可更换的分离插入物和模块化离心分离器的制作方法

本发明涉及一种用于模块化离心分离器的可更换的分离插入物。本发明还涉及一种模块化离心分离器。

背景技术：

在药物、生物制药、生物技术及其相关领域中，在无菌环境中进行从液体混合物中分离物质，如从细胞培养物中分离细胞。传统上，已使用了例如由不锈钢制成的设备，该设备在批次之间进行了灭菌。

最近，已提出了一次性使用的一次性分离设备，即用于一个批次或有限数量的批次。例如，us2011/0319248公开一种一次性使用的离心机，且wo2015/181177公开一种包括可更换内鼓(drum)的分离器。

wo2015/181177公开一种用于离心处理可流动产品的分离器，其包括可旋转的外鼓和布置在外鼓中的可更换内鼓。内鼓包括用于澄清可流动产品的装置。外鼓经由驱动主轴由布置在外鼓下方的马达驱动。内鼓竖直向上延伸穿过外鼓，该外鼓具有布置在分离器的上端处的流体连接件。

技术实现要素：

模块化离心分离器的可更换的分离插入物需要安全地定位在模块化离心分离器的静止框架和可旋转部件内。

本发明的目的在于提供一种可更换的分离插入物，该插入物构造成牢固地定位在模块化离心分离器内。

根据本发明的方面，上述目的中的至少一个通过用于模块化离心分离器的可更换的分离插入物来实现。可更换的分离插入物包括第一静止部和可围绕旋转轴线旋转的转子壳。转子壳界定分离空间并且包括布置在分离空间中的截头圆锥形分离盘。第一流体通路穿过第一静止部延伸到分离空间中。旋转轴线沿轴向方向延伸并且转子壳具有第一轴向端部和第二轴向端部。第一静止部布置在第一轴向端部处。第一静止部在沿轴向方向的远离转子壳的第一方向上偏置(bias)。

由于第一静止部在沿轴向方向的远离转子壳的第一方向上偏置，可更换的分离插入物构造为通过将第一静止部在与第一方向相反的第二方向上朝向转子壳定位来压缩，即逆着偏置。当安装在模块化离心分离器中时，第一静止部在第一方向上的偏置将有助于将可更换的分离插入物牢固地定位在模块化离心分离器内。因此，实现了上述目的。

本发明的另一目的在于提供一种模块化离心分离器，其包括牢固定位的可更换的分离插入物。

根据本发明的另一方面，上述目的中的至少一个通过模块化离心分离器实现，该模块化离心分离器构造成用于将液体进料混合物分离为重相和轻相。模块化离心分离器包括根据本文中论述的方面和/或实施例中的任一个的可更换的分离插入物，以及基部单元。基部单元包括静止框架、可旋转部件和用于使可旋转部件旋转的驱动单元。可更换的分离插入物的转子壳可释放地接合于可旋转部件内部，并且第一静止部与静止框架可释放地接合。第一静止部克服在第一方向上的偏置沿轴向方向布置在第一近侧位置中。第一近侧位置比在可更换的分离插入物的未安装状态下提供的第一静止部的第一远端位置更接近于转子壳。

由于可更换的分离插入物构造成通过将第一静止部逆着偏置在与第一方向相反的第二方向朝向转子壳定位来压缩，并且由于第一静止部克服在第一方向上的偏置沿轴向方向布置在第一近侧位置中，第一静止部在第一方向上的偏置将有助于将可更换的分离插入物牢固地定位在静止框架中，并且将可旋转部件固定在模块化离心分离器中的基部单元中。因此，实现了上述进一步的目的。

模块化离心分离器可包括两个主要部分，即基部单元和可更换的分离插入物。基部单元可包括用于可更换的分离插入物的支承和旋转的基础构件，如上述静止框架和可旋转部件。可更换的分离插入物可构造成用于在其分离空间中进行液体进料混合物的实际分离。液体进料混合物可经由一个流体连接件流到分离空间中，并且分离的重相和轻相可分别经由一个流体连接件离开分离空间。第一流体通路可形成流体连接件中的一个的一部分。

可更换的分离插入物可构造成一次性使用，即，仅用于分离一个批次或有限数量批次的液体进料混合物。另一方面，基部单元可构造成与不同的可更换的分离插入物一起重复使用，即，基部单元可用于使用不同的可更换的分离插入物来分离许多批次的液体进料混合物。

当模块化离心分离器在组装状态下时，可更换的分离插入物的转子壳接合于可旋转部件内部，并且第一静止部与静止框架接合。如上所述，可旋转部件和第一静止部两者可释放地接合，并因此在分离一批液体进料混合物之后，可更换的分离插入物可更换为新的和用过的可更换的分离插入物。当可更换的分离插入物安装在基部单元中时，第一静止部布置在第一近侧位置中。在安装到基部单元之前和之后，由于偏置，第一静止部布置在第一远端位置中。如上所述，在第一方向上的偏置有助于将可更换的分离插入物固定在基部单元中。可提供用于将可更换的分离插入物固定在基部单元中的另外的装置和/或措施，例如，如转子壳和可旋转部件之间的接合装置、第一静止部和静止框架之间的接合装置等。

在本文中，用语偏置/受偏置与用语预张紧/受预张紧是同义词。

可更换的分离插入物可构造成形成模块化离心分离器与液体进料混合物以及分离的重相和轻相接触的唯一部分。因此，可将可替换的分离插入物作为无菌实体提供给用户。无菌实体可包括构造成用于分离液体进料混合物的部分以及用于液体进料混合物以及分离的重相和轻相的导管。用户可将可更换的分离插入物安装在基部单元中。因此，用户将容易获得具有无菌环境的离心分离器以用于液体进料混合物的分离。

可旋转部件可以可旋转地支承在静止框架中。可旋转部件可在没有主轴或其它种类的转子轴的帮助下支承在静止框架中。在模块化离心分离器的使用期间静止框架静止，而可旋转部件构造成在模块化离心分离器的使用期间与转子壳一起旋转的意义上说，静止框架是静止的。

当将可更换的分离插入物安装在基部单元中时，转子壳可接收在可旋转部件的内部空间中。适当地，可旋转部件可在可旋转部件的第一轴向端部处设有开口，用于可更换的分离插入物的至少一个流体连接件延伸穿过其中。

可更换的分离插入物还可包括设有第二流体通路的第二静止部。因此，可旋转部件可在其相反的第二轴向端处设有开口。可更换的分离插入物的至少一个流体连接件可延伸穿过可旋转部件的第二轴向端处的开口。

根据实施例，第一静止部可包括第一组弹簧，第一组弹簧包括至少一个弹簧元件。第一组弹簧的至少一个弹簧元件可布置在第一静止部中，使得当能量存储在第一组弹簧的至少一个弹簧元件中时，第一静止部沿轴向方向受到在第一方向上的远离转子壳的偏置。以此方式，可实现第一静止部在第一方向上的偏置。

在该公开内容各处，弹簧元件可为例如压缩弹簧或拉伸弹簧。众所周知，通过使弹簧元件的至少一部分从其平衡位置移位，即通过压缩压缩弹簧和通过拉伸拉伸弹簧，将能量存储在弹簧元件中。

根据实施例，可更换的分离插入物可包括第一密封部件，其中第一密封部件在第一静止部和转子壳之间的过渡部中密封第一流体通路。以此方式，第一流体通路的机械气密密封可设在转子壳和第一静止部之间。例如，如果第一流体通路形成用于液体进料混合物的入口的一部分，则第一密封部件可提供模块化离心分离器的机械气密密封的入口。

根据实施例，第一密封部件可包括布置在第一静止部中的设有第一静止密封表面的第一静止密封元件，以及布置在转子壳中的设有第一相反的密封表面的第一可旋转密封元件。第一静止密封表面可邻接第一相反的密封表面。以此方式，可提供机械气密密封。

根据实施例，第一静止部可相对于第一静止密封元件轴向移位。第一组弹簧的至少一个弹簧元件可布置在第一静止部和第一静止密封元件之间，使得当能量存储在第一组弹簧的至少一个弹簧元件中时，第一静止部沿轴向方向受到在第一方向上偏离转子壳的偏置，并且第一静止密封元件压靠第一可旋转密封元件。以此方式，可实现第一静止密封元件和第一可旋转密封元件之间的密封邻接。更特别地，以此方式，可确保第一静止密封表面和第一相反的密封表面之间的密封邻接，以提供第一流体通路的机械气密密封。同时，如上所述，可实现第一静止部在远离转子壳的第一方向上的偏置，这可有助于将可更换的分离插入物定位在模块化离心分离器的基部单元内。

根据实施例，可更换的分离插入物可包括第一止动机构，用于防止第一静止部在沿轴向方向的远离转子壳的第一方向上偏置超过第一远端位置。以此方式，可确保可更换的分离插入物可作为一个单元来处理。第一止动机构可防止第一静止部与转子壳分离，否则可能由于第一静止部在第一方向上的偏置而发生分离。因此，同样在第一远侧位置中，第一静止部可在远离转子壳的第一方向上偏置。

根据实施例，可更换的分离插入物可包括第二静止部，其中第二流体通路可穿过第二静止部延伸到分离空间中。第二静止部可布置在转子壳的第二轴向端部处。第二静止部可在沿轴向方向的远离转子壳的第二方向上偏置。以此方式，可在转子壳的与第一轴向端部相反的第二轴向端部处提供去往或来自分离空间的进一步流体连接件。此外，由于第二静止部可在第二方向上偏置，可更换的分离插入物构造成通过将第二静止部在与第二方向相反的第一方向上朝向转子壳定位(即逆着在第二方向上的偏置)来压缩。第二静止部在第二方向上的偏置将有助于在可更换的分离插入物安装在模块化离心分离器中时将其牢固地定位在模块化离心分离器内。

根据实施例，第三流体通路可穿过第一静止部延伸到分离空间中，其中可更换的分离插入物包括第三密封部件x，且其中第三密封部件x在第一静止部和转子壳之间的过渡部中至少部分地密封第三流体通路。以此方式，第三流体通路的至少一部分可机械地气密密封在转子壳和第一静止部之间。例如，如果第三流体通路形成自分离空间的出口的一部分，则第三密封部件可机械地气密密封出口的至少一部分。根据一些实施例，第一密封部件可机械地气密密封转子壳和第一静止部之间的第三流体通路的另一部分。

大体上，机械气密密封在离心分离器的旋转部件和静止部件之间形成与液压密封完全不同的界面，液压密封包括例如布置在配对室内部的配对盘，或浸没在转子壳内部的液体中的静止盘。机械气密密封包括在可旋转的转子壳的一部分与静止部之间的邻接。液压密封不包括离心分离器的旋转部分和静止部分之间的邻接。

当研究所附权利要求书和以下详细描述时，本发明的进一步特征和优点将变得明显。

附图说明

包括其它特定特征和优点的本发明的各种方面和/或实施例将容易从在以下详细描述和附图中论述的示例性实施例中理解，在附图中：

图1示意性地示出根据实施例的模块化离心分离器，

图2示意性地示出根据实施例的穿过可更换的分离插入物的截面，

图3示意性地示出穿过用于模块化离心分离器的基部单元的截面，以及

图4示意性地示出穿过模块化离心分离器的一部分的截面。

具体实施方式

现在将更全面地描述本发明的方面和/或实施例。在各处，相似的数字表示相似的元件。为了简明和/或清楚，众所周知的功能或构造将不必详细描述。

图1示意性地示出根据实施例的模块化离心分离器2。模块化离心分离器2包括基部单元4和可更换的分离插入物6。模块化离心分离器2可构造成用于药物、生物制药和/或生物技术领域。模块化离心分离器2可形成工厂中用于生产细胞的装置的一部分，所述细胞例如是cho细胞(中国仓鼠卵巢细胞)或由生物技术行业的过程产生的其它物质(如表达的细胞外生物分子)。

模块化离心分离器2构造成用于将液体进料混合物分离为重相和轻相。例如，液体进料混合物可由包括细胞培养物的发酵液形成，重相可包括与发酵液的主要部分分离的细胞。轻相可由没有细胞或仅具有最小剩余细胞量的发酵液的主要部分形成。轻相可包含表达的细胞外生物分子。

模块化离心分离器2在某种意义上是模块化的，因为其包括基部单元4和可更换的分离插入物6。对于每个新批次的待分离液体进料混合物，更换可更换的分离插入物6。备选地，可更换的分离插入物6可针对每种新型的待分离液体进料混合物而更换，即，包含相同类型的液体进料混合物的后续批次可用相同的可更换的分离插入物6进行分离。

在使用模块化离心分离器2期间，液体进料混合物、重相和轻相仅与模块化离心分离器的可更换的分离插入物6接触。自然地，构造成用于将液体进料混合物引导至可更换的分离插入物6，并且用于引导来自可更换的分离插入物6的重相和轻相的管10形式的导管也与液体进料混合物和重相和轻相接触。管10可形成可更换的分离插入物6的一部分。基部单元4不与液体进料混合物或任何重相和轻相接触。

可更换的分离插入物6在下面参考图2和4进一步论述。

基部单元4包括用于支承和旋转可更换的分离插入物的构件。因此，基部单元4尤其包括静止框架8、可旋转部件和用于旋转可旋转部件的驱动单元。因此，模块化离心分离器2还包括静止框架8、可旋转部件和用于旋转可旋转部件的驱动单元。静止框架8包括竖直部件12。驱动单元的部分可布置在竖直部件12中。

静止框架8在模块化离心分离器的使用期间是静止的。然而，基部单元4本身可为可移动的，例如以便定位在用户的生产设施处的不同位置处。为此目的，静止框架8可设有轮14。

基部单元4在下面参照图3和4进一步论述。

图2示意性地示出根据实施例的穿过可更换的分离插入物6的截面。可更换的分离插入物6是用于模块化离心分离器的可更换的分离插入物，如以上结合图1和下文参照图3和图4论述的模块化离心分离器2。因此，可更换的分离插入物6可构造成使其一部分布置在可旋转部件16的内部空间26内，如下面结合图3和4进一步论述的。

可更换的分离插入物6包括转子壳82、第一静止部86和第二静止部84。转子壳82可围绕旋转轴线20旋转。旋转轴线20沿轴向方向延伸。转子壳82具有第一轴向端部120和第二轴向端部122。转子壳82布置在第一静止部86和第二静止部84之间。第一静止部86布置在第一轴向端部120处。第二静止部86布置在第二轴向端部122处。在这些实施例中，在模块化离心分离器的操作期间，第一静止部86布置在可更换的分离插入物6的下轴向端处，而第二静止部84布置在可更换的分离插入物6的上轴向端处。

转子壳82在其中界定分离空间88。可更换的分离插入物6包括布置在分离空间88中的截头圆锥形分离盘92的堆叠90。堆叠90中的分离盘92布置有在第一静止部86处或指向第一静止部86的假想顶点。堆叠90可包括至少50个分离盘92，如至少100个分离盘92，如至少150个分离盘92。作为示例提及，分离盘92可具有在160-400mm的范围内的外径、在60-100mm的范围内的内径，以及在35-40度的范围内的在旋转轴线20与盘92的内表面之间的角度α。出于清楚的原因，在图2中仅示出几个盘92。

第一流体通路96穿过第一静止部86延伸到分离空间88中。可更换的分离插入物6包括布置在第一静止部86处的第一流体连接件97。第一流体连接件97形成第一流体通路96的一部分。第一流体连接件97包括一个或多个导管部。

第二流体通路94穿过第二静止部84延伸到分离空间88中。可更换的分离插入物6包括布置在第二静止部84处的第二流体连接件95。第二流体连接件95形成第二流体通路94的一部分。第二流体连接件95包括一个或多个导管部。

在这些实施例中，第三流体通路98穿过第一静止部86延伸到分离空间88中。可更换的分离插入物6包括布置在第一静止部86处的第三流体连接件99。第三流体连接件99形成第三流体通路98的一部分。第三流体连接件99包括一个或多个导管部。

在这些实施例中，第一流体连接件97构造成用于将液体进料混合物引导至分离空间88，第二流体连接件95构造成用于引导来自分离空间88的重相，并且第三流体连接件99构造成用于引导来自分离空间88的轻相。液体进料混合物从第一流体连接件97沿旋转轴线20流入分离空间88。液体进料混合物从旋转轴线20分布到分离空间88的外周。分离的轻相流向旋转轴轴线20，并经由第三流体通路98和第三流体连接件99，在旋转轴线20与分离盘92的径向内边缘100之间的径向位置处离开分离空间88。

分离的重相流向分离空间88的外周。从外周开始，重相导向旋转轴线20，并经由第二流体通路94和第二流体连接件95从分离空间88流出。即，在转子壳82内部布置有一个或多个出口导管102，用于从分离空间88中分离出重相。一个或多个出口导管102从分离空间88的径向外部朝向旋转轴线20延伸。一个或多个出口导管102可各自包括管。取决于出口导管102的数量和例如重相的密度和/或粘度，每个管可具有在2-10mm范围内的内径。在该示例中，提供单个出口导管102。备选地，可存在至少两个这样的出口导管，如至少三个或如至少五个出口导管，它们均匀地分布在转子壳82的圆周上。出口导管102具有布置在径向外部的导管入口和布置在径向内部的导管出口。出口导管102布置在分离空间88的轴向上部。

备选地，一个或多个出口导管可包括从分离空间的径向外部朝向旋转轴线20延伸的多个通道。尽管包括管的出口导管102沿其延伸部具有相同的截面积，但是这种通道在其径向外部可具有比朝向旋转轴线20更大的截面积。

第一静止部86在沿轴向方向的远离转子壳的第一方向70上偏置。第一方向70在图2中用箭头指示。第一静止部86在70处沿第一方向的偏置可以以多种不同方式实现，例如利用压缩或拉伸弹簧。

第一静止部86在第一方向70上的偏置将有助于将可更换的分离插入物6牢固地定位在模块化离心分离器的基部单元内，下文参照图4进一步所见。

第一静止部86包括第一组弹簧72。第一组弹簧72包括至少一个弹簧元件74。在这些实施例中，至少一个弹簧元件74是螺旋压缩弹簧。第一组弹簧72的至少一个弹簧元件74布置在第一静止部86中，使得当能量存储在第一组弹簧72的至少一个弹簧元件74中时，第一静止部86在沿轴向方向的远离转子壳82的第一方向70上偏置。

可更换的分离插入物6包括第一止动机构76，该第一止动机构构造成防止第一静止部86在沿轴向方向的远离转子壳82的第一方向70上偏置超过第一远端位置。因此，第一止动机构76防止第一静止部86与转子壳82分离。存储在第一组弹簧72的至少一个弹簧元件74中的能量将第一静止部86偏置到第一远端位置中。

在图2中，第一静止部86示为在第一远端位置中。即，当可更换的分离插入物6与模块化离心分离器的基部单元分离时，由于第一组弹簧72提供的偏置，第一静止部86相对于转子壳82定位在第一远端位置中。另一方面，当可更换的分离插入物6安装在模块化离心分离器的基部单元中时，第一静止部86逆着由第一组弹簧72提供的偏置从第一远端位置移位到第一近侧位置中。

在这些实施例中，第一止动机构76包括相对于所述第一静止部86固定且在径向方向上延伸的第一突起78，以及相对于转子壳82固定且在径向方向上延伸的第二突起79，且其中第一突起78和第二突起79构造成当第一静止部86在第一远端位置中时彼此邻接。以此方式，可为第一静止部86提供第一远端位置。径向方向相对于轴向方向看是径向的。

如上所述，第一流体通路96形成液体进料混合物的入口的一部分。即，第一流体连接件97形成液体进料混合物的入口。第一密封部件104在入口的静止部分和可旋转部分之间形成密封。

可更换的分离插入物6包括第一密封部件104。第一密封部件104在第一静止部86和转子壳82之间的过渡部中密封第一流体通路96。第一密封部件104形成第一流体通路96的机械气密密封。第一密封部件104围绕第一流体通路96周向延伸，因此密封第一流体通路96。

第一密封部件104包括布置在第一静止部86中的设有第一静止密封表面104'的第一静止密封元件110，以及布置在转子壳82中的设有第一相反的密封表面104''的第一可旋转密封元件110'。第一静止密封表面104'邻接第一相反的密封表面104''。因此，机械气密密封设在第一静止密封表面104'和第一相反的密封表面104''之间的界面处。当转子壳82在模块化离心分离器的使用期间旋转时，第一相反的密封表面104''与转子壳82一起旋转。

第一静止部86可相对于第一静止密封元件110轴向移位。第一组弹簧72的至少一个弹簧元件74布置在第一静止部86和第一静止密封元件110，使得当能量存储在所述第一弹簧72中的至少一个弹簧元件74中时，第一静止部86在沿轴向方向的远离转子壳82的第一方向70上偏置。此外，第一静止密封元件110通过存储在至少一个弹簧元件74中的能量而压靠第一可旋转密封元件110'。即，当第一静止部86在其第一远端位置和第一近侧位置之间移位时，第一静止密封元件110保持在一个位置中，其中其第一静止密封表面104'邻接可旋转密封元件110'的第一相反的密封表面104''。

以此方式，在这些实施例中实现了第一静止部86在第一方向70上的偏置。另外，以此方式实现了第一静止密封表面104'和第一相反的密封表面104''之间的密封邻接。因此，当第一静止部86在其第一近侧位置中时提供密封邻接。类似地，在第一远端位置中，可在第一静止部86也在第一远端位置在远离转子壳82的第一方向偏置的条件下实现密封邻接。因此，当可更换的分离插入物6与模块化离心分离器的基部单元分离时，也可实现第一静止密封元件110和第一可旋转密封元件110'之间的密封邻接。

因此，可在第一静止部86的第一近侧位置以及第一静止部86的第一远端位置实现第一静止密封表面104'和第一相反的密封表面104''之间的密封邻接。

以与第一静止部86类似的方式，第二静止部84也在沿轴向方向的远离转子壳82的方向71上偏置。第二静止部84在远离转子壳82的第二方向71上偏置。第二方向71在图2中用箭头指示，并且方向沿与第一方向70相反的方向。

与第一静止部86一样，由于第二静止部84在远离转子壳82的方向71上偏置，可更换的分离插入物6构造成通过将第二静止部84定位成朝向转子壳82来压缩，即逆着第二方向71上的偏置。沿第二方向71的偏置可有助于将可更换的分离插入物6定位在模块化离心分离器的基部单元中。

第二静止部84包括第二组弹簧140。第二组弹簧140包括至少一个弹簧元件142。第二组弹簧140的至少一个弹簧元件142布置在第二静止部84中，使得当能量存储在第二组弹簧140的至少一个弹簧元件142中时，第二静止部84在沿轴向方向的远离转子壳82的第二方向71上偏置。以此方式，实现了第二静止部84在第二方向71上的偏置。

可更换的分离插入物6包括第二止动机构144，用于防止第二静止部84在沿轴向方向的远离转子壳82的第二方向71上偏置超过第二远端位置。因此，第二止动机构144防止第二静止部84与转子壳82分离。存储在第二组弹簧140的至少一个弹簧元件142中的能量将第二静止部84偏置到第二远端位置中。

在图2中，第二静止部分84示为在第二远端位置中。即，当可更换的分离插入物6与模块化离心分离器的基部单元分离时，由于第二组弹簧140提供的偏置，第二静止部84相对于转子壳82定位在第二远端位置中。另一方面，当可更换的分离插入物6安装在模块化离心分离器的基部单元中时，第二静止部84逆着由第二组弹簧140提供的偏置从第二远端位置移位到第二近侧位置中。

在这些实施例中，第二止动机构144包括相对于第二静止部84固定并沿径向方向延伸的第三突起146，以及相对于转子壳82固定并沿径向方向延伸的第四突起148，且其中第三突起146和第四突起148构造成当第二静止部84在第二远端位置中时彼此邻接。以此方式，可为第二静止部84提供第二远端位置。同样，径向方向相对于轴向方向看是径向的。

如上所述，第二流体通路94形成用于分离的重相的出口的一部分。即，第二流体连接件95形成用于自分离空间88的重相的出口。第二密封部件105在用于重相的出口的静止部分和可旋转部分之间形成密封。

可更换的分离插入物6包括第二密封部件105。第二密封部件105在第二静止部84和转子壳82之间的过渡部中密封第二流体通路94。第二密封部件105形成第二流体通路94的机械气密密封。第二密封部件105围绕第二流体通路94周向延伸，因此密封第二流体通路94。

第二密封部件105包括布置在第二静止部84中的设有第二静止密封表面105'的第二静止元件150和布置在转子壳82处的设有相反的第二密封表面105''的第二可旋转密封元件150'。第二静止密封表面105'邻接第二相反的密封表面105''。因此，机械气密密封设在第二静止密封表面105'和第二相反的密封表面105''之间的界面处。当转子壳82在模块化离心分离器的使用期间旋转时，第一相反的密封表面105''与转子壳82一起旋转。

第二静止部84可相对于第二静止密封元件150轴向移位。第二组弹簧140的至少一个弹簧元件142布置在第二静止部84和第二静止密封元件150之间，使得当能量存储在第二组弹簧140的至少一个弹簧元件142中时，第二静止部84在沿轴向方向的远离转子壳82的第二方向71上偏置，并且第二静止密封元件150压靠第二可旋转密封元件150'。以此方式，实现了第二静止密封元件150和第二可旋转密封元件150'之间的密封邻接。第二静止密封表面105'和第二相反的密封表面105''之间的密封邻接确保了第二流体通路94的机械气密密封。另外，以此方式，实现了第二静止部84在远离转子壳82的第二方向71上的偏置，这可有助于将可更换的分离插入物6定位在模块化离心分离器的基部单元内。

当第二静止部84在其第二远端位置和第二近侧位置之间移位时，第二静止密封元件150保持在一个位置中，其中其第二静止密封表面105'邻接可旋转密封元件150'的第二相反的密封表面105''。

实现了第二静止密封表面105'和相反的第二密封表面105''之间的密封邻接。因此，当第二静止部84在其第二近侧位置中时提供密封邻接。类似地，在第二远端位置中，可在第二静止部84也在第二远端位置在远离转子壳82的第一方向上偏置的条件下实现密封邻接。因此，当可更换的分离插入物6与模块化离心分离器的基部单元分离时，也可实现第二静止密封元件150和第二可旋转密封元件150'之间的密封邻接。

因此，可在第二静止部84的第二近侧位置以及第二静止部84的第二远端位置实现第二静止密封表面105'和第二相反的密封表面105''之间的密封邻接。

可更换的分离插入物6包括第三密封部件107。第三密封部件107在第一静止部86和转子壳82之间的过渡部中至少部分地密封第三流体通路98。第三密封部件107形成第三流体通路98的机械气密密封。

第三密封件107围绕第一密封件104周向延伸。第三流体通路98从转子壳82通向第一密封部件104和第三密封部件107之间的第一静止部86。因此，第一密封部件104可密封转子壳82和第一静止部86之间的第三流体通路98的另一部分。

第三密封部件107包括布置在第一静止部86中的设有第三静止密封表面107'的第三静止密封元件152，以及布置在转子壳82中的设有第三相反的密封表面107''的第三可旋转密封元件152'。第三静止密封表面107'邻接第三相反的密封表面107''。因此，机械气密密封设在第三静止密封表面107'和第三相反的密封表面107''之间的界面处。当转子壳82在模块化离心分离器的使用期间旋转时，第三相反的密封表面107''与转子壳82一起旋转。

在所示的实施例中，第一静止部86包括第三组弹簧154。第三组弹簧154包括至少一个弹簧元件156。第三组弹簧154的至少一个弹簧元件156布置在第一静止部86中，使得当能量存储在第三组弹簧154的至少一个弹簧元件156中时，第一静止部86在沿轴向方向的远离转子壳82的第一方向70上偏置。以此方式，存储在第三组弹簧154的至少一个弹簧元件156中的能量可有助于第一静止部86在远离转子壳82的第一方向70的偏置。

第一静止部86可相对于第三静止密封元件152轴向移位。第三组弹簧154的至少一个弹簧元件156布置在第一静止部86和第三静止密封元件152之间，使得当能量存储在第三组弹簧154的至少一个弹簧元件156中时，第一静止部86在沿轴向方向的远离转子壳82的第一方向70上偏置，并且第三静止密封元件152压靠第三可旋转密封元件152'。以此方式，可实现第三静止密封元件152和第三可旋转密封元件152'之间的密封邻接。更特别地，以此方式，可确保第三静止密封表面107'和第三相反的密封表面107''之间的密封邻接以便提供第三流体通路98的至少一部分的机械气密密封。

当第一静止部86在其第一近侧位置中时，提供第三静止密封表面107'和第三相反的密封表面107''之间的密封邻接。类似地，在第一远端位置中，可在第三组弹簧也在第一远端位置有助于在远离转子壳82的第一方向偏置第一静止部86的条件下实现密封邻接。因此，当可更换的分离插入物6与模块化离心分离器的基部单元分离时，也可实现第三静止密封元件152和第三可旋转密封元件152'之间的密封邻接。

因此，可在第一静止部86的第一近侧位置以及第一静止部86的第一远端位置实现第三静止密封表面107'和第三相反的密封表面107''之间的密封邻接。

根据一些实施例，第一密封部件104和第三密封部件107可至少部分地彼此结合。例如，第一可旋转密封元件110'和第三可旋转密封元件152'可设在相同的构件中，和/或第一静止密封元件110和第三静止密封元件152可设在相同的构件中。如果第一静止密封元件110和第三静止密封元件152设置在同一构件中，则可选择省略第三组弹簧154。

密封部件104,105,107可设置有流体入口109和流体出口111，以用于供应和抽取流体，如冷却液体。因此，密封部件104,105,107可冷却。在图2中，在密封部件104,105,107处示出一个流体入口109和一个流体出口111。然而，可在密封部件104,105,107处设置另外的流体入口和流体出口。

第一流体连接件97、第二流体连接件95和第三流体连接件99可包括管道，如塑料管道。

在操作期间，布置在可旋转部件中的可更换的分离插入物6绕旋转轴线20旋转。待分离的液体进料混合物经由布置在第一静止部86中的第一流体连接件97和引导通道106供应到分离空间88中。待分离的液体进料混合物沿轴向向上的路径引导到分离空间88中。由于密度差，液体进料混合物分离为液体轻相和液体重相。装配在分离空间88中的叠层90的分离盘92之间的间隙促进了这种分离。重相可包括颗粒，如细胞。重相可包括轻相和颗粒的浓缩混合物。

分离出的重相经由出口导管102从分离空间88的周围收集，并从转子壳82中引出至布置在第二静止部84中的第二流体连接件95。分离的轻相径向向内推动通过分离盘92的堆叠90，并从转子壳82引出，以到达布置在第一静止部86中的第三流体连接件98。因此，在该实施例中，液体进料混合物在可更换的分离插入物6的下轴向端处供应，分离的轻相在下轴向端处排放，并且分离的重相在可更换的分离插入物6的上轴向端排放。

第一静止部86包括外螺纹部130。外螺纹部130构造成与对应的内螺纹部接合。内螺纹部可设为接合部件的部分，该接合部件设在模块化离心分离器的静止框架处。因此，第一静止部86可相对于静止框架固定，下面参照图4进一步所见。

图3示意性地示出穿过图1的模块化离心分离器2的基部单元4的截面。即，在图3中，省略了可更换的分离插入物。

如上所述，基部单元4包括静止框架8、可旋转部件16和驱动单元18。可旋转部件16布置在静止框架8中，并且构造成绕旋转轴线20旋转。驱动单元18构造成用于使可旋转部件16绕旋转轴线20旋转。

沿旋转轴线20看，可旋转部件16具有第一轴向端24和第二轴向端22。可旋转部件16至少在径向方向上界定内部空间26。径向方向垂直于旋转轴线20延伸。内部空间26构造成用于在其中接收可更换的分离插入物的至少一部分，下面参照图4进一步所见。

可旋转部件16在第一轴向端24处设有第一开口30。可旋转部件16进一步在第二轴向端22处设有第二开口28。第一开口30和第二开口28中的每个在可旋转部件16中形成通孔。因此，可经由第一开口30和第二开口28中的每个进入内部空间26。因此，第一开口30和第二开口28构造成用于可更换的分离插入物的流体连接件延伸穿过其中。下文参照图4进一步所见。

在这些实施例中，可旋转部件16包括转子本体32和帽34。帽34与转子本体32可释放地接合。帽34可例如借助于螺纹、卡口联接件、螺钉、蝶形螺母或任何其它合适的接合布置与转子本体32可释放地接合。当帽34从转子本体32释放时，提供进入内部空间26的通路。当提供进入内部空间26的通路时，可将可更换的分离插入物安装在内部空间26中。类似地，当提供进入内部空间26的通路时，可从内部空间26移除可更换的分离插入物。因此，当帽34已从转子本体32释放时，用过的可更换的分离插入物可用新的可更换的分离插入物代替。

帽34可布置在转子本体32的第二轴向端22的区域中。因此，可旋转部件16的第二开口28布置在帽34中。如上所述，可更换的分离插入物的流体连接件可延伸穿过第二开口28。

基部单元4包括至少一个轴承36。可旋转部件16经由至少一个轴承36轴颈连接在静止框架8中。因此，这样的可旋转部件16轴颈连接在静止框架8中。另外，可旋转部件16可经由至少一个轴承36支承在静止框架8中。因此，可旋转部件16不像包括可更换的分离插入物的现有技术的离心分离器中那样经由主轴或轴间接地轴颈连接。

至少一个轴承36可为例如支承径向力和轴向力的单个滚珠轴承。备选地，至少一个轴承36可包括例如两个轴承，例如一个轴承主要支承径向力，且一个轴承主要支承轴向力。

至少一个轴承36沿旋转轴线20布置在轴向位置处，使得至少一个轴承36围绕由可旋转部件16界定的内部空间26的一部分延伸。由于在使用模块化离心分离器期间，可更换的分离插入物布置在内部空间26中，可旋转部件16支承在也定位可更换的分离插入物的轴向位置中。因此，至少一个轴承36为可旋转部件16提供可靠的支承。

驱动单元18包括电动马达38和布置在电动马达38与可旋转部件16之间的传动装置40。传动装置40使电动马达38沿轴向布置在可旋转部件16的旁边。即，电动马达38的旋转轴线42基本平行于可旋转部件16的旋转轴线20延伸。由于电动马达38轴向地布置在可旋转部件16的旁边，尤其可提供通向可旋转部件16的第一轴向端24和第二轴向端22的通路。即，通向第一轴向端24和第二轴向端22中的任一个的通路不会由电动马达38阻挡。

在所示的实施例中，传动装置40是带传动的，包括布置在电动马达38上的第一带轮44、布置在可旋转部件16上的第二带轮46，以及在第一带轮44和第二带轮46之间延伸的带48。备选地，传动装置可为包括齿轮的齿轮传动装置，或是用于将转矩从电动马达38传递到可旋转部件16的任何其它合适的传动装置。

在所示的实施例中，静止框架8包括竖直部件12。电动马达38至少部分地布置在竖直部件12的内部。以此方式，电动马达38在保护性地布置在静止框架8内。模块化离心分离器的用户将不会有与电动马达38的旋转部件接触或在电动马达38处接触的风险。类似地，带48可至少部分地布置在静止框架8的内部，以防止模块化离心分离器的用户与其接触。

静止框架8包括壳体52。可旋转部件16布置在壳体52内部。壳体52包括盖54，该盖可枢转地或可移除地连接到壳体52的第一壳体部分56。盖54设有第三开口58。第三开口58在盖54中形成通孔。

在盖54的打开位置中，在壳体52内部提供通向可旋转部件16的通路，例如用于可更换的分离插入物的更换。因此，为了在可旋转部件16内部移除和/或定位可更换的分离插入物，将盖54移动到其打开位置，且将可旋转部件16的帽34从转子本体32释放。一旦将可更换的分离插入物定位在可旋转部件16的内部空间26内，则帽34再次与转子本体32接合。随后，将盖54移动到关闭位置。

在盖54的关闭位置中，第三开口58构造成用于可更换的分离插入物的流体连接件延伸穿过其中。在使用模块化离心分离器期间，盖54布置在其关闭位置中。因此，模块化离心分离器的用户不能接近可旋转部件16。第三开口58使可更换的分离插入物的流体连接件之一延伸穿过其中，并允许流体在可旋转部件16的第二轴向端22处流到可更换的分离插入物和/或从可更换的分离插入物流出。

第四开口60可设置成与盖54相反。第四开口60构造成用于可更换的分离插入物的另一流体连接件延伸穿过其中。因此，另一流体连接件可在旋转构件16的第一轴向端24处从壳体52延伸。

第四开口60可设在壳体52中和/或静止框架8中，和/或设在布置于第一轴向端24处的接合部件62中。在任何情况下，第四开口60都形成通孔，从而允许可更换的分离插入物的另一流体连接件延伸穿过其中。

在这些实施例中，基部单元4包括接合部件62。接合部件62布置在第四开口60处。接合部件62构造成与可更换的分离插入物的一部分接合，下面参照图4进一步所见。

静止框架8包括突出部件64。壳体52连接到突出部件64。因此，提供通向壳体52且还通向布置在壳体52中的可旋转部件16的通路。壳体52连接到突出部件64，使得沿旋转轴线20至少提供到壳体52的一端66的通路。适当地，壳体52以一种方式连接到突出部件64，使得提供通向盖54布置处的壳体52的那端的通路。因此，用户可进入壳体52的内部，例如用于更换可旋转部件16中的可更换的分离插入物。而且，如果沿旋转轴线20在壳体52的相反端提供通路，则用户将能够通过第一开口28、第二开口30、第三开口58和第四开口60安装可更换的分离插入物的第一流体连接件和第二流体连接件。

可旋转部件16轴颈连接在静止框架8的壳体52内部。即，在壳体52内布置有轴承36，可旋转部件16轴颈连接到该轴承。壳体52可经由至少一个弹性连接器(未示出)悬挂在突出部件64中，以在可旋转部件16与可更换的分离插入物的转子壳一起在模块化离心分离器的操作期间通过临界速度时减少对模块化离心分离器的负面影响。

可旋转部件16包括截头圆锥形壁部件68，其在第一轴向端24的区域中具有假想的顶点。截头圆锥形壁部件68界定内部空间26的一部分。当定位在内部空间26中时，具有圆锥形或截头圆锥形形状的可更换的分离插入物由截头圆锥形壁部件68支承。截头圆锥形壁部件68形成转子本体32的一部分。

图4示意性地示出穿过模块化离心分离器2的一部分的截面。更特别地，图4示出穿过模块化离心分离器2的壳体52、可旋转部件16和可更换的分离插入物6的截面。模块化离心分离器2可为如以上结合图1-3所论述的模块化离心分离器2。可更换的分离插入物6可为如上面结合图2所论述的可更换的分离插入物6。因此，在下文中，还参照图1-3

在图4中，示出可更换的分离插入物6安装在基部单元4中。可更换的分离插入物6的部分接合于可旋转部件16内部。更特别地，可更换的分离插入物6的转子壳82接合在可旋转部件16的内部空间26中，其中可更换的分离插入物6的第二流体连接件95延伸穿过可旋转部件16的第二开口28，并且可更换的分离插入物6的第一流体连接件97延伸穿过可旋转部件16的第一开口30。在这些实施例中，第三流体连接件99也延伸穿过第一开口30。

可更换的分离插入物6的转子壳82可释放地接合于可旋转部件16内部。转子壳82可以以多种不同方式接合于可旋转部件16内部。例如，帽34在与转子本体32接合时可接合转子壳82，可旋转部件16的内部可设有突起，并且转子壳82可设置有对应的凹部等。

第一静止部86与静止框架8可释放地接合。

在这些实施例中，并且如以上结合图3所述，接合部件62布置在第四开口60处。更特别地，第四开口60延伸穿过接合部件62。接合部件62构造成与可更换的分离插入物6的一部分接合。更特别地，接合部件62构造成与可更换的分离插入物6的第一静止部86接合。当与第一静止部86接合时，接合部件62和第一静止部86相对于静止框架8固定，即，第一静止部86与静止框架8固定地接合。

在这些实施例中，接合部件62包括内螺纹部138，并且第一静止部86包括外螺纹部130，如以上参照图2所论述的。因此，接合部件62与第一静止部86螺纹接合。根据备选实施例，例如卡口联接可设在接合部件62和第一静止部86之间。

当第一静止部86与框架8接合时，第一静止部86克服第一方向70上的偏置沿轴向方向布置在第一近侧位置中，使得有助于可更换的分离插入物6的固定在基部单元4。第一近侧位置比在可更换的分离插入物6的未安装状态下提供且如图2中所示的第一静止部86的第一远端位置更接近于转子壳82。

因此，通过将第一静止部86逆着偏置，克服第一方向70上的偏置朝转子壳82定位在第一近侧位置中而压缩可更换的分离插入物6。第一静止部86在第一方向70上的偏置有助于将第一静止部86牢固地定位在静止框架8中。

图4中示意性地示出当第一静止部86布置在第一近侧位置时，第一组弹簧72的至少一个弹簧元件74如何受压缩。

第一静止部86的一部分延伸穿过第一开口30。因此，在可旋转部件16的第一轴向端部24处，第一静止部86的至少一部分布置在可旋转部件16的外部。因此，第一静止部86可与静止框架8接合，以确保第一静止部86在模块化离心分离器2的操作期间保持静止。

第二静止部84的一部分延伸穿过第二开口28。因此，在转子壳82的第二轴向端22处，第二静止部84的至少一部分布置在可旋转部件16的外部。因此，第二静止部84可与静止框架8接合，以确保第二静止部84在模块化离心分离器2的操作期间保持静止。

在可旋转部件16的相反轴向端24,22处的第一开口30和第二开口28使可更换的分离插入物6容易安装在可旋转部件16中，其中第一流体连接件96和第二流体连接件94延伸穿过第一开口30和第二开口28中的相应一个。

因此，延伸穿过第一开口30的第一流体连接件97可延伸到模块化离心分离器2外部的设备。类似地，延伸穿过第二开口28的第二流体连接件95可延伸至模块化离心分离器2外部的设备。因此，第一流体连接件97和第二流体连接件95可连接到这种外部设备。

可更换的分离插入物6的流体连接件95,97,99从壳体52中延伸出。第二流体连接件95延伸穿过壳体52的第三开口58。另外，第二静止部84的至少一部分延伸穿过第三开口58。第一流体连接件97延伸穿过第四开口60。如上所述，第四开口60可设在壳体52中，或备选地，设置模块化离心分离器2的静止框架8的不同部分中。在这些实施例中，第三流体连接件99也延伸穿过第四开口60。

如以上结合图3所述，第三开口58可设在壳体52的盖54中。盖54构造成与可更换的分离插入物6的一部分接合。更特别地，盖54构造成与第二静止部84接合。因此，第二静止部84与静止框架8可释放地接合。因此，在使用模块化离心分离器期间，第二静止部84保持在预先限定的位置中。因此，在模块化离心分离器2的使用期间，第二流体接头95也旋转地固定。

盖54和第二静止部84之间的接合的目的在于防止第二静止部84在模块化离心分离器2的使用期间旋转。

此外，盖54和第二静止部84之间的接合有助于将可更换的分离插入物6定位在基部单元4中。在盖54的关闭位置中，盖54将第二静止部84压向转子壳82，使得可更换的分离插入物6内的密封件提供它们预期的密封功能。

此外，第二静止部84可与静止框架8可释放地接合，并且第二静止部84可克服第二方向71上的偏置沿轴向方向布置在第二近侧位置中。第二近侧位置比在可更换的分离插入物6的未安装状态下提供且如图2中所示的第二静止部84的第二远端位置更接近于转子壳82。

因此，通过将第二静止部84逆着偏置，克服第二方向71上的偏置朝转子壳82定位在第一近侧位置中而压缩可更换的分离插入物6。第二静止部84在第二方向71上的偏置有助于将第二静止部84牢固地定位在静止框架8中。

图4中示意性地示出当第二静止部84布置在第二近侧位置时，第二组弹簧140的至少一个弹簧元件142如何受压缩。

盖54可以以多种不同方式与第二静止部84接合。例如，第二静止部84可设有径向凹部134，并且盖54可设有延伸到径向凹部134中的突起136。备选地或附加地，例如，第二静止部84可设有轴向凸缘，并且盖54可邻接轴向凸缘。

图4中还示意性地示出当第一静止部86布置在第二近侧位置时，第三组弹簧154的至少一个弹簧元件156如何受压缩。

可旋转部件16包括截头圆锥形壁部件68，其在可旋转部件16的第一轴向端24的区域中具有假想的顶点。可更换的分离插入物6的一部分具有圆锥形或截头圆锥形的形状。可更换的分离插入物6的圆锥形或截头圆锥形部分由截头圆锥形壁部件68支承。可更换的分离插入物6的圆锥形或截头圆锥形部分可从布置在转子壳82的分离空间88中的分离盘92的截头圆锥形形状得到。

将理解的是，前文示出各种示例性实施例，且本发明仅由所附权利要求书限定。本领域技术人员将意识到，在不脱离如所附权利要求书限定的本发明的范围的情况下，可对示例性实施例进行修改，并且可将示例性实施例的不同特征进行组合以创建不同于本文中描述的实施例。