zhuǎn)。由于所述比如相應(yīng)地以45°的角度相對(duì)于縱軸線104定向的斜面220和242的共同作用而產(chǎn)生一個(gè)分力,如通過在圖4C中向左指向的箭頭示出的一樣,在所述第一轉(zhuǎn)筒108到達(dá)所述第二位置中時(shí)該分力使所述第一轉(zhuǎn)筒108自動(dòng)地旋轉(zhuǎn)。如果現(xiàn)在又降低轉(zhuǎn)速,這一點(diǎn)伴隨著離心力的相應(yīng)的降低,那么所述彈簧114就借助于所述第三轉(zhuǎn)筒110又將所述第一轉(zhuǎn)筒108朝所述旋轉(zhuǎn)點(diǎn)140的方向擠壓。由此所述第二轉(zhuǎn)筒106連同其斜面220同樣又朝所述旋轉(zhuǎn)點(diǎn)140的方向運(yùn)動(dòng),由此如在圖4D和4E中示出的一樣所述第一轉(zhuǎn)筒108的斜面242朝所述殼體102的斜面206抵靠并且沿著所述殼體102的斜面206在執(zhí)行所述第一轉(zhuǎn)筒108的進(jìn)一步的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的情況下滑到第三位置中。在所述第三位置中,所述第一轉(zhuǎn)筒108的凸起240又布置在所述殼體102的縫隙204中,從而又阻止所述第一轉(zhuǎn)筒108進(jìn)一步圍繞著所述縱軸線104旋轉(zhuǎn)。上面所描述的過程可以以任意的頻率重復(fù),用于使所述第一轉(zhuǎn)筒108以所定義的方式相對(duì)于所述第二轉(zhuǎn)筒106和第三轉(zhuǎn)筒110旋轉(zhuǎn)。圖5A以剖面示出了圖I的按本發(fā)明的一種實(shí)施例的混合室124。不過同樣可以根據(jù)所述混合室124來構(gòu)成所述第二轉(zhuǎn)筒106的室120、122之一或者所述第三轉(zhuǎn)筒110的布置在所述第一轉(zhuǎn)筒108前面或者說后面的室132、136之一。所述混合室124包括用于接納至少兩種組分的容器500。優(yōu)選在此涉及這樣的借助于所述第二轉(zhuǎn)筒106提供的組分。比如所述組分可以構(gòu)造為試劑或者試樣尤其血樣。圖5A示出了容器500,該容器500包含由兩種液體502、504構(gòu)成的混合物。所述液體502、504 可以具有相同的或者不同的密度。能夠接納在所述容器500中的液體體積典型為3mL以下。 此外,所述混合室124具有障礙結(jié)構(gòu)506,該障礙結(jié)構(gòu)506設(shè)置用于在離心力的作用下(也就是說在所述離心機(jī)的轉(zhuǎn)速超過預(yù)先確定的閾值時(shí))通過所述液體502、504進(jìn)行運(yùn)動(dòng),用于由此使其混合。此外設(shè)置了連接件508,該連接件508將所述障礙結(jié)構(gòu)506與所述容器500連接起來。所述障礙結(jié)構(gòu)506由此與所述連接件508及容器500構(gòu)成一個(gè)唯一的部件,該部件可以很好地操縱尤其可以很好地安裝。但是,同時(shí)所述障礙結(jié)構(gòu)506能夠相對(duì)于所述容器500運(yùn)動(dòng),用于履行其混合功能。比如所述障礙結(jié)構(gòu)506連同所述連接件508和容器500由整塊材料制成,也就是說由相同的材料制成。這比如可以容易地通過所述障礙結(jié)構(gòu)506、連接件508及容器500的
注塑來實(shí)現(xiàn)。作為替代方案,所述連接件508可以在其容器側(cè)的端部上與框架510相連接(因?yàn)檫@涉及另一種實(shí)施例,所以所述框架510用虛線示出)。所述框架510又與所述容器500尤其所述容器500的上面的環(huán)繞的邊緣512相連接尤其粘合。按照一種設(shè)計(jì)方案,所述障礙結(jié)構(gòu)506可以與所述連接件508及框架510 —體地尤其通過注塑來制成。按照按圖5A的實(shí)施例,所述連接件508構(gòu)造為有彈性的結(jié)構(gòu)。該設(shè)計(jì)方案的目的是,在降低所述離心機(jī)的轉(zhuǎn)速之后使所述障礙結(jié)構(gòu)506自動(dòng)地復(fù)位。也就是說,所述障礙結(jié)構(gòu)506在所述轉(zhuǎn)速超過預(yù)先確定的閾值(比如相應(yīng)于混合室124的IOOOg的加速度的轉(zhuǎn)速)時(shí)圍繞著所述連接件508的在容器500或框架510上的連接點(diǎn)偏轉(zhuǎn),在離心力的作用下離開所述旋轉(zhuǎn)點(diǎn)140進(jìn)入到所述液體502、504中或者穿過所述液體502、504。如果又將所述轉(zhuǎn)速降低到低于特定的閾值,那么所述障礙結(jié)構(gòu)506就由于所述連接件508的彈性又朝所述旋轉(zhuǎn)點(diǎn)140的方向轉(zhuǎn)回。由此通過所述轉(zhuǎn)速的控制可以控制所述障礙結(jié)構(gòu)506的運(yùn)動(dòng)并且由此控制所述液體502、504的混合。所述混合室124典型地為相應(yīng)于IOOOOg的加速度的轉(zhuǎn)速而設(shè)計(jì)?!癵”在這里是指重力加速度。所述混合一次性地通過所述障礙結(jié)構(gòu)506的運(yùn)動(dòng)所引起。在此加進(jìn)來這一點(diǎn),也就是,如果使用具有前面所描述的筒100的混合室124,那么如前面所描述的一樣所述混合室124本身沿著所述縱向方向104離開所述旋轉(zhuǎn)點(diǎn)140或者說朝所述旋轉(zhuǎn)點(diǎn)140運(yùn)動(dòng)。由此產(chǎn)生另外的混合效應(yīng)。
按照一種作為替代方案的設(shè)計(jì)方案,也可以取代有彈性的連接件508而使用剛性的連接件,該連接件借助于關(guān)節(jié)與所述容器500相連接。而后可以通過單獨(dú)的彈簧來設(shè)置復(fù)位。此外,可以如此設(shè)計(jì)所述混合室124,從而集成了其它的過程步驟和結(jié)構(gòu),比如用于導(dǎo)通和轉(zhuǎn)換所述液體502、504的沉淀結(jié)構(gòu)或者通道結(jié)構(gòu)或者虹吸結(jié)構(gòu)。所述容器500、障礙結(jié)構(gòu)506和/或連接件508可以由相同的或者不同的聚合物來制成。一種或者多種聚合物尤其是熱塑性塑料、彈性體塑料或者熱塑性的彈性體塑料。實(shí)例是環(huán)烯烴聚合物(C0P)、環(huán)烯烴共聚物(C0C)、聚碳酸酯(PC)、聚酰胺(PA)、聚氨酯(PU)、聚丙烯(PP)、聚酯(PET)或者聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。所述障礙結(jié)構(gòu)506和連接件508可以相應(yīng)地具有沿其相應(yīng)的縱向方向變化的橫截面?!翱v向方向”在這里尤其是指離開所述容器500的方向。
此外,所述障礙結(jié)構(gòu)508可以在其自由振動(dòng)的端部上具有額外的比如加厚的區(qū)域或者金屬化結(jié)構(gòu)的形式的質(zhì)量,用于在所述轉(zhuǎn)速變化時(shí)擴(kuò)大慣性效應(yīng)并且由此擴(kuò)大振幅。在另一種實(shí)施方式中,所述障礙結(jié)構(gòu)508具有至少一個(gè)磁體,該磁體可以借助于尤其電場(chǎng)或者磁場(chǎng)來運(yùn)動(dòng)。將比如由鐵制成的磁體比如金屬化結(jié)構(gòu)或者永久磁體安裝在所述障礙結(jié)構(gòu)508上。用于產(chǎn)生場(chǎng)的器件尤其線圈或者永久磁體比如安置在離心機(jī)殼體中。而后克服離心力142使所述障礙結(jié)構(gòu)508偏轉(zhuǎn),并且所述離心機(jī)轉(zhuǎn)子連同混合室124通過所述場(chǎng)來運(yùn)動(dòng)。由此所述障礙結(jié)構(gòu)508也可以運(yùn)動(dòng),用于由此在將所述離心機(jī)的轉(zhuǎn)速保持恒定時(shí)將所述液體502、504混合。作為替代方案或者補(bǔ)充方案,所述場(chǎng)本身也可以在其強(qiáng)度與定向方面受到控制,用于使所述障礙結(jié)構(gòu)508運(yùn)動(dòng)。在這種情況下甚至可以在沒有離心機(jī)的情況下進(jìn)行混合。圖5B示出了按一種相對(duì)于按圖5A的實(shí)施例的變型方案的混合室124。在按圖5A的實(shí)施例中所述連接件508優(yōu)選在容器側(cè)固定在所述上面的邊緣512上,而在按圖5B的實(shí)施例中所述連接件508則在容器側(cè)固定在所述容器500的底部514上。按照一種設(shè)計(jì)方案,所述障礙結(jié)構(gòu)506在其自由的端部上具有沖釘516。在所述容器500的底部514中設(shè)置了開口 518,該開口被膜片520封閉,用于防止所述液體502、504從所述容器500中流出。如果轉(zhuǎn)速超過預(yù)先確定的閾值,那么所述沖釘516就由于所述障礙結(jié)構(gòu)506的圍繞著連接點(diǎn)522的偏轉(zhuǎn)而運(yùn)動(dòng)到所述膜片520中并且由此將其毀壞。由此所述液體502、504可以從所述容器500中流出。所述閾值優(yōu)選處于用于借助于所述障礙結(jié)構(gòu)506來混合液體502、504的閥值之上。由此保證,首先將所述液體502、504混合并且而后才刺穿所述膜片520。比如所述開口 518可以與布置在后面的室比如所述第一轉(zhuǎn)筒108的室126相連接,參見圖1,或者與所述第三轉(zhuǎn)筒110的室132、136之一相連接。圖6A-6E以來自圖5A的俯視圖示出了所述障礙結(jié)構(gòu)506的不同的設(shè)計(jì)方案,這些設(shè)計(jì)方案尤其適合于所述液體502、504的混合。按照按圖6A的實(shí)施例,所述障礙結(jié)構(gòu)506構(gòu)造為橫梁的形式。圖6B示出了另一種實(shí)施例,其中設(shè)置了多個(gè)尤其橫梁狀的障礙結(jié)構(gòu)506,所述障礙結(jié)構(gòu)506相應(yīng)地通過連接件508與所述容器500相連接。
按6A和6B的實(shí)施例的橫梁506比如具有0. I-3mm的寬度。所述橫梁506之間的間距(按圖6B的實(shí)施例)例如同樣可以處于0. l-3mm之間。在此可以從所述橫梁506上伸出側(cè)向接片(未示出)。在按圖6C的實(shí)施例中,所述障礙結(jié)構(gòu)506構(gòu)造為耙的形式。在按圖6D的實(shí)施例中,所述障礙結(jié)構(gòu)506構(gòu)造為篩子的形式,尤其構(gòu)造為具有多個(gè)孔602的板600的形式。所述孔602可以構(gòu)造為圓形或者矩形。相應(yīng)的孔602的直徑可以在0. I與3mm之間。在按圖6E的實(shí)施例中,所述障礙結(jié)構(gòu)506構(gòu)造為網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的形式。此外,在按圖6E的實(shí)施例中-并且這完全能夠普遍地運(yùn)用到所有這里所描述的實(shí)施例上_,所述障礙結(jié)構(gòu)506的重心604相對(duì)于所述連接件508的縱向延伸以偏移606來布 置。這種設(shè)計(jì)方案在此稱為所述障礙結(jié)構(gòu)506的相對(duì)于連接件的“非對(duì)稱的”布置。由此產(chǎn)生這一點(diǎn),即所述連接件508像比如在按圖5A的實(shí)施例中一樣在離心力的作用下不僅彎曲,而且除此以外還扭曲。因此所述障礙結(jié)構(gòu)506在按圖6E的實(shí)施例中圍繞著兩根不同的軸線回轉(zhuǎn),由此還可以進(jìn)一步改進(jìn)所述液體502、504的混合。盡管在此借助于優(yōu)選的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了說明,但是本發(fā)明絕不局限于此,而是能夠以多種多樣的方式加以改動(dòng)。尤其要指出,在此為按本發(fā)明的混合室說明的設(shè)計(jì)方案和實(shí)施例能夠相應(yīng)地運(yùn)用到按本發(fā)明的筒上并且能夠運(yùn)用到按本發(fā)明的用于將第一與第二組分混合的方法上并且相反。也可以對(duì)兩種以上的組分進(jìn)行處理。此外要指出,“一”在此不排除多個(gè)。
權(quán)利要求
1.混合室(124),具有 用于接納第一和第二組分(502、504)的容器(500); 障礙結(jié)構(gòu)(506),該障礙結(jié)構(gòu)(506)設(shè)置用于在離心力(142)和/或磁力的作用下在所述容器(500)中的第一和第二組分(502、504)中運(yùn)動(dòng)并且使這兩種組分彼此混合; 和連接件(508),該連接件(508)—方面與所述容器(500)并且另一方面與所述障礙結(jié)構(gòu)(506)相連接。
2.按權(quán)利要求I所述的混合室,其中所述連接件(508)與所述容器(500)和/或所述障礙結(jié)構(gòu)(506 )形成一體結(jié)構(gòu)。
3.按權(quán)利要求I所述的混合室,其中所述連接件(508)與框架(510)相連接,該框架(510)與所述容器(500)相連接,尤其粘合。
4.按前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的混合室,其中所述連接件(508)構(gòu)造為柔韌的結(jié)構(gòu)或者設(shè)有鉸鏈。
5.按前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的混合室,其中所述連接件(508)構(gòu)造為有彈性的結(jié)構(gòu),用于產(chǎn)生克服所述離心力和/或磁力的復(fù)位力。
6.按前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的混合室,其中所述連接件(508)與所述容器(500)的邊緣(510)或者底部(514)相連接。
7.按前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的混合室,其中在所述障礙結(jié)構(gòu)(506)上設(shè)置了沖釘(516),該沖釘(516)設(shè)置用于在所述離心力(142)和/或磁力的作用下穿破將所述容器(500)的底部(514)中的開口(518)封閉的膜片(520)。
8.按前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的混合室,其中所述障礙結(jié)構(gòu)(506)構(gòu)造為橫梁、耙、篩子或者網(wǎng)格結(jié)構(gòu)。
9.按前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的混合室,其中所述連接件(508)相對(duì)于所述障礙結(jié)構(gòu)(506)非對(duì)稱地布置,使得所述障礙結(jié)構(gòu)(506)在所述離心力(142)和/或磁力的作用下使所述連接件(508)尤其彈性地扭轉(zhuǎn)。
10.用于進(jìn)行離心分離的筒(100),具有按前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的混合室(124)。
11.按權(quán)利要求10所述的筒,此外具有 -第一轉(zhuǎn)筒(108),該第一轉(zhuǎn)筒(108)擁有第一室(124), -調(diào)節(jié)裝置(300 ),該調(diào)節(jié)裝置(300 )設(shè)置用于在所述離心力(142 )超過預(yù)先確定的閾值時(shí)使所述第一轉(zhuǎn)筒(108)圍繞著其中軸線(104)旋轉(zhuǎn),用于由此使所述第一室(124)與第二室(120、122)導(dǎo)通地連接, 其中所述第一和/或第二室(124)構(gòu)造為混合室。
12.按權(quán)利要求11所述的筒,其中所述調(diào)節(jié)裝置(300)包括第一斜面(220),該第一斜面(220)與所述第一轉(zhuǎn)筒(108)的第二斜面(242)共同作用,用于將其沿著所述中軸線(104)并且克服復(fù)位機(jī)構(gòu)(114)的作用從第一位置置于第二位置中,其中在所述第一位置中其與所述筒(100)的殼體(102)沿圍繞著所述中軸線(104)的旋轉(zhuǎn)方向形狀配合連接地處于嚙合之中,并且在所述第二位置中取消所述形狀配合連接并且所述第一轉(zhuǎn)筒(108)圍繞著所述中軸線(104)旋轉(zhuǎn)。
13.按權(quán)利要求11或12中任一項(xiàng)所述的筒,其中所述第二室(120、122)和/或所述第一轉(zhuǎn)筒(108)的第三室(132、136)相對(duì)于所述中軸線(104)前置或者后置,其中優(yōu)選所述第一室(124)能夠借助于所述調(diào)節(jié)裝置(300)可選地與所述第二室(120、122)或者第三室(132、136)導(dǎo)通地連接。
14.按權(quán)利要求11到13中任一項(xiàng)所述的筒,其中設(shè)置了具有所述第二室(120、122)的第二轉(zhuǎn)筒(106)和/或具有所述第三室(132、136)的第三轉(zhuǎn)筒(110)。
15.用于借助于按權(quán)利要求I到9中任一項(xiàng)所述的混合室(124)或者按權(quán)利要求10到14中任一項(xiàng)所述的筒(100)來將第一和第二組分(502、504)混合的方法,該方法具有以下步驟 用所述第一和第二組分(502、504)來裝填所述混合室(124)的容器(500);并且 產(chǎn)生離心力(142)或者磁力,其中所述障礙結(jié)構(gòu)(506)在所述第一和第二組分(502、504)中運(yùn)動(dòng)并且將所述第一和第二組分彼此相混合?!?br>
全文摘要
本發(fā)明提供一種混合室(124),該混合室(124)具有用于接納第一和第二組分(502、504)的容器(500);障礙結(jié)構(gòu)(506),該障礙結(jié)構(gòu)(506)設(shè)置用于在作用于所述混合室(124)的離心力(142)或者磁力的作用下在所述容器(500)中的第一和第二組分(502、504)中運(yùn)動(dòng)并且使這兩種組分彼此混合;和一個(gè)連接件(508),該連接件(508)一方面與所述容器(500)并且另一方面與所述障礙結(jié)構(gòu)(506)相連接。
文檔編號(hào)B01F9/08GK102743999SQ20121011552
公開日2012年10月24日 申請(qǐng)日期2012年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月20日
發(fā)明者J.施泰格特, M.道布 申請(qǐng)人:羅伯特·博世有限公司