CN116323006A - 分离器嵌件和分离器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于分离器的分离器嵌件，该分离器设计用于将在离心场中的可流动的悬浮液(S)分离成至少两个不同密度的可流动的相(LP、HP)并且具有以下内容：——在运行中静止的壳体(1)，该壳体根据容器的形式设计，该容器除了多个开口之外设计成封闭的，这些开口至少如下地设计：设计为用于流入的悬浮液的入口(8)，该入口构造在所述壳体(1)的轴向的第一限定壁(6)上；和设计为在所述壳体(1)的外周壁上并且在所述壳体的轴向的第二限定壁(7)上的用于排出相应的可流动的不同密度的相(LP、HP)的两个开口(10、34)；或者设计为在所述壳体(1)的轴向的第一限定壁和第二限定壁(6、7)上的用于排出相应的可流动的不同密度的相(LP、HP)的两个开口(24、34)，——布置在所述壳体(1)内的并且能围绕旋转轴线(D)旋转的转子，该转子具有滚筒(3)，该滚筒具有开口，——在具有所述滚筒(3)的转子(2)的两个轴向间隔开的位置上的用于磁体支承装置(4、5)的至少两个转子单元(4b、5b)，具有滚筒(3)的所述转子(2)利用所述磁体支承装置能在运行中在所述壳体内被保持悬浮、被旋转地支承并且被置于旋转。

Description

分离器嵌件和分离器

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的用于分离器的分离器嵌件以及一种具有这样的分离器嵌件的分离器。

背景技术

分离器在所述文献的意义上用于将可流动的悬浮液作为最初产品在离心场中分离成不同密度的相。在各种应用中需要所使用的分离器的蒸汽消毒。相对“小的”在市场上通过本申请人引入的具有盘组的可蒸汽消毒的分离器是具有6000m²等效滤清面积的分离器“CSC6”。在以下情况中，例如在实验室中，这种机器仍然相对较大。已知的在市面上可供使用的具有盘组的分离器借助主轴驱动，该主轴又直接地或通过马达的传动装置驱动。此外，已知的机器由不锈钢制成。出于这些原因，当前在实验室中经常使用过滤器来代替离心分离器。在具有盘组和由塑料制成的一次性部件(一次性使用工艺—预先合格塑料件的一次性使用)的分离器中，蒸汽消毒(SIP-Sterilization In Place：就地消毒)是不需要的。它可以尤其是适合用于在生物技术中使用。

由WO2014/000829A1已知一种用于将可流动的产品分离成不同相的分离器，该分离器具有带有滚筒下部和滚筒上部的可旋转的滚筒和布置在该滚筒中的用于处理在固体的离心场中的悬浮液和用于在离心场中将较重的固体状的相与较轻的相分离的器件，其中，一个、多个或所有以下元件由塑料或塑料复合材料组成：滚筒下部、滚筒上部、用于滤清的器件。这样可以将滚筒的一部分或者优选甚至整个滚筒(优选连同进入和排出系统或进入和排出区域)设计用于一次性使用，这尤其是在处理药物产品如发酵液等方面是感兴趣的且有利的，因为在用于处理相应的产品批次的运行之后在处理该产品批次期间优选连续的运行中不必进行滚筒的接触产品的部分的清洁，而是可以整体更换所述部分。因此，正是从卫生角度看，所述分离器是非常有利的。为了实现所述一次性滚筒与驱动装置之间的物理分离，驱动装置与滚筒之间的无接触联接是有利的。

同种类型的DE102017128027示出进一步改进。在此，所述支承装置构造成磁性轴承，并且所述磁体支承装置之一优选也用作用于使滚筒旋转的驱动装置，该驱动装置在运行中保持悬浮。因此，省去用于使滚筒旋转并且支承滚筒的机械部件，这有利于构造成具有用于一次性使用的分离器嵌件的分离器，因为更换这种分离器嵌件是非常简单操作的。本发明也利用这些优点。

发明内容

在此背景下，本发明的任务是，在一同种类型的分离器嵌件中(其可用作或可构造成一次性元件)构造为，使得可以更好地控制分离过程。

本发明通过权利要求1的主题、即通过一种用于分离器的分离器嵌件解决该任务，该分离器设计用于将在离心场中的可流动的悬浮液分离成至少两个不同密度的可流动的相并且具有以下内容：

a)在运行中静止的壳体，该壳体根据容器的形式设计，该容器除了多个开口之外设计成封闭的，其中，这些开口至少如下地设计：设计为用于使流入的悬浮液进入的开口，该入口构造在所述壳体的轴向的第一限定壁上；和设计为在所述壳体的外周壁上并且在所述壳体的轴向的第二限定壁上的用于排出相应的可流动的不同密度的相的两个开口；或设计为在所述壳体的轴向的第一和第二限定壁上的用于排出相应的可流动的不同密度的相的两个开口，

b)布置在所述壳体内的并且能围绕旋转轴线旋转的转子，该转子具有滚筒，该滚筒具有开口，

c)其中，在所述滚筒的两个轴向端部中的轴向的第一端部上，在运行中不旋转的、用于将待处理的悬浮液输入到所述滚筒中的进入管延伸到所述滚筒的所述开口中的一个开口中，所述进入管不接触所述滚筒，并且用于来自所述滚筒的可流动的相中的第一相的至少一个出口构造成剥离板，该剥离板在运行中不旋转并且该剥离板具有排出管，该排出管在所述滚筒的相对置的轴向的第二端部上从所述滚筒中被引出，

d)其中，在所述滚筒中布置有分离器件，并且

e)其中，布置在具有所述滚筒的转子的两个轴向间隔开的位置上的用于磁体支承装置的至少两个转子单元，具有滚筒的所述转子利用所述磁体支承装置能在运行中在所述壳体内被保持悬浮、被旋转地支承并且被置于旋转。

通过这种结构可以特别好地控制分离过程。

当转子旋转时，“在运行中”表示在离心处理期间。

在此优选的是，在这种情况下简单并且实用的是，所述转子单元布置在滚筒的两个轴向端部上，并且两个相对应的定子单元构造在分离器的支架上。这样，在滚筒的两个轴向端部上形成磁体支承装置。

优选地，因此规定，所述滚筒的开口在功能上配属于a)中的壳体的开口。

在此，所述两个磁体支承装置中的至少一个磁体支承装置也是用于滚筒的旋转驱动装置，其中，所述驱动装置也适合于以可自由调节的转速或可自由选择的旋转方向驱动滚筒。在此，优选地可以规定，一个或两个磁体支承装置沿径向和沿轴向支承地起作用并且将所述转子在运行中在所述容器中与该容器间隔开地保持悬浮。

进一步优选地可以规定，所述分离器嵌件构成用于插入到所述分离器的支架上的定子单元中的预装配的、可更换的单元。在相互作用中，所述转子单元和定子单元构成磁体支承装置。利用所述磁体支承装置，所述滚筒可以被沿轴向和径向支承并且保持悬浮。

根据第一有利的且结构上可特别简单地实现的变型方案补充地规定，所述滚筒的另一个开口设计成用于可流动的相中的第二相的从所述滚筒到所述壳体中的自由的径向的排出口，所述相能被从所述壳体中导出。为此还可以有利地且简单地规定，所述自由的排出口配设有所述壳体的捕集环形腔室，该捕集环形腔室具有从所述壳体引出的出口。

根据另一个有利的且结构上可特别简单地实现的变型方案中，但也可以补充地规定，滚筒的用于将另外的可流动的相从所述滚筒中导出的另一个开口构造成第二剥离板。因此可以有利地规定，所述第二剥离板具有导出管，该导出管与所述进入管同轴地构造并且与所述进入管同轴地从所述滚筒中被引出并且被引导通过所述壳体的轴向的第一限定壁中的开口。

为了能够良好地控制、也就是说开环控制或闭环控制分离过程，此外可以规定，在所述第一剥离板和/或第二剥离板的流动侧(必要时分别在排出侧)的下游连接有调节阀，该调节阀可由控制装置操控。

还可以进一步优选地规定，在所述滚筒中布置有分离器件、尤其是盘组，并且所述第一剥离板在结构上节省空间地并且简单地在滚筒中布置在所述分配器的下方和所述盘组的下方，即布置在否则通常对于固定驱动主轴所需的区域中，所述驱动主轴在此是不需要的。

在此，因为结构上简单并且可靠，所以优选的是，用于所述磁体支承装置的转子单元布置在所述滚筒的两个轴向端部上，并且所述进入管和第一剥离板的排出管分别沿轴向贯穿所述两个转子单元中的一个转子单元。

特别有利的且实用的是，所述分离器嵌件构造成预装配的单元。在此，尤其是也可以规定，所述嵌件的全部接触产品的元件由塑料或其他的非磁性材料组成，其中，该嵌件作为整体是可更换的并且在使用之后可以完全清除。分离器嵌件的清洁以及必要时的蒸汽消毒因此不再是需要的。

相应的支承装置(其除了径向支承之外还引起滚筒的轴向支承和/或旋转驱动)可以永磁地和/或电磁地作用。

在外周壁上，所述进入管或包围该进入管的剥离板杆优选密封地插入到壳体中或与该壳体一件式构造。

所述滚筒可以构造成单锥形的或双锥形的。该滚筒也可以补充地或替代地具有一个或多个圆柱形区段。此外，该滚筒可以由多个部件、尤其是上部和下部组成，其中，这些部件优选在安装内部部件和将它们组装在一起之后相互连接(例如通过粘接或焊接)。类似地，所述壳体可以由多个部件、尤其是上部和下部组成，其中，这些部件优选在装入内部部件、尤其是转子之后并且将它们组装在一起之后相互连接(例如通过粘接或焊接)。

所述出口可以具有在壳体的外侧上的接管，该接管在外周壁上密封地构造在壳体上，从而这样能够以简单的方式连接软管或类似物。所述软管也可以已经预装配在接管上，从而这些软管完全并且在需要时无菌地封闭。所述接管例如可以径向地、切向地或倾斜于径向方向延伸。

这些分离器适合于在变化的、也相对高的转速下运行。此外，所述分离器还可以很好地用于一次性处理，例如用于将一产品批次的作为悬浮液的可流动发酵液(例如100I至几千、例如4000I)离心分离分离成不同的相并且然后将其清除。在此，特别的优点在于，可以将分离器的所有接触产品的部件作为预制的并且已经无菌的单元装入、运行并且随后清除。这个预制的单元至少由具有滚筒的转子、分离盘、进料分配器和转子磁体或转子单元以及具有入口和出口的壳体制成。此外，所述单元还可以包含进入管路和排出管路(例如软管)以及测量设备或其它接触产品的部件，它们设置用于一次性使用并且在使用之后与分离器单元一起被清除。

另一个优点在于，除了在旋转轴线的第一竖直定向中下面的轴向轴承之外，例如在滚筒的相对置的端部上或必要时也在滚筒中设置有另一个轴向轴承。因为这能够实现滚筒的旋转轴线可以竖直地、但替代地也可以有利地从竖直线倾斜地布置。在此，所述旋转轴线的任意布置结构是可能的。所述旋转轴线因此可以例如以30°至60°的角度、例如45°从竖直线倾斜或者也可以水平地定向，即以90°相对于竖直线倾斜地定向。此外，整个布置结构旋转180°也是可能的，从而进入开口布置在下方并且锥形的分离盘向上打开，而不会由此导致滚筒的支承问题。

如果在此或在下文中观察“旋转轴线的第一竖直定向”，则这意味着，离心机的元件的位置在旋转轴线的竖直定向上如所述那样可实现或实现。然而，所述旋转轴线实际上也可以倾斜于竖直定向而定向。然后，优选将用于相LP、HP的出口分别布设在各个捕集环形腔室的竖直最深的部位处。

此外有利的是，所述支承和/或驱动单元中的一个支承和/或驱动单元设计用于将滚筒在第一竖直定向时径向地支承在其下端部上并且将其置于旋转。

并且最后可以进一步有利地规定，所述壳体仅具有用于进入管和出口的开口并且在其它情况下构造成密封封闭的。为此可以规定，所述进入管和所述出口根据接管的形式从壳体向外伸出，其中，这些接管与壳体密封地连接或者与该壳体一件式地构造。

本发明还提供一种分离器，其具有支架和根据针对于此的权利要求中任一项所述的可更换的分离器嵌件。

这使得提供如下的分离器变得容易，该分离器具有带有一次性部件“滚筒”和“壳体”的一次性模块，而至少所述支架以及支承和驱动装置的部件可重复使用。

本发明能够实现分离器的制造，其中可使用一次性分离器嵌件，该一次性分离器嵌件优选这样构造，使得全部的接触产品的部件由塑料或其它非磁性材料制成，这些部件在一次性使用之后可被清除。因此取消在使用之后的清洁。因此，机器及其运行可以明显更有利。磁体可以必要时被回收利用。

整个分离器嵌件在其制造之后被提供作为密封的单元，不会有杂质进入该密封单元中。为此，所述接管可以密封地可拆卸地封闭。因此在所述接管上可以布置有软管区段，这些软管区段具有可打开的和可关闭的连接器，通过这些连接器可以将分离器模块或在此分离器嵌件连接到进入和排出系统的其它元件如袋或罐或软管或管道上。

在此简单且可靠的是，在所述支架上构造有支承装置的彼此间隔开的容纳部，分离器嵌件可以不可相对旋转地可更换地被插入到这些容纳部之间。

为此还可以规定，在所述控制台上的容纳部的相对距离是可调节的，以便可以更换分离器嵌件。

此外可以规定，所述分离器嵌件可以形锁合地和/或力锁合地不可相对旋转地固定在所述支架上。根据一个特别简单的变型方案，所述壳体和所述容纳部为此具有相对应的形锁合器件，以便将壳体不可相对旋转地保持在支架或定子单元上。

这些对应的形锁合器件的位置也限定定子单元和转子单元相互之间在功能上所需的位置。这特别涉及到分别同轴嵌套的单元的精确定心。在此，通过所述容纳部必要时也可在轴向方向上(从上方和从下方)施加保持力到壳体上，以便必要时也力锁合地保持该壳体。

此外，可以规定，设置有至少一个控制装置，轻相或重相的再循环的量可以利用该控制装置来开环控制或闭环控制，尤其是在使用利用测量装置测量获得的一个或多个测量结果的情况下。

本发明的有利的设计方案可以由从属权利要求得出。

附图说明

下面借助各实施例参照附图详细描述本发明，其中，也讨论了其它有利的变型方案和设计方案。应当强调的是，下面讨论的实施例不应当穷举地描述本发明，而是也可以实现未示出的变型方案和等同方案并且落在权利要求的范围内。在附图中：

图1示出分离器的可更换的第一分离器嵌件的示意性剖面状的示图连同该分离器的进入和排出系统和控制单元的示意图；

图2示出分离器的可更换的第二分离器嵌件的示意性剖面状的示图连同该分离器的进入和排出系统和控制单元的示意图；

图3示出具有可重复使用的支架和具有布置在其上的软管区段的可更换的分离器嵌件的分离器的示意图，分离器嵌件在此根据图1的形式；

图4示出图1和图3中的可更换的分离器嵌件以及布置在其上的软管区段的透视图；以及

图5以图4的变形方案的变型示出可更换的分离器嵌件的第二变型方案的透视图。

具体实施方式

图3示出根据图1的类型的具有可多次使用的支架I和可更换的分离器嵌件II的分离器，其用于将产品(悬浮液S)离心分离成不同密度的相HP、LP。所述分离器嵌件也可以根据图2的类型设计。

分离器嵌件II优选构造成预制的单元。尤其是，分离器嵌件II构造成作为整体可置换的或者可更换的以及作为预装配的单元设计的一次性分离器嵌件，其完全或大部分由塑料或塑料复合材料构造。

在图1和图2中单独示例性地示出分离器嵌件(不包括元件4a和5a)。该分离器嵌件可以在处理一个产品批次之后被清除并且可被更换成新的分离器嵌件II。

这种具有可简单更换的分离器嵌件的分离器可以在处理产品时是有意义的且是有利的，其中可以以非常高的可靠性排除在离心处理过程期间污物被带入到产品中(可流动的悬浮液或它的相中)，或者其中分离器的清洁和消毒可能是非常耗费的或根本不可能的。

支架I具有控制台I-1。该控制台可以(但不是必须)支承在具有滚轮I-3的车I-2上。在控制台I-1上可以布置有容纳部I-4和I-5，它们也在运行中用于容纳和保持分离器嵌件II。优选地，分离器嵌件II的轴向的第一端部从下方伸入到上面的容纳部I-4中，并且分离器嵌件II的下端部从上方伸入到另一个容纳部I-5中。

在相应的容纳部I-4和I-5中可以布置两个驱动和磁体支承装置4和5的相应的定子单元4a、5a。为此，所述控制和功率电子装置可以布置在支架I中，例如布置在控制台I-1中。

在此，容纳部I-4和I-5侧向地从支架I的控制台I-1伸出。它们能够可调节高度地布置在控制台I-1上。

在容纳部I-4和I-5上以及在分离器嵌件II的在运行中不旋转的壳体1上可以构造有相应的形锁合器件，以便能够将分离器嵌件II不可相对旋转地插入到定子单元4a、5a中。上面的和下面的定子单元4a、5a可以分别具有互相对齐的轴线。

为了更换分离器嵌件II可以规定，具有定子单元4a、5a的两个容纳部I-4和I-5在支架I-1上轴向地并且在这里示例性地也竖直地相对彼此可运动地、尤其是可移动地布置。

在这种情况下例如可以有利地规定，在支架I上具有定子单元4a、5a的容纳部I-4和I-5可以轴向彼此分开并且又朝向彼此运动，以便更换分离器嵌件II，也就是说以便可以将旧的分离器嵌件II从支架I中取出并且可以更换成新的分离器嵌件。为此还可以规定，容纳部I-4和I-5的相对距离利用支承装置4、5的定子单元4a、4b是可调节的，以便能够更换分离器嵌件II。

此外可以规定，所述分离器嵌件II可以形锁合地和/或力锁合地不可相对旋转地固定在所述支架I上。根据一个特别简单的变型方案，壳体1和定子单元4a、5a为此可以具有对应的形锁合器件，如突出部(例如销)和空隙部(例如孔)，以便将壳体1不可相对旋转地保持在定子单元上并且由此保持在支架I上。在图4中，相应的形锁合器件41和42沿周向分布地布置在分离器嵌件II的下面的和上面的区域中以及布置在支架上。然而也可能的是，在分离器嵌件II的下面的和上面的区域中并且在支架I上的对应的位置处仅设置一个形锁合器件来代替多个形锁合器件。在图3和图4中的对应的形锁合器件是销41a和空隙部41b。对应的形锁合器件也可以直接构造在支架I上。相应的形锁合器件可以对称地、但也可以不对称地布置，以便确保分离器嵌件只能沿一个唯一的定向使用。

下面参照图1和图2详细描述优选的分离器嵌件II的结构连同分离器的驱动和支承系统的结构、分离器的控制装置和分离器的进入和排出系统。

根据图1和图2，所述分离器的分离器嵌件II分别具有壳体1和插入到壳体1中的、在运行中相对于壳体1可旋转的转子2。转子2具有旋转轴线D。所述旋转轴线可以竖直地定向，这对应于支架I的结构。如果所述支架也相应地设计，则其也可以在空间中不同地定向。

分离器嵌件II的转子2此外具有可旋转的滚筒3。转子2在两个轴向彼此沿旋转轴线的方向彼此间隔开的位置上利用相应的磁体支承装置4、5可旋转地支承。优选地，该转子或者还有滚筒3这样支承在所述两个轴向端部上。在此，分离器嵌件II具有磁体支承装置4、5的转子单元4b、5b。而磁体支承装置4、5的定子单元4a、5a布置在支架I-1上。

磁体支承装置4、5优选径向和轴向地作用并且将转子2优选在壳体1中与该壳体间隔开地保持悬浮。

在此，转子单元4b、5b可以基本上根据由磁体、尤其是永磁体组成的内环的形式构造，并且可重复使用的定子单元4a、5a可以基本上根据外环的形式来使用，所述外环用于轴向地并且径向地(例如在上方)支承转子2或替代地也用于(例如在下方)旋转驱动。

因此，转子单元4b和/或5b作为分离器驱动装置的一部分也是旋转系统或转子的一部分。换句话说，所述驱动装置的转子因此是离心分离器的滚筒的一部分。因此，磁体支承装置4、5中的一个或两个磁体支承装置优选地还补充地用作用于使转子2与壳体1中的滚筒3一起旋转的驱动装置。在这种情况下，相应的磁体支承装置构成组合的磁体支承和驱动装置。磁体支承装置4、5能够构造成轴向和/或径向轴承，其在运行期间在其端部处总体上配合作用地轴向和径向支承并且总体上在运行中悬浮地保持和旋转滚筒3。

磁体支承装置4和5从基本结构方面可以相同或基本相同地构造。在此，尤其是所述两个磁体支承装置4、5中的仅一个磁体支承装置还可以补充地用作驱动装置。因此，磁性轴承4、5的相应对应的构件分别构造在分离器嵌件II上(在其转子2上)并且其它对应的部件构造在支架I上。在此，一个或两个定子单元4a、5a也可以与用于操控磁体支承装置的电磁部件的控制和功率电子装置电连接。

相应的磁体支承装置4、5例如可以根据组合的电磁和永磁工作原理工作。

优选地，至少下面的轴向作用的磁体支承装置5用于将转子2在壳体1内沿轴向通过悬浮来保持悬浮。所述磁体支承装置例如可以在转子的下侧上具有一个或多个第一永磁体，并且此外在支架上的容纳部上具有电磁体，所述电磁体同轴地包围一个或多个永磁体。所述转子的驱动可以以电磁方式实现。但也可以通过旋转的永磁体实现驱动。

这种支承和驱动装置例如由Levitronix公司例如用于驱动离心泵(EP2273124B1)。其也可以在本文献的范围内使用。作为驱动装置，例如可以使用“下面”的第一Levitronix马达，其同时磁性地径向和轴向地支承滚筒。此外，例如除了在运行中的控制装置以外，还可以设置构造相同的第二Levitronix马达，其作为磁性轴承4可以将转子2径向和轴向地支承在头部上。

转子转速可以借助控制装置37(参见图1或图2)或磁性轴承4、5的与之分离的控制装置可变地调节。同样地，转子2的旋转方向可以这样预先给定和改变。

在运行中，转子2旋转。因此，该转子在此轴向地保持悬浮并且径向地定心。优选地，转子2以在每分钟1000转、优选5000转至10000转之间、必要时也最多每分钟20000转的转速与滚筒3一起运行。由于所述旋转产生的离心力导致如上所述的待处理的悬浮液分离成不同的可流动的不同密度的相LP、HP并且导致不同的相导出，如下面进一步详细描述的那样。在此，对产品批次的处理在连续的运行中进行，这意味着从悬浮液分离的相在运行期间完全又从滚筒中被导出。

因此，非常好地可以实现为分离器提供分离器嵌件连同壳体，所述分离器嵌件可以总体上设计用于一次性使用，这又尤其是在处理药物产品如发酵液等方面是感兴趣的且有利的，因为在用于处理相应的产品批次的运行之后在处理产品批次期间优选连续的运行中不必进行滚筒的清洁，因为可以更换整个分离器嵌件。必要时，可以适当地回收利用单个元件，如磁体(也参见DE102017128027A1)。

壳体1优选由塑料或塑料复合材料制成。壳体1可以圆柱形地构造并且具有圆柱形的外周壁，在其端部处构造有两个径向延伸的限定壁6、7(盖和底部)。

滚筒3用于将离心场中的可流动的悬浮液S离心分离成至少两个不同密度的相LP、HP，这些相例如可以是较轻的液相和较重的固相或较重的液相。

在优选的设计方案中，转子2和其滚筒3具有竖直的旋转轴线D。但壳体1和转子2也可以在空间中以不同的方式定向。以下描述涉及所示的竖直定向(图3)。在空间中的其它定向中，所述定向根据新的定向而变化。此外，必要时一个或两个排出口(还将讨论)以不同的方式布置。

分离器的具有滚筒的转子2优选完全或主要地由塑料或塑料复合材料制成。

滚筒3优选无论如何部分地构造成圆柱形的和/或锥形的。类似的情况适用于转子2中的和壳体1上的其它元件(除了磁体支承装置4、5的元件以外)。

壳体1根据容器的形式设计，该容器有利地除一些(还要讨论的)开口/开口区域之外密封封闭地构造。

根据图1和图2，在容器1的所述两个轴向的限定壁6、7(其在此示例性地位于上部和下部)中分别构造有所述开口中的一个开口。

根据图1和图2，在此上面的轴向的第一限定壁6中的所述开口中的一个开口能够实现或用作入口8，用于将在离心场中以不同密度LP和HP的至少两个相的要分离的悬浮液引导通过壳体1直至滚筒3中。

在此，第一相是较轻的相LP，而第二相是与第一相相比更浓厚的、较重的相HP。

在此下面的轴向的第二限定壁7中的所述开口中的一个开口能够实现或用作出口，用于将第二重相HP直接从滚筒3穿过壳体1。

滚筒3同样具有开口，这些开口分别在功能上配属于壳体的开口。

用于待处理的悬浮液的进入管12延伸到在滚筒3的轴向端部处的上面的开口12a中。所述进入管贯穿壳体1、尤其是贯穿其在此上面的轴向的限定壁6。在外周壁上，进入管12朝向壳体1按照图1密封地被插入到该壳体中，例如焊接地或粘接地或必要时与壳体一件式地实施塑料注塑件。该进入管优选同样由塑料制成。进入管12以一端部从壳体1中在上方向外伸出并且延伸穿过上面的限定壁6直至滚筒3中，其中，该进入管不接触滚筒3。因此，进入管12是壳体1的开口，该开口在功能上配属于滚筒3的开口12a。

根据图1(但也根据图2)，进入管12与转子2的旋转轴线同心地贯穿壳体1和磁性轴承4，然后在壳体1内沿轴向进一步延伸到可旋转的滚筒3中并且在那里以其另一个端部(自由的出口端部)终止。

进入管12按照图1和2分别在滚筒中通入到可与滚筒3一起旋转的分配器13中。分配器13具有管状的分配器杆14和分配器底部15。在分配器底部15中构造有一个或多个分配器通道16。在分配器13上可以放置由这里锥形的分离盘17构成的分离盘叠堆。分配器13和分离盘17优选同样由塑料制成。

此外，不仅根据图1而且根据图2，相应一个第一剥离板33用于将两个相HP和LP的重相HP从滚筒3中导出。在此，剥离板杆或在中央的排出管34贯穿壳体1的轴向的第二限定壁7(参见图1和图2)并且由此构成壳体1的另一个开口。此外，其向下从滚筒的下面的轴向开口34a伸出，但不接触滚筒。

在此，根据一个可能的、但不是强制的设计方案，滚筒3具有至少两个不同直径的圆柱形区段18、19。与所述圆柱形区段邻接地，可以在滚筒3上构造一个或多个锥形过渡区域。滚筒3在其中间的轴向区域中在内部也能够总体上构造成单锥的或者双锥的(在此未示出)。

如所示，滚筒3可以具有较小直径的下面的圆柱形区段20，下面的磁性轴承的转子单元5b也构造在下面的圆柱形区段20上/中，其过渡到锥形区段20a中，然后在此例如较大直径的圆柱形区段19，然后又是锥形区域18a，然后较小直径的上面的圆柱形区段18，上面的磁性轴承4的转子单元4b构造在所述圆柱形区段上。

在较轻的相的导出方面，图1和2的分离器嵌件是不同的。

开口(其可以在滚筒3上周向分布地设置，其中，在滚筒3上因此可以分别设置多个开口)按照图1用作轻相LP从滚筒3中排出的径向或切向的排出口21。根据图1的实施例，在壳体外周壁中的开口然后能够实现排出或者用作在离心分离时形成的较轻的产品相LP的出口10，所述产品相从滚筒3中被导出。

在滚筒3的半径ro上的第一排出口21尤其是构造成在滚筒3的外周壁中的“喷嘴状的”开口。此外，它们构造成所谓的滚筒3中的“无占用的”出口。在此，第一出口21用于导出较轻的相LP。所述从滚筒3中排出的相在壳体1中被收集在壳体1的上面的捕集环形腔室23中。所述捕集环形腔室23这样设计，使得在该捕集环形腔室中收集到的相被引导至捕集环形腔室23的出口10。这可以通过使出口10位于捕集环形腔室23的各个最低位置处来实现。捕集环形腔室23沿径向向内朝向旋转的滚筒3敞开并且构造成间隔开的，使得从相应的出口21喷射出的液体在离心分离期间基本上仅喷射到所属的、位于相同的轴向水平上的捕集环形腔室23中。

在捕集环形腔室23的下方可以选择性地构造有不用于导出相的腔室25。该腔室25可以选择性地具有(这里未示出的)泄漏出口。

第一捕集环形腔室23和腔室25可以通过这里锥形的第一壁26彼此分开，该第一壁从壳体1的外周壁出发锥形地向内以及向上延伸并且在内部与滚筒3间隔开地沿径向在该滚筒前方终止。

优选地，在所述捕集环形腔室的最低点处，产品相LP通过出口10从壳体1中被导出。接管可以在出口10的区域中在外部设置在壳体1上，以便可简单地连接管路以及类似物。

它们又可以直接一起构造在壳体1上或者粘接地安装在该壳体上。所述接管优选同样由塑料制成。壳体1可以由多个塑料件组装成，这些塑料件例如粘接地或焊接地相互密封地连接。

作为用于较重的相HP从滚筒中排出的(在这里第二)排出口(穿过壳体1)按照图1和2分别设置有第一剥离板33，该第一剥离板基本上沿径向延伸并且过渡到作为剥离板杆的轴向延伸的排出管34中，该剥离板杆穿过壳体1的下面的轴向的限定壁7。剥离板33具有外径ru。在此，适用ru＞ro。因此，剥离板33的入口开口33a位于比在半径ro上的轻的相LP的出口21更大的直径或半径ru上。因此可能的是，利用剥离板33从滚筒3中导出相对于较轻的相LP较重的相HP。剥离板33在分离器的运行中静止并且以其外部边缘浸入到在滚筒3中旋转的较重的相HP中。

通过在剥离板33中的通道将相HP向内导出。因此，剥离板33用于将相HP按向心泵的形式导出。

剥离板33能够以简单且紧凑的方式在滚筒3中布置在分配器14的下方并且在盘组17的下方。半径ru对应于剥离板33的浸入深度。

导出管34以壳体1中的一个端部向下从滚筒中并且穿过下面的限定壁7引出，其中，所述导出管在此但不接触滚筒3。导出管34可以与壳体1一件式构造或密封地插入到该壳体中。在该导出管上可以连接有软管或类似物作为导出部35。

该导出管与转子2的旋转轴线D同心地贯穿壳体1和下面的磁性轴承5，然后在壳体1内沿轴向进一步延伸直到剥离板33中。

可以规定，在用于重相HP的出口中、尤其是在用于较重的相HP的导出部35中使用可控制的、尤其是可电控制的调节阀36。通过调节阀36可以使在导出部35中的重相HP的体积流节流并且增大所属的剥离板的浸入深度。优选地，设置有控制装置37。控制阀36优选地与控制装置37以无线或有线方式连接。

控制装置37也可以设计和设置用于控制磁性轴承4、5和驱动装置。

根据图2，轻相LP也通过剥离板被排出。

为此，在滚筒3的这里上部的区域中设置有第二剥离板22，其入口开口22a又可以位于比用于重相的下面的第一剥离板33的入口的半径ru更小的半径ro上。

所述第二剥离板22的杆可以如外部的排出管24那样呈环形通道状包围进入管8并且代替进入管8与壳体1密封地连接或与该壳体一件式构造。因此，所述两个剥离板22、33的排出管24、34根据图2在滚筒3的相对置的端部上从该滚筒中引出。它们还在壳体1的相对置的端部上从该壳体中引出。它们可以密封地插入到壳体1中。但它们也可以与塑料一件式地制成。进入管12可以在剥离板杆24的上端部处与该剥离板杆连接。径向的或切向的连接接管24a可以从剥离板杆24中引出。在所述剥离板杆可以连接有用于导出轻相的导出部40，该导出部可以例如通入到袋或罐中。相应地，管12和34的端部也可以构造成用于连接软管或类似物的接管(图2，但也是图1)。

可以规定，可控制的、尤其是可电控制的调节阀39也插入用于轻相LP的导出部40中。

通过调节阀39可以改变轻相LP的体积流量、尤其是或多或少地节流并且由此改变第二剥离板22的浸入深度。调节阀39也与控制装置37以无线或有线方式连接，从而其可由控制装置37操控。

所述相应的剥离板22、33分别是设有多个、例如设有一个至六个通道的圆柱形的并且基本上径向定向的板，所述板在运行中静止并且具有通道，从而构成一种向心泵。相应的剥离板22或33以其外部边缘浸入到在分离器中旋转的相LP或HP中。通过在剥离板中的通道将相应的相LP、HP向内导出并且将相应的位LP、HP的旋转速度转换成压力。因此，相应的剥离板22、33代替用于相应的相LP、HP的排出泵。因此，所述剥离板分别作为向心泵工作。它们可以由塑料制成。

理论上也可以设置有第三剥离板，其可以用于导出另一个相。

下面简要描述根据图1和图2的分离器的运行。

首先提供具有其多次使用部件或可重复使用的部件的各个分离器。支架I以及磁体支承装置的驱动单元和定子单元4a、5a属于此。此外，控制单元37属于此。然后提供分离器嵌件II并且将其装配在支架I上。为此，定子单元4a和5a仅必须彼此分开地运动。然后，分离器嵌件被形锁合地插入并且定子单元朝向彼此运动。因此，壳体可靠地不可相对旋转地保持。现在必要时还将软管连接到接管上，所述接管通入到罐或袋中。因此，图1和2的各自的分离器嵌件优选至少也可以具有软管和接管，它们可以连接在(在此未示出的)另外的管路以及容器如袋、罐、泵等类似物上。

然后，在连接管路和软管等类似物之后将悬浮液引导到旋转的滚筒中(入口8)并且在那里将其离心分离成轻相LP和重相HP。

较大密度的较重的相HP在滚筒3中在分离空间中沿径向向外流动。在那里，相HP通过静止的剥离板33的通道以半径ru离开滚筒。

较轻的相LP在滚筒3中在分离空间中沿径向向内流动并且通过分配器的杆上的通道38向上升高。在那里，所述相LP分别以半径ro离开根据图1和2的滚筒。

在此，利用一个或多个调节阀36、39可以以简单的方式影响分离过程。这导致分离过程的优化。

在制药工业中的细胞分离设置为根据本发明的分离器的主要应用。所述功率范围被考虑用于处理来自100I至4000I数量级的发酵桶的混浊液体以及用于实验室应用。

也可设想使用分离器的工业的其它领域：化学、药学、乳业技术、可再生原料、油和气体、饮料技术、矿物油等。

所示的分离器能够实现分离器嵌件的制造，其中优选所有接触产品的部件可以由塑料或其它非磁性材料制成，它们可以在一次性使用之后被清除或输送给回收过程。因此取消在使用之后的清洁。因此，所述分离器及其运行可以成本低廉地实现。

图5示出在第二实施变型方案中图4的分离器嵌件II的一种变型，其中，相同的特征设有类似的附图标记。所述第二实施变型方案的特点是，所述一个或多个形锁合器件41b和相应的设置在支架I上的形锁合器件41a仅在一侧存在于支架I与分离器嵌件II的壳体之间并且由此同样能够实现分离器嵌件II相对于支架I的轴向固定和扭转止动。由此，尤其是减少所述结构的复杂性。

附图标记

I 支架

I-1 控制台

I-2 车

I-3 滚轮

I-4、I-5 容纳部

II 分离器嵌件

1 壳体

2 转子

3 滚筒

4、5 磁体支承装置

4a、5a 定子单元

4b、5b 转子单元

6、7 径向限定壁

8 入口

10 出口

12 进入管

12a 开口

13 分配器

14 分配器杆

15 分配器底部

16 分配器通道

17 分离盘

18、19、20 圆柱形区段

18a、20a 圆锥形区段

21 排出口

22 剥离板

22a 入口开口

23 捕集环形腔室

24 排出管

24a 连接接管

25 腔室

26 圆锥形壁

33 剥离板

33a 入口开口

34 排出管

34a 开口

35 导出部

36 调节阀

37 控制装置

38 通道

39 调节阀

40 导出部

41 形锁合器件

41a 销

41b 空隙部

42 形锁合器件

D 旋转轴线

S 悬浮液

LP、HP 相

ro、ru 半径

Claims (23)

1.用于分离器的分离器嵌件，该分离器设计用于将在离心场中的可流动的悬浮液(S)分离成至少两个不同密度的可流动的相(LP、HP)并且具有以下内容：

a)在运行中静止的壳体(1)，该壳体根据容器的形式设计，该容器除了多个开口之外设计成封闭的，其中，这些开口至少如下地设计：设计为用于流入的悬浮液的入口(8)，该入口构造在所述壳体(1)的轴向的第一限定壁(6)上；和设计为在所述壳体(1)的外周壁上并且在所述壳体的轴向的第二限定壁(7)上的用于排出相应的可流动的不同密度的相(LP、HP)的两个开口(10、34)；或者设计为在所述壳体(1)的轴向的第一限定壁和第二限定壁(6、7)上的用于排出相应的可流动的不同密度的相(LP、HP)的两个开口(24、34)，

b)布置在所述壳体(1)内的并且能围绕旋转轴线(D)旋转的转子，该转子具有滚筒(3)，该滚筒具有开口，

c)其中，在所述滚筒(3)的两个轴向端部中的轴向的第一端部上，在运行中不旋转的、用于将待处理的悬浮液输入到所述滚筒(3)中的进入管(12)延伸到所述滚筒(3)的所述开口(12a)中的一个开口中，所述进入管不接触所述滚筒(3)，并且用于来自所述滚筒(3)的可流动的相中的第一相的至少一个出口构造成剥离板(33)，该剥离板在运行中不旋转并且该剥离板具有排出管(34)，该排出管在所述滚筒(3)的相对置的轴向的第二端部上从所述滚筒(3)中被引出，

d)布置在所述滚筒(3)中的分离器件，

e)在具有所述滚筒(3)的转子(2)的两个轴向间隔开的位置上的用于磁体支承装置(4、5)的至少两个转子单元(4b、5b)，具有滚筒(3)的所述转子(2)利用所述磁体支承装置能在运行中在所述壳体内被保持悬浮、被旋转地支承并且被置于旋转。

2.根据权利要求1所述的分离器嵌件，其特征在于，所述滚筒(3)的其它开口设计成用于可流动的相中的第二相的从所述滚筒(3)到所述壳体(1)中的自由的径向的排出口(21)，所述相能被从所述壳体中导出。

3.根据权利要求2所述的分离器嵌件，其特征在于，所述自由的排出口(21)配设有所述壳体(1)的捕集环形腔室(23)，该捕集环形腔室具有从所述壳体引出的出口(10)。

4.根据权利要求1所述的分离器嵌件，其特征在于，所述分离器嵌件具有第二剥离板(22)。

5.根据权利要求4所述的分离器嵌件，其特征在于，所述第二剥离板(22)具有根据导出管的形式的剥离板杆(24)，所述导出管与所述进入管(12)同轴地构造并且与所述进入管同轴地从所述滚筒中被引出并且被引导穿过所述壳体(1)的轴向的第一限定壁(6)中的开口(12a)。

6.根据前述权利要求中任一项所述的分离器嵌件，其特征在于，在所述第一剥离板(33)的流动侧的下游连接有调节阀(36)。

7.根据权利要求4至6中任一项所述的分离器嵌件，其特征在于，在所述第二剥离板(22)的流动侧的下游连接有调节阀(39)。

8.根据前述权利要求中任一项所述的分离器嵌件，其特征在于，所述分离器嵌件(II)构成用于插入到所述分离器的支架(I)中的预装配的、可更换的单元。

9.根据权利要求1或2所述的分离器嵌件，其特征在于，所述壳体(1)和所述滚筒(3)完全或主要由塑料或塑料复合材料制成。

10.根据前述权利要求中任一项所述的分离器嵌件，其特征在于，用于所述磁体支承装置(4、5)的转子单元(4b、5b)布置在所述滚筒(3)的两个轴向端部上，并且所述进入管(12)和所述第一剥离板(33)的排出管(34)分别沿轴向贯穿所述两个转子单元(4b、5b)中的一个转子单元。

11.根据前述权利要求中任一项所述的分离器嵌件，其特征在于，所述磁体支承装置(4、5)中的一个或两个磁体支承装置也能被用于使所述滚筒旋转并且用于调节所述滚筒的转速，并且所述磁体支承装置(4、5)中的一个或两个磁体支承装置沿径向和沿轴向支承地起作用并且将所述转子(2)在运行中在所述容器(1)中与所述容器间隔开地保持悬浮。

12.根据前述权利要求中任一项所述的分离器嵌件，其特征在于，一组分离盘(17)作为所述分离器件被插入到所述滚筒(3)中，并且所述第一剥离板(33)在所述滚筒(3)中布置在分配器(14)的下方并且布置在所述盘组(17)的下方。

13.根据前述权利要求中任一项所述的分离器嵌件，其特征在于，所述分离器嵌件的全部组成部分组装成预装配的单元，其中，全部的接触产品的元件由塑料或其他的非磁性材料制成。

14.根据前述权利要求中任一项所述的分离器嵌件，其特征在于，所述进入管(12)和所述出口或者排出管根据接管的形式从所述壳体(1)向外伸出，其中，这些接管与所述壳体(1)密封地连接或者与所述壳体一件式地构造。

15.根据前述权利要求中任一项所述的分离器嵌件，其特征在于，所述壳体除所述开口之外与所述进入管(12)和所述出口或者所述排出管密封封闭地构造。

16.分离器，其具有支架(I)和根据前述权利要求中的一项或多项所述的分离器嵌件(II)，所述分离器嵌件可更换地布置在所述支架上。

17.根据权利要求16所述的分离器，其特征在于，在所述分离器上彼此间隔开的容纳部(I-4、I-5)构造有所述支承装置(4、5)的定子单元(4a、5a)，所述分离器嵌件(II)能够不可相对旋转地可更换地被插入到所述定子单元之间。

18.根据权利要求17所述的分离器，其特征在于，带有所述支承装置(4、5)的定子单元(4a、5a)的所述容纳部(I-4和I-5)的相对距离是可调节的，以便更换所述分离器嵌件(II)。

19.根据权利要求16、17或18所述的分离器，其特征在于，所述分离器嵌件(II)的壳体(1)能形锁合地和/或力锁合地不可相对旋转地固定在所述支架(I)上。

20.根据权利要求19所述的分离器，其特征在于，所述壳体(1)和所述容纳部(I-4、I-5)中的至少一个容纳部具有相对应的形锁合器件，以便将所述壳体(1)不可相对旋转地保持在所述容纳部上。

21.根据权利要求20所述的分离器，其特征在于，所述壳体(1)和仅一个容纳部(I-5)具有相对应的形锁合器件(41a、41b)，以便将所述壳体(1)不可相对旋转地保持在该容纳部(I-5)上。

22.根据权利要求20所述的分离器，其特征在于，所述壳体(1)和各所述容纳部(I4和I-5)都具有相对应的形锁合器件(41a、41b、42)，以便将所述壳体(1)不可相对旋转地保持在所述容纳部上。

23.根据前述权利要求中任一项所述的分离器，其特征在于，所述分离器具有控制装置(37)，该控制装置至少与一个或多个所述调节阀(36、39)连接。

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