APARATO Y MÉTODO PARA TRANSFERIR ENERGÍA Y/O UNA SUSTANCIA A MEDIOS GIRATORIOS.

Aparato (42) que incluye

al menos un dispositivo (43) que, en un estado de funcionamiento del aparato (42), gira alrededor de un eje de giro (R) a una primera velocidad, y al menos un dispositivo no giratorio, y

al menos unos medios (1, 1') para alimentar y/o extraer energía y/o una sustancia, en particular una suspensión o una mezcla de sustancias, desde el dispositivo no giratorio hasta el dispositivo (43) giratorio,

en el que en el estado de funcionamiento al menos una parte de dichos medios (1, 1') gira a una segunda velocidad que es diferente de la primera velocidad,

caracterizado porque

los medios (1, 1') están dispuestos simétricamente en relación con el eje de giro (R).

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2008/009597.

Solicitante: MILTENYI BIOTEC GMBH.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: FRIEDRICH-EBERT-STRASSE 68 51429 BERGISCH GLADBACH ALEMANIA.

Inventor/es: SCHIMMELPFENNIG, WINFRIED, LANTOW, HOLGER, SCHULZ,Juergen, NEUSCHAEFER,Elmar Niklas.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • B04B5/04 SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES.B04 APARATOS O MAQUINAS CENTRIFUGAS UTILIZADAS PARA LOS PROCEDIMIENTOS FISICOS O QUIMICOS.B04B CENTRIFUGADORES (tambores de gran velocidad para la desintegración B02C 19/11). › B04B 5/00 Otros centrifugadores. › Aparatos de cámara radial para separar mezclas esencialmente líquidos, p. ej. butirómetros.
  • H01R39/64 SECCION H — ELECTRICIDAD.H01 ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS.H01R CONEXIONES CONDUCTORAS DE ELECTRICIDAD; ASOCIACION ESTRUCTURAL DE UNA PLURALIDAD DE ELEMENTOS DE CONEXION ELECTRICA AISLADOS UNOS DE OTROS; DISPOSITIVOS DE ACOPLAMIENTO; COLECTORES DE CORRIENTE (interruptores, fusibles H01H; dispositivos de acoplamiento del tipo de guía de ondas H01P 5/00; disposiciones de conmutación para la alimentación o la distribución de energía eléctrica H02B; instalación de líneas eléctricas, cables o líneas o cables eléctricos y ópticos combinados, o de aparatos auxiliares H02G; medios impresos para realizar conexiones eléctricas con o entre circuitos impresos H05K). › H01R 39/00 Colectores de corriente rotativos, distribuidores o interruptores (interruptores de leva H01H 19/00; asociación estructural de colectores de corriente con motores o generadores dinamoeléctricos o disposición de colectores de corriente en motores o generadores dimanoeléctricos H02K 13/00). › Dispositivos para la toma ininterrumpida de la corriente.

PDF original: ES-2376700_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Aparato y método para transferir energía y/o una sustancia a medios giratorios La presente invención se refiere a un aparato que tiene las características del preámbulo de la reivindicación 1, es decir, un aparato que incluye al menos un dispositivo que, en un estado de funcionamiento del aparato, gira alrededor de un eje de giro a una primera velocidad, y al menos un dispositivo no giratorio, y al menos unos medios para alimentar y/o extraer energía y/o una sustancia, en particular una suspensión o una mezcla de sustancias, desde el dispositivo no giratorio hasta el dispositivo giratorio, en el que en el estado de funcionamiento al menos una parte de dichos medios gira a una segunda velocidad que es diferente de la primera velocidad. La invención se refiere además a un método según la reivindicación 10 para transferir energía y/o una sustancia, en particular una suspensión o una mezcla de sustancias, desde un dispositivo de este aparato que no gira en un estado de funcionamiento de un aparato, hasta un dispositivo del aparato que gira alrededor de un eje de giro a una primera velocidad, por medio de unos medios que incluyen al menos una parte que, en el estado de funcionamiento, gira a una segunda velocidad que es diferente de la primera velocidad. La invención se refiere además a un uso del aparato según la reivindicación 19, en particular un uso como una parte de un aparato, preferiblemente un aparato de laboratorio o médico, y/o un uso en procedimientos biológicos, en particular procedimientos de purificación.

En la práctica, se conocen aparatos en los que debe transferirse energía y/o va a pasarse una sustancia desde un primer dispositivo no giratorio o estacionario de un aparato a un segundo dispositivo giratorio de este aparato. Un problema técnico inherente reside en el guiado de conductos o líneas o tubos correspondientes entre el dispositivo no giratorio y el dispositivo giratorio.

Con el fin de evitar, por ejemplo, el retorcimiento y daño de líneas eléctricas para la transferencia, por ejemplo, de energía eléctrica entre los dos dispositivos nombrados, se han propuesto contactos deslizantes, dispositivos de acoplamiento giratorio coaxial y similares en la técnica. Sin embargo, éstas y otras soluciones suponen fricción y además son propensas a un funcionamiento incorrecto. Además, como regla general se producen partículas desgastadas, y se observan fugas en la transferencia de sustancias a través de tubos. Éstas no se desean particularmente en aplicaciones médico-técnicas en las que la limpieza y el cierre hermético son de principal importancia.

Se ofrece una alternativa para el dispositivo de acoplamiento giratorio, por ejemplo, mediante el denominado principio de lazo tal como se describe en el documento US 3.586.413 A en relación con una centrifugadora que incluye una cámara centrífuga como dispositivo giratorio. En este caso se indica que se encamina un tubo de manera central en la cámara centrífuga en una dirección horizontal en un armazón, se mueve a un lado de la cámara, fuera de la cámara a través de una pared lateral, y siguiendo de una curvatura correspondiente se encamina en el eje de giro en una orientación de abajo arriba a una estructura también dispuesta de manera giratoria por encima de la cámara centrífuga. Cuando se hace girar la centrifugadora, la sección arqueada del tubo también debe guiarse alrededor de esta cámara a la mitad de la velocidad de giro. Esta rotación neutraliza el torcimiento central del tubo: mientras que un extremo realiza un giro continuo junto con la cámara, el extremo de tubo que se fija en una zona estacionaria inferior permanece sin movimiento. Esto permite posibilidades para alimentar y descargar conductos o líneas desde una parte estacionaria del aparato en una parte giratoria del mismo. Todas las conexiones se ajustan herméticamente y no requieren dispositivos de acoplamiento giratorio.

Sin embargo, la falta de simetría tridimensional de este principio de conexión necesita compromisos técnicos. La masa total de la parte giratoria debe ser alta en comparación con la sección arqueada del tubo que rota a una velocidad de giro diferente, con el fin de mantener desequilibrios y vibraciones dentro de límites. La velocidad de giro de la cámara está limitada por la masa. Con el fin de alcanzar fuerzas centrífugas deseadas, la cámara centrífuga debe tener además un diámetro correspondientemente grande. Estas centrifugadoras de la técnica anterior son por tanto comparativamente grandes y pesadas.

Además, los documentos US 4.163.519 A, US 4.109.852 A, US 4.459.169 A, US 4.114.802 A y US 3.358.072 A dan a conocer un aparato que incluye al menos un dispositivo que, en un estado de funcionamiento del aparato, gira alrededor de un eje de giro a una primera velocidad, y al menos un dispositivo no giratorio, y al menos unos medios para alimentar y/o extraer energía y/o una sustancia desde el dispositivo no giratorio hasta el dispositivo giratorio en el que en el estado de funcionamiento al menos una parte de dichos medios gira a una segunda velocidad que es diferente de la primera velocidad. Para equilibrar el aparato deben usarse medios de equilibrado separados.

Un objeto de la presente invención es proponer un aparato mejorado para transferir energía y/o una sustancia desde un dispositivo estacionario de un aparato hasta un dispositivo giratorio del aparato, y viceversa, evitando un desequilibrio del aparato sin la necesidad de usar medios de equilibrado separados.

Según la invención, los medios del aparato están dispuestos simétricamente con el eje de giro del dispositivo giratorio. La disposición simétrica de los medios para alimentar y/o extraer en el aparato de la invención contrarresta ventajosamente la aparición de desequilibrios durante el giro. Dado que los desequilibrios de los medios pueden compensarse como resultado de la disposición simétrica de los medios según la invención, pueden lograrse velocidades de giro mayores en condiciones globales por lo demás comparables. Esto también significa que cuando se producen fuerzas centrífugas en un mismo grado que en dispositivos giratorios de la técnica anterior, la razón de peso entre el dispositivo giratorio y los medios puede alterarse ventajosamente a favor de masas inferiores y dimensiones más pequeñas del dispositivo giratorio. Por tanto, el aparato entero puede fabricarse para tener un tamaño más pequeño y ser más económico.

El aparato de la invención puede hacerse funcionar de tal manera que partes de los medios que son simétricas con el eje de giro se cargan de manera conmensurada con la sustancia que se alimenta y/o se extrae, de modo que puede evitarse adicionalmente incluso un desequilibrio provocado por una carga diferente de los medios con sustancia en diferentes partes de los mismos.

En términos de la invención, se entiende que energía es cualquier tipo de energía que puede transferirse. Esto incluye en particular energía eléctrica, energía cinética, por ejemplo debido a masas movidas, etc. La transferencia de luz y cualquier tipo de ondas también queda cubierta por la “energía” en este significado, y también la transmisión de presión y/o señales de control.

La sustancia alimentada y/o extraída debe entenderse como cualquier sustancia, independientemente de su pureza y de la fase en la que está presente (líquida, gaseosa, solidificada) . Tal sustancia también puede ser una mezcla de sustancias, en particular una suspensión, un fluido corporal tal como sangre (o contenido líquido o no líquido de la misma, en particular plasma, suero, trombocitos, células B o T, leucocitos, eritrocitos, etc.) , médula ósea, orina, líquido, tejido, células, fragmentos de células y sus constituyentes, etc. Según la invención, también se entiende que “sustancia” designa, por ejemplo, líquidos semisólidos, suspensiones o mezclas tales como cultivos de células, medios de cultivos de células, medios y caldos de fermentación, microorganismos tales como hongos, bacterias, virus o sus constituyentes, o fragmentos tales como, por ejemplo, membranas, proteínas, ADN, ARN, etc., así como los medios en los que se almacenan, fermentan, clasifican, reproducen, centrifugan, separan o analizan o tratan, etc.

Los medios para alimentar y/o extraer energía y/o una sustancia puede incluir una o varias partes por las que una transferencia de energía o de la sustancia entre el dispositivo no giratorio y giratorio puede tener lugar de manera sucesiva, alterna, o concurrente en un sentido o en sentidos opuestos. En el marco de la presente invención, “sentidos... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

Por tanto, la presente invención propone por primera vez un aparato para la transferencia de energía y/o una sustancia desde medios no giratorios de un aparato hasta medios giratorios (o viceversa) por medio de unos medios adecuados dispuestos simétricamente en relación con el eje de giro para evitar un desequilibrio sin la necesidad de usar medios de equilibrado separados.

1. Aparato (42) que incluye al menos un dispositivo (43) que, en un estado de funcionamiento del aparato (42) , gira alrededor de un eje de giro (R) a una primera velocidad, y al menos un dispositivo no giratorio, y al menos unos medios (1, 1') para alimentar y/o extraer energía y/o una sustancia, en particular una suspensión o una mezcla de sustancias, desde el dispositivo no giratorio hasta el dispositivo (43) giratorio, en el que en el estado de funcionamiento al menos una parte de dichos medios (1, 1') gira a una segunda velocidad que es diferente de la primera velocidad, caracterizado porque los medios (1, 1') están dispuestos simétricamente en relación con el eje de giro (R) .

2. Aparato (42) según la reivindicación 1, en el que dicha energía y/o sustancia puede alimentarse al interior de y/o extraerse del interior del dispositivo (43) giratorio por medio de dichos medios (1, 1') .

3. Aparato (42) según la reivindicación 1 ó 2, en el que los medios comprenden al menos dos tubos (1, 1') que tienen una disposición simétrica en relación con el eje de giro (R) .

4. Aparato (42) según la reivindicación 3, en el que los tubos (1, 1') tienen una disposición centralmente simétrica.

5. Aparato (42) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que las partes (1a, 1'a, 1z, 1'z) de los medios (1, 1') se extienden a través de al menos dos engranajes (3, 9, 13, 17, 25, 27, 31, 33) biselados de al menos un par (7, 21, 23, 29) de engranajes biselados.

6. Aparato (42) según la reivindicación 5, en el que el dispositivo (43) giratorio está soportado por al menos un mecanismo (35, 37) diferencial que incluye el par (7, 21, 23, 29) de engranajes biselados y/o puede accionarse por el mismo en un movimiento giratorio.

7. Aparato (42) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que los medios incluyen al menos un tubo (1m) de múltiples lúmenes.

8. Aparato (42) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que los medios (1m) incluyen un núcleo (47) .

9. Aparato (42) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el dispositivo (43) giratorio tiene la forma de una cámara centrífuga.

10. Método para transferir energía y/o una sustancia, en particular una suspensión o una mezcla de sustancias, desde un dispositivo de un aparato (42) que no gira en un estado de funcionamiento de dicho aparato (42) , hasta un dispositivo (43) del aparato (42) que gira alrededor de un eje de giro (R) a una primera velocidad, por medio de unos medios (1, 1') que incluyen al menos una parte que, en el estado de funcionamiento, gira a una segunda velocidad que es diferente de la primera velocidad,

caracterizado por la etapa de disponer los medios (1, 1') simétricamente en relación con el eje de giro (R) .

11. Método según la reivindicación 10, caracterizado por la etapa de

suministrar y/o extraer la energía y/o sustancia en el interior de o del interior del dispositivo (43) giratorio por medio de los medios (1, 1') .

12. Método según una cualquiera de las reivindicaciones 10 u 11, caracterizado por la etapa de proporcionar al menos dos tubos (1, 1') que tienen una disposición simétrica en relación con el eje de giro (R) .

13. Método según una cualquiera de las reivindicaciones 10 a 12, caracterizado por la etapa de disponer los tubos (1, 1') de una manera céntricamente simétrica.

14. Método según una cualquiera de las reivindicaciones 10 a 13, caracterizado por la etapa de

proporcionar partes de los medios (1, 1') que se extienden a través de al menos dos engranajes (3, 9, 13, 17, 25, 27, 31, 33) biselados de al menos un par (7, 21, 23, 29) de engranajes biselados.

15. Método según una cualquiera de las reivindicaciones 10 a 14, caracterizado por la etapa de

proporcionar al menos un mecanismo (35, 37) diferencial por el que está soportado el dispositivo (43) giratorio y/o puede accionarse en un movimiento giratorio, incluyendo el mecanismo (35, 37) diferencial el par (7, 21, 23, 29) de engranajes biselados.

16. Método según una cualquiera de las reivindicaciones 10 a 15, caracterizado por la etapa de proporcionar al menos un tubo (1 m) de múltiples lúmenes.

17. Método según una cualquiera de las reivindicaciones 10 a 16, caracterizado por la etapa de proporcionar al menos un núcleo (47) dentro de los medios (1 m) .

18. Método según una cualquiera de las reivindicaciones 10 a 17, caracterizado por la etapa de configurar el dispositivo (43) giratorio como una cámara centrífuga.

19. Uso de un aparato según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9.

20. Uso de un aparato según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9 según la reivindicación 19 en otro aparato, preferiblemente un aparato de laboratorio o un aparato médico.

21. Uso de un aparato según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9 según la reivindicación 19 ó 20 en procesos biológicos.

 

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