CH495171A - Zentrifuge für Virustrennung in grosser Menge - Google Patents

Zentrifuge für Virustrennung in grosser Menge

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CH495171A
CH495171A CH1126668A CH1126668A CH495171A CH 495171 A CH495171 A CH 495171A CH 1126668 A CH1126668 A CH 1126668A CH 1126668 A CH1126668 A CH 1126668A CH 495171 A CH495171 A CH 495171A
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CH
Switzerland
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damping
rotor
tank
rotor shaft
disk
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Application number
CH1126668A
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English (en)
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F Gibson Ronald
E Nunley Clifford
A Waters Dean
Original Assignee
Atomic Energy Commission
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B04B5/04Radial chamber apparatus for separating predominantly liquid mixtures, e.g. butyrometers
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Description


  
 



  Zentrifuge für Virustrennung in grosser Menge
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zentrifuge für kontinuierliche Virustrennung in grosser Menge in flüssigen Medien.



   Es sind   Flüssigkeitszenárifugiergeräte    bekannt, welche jedoch im allgemeinen nur für Kleinbetrieb vorgesehen sind. Es ist jedoch nötig, Viren in grossen Mengen zu raffinieren und zu isolieren, um Impfstoffe für den medizinischen Gebrauch kommerziell herzustellen.



   Viren, welche zu relativ geringen Titern wachsen, sind besonders schwierig in kommerzielle Quantitäten zu trennen, insofern, als das Volumen der Nährflüssigkeit, welche zentrifugiert werden muss, um eine gegebene Quantität getrennter Viren zu erzeugen, im Vergleich mit Kulturen, welche sich durch grosse Virenkonzentrationen auszeichnen, sehr gross ist.



   Intermittierende Zentrifugierung, bei welcher die ganze zu zentrifugierende Materialprobe vor dem Lauf in die Zentrifuge gegeben werden muss, ist für Trennungen grosser Mengen unzweckmässig, da die körperliche Masse des Probematerials sehr grosse Zentrifugen oder eine grosse Anzahl kleiner Maschinen erfordern würde.



   Kontinuierliche Zentrifugierung, bei welcher nur ein Teil des Probematerials zu irgendeiner gegebenen Zeit durch die Maschine fliesst, befähigt eine relativ kleine Zentrifuge, grosse Volumina an Probematerial zu verarbeiten. Zentrifugen, welche auf dem Prinzip der kontinuierlichen Trennung basieren, zeigten sich sehr zweckmässig für Virustrennungen in grossen Mengen, welche in der   kommerziellen    Herstellung von Impfstoffen für den medizinischen Gebrauch beim Menschen erforderlich sind.



   Die erfindungsgemässe Zentrifuge ist gekennzeichnet durch a) einen vertikal orientierten zylindrischen Rotortank, b) obere und untere Rotortankabschlusskappen, welche entsprechend das obere und das untere Ende des Rotortankes abschliessen und mit sich axial erstreckenden Durchgängen versehen sind, c) eine zentral im Rotortank angeordnete Kerneinheit, welche zusammen mit dem Rotortank eine Mehrzahl sektorförmiger Kammern für die Aufnahme von flüssiger   Gradientlösung    und Probeflüssigkeit bildet, wobei die   Kemeinheit    und jede der Rotortankabschlusskappen sich radial erstreckende Durchgänge bilden, welche mit den sich axial erstreckenden Durchgängen in den Rotortankabschlusskappen und den sektorförmigen Kammern in VerbindUng stehen, d) eine obere und eine untere röhrenförmige Rotorwelle, welche mit der oberen bzw.

   unteren Abschlusskappe des Rotortankes zusammenwirken, den Rotortank drehbar halten und Flüssigkeitswege in Verbindung mit den sich axial erstreckenden Durchgängen in den Rotortankabschlusskappen vorsehen, um einen kontinuierlichen Durchfluss durch die Wellen und den Rotor zu gewährleisten, e) Mittel, welche dichtend an den Enden der Rotorwellen angeordnet sind, um Flüssigkeit zu den Wellen und von diesen weg zu befördern, f) einen Antriebsmotor, welcher die obere Rotorwelle antreibt und den Rotortank axial haltert und in Drehbewegung versetzt, g)   Dämpfung    und Lagerungsmittel, welche mit der oberen Rotorwelle zusammenwirken, um diese in radialer Richtung mit Dämpfung zu haltern, h) Dämpfungs- und Halterungsmittel, welche mit der unteren Rotorwelle zusammenwirken, und i) ein Gehäuse,

   welches den Rotortank umschliesst und einen Bruchschild und eine Vakuumhülle für den Rotortank darstellt.



   Die Erfindung wird anschliessend beispielsweise anhand von Figuren erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Flüssigkeitszentrifuge mit teilweise weggebrochenem Gehäuse im Aufriss,
Fig. 2 einen Längsschnitt des im Zentri'fugiersystem gemäss Fig. 1 benützten Rotortanks in natürlicher Grösse,  
Fig. 3 einen Querschnitt des Rotortanks gemäss Fig. 2,
Fig. 4 einen Längsschnitt des unteren Dichtungs-, Dämpfungs- und Lagerungsaufbaus, wie er im Zentrifugiersystem der Fig. 1 benützt wird,
Fig. 5 einen Längsschnitt der oberen Dichtungsanordnung, wie sie im   Zentrifugiersystem    der Fig. 1 benützt wird,
Fig. 6 Bruchschild und Vakuumkammer, wie im Zentrifugiersystem der Fig. 1 benützt, teilweise weggebrochen, im Aufriss,
Fig. 7 den Bruchschild der Fig. 6 in Draufsicht und
Fig. 8 den Bruchschild der Fig. 6 in Seitenansicht.



   Fig. 1 zeigt eine Gesamtansicht eines Flüssigkeitszentrifugiersystems, bei welchem ein Rotortank 1 innerhalb eines Gehäuses 2 aufgehängt ist, welches sowohl als Bruchschild als auch als Vakuumhülle dient. Der Rotortank 1 wird von einer oberen Rotorwelle 3 gehalten und angetrieben, welche durch eine oben montierte Dämpfungs- und   Lagerungseinheit    4 zu einer luftgetriebenen Turbine 5 führt. Die obere Rotorwelle 3 ist mit dem Turbinenrad der Turbine 5 gekuppelt, welche die ganze Läuferanordnung trägt und dreht. Eine untere Rotorwelle 6 ragt vom unteren Ende des Rotortankes 1 nach unten durch eine untere Dichtungs-, Dämpfungsund Lagerungsanordnung 7. Sowohl die obere Rotorwelle 3 als auch die untere Rotorwelle 6 sind rohrförmig und an ihren äusseren Enden mit Dichtungen versehen.



  Feste Rohransätze 8 und 9 sind mit den Wellen 3 bzw. 6 strömungsmässig verbunden, um einen Flüssigkeitsweg für das Zuführen und Entfernen von Nährflüssigkeit in kontinuierlichem Fluss während des   Zentrifugenbetriebs    zu gewährleisten.



   Die obere und untere Rotorwelle werden radial durch in Dämpfungsklötzen montierte Achslager gehalten. Ein Achslager in der oben montierten Dämpfungsund Lagerungsanordnung 4 ist radial genau ausgerich   text,    während das Achslager in der unteren Dämpfungsund   Laaerungseinheit    7 in einem Kugelgleitlager montiert ist und sich an eine gewisse Verlagerung der unteren Welle 6 anpassen kann. Die Dämpfungs- und Lagerungseinheiten 4 und 7 sind mit im wesentlichen gleichen Federkonstanten, Massen und   Dämpfungskonstanten    ausgelegt, um eine symmetrische Endhalterung für den Rotortank 1 vorzusehen und die Verwendung von   Wel-    len 3 und 6 mit geringen Federkonstanten zu gestatten.



  Sowohl die Welle 3 als auch die Welle 6 sind mit so geringen Federkonstanten ausgelegt, als für dauerhaften Betrieb zulässig ist. Dies gestattet, die Wellen mit dem Läufer mittels einfacher   Schraubverbindüngen    zu kuppeln, welche sehr betriebssicher sind und das Auswechseln von Wellen- und Rotoreinsätzen erleichtern.



   In den Fig. 2 und 3 ist ein Längs- bzw. Querschnitt des Rotortankes 1 mit dazugehörigen Teilen im Detail dargestellt. Ein hohler Kern 11 ist durch Verschraubung mit Abschlusskappen 12 und 13 verbunden, welche mit einem abgestuften zentralen zylindrischen Hohlraum 14 und radialen Rillen 15 ausgebildet sind. Der Körper des Kernes 11 verläuft schwach konisch von seinem Eingangs- oder oberen Ende zu seinem Ausgangs- oder unteren Ende, um zwischen dem Kern 11 und der inneren Wandung des Rotortankes 1 Platz für ein hohlkegelförmiges Probenvolumen zu schaffen. Der Kern 11 ist mit sechs radial nach aussen ragenden einstückigen Scheidewänden 16 ausgebildet, welche das Probenvolumen in sektorförmige Kammern 17 unterteilt. Die Nennweite des Kernes an den radialen Enden der Scheidewände 16 ist geringfügig kleiner als der innere Durchmesser des Rotortankes 1.

  Wie in Fig. 2 dargestellt, verbinden radiale Rillen 15 die sektorförmigen Kammern 17 mit Durchgängen in Rotortankdeckeln 18 und 19, welche entsprechend das obere und untere Ende des Rotortankes 1 abschliessen. Diese Durchgänge ihrerseits stehen mit axialen Durchgangswegen in den entsprechenden benachbarten Rotorwellen 3 und 6 in Verbindung. Die Rillen 15 sind wichtig für eine richtige Beschleunigung der Lösung von der Achse des Rotors zu den Kammern 17. Die Rotordeckel 18 und 19 sind mit im allgemeinen zylindrischen Naben oder Vorsprüngen 21 ausgebildet, welche in die abgestuften Hohlräume 14 in den Abschlusskappen 12 und 13 eingreifen, um den Kern 11 innerhalb des Rotortankes 1 zu zentrieren. Ein ringförmiger Hohlraum 22 wird in jeder Kernabschlusskappe gebildet, wenn die Naben 21 mit den abgestuften Hohlräumen 14 in Eingriff gebracht werden.

  Die ringförmigen Hohlräume 22 wirken als Rohrleitungen, um die Lösung zwischen den radialen Rillen 15 und den Durchgangswegen in den Deckeln 18 und 19 zu befördern. Ein Drehen des Kernes 11 innerhalb des Rotortankes 1 wird durch Sperrstifte 23 verhindert. Es ist nötig, mindestens 4 und vorzugsweise 6   Scheidevvände    16 vorzusehen. Radiale Ausdehnung der   Scheidewände    während des Betriebes führt zu deren Berührung mit dem Rotortank 1, wodurch das Biegungsausmass des Kernes 11 begrenzt wird.



   Gewindestutzen 24 der Rotortankabschlusskappen 18 und 19 weisen eine genügende axiale Länge auf, um die gleiche, durch Rotation bedingte radiale Ausdehnung wie der Rotortank 1 aufzuweisen. Diese Anpassung radialer Ausdehnung hält die Spannungen sowohl im Rotortank 1 als auch in den Abschlusskappen (18, 19) minimal.



   Wie aus Fig. 2 ersichtlich, ist die Rotorwelle 6 direkt auf die Abschlusskappe 19 des Rotortanks 1 aufgeschraubt. Für einen bequemen Zusammenbau wird die obere Rotorwelle 3 mittels einer Gewindehalterung 25 dichtend auf dem Abschlussdeckel 18   festgeklemmt.   



   Die Dichtungs-, Dämpfungs- und Lagerungsanordnung 7 für die untere Rotorwelle 6 ist in Fig. 4 in   einem    Längsschnitt dargestellt. Die Welle 6 wird radial durch ein konventionelles Achslager 26, welches innerhalb eines konventionellen Kugelgleitlagers 27 montiert ist, gehalten. Das Lager 27 ist seinerseits innerhalb einer radial beweglichen   D ämpfungsscheibe    28 montiert.



  Aussparungen 29 sind über den Umfang der Scheibe 28 vorgesehen, um deren Gewicht zu reduzieren. Zwischen der Dämpfungsscheibe 28 und einem dichten Gehäuse 31 ist ein aus   Slliziumgummi    oder einem anderen elastomeren Material bestehender O-Ring 30 angeordnet, um eine radiale Halterung der Scheibe 28 vorzusehen, jedoch ein gewisses radiales Spiel zu gestatten.

 

   Ein ölgetränkter elastomerer Dämpfungspuffer 32, vorzugsweise aus   Siliziumgummi    bestehend, ist zwischen der oberen Fläche der Dämpfungsscheibe 28 und der unteren Fläche   eines    festen Dämpfungsklotzes 33 angeordnet. Eine Feder 34 drückt die axial bewegliche Dämpfungsscheibe 28 aufwärts gegen den festen Dämpfungsklotz 33. Wie veranschaulicht, zirkuliert Schmier   flüssigkeik    durch die Anordnung, sowohl zum unteren Ende des Achslagers 26 als auch zum äusseren Ende der Dämpfungsscheibe 28. Auf Grund des über das Achslager 26 durch das Vakuum im Gehäuse 2 erzeugten veränderlichen Drucks sickert normalerweise zwi  schen dem Lager und der Welle 6 eine sehr kleine Menge Öl, durch welche sich in einem konischen, durch den festen Dämpfungsklotz 33 gebildeten Behälter 35 ansammelt.

  Eine konventionelle Lippendichtung 36 verhindert ein Auslaufen des Öls längs der unteren Welle 6.



   Wie in Fig. 4 dargestellt, ist das untere Ende der Welle 6 mit einer rostfreien Stahlkappe 37 versehen, welche das rotierende Element einer konischen Dichtung verkörpert. Das feste Element wird durch eine Platte 38 aus mit Eisenoxyd getränktem Tetrafluor  äthylenharz gebildet und ist in einem röhrenförmigen Sockel 39 montiert. Die Kappe 37 und Platte 38 sind axial durchbohrt, um einen Durchgang für die Lösung in Fortsetzung   Åaes    Durchganges durch die Welle 6 und den Rohransatz 9 eines Verschlussgehäuses 41 vorzu zehen. Eine Feder 42 drückt gegen den Sockel 39, der seinerseits die Platte 38 gegen die Kappe 37 drückt.



  Um das untere Ende des röhrenförmigen Sockels 39 ist ein O-Ring 43 vorgesehen, um den durch diesen gehenden Durchgang für die Lösung von dem den Verschluss enthaltenden Teil des den Durchgang umgebenden Gehäuses zu isolieren. Der O-Ring 43 gestattet dem Sockel 39, vertikalen Bewegungen der Rotorwelle 6 zu folgen, während er die gewünschte Abdichtung zwischen dem Sockel 39 und dem Verschlussgehäuse 41 aufrechterhält. Wie dargestellt, zirkuliert Kühlmittel um die Platte 38 und den Sockel 39. Mit dem Ansatz 9 ist ein flexibles Rohr (nicht dargestellt) für das Einführen oder Entfernen von Lösung in den bzw. aus dem Rotortank verbunden. Eine Unterlagsplatte 44 ist im Verschlussgehäuse 41 unmittelbar oberhalb der Dichtungsanordnung angebracht, um die Zentrierung der Anordnung während des Zusammenbaus zu erleichtern.



   Wie aus den Fig. 1 und 5 ersichtlich, führt die obere Rotorwelle 3 durch eine Dämpfungs- und Lagerungsanordnung 4 zu einer luftgetriebenen Turbine 5. Sowohl die   Dämpfung    und Lagerungsanordnung 4 als auch die   luftgetriebene    Turbine 5 sind kommerziell als Teil einer einzeLnen Einheit erhältlich, welche als Modell Nr. 2501 der Barbour Stockwell Company of Cambridge, Massachusetts, bezeichnet ist. Die unteren beiden Dämpfungsplatten sind modifiziert, um sich an Winkelfehlabgleichung durch Montierung der Achslager im Kugelgleitlager in derselben Weise wie im unteren Dämpfer (Fig. 4) anzupassen.



   Andere ähnliche Antriebs- und Dämpfungssysteme können auch geeignet sein. Der obere Teil der Welle 3 ist fest mit dem Laufrad 45 der Turbine 5 verbunden.



  Das Turbinenrad rotiert auf Kugellagern und legt so die Welle 3 genau fest, während es die ganze rotierende Einheit des Rotortanks 1 und dazugehörige Teile axial trägt.



   Wie gezeigt, ragt das obere Ende der Welle 3 über das Turbinenrad 45 hinaus. Eine rostfreie Stahlkappe 46   iet    auf die Spitze der Welle geschraubt, um als rotierendes Element einer konischen Dichtung zu dienen. Die Dichtungsanordnung ist im allgemeinen ähnlich derjenigen, welche im Zusammenhang mit der unteren Ro   Rotorwelle    beschrieben wurde, wobei eine Platte 47 der Platte 38, ein Sockel 48   dem    Sockel 39, eine Feder 49 der Feder 42 und eine Lippendichtung 50 der Lippendichtung 36 entsprechen.



   Die Fig. 6, 7 und 8 veranschaulichen die kombinierte   Bruchschild-    und Vakuumhülle, welche dazu benötigt wird, um die Reibungswärme des Rotortankes während des Betriebs zu reduzieren und um Betriebspersonal und Teile der Anlage vor Schaden zu bewahren im Falle, dass ein Zentrifugenrotor während des Betriebes bricht oder birgt. Die zylindrische Hülle kann von vorne ge öffnet werden und weist eine Tür 51 auf, welche auf Scharnierstiften 52 montiert ist, von denen einer in der Draufsicht der Fig. 7 gezeigt ist. Der Bruchschild umfasst ein Türband 53. Wenn die Tür geschlossen ist, dichtet ihre Fläche gegen einen federnden Dichtstreifen (nicht dargestellt), welcher in einem Gehäuseflansch 54, welcher über die Türöffnung im Gehäuse oder der Hülle 2 regt, vorgesehen ist.

  Wie in Fig. 7 gestrichelt dargestellt, sind die beiden vertikalen Flächenteile des Flansches 54 in der ganzen Länge mit je einer rückwärts vorsprin   genden      Schulter    55 (nur eine dargestellt) versehen. Beidseits der Tür ist ein massives, kanalförmiges Organ 56 an Bolzen 57 angelenkt, um von einer äusseren Position   offen  zu der in den Fig. 6, 7 und 8 gezeigten Position    geschlossen >     zu schwenken, wo es den zusammenpassenden Teil des Flansches 54 und der Tür 51 überbrückt, um diese zusammenzuschliessen.



   Jedes kanalförmige Organ 56 ist an seiner vorderen Fläche mit in vertikaler Richtung auseinanderliegenden aufrechten L-förmigen Bügeln 58 versehen. Wenn die Tür 51 geschlossen und die kanalförmigen Organe 56 in die Position  geschlossen  geschwenkt sind, werden massive U-förmige Riegel 59 in die Bügel gesenkt, um zu verhindern, dass die kanalförmigen Organe in die Position  offen  schwenken. Die Riegel 59 sind mit Bohrungen versehen, in welche Schrauben 61 geschraubt werden, um gegen die Tür 51 zu drücken. Wie in Fig. 7   geetrichelt    dargestellt, ist eine Rückwand 62 jedes kanalförmigen Organs 56 entsprechend geformt, um sich rund um die dazugehörige Schulter 55 anzupassen, um mit dieser zusammenzuwirken und in geschlossener Position zu bleiben, auch falls ein grosser nach aussen wirkender Druck auf die Tür 51 wirkt.



   Um zur Tür Zugang zu haben, werden die Schrauben 61 gelöst, die Riegel 59 entfernt und die kanalförmigen Organe 56 auswärts geschwenkt. Das Gehäuse oder die Hülle 2 wird auf ein rohrförmiges Untergestell 63 montiert, in welches die untere Dämpfungs- und Lagerungsanordnung 7 ragt, wodurch die untere Wellenlagerung, Dämpfung und Dichtung gut zugänglich sind.



   Die Läuferanordnung der oben beschriebenen Ausführungsform ist insbesondere für Trennung grosser Mengen biologischer Proben vorgesehen. Bei einer Wirkungsweise wird die Anordnung mit einer Lösung variabler Dichte d. h. mit einer geschichteten Lösung, in welcher die Schichten oder Zonen unterschiedliche Dichten,   Viçkositäten    und in den meisten Fällen unterschiedliches osmotisches Verhalten aufweisen, gefüllt.

 

  Eine derartige Lösung kann z. B. durch Zuckerlösungen verwirklicht werden, in welcher in diskreten Schritten der Zuckergehalt geändert wird. Vielfach ergibt sich in den Übergangszonen, bedingt durch das Konzentrationsgefälle, ein Ausgleich durch Diffusion, so dass sich in praxi eher eine stetig veränderliche Dichte ergibt, als Zonen oder Schicht mit genau definierter Dichte. Diese Lösung wird dann allmählich auf eine Geschwindigkeit beschleunigt, bei welcher die Zonen gleicher Dichte horizontal ausgerichtet werden und ein horizontaler Dichtegradient entsteht. Der Zufluss der Nährflüssigkeit erfolge durch den Rohranschluss 8 in die Welle 3 und von dort, wie aus den Fig. 2 und 3 ersichtlich, durch die radialen Rillen 15 in die Kammern 17.

  Ein kontinuierlicher Fluss von virusenthaltender Nährflüssigkeit wird auf diese   Weise dem Läufer 1,   d. h.    längs der radial innersten Fläche des Dichtgradienten, d. h. axial entlang der Mantelfläche des Kernes 11 von deren dünneren zum dickern Ende durchgelassen. Die radial innerste Fläche des Dichtungsgradienten ist jene zylindrische Zwischenfläche, welche zwischen der radial innern, spezifisch leichtern und der äussern, spezifisch schwereren Komponente liegt. Es ist die Trennfläche, in welcher ein Gradient (Gefälle) des spezifischen Gewichts auftritt. Sowohl die zur Bildung eines Gradienten benötigte Lösung, die sogenannte Gradientlösung, als auch die Nährflüssigkeit werden entweder durch den Ansatz 8 oder 9 eingeführt, je nach der gewünschten Richtung des Flusses und der Orientierung des Hohlkernes 11.

  Das Ende geringeren Durchmessers des Kernes 11 ist normalerweise das Eingangsende des Läufers, so dass, wie in Fig. 2 dargestellt, die Nährflüssigkeit durch den Rohransatz 8 eingeführt und durch den Ansatz 9 ausgelassen würde. Der konische Verlauf des Kernes 11 und die Flussrichtung könnten jedoch umgekehrt werden. Am Ende eines Laufes wird der Fluss der Nährflüssigkeit gestoppt und die den getrennten Virus enthaltende Gra   dientflüssigkeit    nach einem von zwei geeigneten Verfahren entfernt. Bei einem ersten solchen Verfahren lässt man den Rotor bis zum Stillstand auslaufen, worauf der Dichtegradient reorientiert wird und Zonen gleicher Dichte wiederum eine horizontale Lage einnehmen.

  Eine solche Reorientierung ist ein allmählicher Prozess, dessen Beginn mit demjenigen der Abnahme der Rotorgeschwindigkeit zusammenfällt und erst dann endet, wenn der Rotortank 1 zum Stillstand kommt. Die im Kern enthaltene Flüssigkeit wird dann aus der Zentrifuge auf Grund der Schwerkraft durch die Rinnen 15, die untere Welle 6 und das Ansatzrohr 9 entfernt. Das Entfernen der Flüssigkeit kann mittels   Pressluflzuführ    durch den Rohransatz 8 beschleunigt werden.



   Bei einer zweiten Methode zum Entfernen der Gradientflüssigkeit lässt man den Rotortank 1 weiter rotieren, so dass die vertikal ortientierten Zonen gleicher Dichte aufrechterhalten bleiben. Bei dieser Methode wird eine Verdrängungsflüssigkeit durch das Ansatzrohr 9 in den Läufer eingeführt, welche die Gradientflüssigkeit geringerer Dichte radial einwärts gegen die konische Oberfläche des Kernes 11 verdrängt. Die die konische Oberfläche berührende   Gradientfiüssigkeit    bewegt sich längs der konischen Fläche zu den Rinnen 15 am Ausgangsende des Kernes und dann aufwärts durch die obere Welle 3 und den Rohransatz 8.



   Nachdem die Gradientflüssigkeit von der Zentrifuge völlig verdrängt ist, wird die Verdrängungsflüssigkeit durch das Ansatzrohr 9 aus dem Läufer entleert. Wenn das zweite Betriebsverfahren bevorzugt wird, werden die Abschlusskappe 13 des Kernes und die Rinnen 15 am breiteren Ende des konischen Kernes so angeordnet, dass sie sich auswärts zum Stutzen 24 des tieferen Dekkels 19 des Läufers erstrecken, damit die Verdrängungsflüssigkeit direkt zur Läuferwand gepumpt werden kann.



  Diese Anordnung reduziert jedes Vermischen von Verdrängungs- und Gradientflüssigkeit auf ein Minimum.



   Angaben über die Leistung der Anordnung sowie über die Daten des Läufers für ein Zentrifugensystem der vorliegenden Art, wie im wesentlichen in den Figuren dargestellt, finden sich in der nachstehenden Tabelle.



  Sie dienen als Beispiel zur weiteren Erläuterung. Das vorliegende Zentrifugensystem war insbesondere für die Trennung von Grippevirus vorgesehen.

 

   Tabelle
Leistungsangabe der Anordnung
Ausbeute, auf   Grippevirus'    basierend:   Virusdurchmesser    82 Millimikron   Bauddichte    in Saccharose 1,193 Gramm pro   cm3    Sedimentationskoeffizient 350 Probezonenviskosität 0,0152 poise Probezonendichte 1,05 Gramm pro cm3
Ungefähr 100 % Ausbeute bei einem Durchsatz von 10 1 pro Stunde und 25 bis 70 % bei einem Durchsatz von 20 bis 30 1 pro Stunde.



   Daten des Rotors: Material 707 5T6 Aluminium Gewicht (leer) 23,59 kp Volumen 3600 cm3 Nenndrehzahl 28 000 U./min maximaler g-Wert bei
Nenndrehzahl   53401    maximale zulässige Drehzahl 35 000 U./min maximaler g-Wert bei zulässiger Drehzahl 83 440 maximaler Radius 6,09 cm Innenlänge 76,20 cm berechnete kritische Drehzahl ungefähr 60 000 U./min maximale Radialausdehnung 0,178 mm 

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH Zentrifuge für kontinuierliche Virustrennung in gro sser Menge in flüssigen Medien, gekennzeichnet durch a) einen vertikal orientierten zylindrischen Rotortank (1), b) obere und untere Rotortankabschlusskappen (18, 19), welche entsprechend das obere und das untere Ende des Rotortanks (1) abschliessen und mit sich axial erstreckenden Durchgängen versehen sind, c) eine zentral im Rotortank (1) angeordnete Kerneinheit (11), welche zusammen mit diem Rotortank (1) eine Mehrzahl sektorförmiger Kammern (17) für die Aufnahme von flüssiger Gradientlösung und Probeflüssigkeit bildet, wobei die Kerneinheit (11) und jede der Rotortankabschlusskappen (18, 19) sich radial erstreckende Durchgänge (15) bilden, welche mit den sich axial erstreckenden Durchgängen in den Rotortankabschlusskappen (18,
    19) und den sektorförmigen Kammern (17) in Verbindung stehen.
    d) eine obere und eine untere rohrförmige Rotorwelle (3, 6), welche mit der oberen bzw. unteren Abschlusskappe (18 bzw. 19) des Rotortankes (1) zusammenwirken, den Rotortank (1) drehbar halten und Flüssigkeitswege in Verbindung mit den sich axial erstreckenden Durchgängen in den Rotortankabschlusskappen (18, 19) vorsehen, um einen kontinuierlichen Durchfluss durch die Wellen (3, 6) und den Rotor (1) zu gewährleisten, e) Mittel, welche dichtend an den Enden der Rotorwellen (3, 6) angeordnet sind, um Flüssigkeit zu den Wellen (3, 6) und von diesen weg zu befördern, f) einen Antriebsmotor, welcher die obere Rotorwelle (3) antreibt und den Rotortank (1) axial haltert und in Drehbewegung versetzt, g) Dämpfungs- und Lagerungsmittel (4), welche mit der oberen Rotorwelle (3) zusammenwirken,
    um diese in radialer Richtung mit Dämpfung zu haltern, h) Dämpfungs- und Halterungsmittel (7), welche mit der unteren Rotorwelle (6) zusammenwirken, und i) ein Gehäuse (2), welches den Rotortank (1) umschliesst und einen Bruchschild und eine Vakuumhülle für den Rotortank (1) darstellt.
    UNTERANSPRÜCHE 1. Zentrifuge nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfungs- und Lagerungsmittel (7), welche mit der unteren Rotorwelle (6) zusammenwirken, für die untere Rotorwelle (6) eine Halterung in radialer Richtung mit Dämpfung vorsehen, wobei sie beschränkte axiale Fluchtungsfehler und eine Verschiebung der unteren Rotorwelle (6) zulassen.
    2. Zentrifuge nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsmotor als luftgetriebene Turbine (5) ausgebildet ist.
    3. Zentrifuge nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfungs- und Lagerungsmittel (4), welche mit der oberen Rotorwelle (3) zusammenwirken und die Dämpfungs- und Lagerungsmfttei (7), welche mit der unteren Rotorwelle (6) zusammenwirken, im wesentlichen gleiche Federkonstanten, Massen und Dämpfungskonstanten aufweisen.
    4. Zentrifuge nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfungs- und Lagerungsmittel (7), welche mit der unteren Rotorwelle (6) zusammenwirken, ein Achslager (26), in welchem die Rotorwelle (6) drehbar gelagert ist, ein Kugelgleitlager (27), welches um das Achslager (26) angeordnet ist und mit diesem zusammenwirkt, eine ringförmige Dämpfungsscheibe (28), welche um das Kugelgleitlager (27) angeordnet ist, mit diesem zusammenwirkt und eine ebene horizontale Oberfläche aufweist, einen festen, ringförmigen Dämpfungsklotz (33) mit einer ebenen horizontalen Oberfläche, welche unmittelbar über der ebenen horizontalen Oberfläche der Dämpfungsscheibe (28) angeordnet ist, einen Dämpfungspuffer (32), welcher zwischen der horizontalen Oberfläche der Scheibe (28) und derjenigen des Klotzes (33) angeordnet ist, Federmittel (34),
    welche die Dämpfungsscheibe (28) gegen den Dämpfungspuffer (32) drücken, ein festes Gehäuse (31), welches den Umfang der Dämpfungsscheibe (28) umgibt, und einen O-Ring (30) umfassen, welcher zwi- schen dem Gehäuse (31) und der Dämpfungsscheibe (28) angeordnet ist, um auf die Dämpfungsscheibe (28) eine Federwirkung auszuüben, welche bestrebt ist, die Scheibe (28) in einer vorbestimmten axialen Position zu halten.
    5. Zentrifuge nach Unteranspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der O-Ring (30) aus Siliziumgummi besteht.
    6. Zentrifuge nach Unteranspruch 4, dadurch ge kennzeichnet, dass der Dämpfungspuffer (32) aus Siliziumgummi besteht.
    7. Zentrifuge nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) vertikal orientiert und im allgemeinen zylindrisch mit sich längs erstreckender Seitenöffnung ausgebildet ist sowie einen sich über die Öffnung erstreckenden und einstückig mit dem Gehäuse verbundenen Flansch (54), welcher einen vertikal orientierten Flächenteil und einen Schulterteil (55) besitzt, und einen federnden Dichtungsstreifen, welcher längs des flachen Flächenteils des Flansches angeordnet ist, eine schwenkbar montierte Tür (51), welche für das Schlie ssen gegen den Dichtungsstreifen und gegen den Flansch (54) vorgesehen ist, aufweist, ferner schwenkbar angeordnete kanalförmige Organe (56), welche gleichzeitig mit dem Flansch (54) längs dessen Schulterteil (55) und mit der Tür (51) neben einer ihrer seitlichen Kanten, wenn in geschlossener Position, zusammenwirken,
    wobei die kanalförmigen Organe (56) die Türe (51) daran hindern, sich vom Flansch (54) wegzubewegen, und Mittel (58, 59) für eine Verriegelung der kanalförmigen Organe (56) in einer geschlossenen Position.
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