具体实施方式

参考图1-3B，展示了根据本发明的一个实施例的用于离心机转子12(图4)的示例性轮毂组合件10。轮毂组合件10包含转子轮毂14和可去除地嵌入转子轮毂14中的至少一个平衡配重16。如以下更详细地描述的，平衡配重16可以选择性地定位在转子轮毂14上的多个预定位置中，以便平衡转子12。

可以由如钛等金属材料构成所展示的转子轮毂14例如包含头部分20和从头部分20轴向延伸的细长轴部分22。轴部分22包含位于头部分20远侧的螺纹外端表面24和位于头部分20近侧的螺纹外部中间表面26。如图3A和3B最佳所示，中心多级孔30延伸穿过头部分20和转子轮毂14的轴部分22，并且包含位于轴部分22内处于头部分20远侧的螺纹内表面32。

环形凹部34设置在转子轮毂14的位于轴部分22远侧的底侧中，并且多个周向地间隔开的螺纹紧固孔36通向凹部34。紧固孔36中的每个紧固孔被配置成螺纹地收纳对应的紧固件38，以将如磁体环40和/或环形屏蔽件42等环固定到转子轮毂14的底侧。在此方面，所展示的磁体环40包含多个通孔44，所述多个通孔各自被配置成收纳紧固件38中的对应一个紧固件。磁体环40还可以在其顶侧上包含多个盲孔46，以便选择性地收纳多个对应的磁体48。磁体48在磁体环40上的所选布置通过霍尔效应提供可标识的磁场，所述磁场可以由离心机(或与其相关联的传感器/读取器)检测，从而使得离心机(或与其相关联的控制器)可以标识轮毂14和/或转子12，如本领域的技术人员将理解的。例如，离心机(或其控制器)可以将检测到的磁场与存储在数据库中的不同磁场值进行比较，以标识离心机中的特定转子12或转子12的类型。

所展示的环形屏蔽件42包含多个通孔50，所述多个通孔各自被配置成收纳紧固件38中的对应的一个紧固件，使得当紧固件38螺纹地收纳在对应的紧固孔36中时，环形屏蔽件42可以夹置于磁体环40与转子轮毂14的位于凹部34内的头部分20之间。屏蔽件42可以由高磁性材料构成，所述高磁性材料能够防止由磁体48提供的磁场向上指向轮毂14，从而代替将磁场向下聚焦朝向离心机的传感器/读取器。在一个实施例中，屏蔽件42可以由高导磁合金(Mu-metal)(例如，ASTM A753合金4)构成。

转子轮毂14的示例性头部分20进一步包含通向凹部34的多个周向地间隔开的螺纹平衡孔52。在所示的实施例中，平衡孔52中的每个平衡孔大致平行于转子轮毂14的中心孔30延伸。平衡孔52中的每个平衡孔被配置成选择性地且螺纹地收纳平衡配重16中的一个平衡配重，以便平衡转子12。更具体地，平衡孔52可以具有统一配置，使得平衡孔52中的每个平衡孔例如具有同一深度、横截面尺寸和/或螺距。以此方式，平衡孔52中的每个平衡孔可以能够螺纹地收纳相同的一个或多个平衡配重16。在所示的实施例中，平衡孔52的统一配置不同于紧固孔36的配置，使得平衡孔52可以专用于收纳平衡配重16，而紧固孔36可以专用于收纳紧固件38。

在所示的实施例中，如图2中最佳所示，提供了八个平衡孔52并且围绕中心孔30以四对彼此周向地间隔开。因此，平衡孔52在转子轮毂14上限定八个预定位置，以便收纳平衡配重16。然而，可以以任何合适的间隔使用任何合适数量的平衡孔52。在此方面，头部分20的横截面尺寸可能影响平衡孔52的可用表面积，并且可能增加以提供用于容纳例如更多数量的平衡孔52的另外表面积。应当理解，平衡孔52的数量可以与用于放置平衡配重16的选项的数量相关，并且还可以与影响转子12的稳定性的转子轮毂14的重心的控制程度相关。

所展示的平衡配重16包含定位螺钉60，所述定位螺钉具有螺纹外表面62并且在第一端64与第二端66之间延伸，从而限定平衡配重16的长度。六角插座68设置在第一端64中以便收纳如扳手等工具，从而有助于将平衡配重16推进到平衡孔52中的一个平衡孔中或从平衡孔中推出。平衡配重16的螺纹外表面62允许平衡配重16容易地插入到平衡孔52中的任何一个平衡孔中或从其中去除，而不会对转子轮毂14或转子12的任何其它组件造成任何变形。虽然所展示的平衡配重16和平衡孔52带有螺纹，使得平衡配重16可以与平衡孔52中的一个或多个平衡孔可靠地并且可去除地接合，但是平衡配重16可以通过任何其它合适的构件与轮毂14可靠地和/或可去除地接合。在一个实施例中，可以提供具有各种不同长度和/或质量的多个平衡配重16，使得具有不同平衡特性的平衡配重16可以选择性地定位在特定平衡孔52中，以实现定制平衡。

在所示的实施例中，一个或多个平衡配重16可以被磁体环40和/或环形屏蔽件42覆盖或隐藏在一个或多个对应的平衡孔52内，从而使得一个或多个平衡配重16可以从轮毂组合件10的外部是不可见的或不容易触及的。

现在参考图4，转子轮毂组合件10可以用于离心机转子12中。转子12包含围绕由转子轮毂14限定的旋转轴对称的转子本体70，容纳在定位在转子本体70中的样品容器(未示出)中的样品可以围绕所述转子本体离心地旋转。

所展示的转子本体70包含大致圆柱形孔72，用于收纳至少轮毂14的轴部分22，并且所述圆柱形孔被配置成与轮毂14同轴，使得孔72也可以限定旋转轴。如图所示，在孔72的周边中提供了多个凹陷74，所述凹陷的目的在下文进行描述。转子本体70还包含邻近孔72的相对端的上腔76和下腔78。

多个管状小室孔腔80从上腔76延伸到转子本体70中。腔80中的每个腔的大小和形状适当地设定成至少在其中收纳样品容器中的一个样品容器，以便容器围绕旋转轴进行离心旋转。应当理解，可以使用任何合适数量的小室孔腔80。如本文所使用的，术语“管状”是指任何合适的横截面形状，包含例如但不限于圆形形状(例如，椭圆形、圆形或圆锥形)、四边形形状、规则多边形或不规则多边形形状或任何其它合适的形状。因此，这个术语不旨在限制于图中所展示的示例性腔80的大致圆形横截面轮廓。在一个实施例中，转子本体70由碳纤维材料构成。例如，转子本体70可以由树脂涂覆的碳纤维层压材料层压缩模制而成。

在所示的实施例中，转子插入件82与转子本体70共同模制在孔72内。插入件82包含螺纹孔84，所述螺纹孔用于收纳轮毂14的轴部分22的至少螺纹外部中间表面26并与之螺纹地接合，以将转子本体70牢固地座置在轮毂14上。插入件82还包含多个柔性网86，所述多个柔性网各自被收纳在转子本体70的凹陷74中的对应一个凹陷内。在使用中，当转子12旋转时，轮毂14向插入件82施加扭矩，并且插入件82通过例如柔性网86与凹陷74之间的接合向转子本体70施加扭矩。

在转子本体70位于转子轮毂14上的情况下，将轮毂保持器90可去除地紧固到轮毂14，以进一步便于将转子本体70、轮毂14和插入件82相对于彼此保持在适当的位置。在此方面，轮毂保持器90包含螺纹孔92，所述螺纹孔用于收纳轮毂14的轴部分22的至少螺纹外端表面24并且与之螺纹地接合。

转子12还包含盖子100，所述盖子在转子本体70上方可去除地耦接到转子轮毂14，以用于例如在转子本体70旋转期间辅助将样品容器保持在转子本体内。所展示的盖子100为大致盘形，并且包含中心孔102和外围凹槽104，所述中心孔的目的在以下进行描述，所述外围凹槽用于收纳O形环106，以在盖子100可去除地耦接到转子本体70时在盖子100与转子本体70之间提供不透流体的密封。在一个实施例中，盖子100由碳纤维材料构成。例如，盖子100可以由树脂涂覆的碳纤维层压材料层压缩模制而成。

如图所示，盖子100可以通过盖子螺钉110可去除地耦接到转子本体70。所展示的盖子螺钉包含上部凸缘112、螺纹下部外表面114和多级孔116。如图所示，螺纹下部外表面114由轮毂14的螺纹内表面32收纳并且与之螺纹地接合，使得上部凸缘112将间隔件118压靠在盖子100上。当通过盖子螺钉110与轮毂14的接合以及间隔件118与盖子100的接合而可去除地耦接到转子本体70时，盖子100如在高速旋转期间阻挡接近保持在腔80中的样品容器。拴系螺钉或销120可以穿过盖子螺钉110的孔116插入并且可以螺纹地耦接到旋钮122。拴系销120可以被配置成与离心机主轴(未示出)的配合孔接合，从而有助于将转子12固定到离心机主轴。如图所示，拴系销120可以被螺旋弹簧124偏置远离离心机主轴。螺旋弹簧124的阈值力可以被克服，以促使拴系销120与离心机主轴的孔接合，所述离心机主轴的孔然后可以被致动以驱动转子12进入高速离心旋转。如本领域的普通技术人员将理解，以上描述的转子安装组件中的一个或多个可以由任何合适的金属或非金属材料制成。

为了平衡转子12，可以使用诊断装置来检测转子12的不平衡并标识轮毂14上的至少一个目标位置和至少一个对应的目标量的配重，其在轮毂14上的目标位置的增加将有助于适当地平衡转子12。根据所使用的特定诊断装置，用户可以输入半径值(例如，距旋转轴的距离)，所述半径值指示期望在轮毂14上而不是在转子本体70上的目标位置。然后可以选择与目标位置相对应的合适的平衡孔52，以及重量相对接近目标量的配重的平衡配重16。

然后，所选的至少一个平衡配重16可以根据诊断装置提供的信息与所述至少一个平衡孔52螺纹地接合，以便补偿由诊断装置检测到的不平衡。例如，单个平衡配重16可以与平衡孔52中的一个平衡孔螺纹地接合，而其余的平衡孔52可以保持空置，如图所示。可替代地，任何数量的平衡孔52可以填充有任何数量的平衡配重16，如可能适于实现转子12的期望平衡。在任何情况下，平衡配重16可以如上所述隐藏在相应的平衡孔52内，并且平衡转子12可以安全地高速旋转以进行离心。

随后，可以通过以下重新平衡转子12：例如，检测转子12中的新的不平衡并且通过简单地使一个或多个平衡配重16与相应的平衡孔52螺纹地脱离接合，将一个或多个所去除的平衡配重16重新定位到不同的平衡孔52，将一个或多个不同的平衡配重16与一个或多个不同的平衡孔52螺纹地接合和/或用具有不同长度和/或质量的一个或多个平衡配重16替换一个或多个所去除的平衡配重16。因此，平衡配重16和平衡孔52可以消除在重新平衡期间致使过时而重复地钻孔到转子本体70中或塞住这些钻出的孔的需要。

虽然平衡配重16和对应的平衡孔52已经相对于所展示的轮毂组合件10和转子12进行了描述，但是平衡配重16和平衡孔52可以并入到任何合适的轮毂组合件和/或转子中。例如，平衡配重16和平衡孔52可以并入到轮毂组合件中，所述轮毂组合件不以磁体环40(包含磁体48)和/或环形屏蔽件42为特征。在这种情况下，可以使用专用盖来隐藏平衡配重16，或者可以暴露平衡配重16。另外或可替代地，平衡配重16和平衡孔52可以并入在各种设计的其它碳纤维转子中和/或由不同材料构成的转子中。

通过举例而非限制的方式，适合于根据本文所述的转子平衡方法进行平衡的其它示例性转子是可从共同申请人美国加利福尼亚州圣克拉拉的Fiberlite离心机有限责任公司(Fiberlite Centrifuge,LLC of Santa Clara,CA,the common Applicant)商购获得的F10-4x1000 LEX型、F21-8x50y型、F12-6x500 LEX型、F20-12x50 LEX型、F14-14x50cy型、F14-6x250y型和F17-6x250 LEX型转子。

图5展示了根据本发明的替代性实施例的离心机转子12a和轮毂组合件10a，如共同申请人的F10-4x1000型离心机转子。

图5的离心机转子12a包含四个周向地间隔开的小室孔腔80a，通过举例的方式，所述小室孔腔各自被配置成在其中可去除地收纳大容量样品容器，如能够容纳至少750ml且高达1000ml样品的样品容器。在美国专利第8,215,508号和第9,987,634号中充分描述了适用于与图5的转子12a一起使用的示例性大容量样品容器，所述每个专利归共同申请人拥有并且通过引用整体并入本文。

类似于图4的离心机转子12和轮毂组合件10实施例，用于图5的离心机转子12a的轮毂组合件10a包含转子轮毂14a和至少一个平衡配重16a，所述至少一个平衡配重可去除地嵌入转子轮毂14a中，类似于图4的平衡配重16。

类似于图4的转子轮毂14，所展示的转子轮毂14a可以由金属材料(例如钛)构成，并且包含头部分20a和从头部分20a轴向延伸的细长轴部分22a。轴部分22a包含位于头部分20a远侧的螺纹外端表面24a和位于头部分20a近侧的螺纹外部中间表面26a。中心多级孔30a延伸穿过转子轮毂14a的头部分20a和轴部分22a，并且包含位于轴部分22a内处于头部分20a远侧的螺纹内表面32a。

环形凹部34a设置在转子轮毂14a的位于轴部分22a远侧的底侧中，并且多个周向地间隔开的螺纹紧固孔(未示出)(类似于图3A的紧固孔36)通向凹部34a。所述紧固孔(未示出)中的每个紧固孔被配置成螺纹地收纳对应的紧固件(未示出)，类似于图3A和3B的紧固件38，以将磁体环40a和/或环形屏蔽件42a固定到转子轮毂14a的底侧。所展示的磁体环40a包含多个通孔(未示出)，类似于图3A的通孔44，所述多个通孔各自被配置成收纳所述紧固件中的对应的一个紧固件(未示出)。磁体环40a还可以在其顶侧上包含多个盲孔(未示出)，类似于图3B的盲孔46，以便选择性地收纳多个对应的磁体(未示出)，类似于图3A和3B的磁体48。磁体在磁体环40a上的所选布置通过霍尔效应提供可标识的磁场，所述磁场可以由离心机(或与其相关联的传感器/读取器)检测，从而使得离心机(或与其相关联的控制器)可以标识轮毂14a和/或转子12a，如本领域的技术人员将理解的。例如，离心机(或其控制器)可以将检测到的磁场与存储在数据库中的不同磁场值进行比较，以标识离心机中的特定转子12a或转子12a的类型。

类似于图3A、3B和4的环形屏蔽件42，环形屏蔽件42a包含多个通孔(未示出)，类似于图3A的通孔50，所述多个通孔各自被配置成收纳紧固件中的对应的一个紧固件(未示出)，使得当紧固件(未示出)螺纹地收纳在对应的紧固孔(未示出)中时，环形屏蔽件42a可以夹置于磁体环40a与转子轮毂14a的位于凹部34a内的头部分20a之间。如以上结合图3A、3B和的屏蔽件42所描述的，屏蔽件42a可以由高磁性材料构成，所述高磁性材料能够防止由磁体(未示出)提供的磁场向上指向轮毂14a，从而代替将磁场向下聚焦朝向离心机的传感器/读取器。在一个实施例中，屏蔽件42a可以由高导磁合金(例如，ASTM A753合金4)构成。

转子轮毂14a的头部分20a进一步包含通向凹部34a的多个周向地间隔开的螺纹平衡孔52a。在所示的实施例中，平衡孔52a中的每个平衡孔大致平行于转子轮毂14a的中心孔30a延伸。平衡孔52a中的每个平衡孔被配置成选择性地且螺纹地收纳平衡配重16a中的一个平衡配重，以便以类似于上文结合图4的离心机转子12详细描述的平衡方法的方式平衡转子12a。

类似于图4的离心机转子12，一个或多个平衡配重16a可以被磁体环40a和/或环形屏蔽件42a覆盖或隐藏在一个或多个对应的平衡孔52a内，从而使得一个或多个平衡配重16a可以从轮毂组合件10a的外部是不可见的或不容易触及的。

如图5所示，转子12a包含围绕由转子轮毂14a限定的旋转轴对称的转子本体70a，容纳在定位在转子本体70a中的样品容器(未示出)中的样品可以围绕所述转子本体离心地旋转。

图5的转子本体70a包含大致圆柱形孔72a，用于收纳至少轮毂14a的轴部分22a，并且所述圆柱形孔被配置成与轮毂14a同轴，使得孔72a也可以限定旋转轴。

管状小室孔腔80a从上腔76a延伸到转子本体70a中。腔80a中的每个腔的大小和形状适当地设定成至少在其中收纳样品容器中的一个样品容器，以便容器围绕旋转轴进行离心旋转。如与图4的转子12一样，应当理解，可以使用任何合适数量的小室孔腔80a。在一个实施例中，类似于图4的转子12，转子本体70a由碳纤维材料构成。例如，转子本体70a可以由树脂涂覆的碳纤维层压材料层压缩模制而成。

在所示的实施例中，转子插入件82a与转子本体70a共同模制在孔72a内。插入件82a包含螺纹孔84a，所述螺纹孔用于收纳轮毂14a的轴部分22a的至少螺纹外部中间表面26a并与之螺纹地接合，以将转子本体70a牢固地座置在轮毂14a上。

在转子本体70a位于转子轮毂14a上的情况下，将轮毂保持器90a可去除地紧固到轮毂14a，以进一步便于将转子本体70a、轮毂14a和插入件82a相对于彼此保持在适当的位置。轮毂保持器90a包含螺纹孔92a，所述螺纹孔用于收纳轮毂14a的轴部分22a的至少螺纹外端表面24a并且与之螺纹地接合。

转子12a还包含盖子100a，所述盖子在转子本体70a上方可去除地耦接到转子轮毂14a，以用于例如在转子本体70a旋转期间辅助将样品容器保持在转子本体内。盖子100a为大致盘形，并且包含中心孔102a和外围凹槽104a，所述外围凹槽用于收纳O形环106a，以在盖子100a可去除地耦接到转子本体70a时在盖子100a与转子本体70a之间提供不透流体的密封。在一个实施例中，盖子100a由碳纤维材料构成。例如，盖子100a可以由树脂涂覆的碳纤维层压材料层压缩模制而成。

类似于图4的盖子100，盖子100a可以通过盖子螺钉110a可去除地耦接到转子本体70a。所展示的盖子螺钉包含上部凸缘112a、螺纹下部外表面114a和多级孔116a。如图所示，螺纹下部外表面114a由轮毂14a的螺纹内表面32a收纳并且与之螺纹地接合，使得上部凸缘112a将间隔件118a压靠在盖子100a上。当通过盖子螺钉110a与轮毂14a的接合以及间隔件118a与盖子100a的接合而可去除地耦接到转子本体70a时，盖子100a如在高速旋转期间阻挡接近保持在腔80a中的样品容器。拴系螺钉或销120a可以穿过盖子螺钉110a的孔116a插入并且可以螺纹地耦接到旋钮122a。拴系销120a可以被配置成与离心机主轴(未示出)的配合孔接合，从而有助于将转子12a固定到离心机主轴。如图所示，拴系销120a可以被螺旋弹簧124a偏置远离离心机主轴。螺旋弹簧124a的阈值力可以被克服，以促使拴系销120a与离心机主轴的孔接合，所述离心机主轴的孔然后可以被致动以驱动转子12a进入高速离心旋转。类似于图4的离心机转子12和轮毂组合件10，本领域的普通技术人员将理解，以上描述的转子安装组件中的一个或多个可以由任何合适的金属或非金属材料制成。

虽然已经通过对各个实施例的描述对根据本发明原理的各个方面进行说明，并且尽管已经相当详细地描述了实施例，但是所述实施例并非旨在将本发明的范围局限于或以任何方式限制于此类细节。本文示出和描述的各种特征可以单独使用或以任何组合使用。另外的优点和修改将是本领域的技术人员容易了解的。因此，本发明在其更宽泛的方面并不限于示出和描述的具体细节、代表性设备和方法以及说明性实例。因此，可以在不背离总体发明概念的范围的情况下偏离此类细节。