DE69316593T2

DE69316593T2 - Kältemittelkühleinrichtung für zentrifugen

Info

Publication number: DE69316593T2
Application number: DE69316593T
Authority: DE
Inventors: Herschel Wright
Original assignee: Beckman Instruments Inc
Current assignee: Beckman Coulter Inc
Priority date: 1992-12-11
Filing date: 1993-11-01
Publication date: 1998-06-04
Anticipated expiration: 2013-11-02
Also published as: US5477704A; WO1994014019A1; ATE162613T1; JPH07503662A; EP0625256B1; EP0625256A1; DE69316593D1

Description

Ausgangspunkt der Erfindung:

1. Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Zentrifugensystem, wie es im Oberbegriff von Anspruch 1 definiert ist. Ein derartiges System ist beispielsweise aus der GB-A-21 50 717 bekannt.

2. Stand der Technik

Die Zentrifugation umfaßt allgemein die Drehung einer Probenlösung um eine Achse, mit hoher Drehzahl, um ein starkes Zentrifugalfeld zu erzeugen, um die Probe in ihre Bestandteile zu trennen, auf der Grundlage von deren relativem spezifischen Gewicht. Wie dies in Fig. 1 dargestellt ist, befindet sich die Probe in einem Rotor 10, der in einer Zentrifugenkammer 12 in einem Zentrifugationsgerät angeordnet ist. Der Rotor 10 wird durch einen unter der Zentrifugenkammer 12 angeordneten Motor 14 angetrieben, um sich mit hoher Drehzahl zu drehen. Beim Betrieb mit hoher Drehzahl, z.B. hoher als 10000 UpM, wird der Luftwiderstand auf den Rotor wesentlich. Eine wesentlich größere Leistung ist erforderlich, um den Luftwiderstand bei hoher Drehzahl zu Überwinden. Zusatzlich sollten Kühleinrichtungen vorgesehen sein, um die durch Luftreibung erzeugte Wärme abzuführen Einige Zentrifugen weisen Einrichtungen auf, um ein Vakuum oder ein teilweises Vakuum in der Zentrifugenkammer zu erzeugen, um den Luftwiderstand zu verringern; eine Kühlung ist jedoch weiterhin wichtig.
In der Vergangenheit wurde die Kühlung der Zentrifugenkammer dadurch erzielt, daß Kühlmittelwindungen an der Außenseite der Zentrifugenkammer befestigt wurden. In den Fig. 1 und 2 sind, zwei bekannte Verfahren zur Befestigung der Kühlmittelwindungen gezeigt. Fig. 1 zeigt die Kühlmittel-'Windungen' in Form von Kanälen 16, die durch das Anschweißen einer gewellten Hülse 18 um die Zentrifugenkammer 12 herum gebildet sind. (Die Größe der Wellungen ist übertrieben groß dargestellt). Eine Kühleinheit 17 läßt Kühlmittel durch die Kanäle 16 zwischen der Hülse 18 und der äußeren Wand von der Zentrifugenkammer 12 zirkulieren Bei dieser bekannten Konfiguration muß ein Abstand zwischen benachbarten Kanälen vorgesehen sein, um das Anschweißen zu ermöglichen (Z.B. bei 19 und 20), wodurch die verfügbare Oberfläche zur wirksamen Wärmeableitung aus der Kammer verkleinert wird.
In Fig. 2 ist eine kreisförmige Kühlmittelrohrleitung 22 an die Außenwand der Zentrifugenkammer 12 angelötet Benachbarte Abschnitte von der Rohrleitung 22 sind voneinander beabstandet, um einen Zwischenraum zum Auftragen von Lötmittel 23 zu ergeben. (Die Größe und die Beabstandung der Rohrleitung sind übertrieben dargestellt).
Das an Harbott erteilte U.K.-Patent 1 182 940 beschreibt eine Zentrifuge mit einem Gehäuse, das eine Rahmenanordnung enthält, die einen elektrischen Antriebsmotor und eine Schüssel haltert. Eine Wärmeaustauschwindung umgibt die Schüssel und ist mit einer Erwärmungs- und Kühleinrichtung verbunden. Dadurch kann die Schussel-Temperatur in dem Bereich von -20 ºC bis 40 ºC gehalten werden.
Das an Kroiss et al. erteilte U.K.-Patent 2 150 717 beschreibt, in hier relevanten Abschnitten, eine Zentrifuge mit einem innerhalb einer Kammer angeordneten Rotor, einem Antriebsmotor und einer Kühleinheit. Die Kühleinheit schließt um die Kammer herumgewickelte Windungen und ein elektromagnetisch steuerbares Ventil ein. Die Zuführung von Kühlmittel, das durch die Windungen fließen soll, ist rotorabhängig. Zusätzlich wird ein Rückführ- Steuerungssystem verwendet, um Temperaturschwankungen der Kammer während des Betriebes zu minimieren.
Das an Sather et al. erteilte US-Patent 4 984 360 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines Dünnschicht- bzw. Flaker-Verdunsters, durch gleichzeitiges Verformen einer Rohrleitung derart, daß sie einen 'D'-Querschnitt aufweist, während dieselbe um ein Verdunsterrohr herum gewickelt wird. Um den Wärmeaustausch zwischen dem Verdunsterrohr und der Rohrleitung zu verbessern, sind beide fest miteinander verbunden, entweder durch Löten oder durch Hartlöten.
Ein Nachteil bei den vorstehend erwähnten Zentrifugensystemen besteht darin, daß der Abstand zwischen benachbarten Windungen von den Kühlspulen den Oberflächenbereich verkleinert, der zum Wärmeaustausch zur Verfügung steht. Zusätzlich können Unterschiede der Wärmeausdehnung und -kontraktion zwischen der Zentrifugenkammer, der Kühlmittelrohrleitung und dem Lötmaterial einen Bruch der Lötverbindung verursachen, wodurch der Kontakt zwischen der Kühlmittelrohrleitung und der Wand der Zentrifugenkammer reduziert wird.

Zusammenfassung der Erfindung:

Die vorliegende Erfindung betrifft eine verbesserte Konfiguration von Kühlmittelrohrleitungen und Einrichtungen zur Befestigung der Rohrleitung an der Zentrifugenkammer.
Die vorliegende Erfindung ergibt ein Zentrifugensystem, das eine Kammer mit einer Grundfläche und einer Seitenwand mit einer äußeren Oberfläche, einen innerhalb der Kammer angeordneten Rotor, einen Antriebsmechanismus zur Drehung des Zentrifugenrotors um eine Achse, und Einrichtungen einschließt, die zur Kühlung der Kammer ein Kühlmittel durch die Rohrleitung zirkulieren lassen, wobei das System gekennzeichnet ist durch:
eine einzige längenkontinuierliche Rohrleitung, die sowohl eine spiralförmige Wicklung bezüglich der Grundfläche als auch eine schraubenförmige Wicklung um die Seitenwand der Kammer herum bildet, wobei die Rohrleitung dazu ausgelegt ist, ein fließendes Kühlmittel zu enthalten; und
eine Kopplungsvorrichtung zur Aufrechterhaltung einer Spannung auf die Windungen, um somit die Rohrleitung fest an der Grundfläche und der Seitenwand zu halten, wobei die Kopplungsvorrichtung eine Kompressionsbaugruppe einschließt, um einen im wesentlichen gleichmäßigen Vordruck auf die Spiralwindung auszuüben, um die Spiralwindung somit gegen die Grundfläche zu klemmen, wobei die Kompressionsbaugruppe eine Halteplatte aufweist, die parallel zu und mit Abstand von der Grundfläche angeordnet ist, wobei die Spiralwindung zwischen der Halteplatte und der Grundfläche angeordnet ist, wobei die Kopplungsvorrichtung weiterhin Lötverbindungen an beiden Enden der schraubenförmigen Windung aufweist, um jedes dieser beiden Enden fest an benachbarten Abschnitten der Rohrleitung der schraubenförmigen Windung zu befestigen.
Die Rohrleitung ist vorgeformt, um eine flache Kontaktfläche gegenüber der äußeren Oberfläche der Zentrifugenkammer zu ergeben. Die Zentrifugen-Rohrleitung ist eng um die Zentrifugenkammer herum gewunden, in kontinuierlicher Weise, einschließlich einer flachen Spirale an der Grundfläche der Zentrifugenkammer.
Für den Abschnitt der Rohrleitung, der in Kontakt mit der vertikalen zylinderförmigen Wand der Zentrifugenkammer steht, wird der Druck zur Aufrechterhaltung des Kontaktdruckes zwischen der flachen Oberfläche der Rohrleitung und der Kammerwand durch die Spannung in der Wicklung der Rohrleitung zur Verfügung gestellt. Für den Abschnitt der Rohrleitung an der Grundfläche der Zentrifugenkammer, wird der Kontaktdruck durch einen Klemmechanismus zur Verfügung gestellt. Um den Wärmeaustausch zwischen den Kühlmittelwindungen und der Zentrifugenkammer weiter zu verbessern, kann ein hochwärmeleitendes Epoxid zwischen der Rohrleitung und der Zentrifugenkammeroberfläche aufgetragen werden. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist weder ein Anlöten noch ein Anschweißen der Rohrleitung an die Kammer erforderlich. Durch die enge Wicklung der Rohrleitung und die flache Kontaktfläche zwischen der Kühlmittelrohrleitung und der Kammerwand ergibt sich eine optimale Ausnützung des Oberflächenbereiches zum maximalen und wirksamen Wärmeaustausch zwischen der Kammer und der Rohrleitung.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen:

Fig. 1 ist eine vereinfachte Schnittansicht einer bekannten Zentrifuge und zeigt die Verwendung von wellförmigen Kühlmittelkanälen zur Kühlung der Zentrifugenkammer.
Fig. 2 ist eine vereinfachte Schnittansicht einer bekannten Zentrifuge und zeigt die Verwendung einer kreisförmigen Rohrleitung zur Kühlmittel- Kühlung der Zentrifugenkammer.
Fig. 3 ist eine teilweise geschnittene Ansicht einer Zentrifuge und zeigt die Verwendung einer Kühlmittelrohrleitungsanordnung zur Kühlung der Zentrifugenkammer, konfiguriert gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Fig. 4A ist eine vergrößerte Schnittansicht, die den Querschnitt der Kühlmittelrohrleitung und deren Befestigung an der Zentrifugenkammer gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 4B ist eine vergrößerte Schnittansicht, die den Querschnitt der Kühlmittelrohrleitung gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 5 zeigt schematisch die Bildung der flachen spiralförmigen Windungen für die Grundfläche der Zentrifugenkammer.
Fig. 6 zeigt den Übergang von den spiralförmigen Windungen zu den umlaufenden Windungen.
Fig. 7 ist eine Seitenansicht des Keils zur Umlenkung von den spiralförmigen Windungen zu den umlaufenden Windungen.
Fig. 8 zeigt schematisch die Bildung der umlaufenden Windungen um die zylinderförmigen Seiten der Zentrifugenkammer herum.

Beschreibung von gezeigten Ausführungsformen

Die folgende Beschreibung betrifft die derzeit am meisten bevorzugte Ausführungsform der Erfindung. Diese Beschreibung dient dem Zweck, das allgemeine Prinzip der Erfindung darzustellen und sollte nicht in einem einschränkenden Sinn aufgefaßt werden. Der Schutzumfang der Erfindung ist am besten durch Bezugnahme auf die zugehörigen Ansprüche definiert.
Fig. 3 zeigt ein Zentrifugensystem 30, das eine zylinderförmige Zentrifugenkammer 32 aus Metall (z.B. rostfreiem Stahl) aufweist, wobei eine Kühlmittelrohrleitung 34 an ihren zylinderförmigen Seiten 35 (Windungen 48) und ihrer flachen Grundfläche 33 (Windungen 46) befestigt ist, um während der Zentrifugation zu kühlen. Die Größe der Rohrleitung 34 ist zur Veranschaulichung übertrieben dargestellt. Die Kammer 32 ist teilweise geschnitten dargestellt, um den Zentrifugenrotor 10 zu zeigen, der auf einer Welle 36 gehaltert ist, die durch einen Motor 38 angetrieben wird. Die Enden der Rohrleitung 34 sind mit einer geeigneten Kühlvorrichtung 40 verbunden, die ein geeignetes Kühloder Gefriermittel zur Zirkulation durch die Rohrleitung bringt.
Der Querschnitt der Rohrleitung 34 ist in Fig. 4A deutlicher gezeigt und weist bei dieser speziellen Ausführungsform einen allgemein D-förmigen Querschnitt auf (ähnlich einem etwa halbelliptischen Querschnitt). Die Kontaktfläche 42 der Rohrleitung 34 gegenüber der Kammerwand 35 und der Grundfläche 33 ist im wesentlichen flach (im Querschnitt). Eine dünne Schicht von einem hochwärmeleitfähigen Epoxid 44 kann aufgetragen werden, um den Oberfächenkontakt zwischen der Rohrleitung 34 und der Kammer 32 zu verbessern. Wie dies nachfolgend ausführlicher beschrieben wird, ist die Rohrleitung 34 mit dem gewünschten Querschnitt aus kreisförmigem Rohrleitungsmaterial vorgeformt, bevor sie um die Zentrifugenkammer gewunden bzw. gewickelt wird. Ein geeignetes Rohrleitungsmaterial fur eine Kammer mit 0,46 m (1,5 Fuß) Durchmesser, ist eine dünnwandige Güte-Kühlungs- Weichkupfer-Rohrleitung, die von einer Vielzahl von Anbietern erhältlich ist, mit einem Außendurchmesser von 1,9 cm (0,75 inch) und einer Wandstärke von 0,138 mm (0,035 inch). Eine Rohrleitung 37 mit einem rechteckigen (einschließlich quadratischen) Querschnitt kann stattdessen verwendet werden (s. Fig. 4B).
Es wird darauf hingewiesen, daß, während eine flache Kontaktfläche 42 der Rohrleitung 34 zum Wärmeaustausch zwischen der Rohrleitung und der Kammerwand 35 wirksam ist, ein ausreichender Durchfluß-Querschnitt hinter der Kontaktfläche 42 vorhanden sein sollte, um einen ausreichenden Fluß von Kühlmittel zu ermöglichen, um die Wärme wirksam von der Kontaktfläche 42 abzuleiten. Das Geometrieverhältnis von dem Querschnitt (Fig. 4A), d.h. die Schnitt-Abmessung A der Kontaktfläche dividiert durch die zur Kontaktfläche senkrechte lineare Schnitt-Abmessung B (d.h. A/B) sollte zwischen 1 (einem Kreis oder Quadrat) und 2,0 liegen und vorzugsweise ungefähr 1,7 betragen. Es wird darauf hingewiesen, daß im Falle eines halb-elliptischen Querschnitts, mit Ausnahme der abgerundeten Ecken der flachen Fläche 42, die Schnitt- Abmessung A der flachen Fläche 42 größer als irgendeine andere lineare Abmessung zwischen irgendwelchen zwei Punkten in dem Querschnitt ist.
Um die Windungen 46 gegenüber der Kammergrundfläche 33 festzulegen, wird nach Fig. 3 eine dünne kreisförmige Halteplatte 58 (ungefähr 2,5 mm dick) verwendet, um die spiralförmigen Windungen 46 gegen die Kammergrundfläche 33 vorzuspannen oder festzuklemmen. Uber die Halteplatte 58 sind Anker bzw. Druckelemente verteilt, um einen gleichmäßigen Druck auf die flachen spiralförmigen Windungen 46 auszuüben. Insbesondere sind mit Gewinden versehene Stifte 60 an den Windungen 48 angelötet oder angeschweißt. Ein anderer Satz von mit Gewinden versehenen Stiften bzw. Schrauben 62 ist an der Kammergrundfläche 33 verankert und erstreckt sich durch den Innenbereich der spiralförmigen Windungen 46 und eine Platte 59, auf der Muttern 66 befestigt sind. Der auf die Windungen 46 ausgeübte Druck hängt davon ab, wie fest die jeweiligen Muttern 64 und 66 der mit Gewinden versehenen Stifte 60 und 62 angezogen werden.
Nachfolgend wird das Herstellungsverfahren beschrieben. Die Windungen 46 an der Kammergrundfläche 33 und die Windungen 48 um die Kammerseiten 35 herum sind aus einer einzigen kontinuierlichen Rohrleitung. Dies dient dazu, zu verhindern, daß zwei Rohrleitungsabschnitte verbunden werden müssen, z.B. durch Schweißen oder Löten, was anderenfalls die Zuverlässigkeit verringern würde. Es wurde auch festgestellt, daß die Gesamtkosten, die bei der Montage der Rohrleitung an die Zentrifugenkammer entstehen, für eine kontinuierliche Windung und das nachstehend beschriebene Montageverfahren geringer sind, als für ein Verfahren zur getrennten Bildung der Windungen 46 und 48, gefolgt von der Montage der Windungen und der zugehörigen Klammern.
Zuerst wird die Rohrleitung 34 zu einer flachen Spirale gewunden, wobei die flache Oberfläche der Rohrleitung in einer Ebene bezüglich der Kammergrundfläche 33 liegt, und dann wird die Rohrleitung umlaufend um die Kammerwand 35 herum gewunden. In den Fig. 5 und 6 ist der kontinuierliche Windungsprozeß schematisch dargestellt. Insbesondere wird die Zentrifugenkammer 32 auf einer (nicht gezeigten) Drehbank befestigt, indem deren (schematisch dargestellte) Spindel 70 zur axialen Halterung zur Drehung um die Kammerachse verwendet wird. Die Spindel 70 weist einen Zentrierungsstutzen 72, der durch die Öffnung in der Grundfläche 33 der Kammer 32 paßt, und ein mit einem Gewinde versehenes Ende 74 auf, das von dem Stutzen 72 vorspringt. Die Halteplatte 58, die eine zentrale Öffnung aufweist, ist gegenüber einer festen Trägerplatte 76 innerhalb des Bereichs von dem Flansch gehaltert. Die Trägerplatte 76 weist einen zentralen Vorsprung 77 auf, der sich durch die zentrale Öffnung in der Trägerplatte 76 erstreckt und mit dem Stutzen 72 von der Spindel 70 in Eingriff kommt. Die Höhe des Vorsprungs über die Trägerplatte ist gleich der Dicke der Halteplatte 58 und der Dicke (Abmessung B) der spiralförmigen Windungen 46. Der Durchmesser des Vorsprungs 77 entspricht dem inneren Durchmesser von den zu bildenden spiralförmigen Windungen 46. Eine Mutter 80 ist auf das mit dem Gewinde versehene Ende 74 der Spindel 70 aufgeschraubt, um die Trägerplatte 76 gegenüber der Kammergrundfläche 33 festzulegen, wie dies in Fig. 5 dargestellt ist, wobei ein Abstand der Breite B zwischen der Halteplatte 58 und der Kammergrundfläche 33 verbleibt.
Das kreisförmige Rohrleitungsmaterial 31 wird durch geeignete Extruderrollen 82 zugeführt, um eine Rohrleitung 34 mit einer flachen Oberfläche 42 vorzuformen (wie dies in Fig. 4A gezeigt ist), die der Kammergrundfläche 33 zugewandt ist. Das Ende 84 der Rohrleitung 34 ist gebogen und erstreckt sich durch eine öffnung in der Halteplatte 58 und der Trägerplatte 76. Das Ende 84 ist somit für den Beginn des Windens der Rohrleitung 34 festgelegt. Die Kammer 32 wird langsam gedreht, um die Rohrleitung 34 unter Spannung zu ziehen und sie um den Vorsprung 77 der Trägerplatte 76 zu winden, um eine flache Spirale zu bilden. Gleichzeitig wird automatisch Epoxid auf die flache Oberfläche 42 der Rohrleitung 34 aufgetragen. Insbesondere ist ein Antriebsrad 86 oberhalb von der Walze bzw. Rolle 82 an die Rohrleitung 31 angekoppelt, das eine Dosierpumpe 88 antreibt, um ein Epoxidharz 89 und einen Katalysator 90 in eine Mischkammer 91 zu fördern, in der das Harz 89 und der Katalysator 90 gemischt werden. Gleichzeitig wird vorher in der Mischkammer 90 gemischtes Epoxid durch eine Zuführrohrleitung 92 auf die Rohrleitung 34 aufgetragen. Ein geeignetes Epoxid zum Ankleben einer Kupferrohrleitung an eine Edelstahlkammer ist aluminiumhaltiges 'F-2'-Epoxid, das von der Devcon Company hergestellt wird.
Es ist zu erkennen, daß die spiralförmigen Windungen 46 auf den Raum zwischen der Kammergrundfläche 33 und der Halteplatte 58 beschränkt sind. Die Spannung in der Rohrleitung 34 verursacht, daß die Spirale fest gewickelt wird. Die Drehung der Kammer 32 wird bis zur letzten Windung vor dem Übergang zu den umlaufenden Windungen 48 fortgesetzt. Die Drehung wird angehalten, und ein Keil 94 wird durch einen Bolzen bzw. eine Schraub 96 an der Trägerplatte 76 befestigt (s. Fig. 6). Die Halteplatte 58 weist eine Ausnehmung 98 auf, die den Keil 94 aufnimmt. Wie dies in den Fig. 7 und 8 dargestellt ist, weist der Keil 94 eine Rampe 100 auf, deren Steigung bezüglich der Drehrichtung der Kammer 32 (s. Pfeil) negativ ist. Die Drehung der Kammer 32 wird fortgesetzt, wobei die Rampe 100 die Rohrleitung 34 zu der Kammerseitenwand 35 der Kammer 32 ablenkt, wie dies in den Fig. 7 und 8 dargestellt ist.
Es wird darauf hingewiesen, daß die Rolle bzw. Walze 82 durch einen anderen Satz von Rollen 83 ersetzt werden muß (rechtwinklich zu den Rollen 82 konfiguriert), die zur Vorformung der Rohrleitung 31 mit einer flachen, der Kammerwand 35 zugewandten Oberfläche geeignet sind. Der Wechsel von den Rollen 82 zu den Rollen 83 sollte vor dem Übergang von den spiralförmigen Windungen 46 zu den umlaufenden Windungen 48 durchgeführt werden, und der dazwischenliegende Zeitabschnitt kann experimentell bestimmt werden, indem die Länge der für die spiralförmigen Windungen 46, vor dem Keil 94, verwendeten Rohrleitung berücksichtigt wird. Die Rolle 83 ist durch übliche, nicht gezeigte Einrichtungen gelagert, um parallel zur Kammerachse umgelenkt zu werden, um somit die Rohrleitung 34 so zuzuführen, wie sie auf die Kammerwand 35 gewickelt bzw. gewunden wird.
Fig. 8 zeigt das Aufwickeln der Kühlmittelrohrleitung 34, um die zylinderförmige Seitenwand 35 der Kammer 32, während wie vorher Epoxid der flachen Oberfläche 42 der Rohrleitung zugeführt wird. Die Pumpe 88 und die zugehörigen Einrichtungen zum Epoxidauftragen sind der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt. Alternativ kann eine dünne Epoxidschicht vor dem Aufwickeln auf die zylinderförmige äußere Oberfläche der Kammer 32 aufgetragen werden. Die Zentrifugenkammer 32 wird langsam gedreht, um zu verursachen, daß die Rohrleitung 34 fest und schraubenförmig um die Kammer 32 gewickelt wird. Die Rohrleitung 34 wird unter Spannung gezogen, um zu erreichen, daß die Rohrleitung fest gegen die Kammerseiten 35 gewickelt wird.
Am Ende des Verfahrens für die umlaufenden Windungen, jedoch bevor die Trägerplatte entfernt wird, wird das freie Ende 102 der Rohrleitung 34 an der benachbarten Windung 104 festgelötet (bei 105 in Fig. 3), um die Spannung in den Windungen aufrechtzuerhalten und zu verhindern, daß die Windungen unter Spannung locker werden. Die ersten und zweiten Windungen 106 und 108 von dem Übergang von der Kammergrundfläche 33 werden ebenfalls miteinander verlötet (bei 109, Fig. 3). Die Stifte 60 werden an den umlaufenden Windungen 48 angelötet und die Muttern 64 werden an den Stutzen 60 befestigt, damit die Halteplatte 58 die spiralförmigen Windungen 46 an ihrem Platz hält. Die Trägerplatte 76 wird dann durch das Lösen der Mutter 80 entfernt. Die Stifte bzw. Schrauben 62 werden durch die Kammergrundfläche 33 und die Platte 59 (Fig. 3) geführt, und die Muttern 66 werden angezogen, um die Montage abzuschließen. Die gesamte Baugruppe wird in einem Ofen angeordnet, um das Epoxid bei 100 ºC für 20 Minuten auszuhärten.
Es ist zu erkennen, daß die Halteplatte 58 als eine Führung für die spiralförmigen Windungen 46 wirkt. Die Trägerplatte 76 ergibt den erforderlichen Halt für die Halteplatte 58, die sich anderenfalls während des Wicklungsverfahrens verbiegen könnte.
Unter erneuter Bezugnahme auf die Fig. 3 und 4 wird darauf hingewiesen, daß sich die benachbarten Windungen der Rohrleitung 34 berühren, um eine maximale Abdeckung der Rohrleitung um die Kammer 32 herum zu ermöglichen. Bei irgendeinem vorgegebenen Oberflächenbereich der Kammer 32 kann eine maximale Dichte von Rohrleitungswindungen erzielt werden, indem Abstände zwischen Windungen verhindert werden. Dies ist möglich, weil ein Anlöten der Rohrleitung an die Kammer nicht vorgesehen ist und deshalb keine Abstände zwischen benachbarten Windungen vorgesehen werden müssen, die anderenfalls zur Ermöglichung des Anlötvorgangs erforderlich sind. Die flache Kontaktfläche 42 ergibt einen größeren Bereich für die maximale und wirksame Wärmeübertragung bezüglich der flachen Wand der Kammer, im Vergleich zu einer gebogenen Kontaktfläche von einer Rohrleitung, die einen kreisförmigen Querschnitt aufweist. Da die Kammer 32 mit Rohrleitungswindungen mit engem Abstand bedeckt ist und die Rohrleitung eine flache Kontaktfläche gegenüber der Kammerwand aufweist, wird eine maximale Wärmeübertragung zwischen der Kammer und dem Kühlmittel in der Rohrleitung für irgendeine Kammergröße erreicht. Ohne Schweiß- oder Lötverbindungen von ungleichen Metallen von der Rohrleitung und der Kammer ergibt sich nur eine geringe Auswirkung der thermischen Ermüdung.

Claims

1. Zentrifugensystem (30), das eine Kammer (32), die eine Grundfläche (33) und eine Seitenwand (35) mit einer äußeren Oberfläche aufweist, einen innerhalb der Kammer angeordneten Zentrifugenrotor (10), einen Antriebsmechanismus (36,38) zur Drehung des Zentrifugenrotors um eine Achse, und Einrichtungen (40) einschließt, die die Zirkulation eines Kühlmittels durch die Rohrleitung bewirken, um die Kammer zu kühlen, wobei das System gekennzeichnet ist durch:

eine einzige Rohrleitung (34,37) mit kontinuierlicher Länge, die sowohl eine spiralförmige Windung (46) gegen die Grundfläche, als auch eine schraubenförmige Windung (48) um die Seitenwand der Kammer herum bildet, wobei die Rohrleitung dazu ausgelegt ist, ein fließendes Kühlmittel zu enthalten; und

eine Kopplungsvorrichtung (58,60,64,105) zur Aufrechterhaltung einer Spannung auf die Windungen, um somit die Rohrleitung fest gegen die Grundfläche und die Seitenwand zu halten, wobei die Kopplungsvorrichtung eine Kompressionsbaugruppe (58,60, 64) einschließt, um einen im wesentlichen gleichförmigen Vordruck auf die spiralförmige Wicklung auszuüben, um somit die spiralförmige Wicklung gegen die Grundfläche festzuklemmen, wobei die Kompressionsbaugruppe eine Halteplatte (58) einschließt, die parallel zu und mit Abstand von der Grundfläche angeordnet ist, wobei die spiralförmige Wicklung zwischen der Halteplatte und der Grundfläche angeordnet ist, wobei die Kopplungsvorrichtung weiterhin Lötverbindungen (105,109) an beiden Enden der schraubenförmigen Wicklung einschließt, um jedes der beiden Enden fest an benachbarten Abschnitten der Rohrleitung der schraubenförmigen Wicklung zu befestigen.

2. System nach Anspruch 11 bei dem die Rohrleitung (34,37) einen im wesentlichen halbkreisförmigen oder halb-elliptischen Querschnitt aufweist.

3. System nach Anspruch 1, bei dem die Rohrleitung (34,37) einen im wesentlichen rechteckigen Querschnitt aufweist.

4. System (30) nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrleitung (34,37) eine im wesentlichen flache Oberfläche (42) in Kontakt mit der Grundfläche (33) und der Seitenwand (35) auf der äußeren Oberfläche der Kammer (32) einschließt.

5. System (30) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Abmessung von der flachen Oberfläche (42) der Rohrleitung (34,37) zu der Abmessung des zu der flachen Oberfläche rechtwinkligen Querschnitts der Rohrleitung zwischen 1 und 2 liegt.

6. System (30) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die flache Oberfläche (42) der Rohrleitung (34,37) wenigstens im wesentlichen so groß wie die lineare Abmessung zwischen irgendwelchen zwei Punkten in dem Querschnitt ist.

7. System (30) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrleitung (34,37) aus Kupfer ist.

8. System (30) nach einem der Ansprüche 1 bis 71 dadurch gekennzeichnet, daß Aluminium enthaltendes Epoxid zwischen der Rohrleitung (34,37) und der Kammer (32) angeordnet ist.

9. System (30) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrleitung (34,37) eine Stärke- Abmessung von 0,138 mm hat.

10. System (30) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die spiralförmige Wicklung als auch die schraubenförmige Wicklung in einem derart dichten Verhältnis angeordnet sind, daß sich benachbarte Wicklungen von der Rohrleitung gegenseitig berühren und im wesentlichen kein Abstand zwischen den Windungen der Rohrleitung vorliegt.