[发明专利]纤维加强摇摆桶式离心机转子及相关方法

说明书

技术领域

本发明总地涉及离心机转子，更具体地涉及与摇摆式桶一起使用的高速离心机转子。

背景技术

离心机转子通常用在实验室离心机中以在离心过程中保持样品。虽然离心机转子在结构和尺寸上可显著不同，但是，一个共同的转子结构是具有实心转子本体以及多个井或舱的摇摆式桶转子，实心转子本体限定转子的外缘或壁，而多个井或舱在转子本体内径向分布并围绕旋转轴线对称地布置。外缘或壁的存在为转子提供了结构刚性，尤其是对于在离心过程中经历的高动态力。桶放置在井中，并构造成保持试样管或类似的实验室型容器，每个容纳特定的流体材料。在高速旋转过程中，桶能够在井中摆动，其中，所获得的桶的大致水平定向有利于保持在试样管中的材料的径向向外移动。

一种常规类型摇摆桶式离心机转子包括基本上金属制转子，该基本上金属制转子构造成例如在转子的旋转轴线的直径相对两侧上支承偶数个摇摆式桶，诸如4个、6个、或8个。该类型转子中，因为在离心过程中非常高的旋转速度，转子本体必须能够经受住由于摇摆式桶围绕该中心旋转轴线快速旋转而产生的动态应力和力。这里动态应力和力可导致金属转子的失效，诸如疲劳失效。附加地或替代地，该类型的常规金属转子经受腐蚀和应力疲劳。最后，常规转子的基本实心结构致使转子相对重并且可能制造昂贵。因此，存在着克服常规离心机转子的这些和其他缺点的改进摇摆式桶转子的需要。

发明内容

本发明克服了已知的用于离心的离心机转子的前述的和其他的不足以及缺点。尽管将结合某些实施例对本发明进行讨论，但应当理解本发明并不限于这些实施例。相反，本发明涵盖可包括在本发明的精神和范围内的所有改变、修改和等同物。

一个实施例中，提供一种离心机转子，该离心机转子具有限定转子的旋转轴线的转子芯。围绕该旋转轴线布置多个桶支承件。转子包括第一和第二带。该第一带围绕第一对直径相对的桶支承件延伸，以对第一对桶支承件相对于转子芯向外移动进行限制。该第二带围绕第二对直径相对的桶支承件延伸，以对第二对桶支承件相对于转子芯向外移动进行限制。第一和第二带在穿过转子的旋转轴线的位置处彼此相交。转子可包括多个细长臂，多个细长臂从转子芯的中心部分延伸，其中，每个桶支承件位于细长臂中一个的纵向端处。转子可以设计成使得每个桶支承件具有第一和第二耳轴，其中，每个耳轴分别构造成对桶进行支承，而每个桶支承件限定转子的外周界。

第一和第一带可以由高抗拉强度纤维材料制成。例如，第一和第二带可以由碳纤维、芳纶纤维、聚烯烃纤维等制成。此外，第一和第二带可以由复合材料制成，其中，纤维封装在树脂中、诸如热塑树脂或热固树脂中。热固材料中的碳纤维化合物仅是一个示例。第一带可限定第一环，而第二带可限定第二环，第二环大于第一环。一具体实施例中，第一带在第一和第二带彼此相交的位置处完全位于第二环内。替代地或附加地，第二带可具有上表面，该上表面在与第二对直径相对的桶支承件相交的弯曲平面中延伸。第一或第二对直径相对桶支承件中至少一个可包括相应的沟槽，以分别在该沟槽中接纳第一或第二带。

一具体实施例中，每个桶支承件包括第一和第二节段，第一和第二节段呈适当选择的形状布置，例如大致V形、大致T形或大致Y形，其中，第一和第二节段分别包括第一和第二耳轴。每个第一和第二耳轴可以相对于第一和第二带中相邻的一个成锐角定向。在支承四个桶的一个实施例中，第一和第二带基本上彼此正交定向。转子可包括转子榖，转子榖联接到转子芯并构造成与离心机心轴配合。转子榖在与第一带和第二带周向间隔开的位置处联接到转子芯。

在另一实施例中，提供了一种离心机转子。该转子具有转子芯和多个桶支承件，该转子芯限定转子的旋转轴线，该多个桶支承件围绕该旋转轴线布置。每个桶支承件具有第一和第二耳轴，其中，每个耳轴分别构造成对桶进行支承。转子包括基本上彼此正交定向的第一和第二带。该第一带围绕第一对直径相对的桶支承件延伸，以对第一对桶支承件相对于旋转轴线向外移动进行限制。该第二带围绕第二对直径相对的桶支承件延伸，以对第二对桶支承件相对于转子芯向外移动进行限制。第一和第二带与旋转轴线相交。

在另一实施例中，提出一种用于制造离心机转子的方法。该方法包括围绕转子芯布置多个桶支承件，其中，该转子芯包括旋转轴线。该方法包括将第一带联接到第一对直径相对的桶支承件，以对第一对直径相对的桶支承件相对于转子芯向外移动进行限制。第一带与转子的旋转轴线相交。该方法包括将第二带联接到第二对直径相对的桶支承件，并将第一和第二带布置成在第一带和旋转轴线相交的位置处彼此相交。