用於離心分離機的氣體驅動的固體物質排出和泵送活塞的製作方法

2023-04-23 10:17:06

專利名稱：：用於離心分離機的氣體驅動的固體物質排出和泵送活塞的製作方法用於離心分離機的氣體驅動的固體物質排出和泵送活塞
背景技術：
：己知很多不同類型的離心分離機用來基於比重將不均勻混合物分離為不同成分。通常，不均勻混合物，其也可稱為供給材料或液體，注入離心分離機的轉筒。轉筒高速旋轉並迫使混合物中具有高比重的成分通過沉澱與之分離。於是，緻密固體物質被緊緊地壓靠於轉筒的內表面或壁上形成為餅並且從餅徑向向內地形成澄清的液體。轉筒能以足以產生比重力大20,000倍的力的速度旋轉以使固體物質與離心濾液(centrate)分離。在固體物質沿著轉筒的壁聚集時，澄清的液體離開轉筒並作為"離心濾液"離開分離機。一旦確定已經聚集了期望量的固體物質，就將分離機置於將固體物質從分離機中移除的排出模式。通常，例如通過與內部刮泥器配合以將固體物質從轉筒的壁刮掉。常規的分離機在排出具體種類的固體物質和液體時具有很多缺點。例如，一些分離機可能不能完全排出粘性的固體物質，這會導致很差的生產率。很差的生產率對於高質量的固體物質(比如在製藥工藝中遇到的那些)而言是特別麻煩的。傳統的分離機還在將供給材料加速至轉筒的轉速時使材料受到非常高的剪切力，這會損壞例如敏感的化學或生物物質，比如完整的細胞。而且，其它分離機沒有提供處理和回收敏感固體物質的方便裝置。例如，通常需要操作者來輔助固體物質的排出和回收。需要這種操作者介入的分離機經常遇到汙染問題。此外，一些分離機採用很多機械部件來便於固體物質回收，這會影響分離機的耐久性。這些部件通常在分離機的外面或者其形式為帶來尺寸和兼容性問題的附加裝備。而且，對於常規的分離機而言，在不顯著增大維護成本的情況下進行清潔或者消毒是很困難的。期望具有一種能有效地用於上述類型固體物質的離心分離機，也就是產生粘性聚集或對於離心期間所產生的剪切力敏感的那些。還有用的是具有一種能在沒有外部汙染可能性或額外機械裝備的情況下易於回收這種固體物質的分離機。這種分離機也應當能方便地在原地清潔或消毒。
發明內容根據本發明，公開了一種離心分離機，其能在粘性固體物質情況下較好地運行並且使供應材料具有低剪切加速度。分離機能特別用於敏感固體物質，比如化學或生物物質。本發明的一種分離機能在沒有操作者介入或附加機械裝備之下回收敏感固體物質、液體、材料或其組合。分離機還能便於在原地清潔或消毒。分離機可包括圓柱形轉筒，其具有帶開口的錐形下端，供應材料或液體在供應運行模式期間能通過所述開口注入。在轉筒高速自轉或旋轉時，注入的供應液體遇到轉筒錐形下端的斜面。在液體繼續其徑向向外的運動時逐漸地施加旋轉的加速力。固體物質於是從供應液體分離並且沿著轉筒的內表面聚集，例如像餅一樣。另外，分離機可包括布置於轉筒內的與其內表面保持緊密配合關係的活塞組件。活塞的特徵在於上部和下錐形部，它們在分離機操作的不同模式期間被氣壓或液壓接觸。例如，在固體物質排出模式下，流體(比如壓縮氣體或液壓液體)相對於活塞的上部作用，推動其軸向地向下以迫使聚集的固體物質從轉筒經由其錐形下端中的開口離開。用於使活塞運動的壓縮氣體的示例性類型包括氮氣和氬氣。類似地，用於使活塞在轉筒中運動的示例性液壓液體可包括蒸餾水。在一個實施例中，轉筒的下端和活塞的下部具有互補的形狀以促進固體物質相對完全的排出。例如，轉筒的下端和活塞的下部的特徵能在於大致截頭圓錐形的形狀。對於本發明的分離機，活塞能在供應運行模式期間由於來自供應液體的液壓以及一個或多個活塞密封和轉筒內表面或內壁之間的摩擦力而保持在其最上位置。這樣的密封可圍繞活塞布置並且鄰近轉筒的內表面。活塞包括離心濾液閥，其能在供應模式期間被推動打開以允許供應液體在固體物質已經從其中分離之後，作為澄清液體從轉筒流出並且進入具有通向離心濾液出口的通道的離心濾液箱中。當活塞在固體物質排出期間由相對於活塞上部作用的流體向下推動時，離心濾液閥自動地閉合以防止聚集的固體物質進入離心濾液箱。在活塞保持於其最上位置時，在執行固體物質從供應液體高速分離時，允許活塞與轉筒一起旋轉。在供應模式和固體物質分離期間，澄清液體離開轉筒並且進入離心濾液箱。離心濾液箱還可包括隔離閥，其可以通過氣壓或液壓推動打開或閉合。例如，隔離閥在供應模式下打開以允許澄清液體流過離心濾液出口和打開的離心濾液出口閥以作為離心濾液離開分離機。在供應模式結束時，供應液體的液壓降低以使得活塞由一個或多個活塞密封和轉筒內壁之間的摩擦力以及聚集在轉筒內的任何固體物質基本上保持在其最上位置。在供應運行模式完成時，轉筒停止旋轉並且分離機中剩餘或殘留液體由於重力而流動穿過其錐形下端中的開口。分離機的特徵還在於換向組件，換向組件包括當殘留物換向閥處於轉筒的錐形下端中的開口處時可運動地定位於可旋轉的殘留物換向閥下方的固體物質換向閥。在殘留液體從轉筒排出時，殘留物換向閥處於閉合位置以允許液體從轉筒流動並且進入殘留液體排放通道。液體排放通道導入排出口，在此處殘留液體離開分離機。固體物質排出運行模式能例如在殘留液體基本上從分離機轉筒排出之後開始。在固體物質排出模式期間，殘留物換向閥致動器將殘留物換向閥旋轉至打開位置以使得固體物質換向閥能由固體物質換向活塞向上推動進入與轉筒中的開口相通。離心濾液出口閥於是閉合併且用於換向組件的固體物質排出口閥打開。隔離閥還由作用於與隔離閥相關的環形元件的液體(比如壓縮氣體或液壓液體)推動閉合，隔離閥控制它們的致動和運動。另外，如上所述，活塞在固體物質排出期間由相對於其上部作用的流體沿著豎直軸線向下推動。活塞隨後將聚集的固體物質從轉筒推動或"泵送"入導向至固體物質出口的固體物體通道，其特徵在於固體物質出口閥打開。在一個實施例中，一種用於離心分離機的固體物質排出組件的特徵在於可運動地貼靠於轉筒內表面的活塞。該活塞包括上部和下部。固體物質排出組件的特徵還在於操作以將流體引入位於活塞的上部上方的轉筒中的驅動口。當轉筒中活塞的上部上方的流體壓力相對於活塞的下部下方的流體壓力增大時，活塞在轉筒內運動。例如，在固體物質排出運行模式期間，將流體在活塞的上部上方引入轉筒中能使活塞軸向向下地運動。優選地，活塞被相對於轉筒軸向向下地推動。如上所述，在固體物質排出運行模式期間，將流體在活塞的上部上方引入轉筒中能使得活塞推動沿著轉筒內表面聚集的固體物質。固體物質排出組件還可包括操作以將流體在活塞的下部下方引入轉筒中的口。當轉筒中活塞的下部下方的流體壓力相對於活塞的上部上方的流體壓力增大時，活塞在轉筒內運動。例如，將流體在活塞的下部下方引入轉筒中引起活塞朝著轉筒的上端運動。在另一實施例中，離心分離機還可包括位於分離機上端區域中的閥，其可操作以使得轉筒在活塞的上部上方受壓。這種閥能響應於作用於與該閥可操作地相關的環形元件的流體壓力而致動。在另一個實施例中，本發明的分離機可包括下端具有開口的圓柱形轉筒。在供應運行模式期間，該轉筒操作來高速旋轉以從供應液體分離固體物質。如上所述，固體物質沿著轉筒的內表面聚集。分離機的特徵還在於固體物質排出組件和限定排放通道的閥元件。排放通道操作以在第一閥元件處於閉合位置時允許液體從轉筒中的開口排出。優選地，轉筒中的開口和排放通道可構造來使得液體由於重力從轉筒排出入通道。第一閥元件還能限定在供應運行模式期間與轉筒中的開口相配合或與之接近的供應通道。供應通道允許供應液體被注入轉筒。第一閥元件還能可操作地結合至用於繞著旋轉軸線旋轉該元件的閥致動器。在一個實施例中，分離機還可包括第二闊元件，其在第一閥元件處於閉合位置時與第一閥元件的下表面相配合。而且，分離機的特徵還在於閥活塞，第二閥元件鄰近地布置在閥活塞的最上端處。閥活塞能操作以使第二閥元件相對於轉筒運動。例如，在固體物質排出期間，閥活塞能使第二閥元件沿著豎直軸線向上運動以便與轉筒中的開口相配合。類似地，在供應運行模式期間，第一閥元件處於閉合位置並且限定供應通道，供應通道如上所述能與轉筒中的開口相配合以允許供應液體注入其中。在一個實施例中，本發明的分離機可包括部分地布置於閥活塞內的第一通道。例如，第一通道能在閥活塞最上端處與第二閥元件相配合。分離機轉筒中的開口和第一通道還能可構造來使得固體物質在固體物質排出期間從轉筒穿過第一通道。第一通道還能與部分地布置於閥活塞中的第二通道相配合以使得通過第二通道的口引入的流體可進入第一通道以便接觸其中的固體物質。優選地，通過第二通道的口引入的流體在第一通道的閥元件打開時進入第一通道以接觸其中的固體物質。分離機的闊活塞的特徵還在於圍繞其布置的環形凸緣，以使得閥活塞響應於作用於環形凸緣的流體壓力而運動。在一個實施例中，分離機還包括部分地布置於閥活塞內的第一通道。第一通道能與第二闊元件(例如在閥活塞的最上端處)相配合以及與部分地布置於閥活塞內的第二通道相配合。優選地，在第一通道的閥元件閉合時，通過第二通道的口引入的流體在活塞的下部下方進入轉筒。通過所述口引入的流體在轉筒中活塞的下部下方的流體壓力相對於活塞的上部上方的流體壓力增大以便引起活塞朝著轉筒的上端運動。本發明還提供一種用於從離心分離機排出固體物質的方法。在一個實施例中，該方法包括提供上述分離機和/或固體物質排出組件以及通過驅動口引入流體以相對於轉筒中活塞的下部下方的流體壓力增大活塞的上部上方的流體壓力以便引起活塞在轉筒內運動。該方法還可包括沿著轉筒的內表面排出聚集的固體物質。另外，該方法的特徵在於將供應液體注入轉筒中以便通過轉筒的高速旋轉分離固體物質。優選地，供應液體在通過驅動口引入流體之前注入轉筒。本發明的方法還包括使活塞基本上返回至最上位置。能通過將流體引入轉筒中活塞的下部下方以便相對於活塞的上部上方的流體壓力增大活塞的下部下方的流體壓力而使活塞基本上返回至最上位置。活塞優選地在排出沿著轉筒內表面聚集的固體物質之後基本上返回至其最上位置。本發明還預期以任何特殊順序或方式執行上述方法。本發明的其它特點和優點從下面結合附圖對本發明進行的具體描述中變得很明顯圖1是根據本發明的離心分離機的剖面圖；圖2是根據本發明的離心分離機的剖面圖3是圖2所示的特徵在於雷射傳感器組件的分離機的剖面圖；圖4是圖1中分離機的剖視圖，示出了供給模式下的操作；圖5是包括圖1中分離機的活塞和轉筒的細節剖視圖，示出了供給模式下的操作；圖6是圖1的分離機的剖視圖，示出了在從轉筒排放殘留液體時的操作；圖7是圖1中分離機的剖視圖，示出了固體物質排出模式下的操作；圖8是圖1中離心機的剖面圖，示出了當活塞基本上返回至其最高位置時在固體物質排出模式之後的操作；圖9是圖1所示分離機的下端區域在固體物質通道被清潔時的細節剖視圖10是圖1所示分離機的上部在供給模式下的細節剖視圖；和圖ll是圖l所示分離機的上部在固體物質排出模式下的細節剖視圖。具體實施例方式圖1示出了豎直剖面中的離心分離機，其中間部分移除以便也示出水平剖面。離心分離機包括安裝於分離機殼體13中心區域11中的圓柱形分離機轉筒10。優選地，分離機轉筒的長度可大於其直徑。通過使轉筒的長度比其直徑長，轉筒中的"端部效應(endeffects)"能相對於轉筒的內部體積最小化。一般來說，端部效應能由沿著轉筒內部任何傾斜部分(並且具體地接近其端部)的流體旋渦所引起。在一個實施例中，分離機轉筒10可以是具有較小直徑D以及長度L的圓柱型轉筒以使得L/D的比是大約5/1或更大。這種L/D的比傾向於防止轉筒內形成軸向波，因為這種波在行進過轉筒的長度時會基本上消散。通過使用大約5/1或更大的L/D比，本發明的分離機還能避免轉筒內需要擋板，擋板在常規分離機中用於最小化軸向波。圖1中的分離機還包括包含活塞12的活塞組件。如所示，活塞12可具有與轉筒10的錐形下端17的形狀相匹配的下錐形部。錐形下端17在用於分離機的供應模式操作期間用作供給液體的旋轉加速器。分離機的特徵還可在於在上部19中具有離心濾液箱30，其具有通過氣壓或水壓推動打開或閉合的隔離閥26。變速驅動馬達16還能通過傳動帶5連接至定位於分離機殼體13上端的軸環狀延伸部分22處的安裝軸承和主軸組件23的驅動帶輪18。本發明的分離機還能使用其它常規馬達和驅動系統來操作。優選地，軸承和主軸元件23可包括半球形部分1和短圓柱形主軸部分20，不過根據本發明也能使用其它適合的組件構造。在一個實施例中，半球形部分包括上半球形部分和下半球形部分。可選地，半球形部分1能抵靠著一個或多個基座的嚙合面。例如，圖l示出了分別與半球形部分1的上半球形部分和下半球形部分壓力接觸的基座24和25。一個能用於本發明分離機的示例性半球形部分已經由美國申請序列號No.10/874,150中描述，其通過參考結合於此。示例性的基座24和25可包括低摩擦部件，比如聚四氟乙烯(PTFE)或者特氟龍基(TEFLON，E丄duPontdeNemoursandCompany,1007MarketStreet,Wilmington,Delaware19898)的材料，以使得它們允許半球形部分1在分離機中心豎直軸線41附近一定程度的偏移。基座24和25傾向於防止半球形部分1徑向向外和軸向向上或向下的調整。而且，基座24和25能限制主軸部分20在操作期間繞著分離機的中心豎直軸線41高速旋轉時的豎直和水平轉動量。主軸部分20的轉動還可由可選的由例如橡膠製成的防擺動環21來阻尼。通過防止這種徑向或軸向調整和限制轉動量，與轉筒10的固有頻率相關的振動能降低。基座24和25還可以是例如弓形座元件，其基本上防止了平移(比如組件23或其殼體的旋轉平移)。通常，防止這種平移能有效地穩定半球形部分1。在一個實施例中，基座24和25能形成為連續的環元件或離散的穩定元件或這些元件的任意組合。基座24和25還可以是可調節的以使得它們與半球形部分1的壓力接觸能根據例如分離機的特殊處理要求而變化。基座24和25的這種可調節能力能通過例如使用一個或多個與之相關的調節元件來簡化。如上所述，本發明還預期使用可與半球形部分1的上半球形部分和/或下半球形部分壓力接觸的獨立基座。安裝軸承和主軸組件23的旋轉還能通過例如定位元件(比如防旋轉銷29)來防止。例如，圖1示出了銷29，其定位成延伸通過組件23中的放大開口。在一個實施例中，這種定位元件能與軸承和主軸組件23的安裝區域相配合以基本上防止組件23或其殼體的平移，例如旋轉平移。如所示，防旋轉銷29能在組件23上的開口內運動而不妨礙主軸部分20的轉動。分離機所經受的旋轉和轉動的程度能涉及出現高速分離時的速度。驅動電機16還能可控制地操作以使分離機轉筒10以期望的速度旋轉以便供應液體的分離。圖1中還示出了離心濾液箱30、離心濾液出口32、離心濾液出口閥33和離心濾液閥34，所有這些在操作期間都涉及從轉筒10移除澄清液體和從分離機移除離心濾液。如以下更具體地描述的，離心濾液箱30包括當在供應模式下供應液體進入轉筒10時打開的隔離閥26。隔離閥26可包括環形元件9，優選地，其圍繞隔離閥26布置。在供應模式期間，離心濾液出口閥33也保持打開。相反地，在從分離機泵送固體物質時，隔離閥26和離心濾液出口閥33都關閉。隔離閥在下面參照圖IO更具體地描述，圖10示出了分離機在供應模式期間的上部19。離心濾液出口閥33能手動地或經由常規的自動閥控制組件來關閉。分離機還包括分離機殼體13的下端區域39。圖1還示出了例如具有固體物質換向閥90的分離機的一個實施例，該換向閥90可運動地位於分離機殼體13下端區域39中，處於可旋轉的殘留物換向閥92的下表面的下面。可選地，殘留物換向閥92的下表面可具有部分地在固體物質換向閥90內延伸的特點。位於轉筒10錐形下端17上的開口76處的殘留物換向閥92示出為處於閉合位置，在供應模式期間保持閉合。在閉合時，閥92限定與供應液體口96相通的供應液體通道94，以及與殘留液體排放口100相通的殘留物排放通道98。殘留物換向閥92還可布置成連通到閥接收元件120內，所述閥接收元件120可提供為與分離機殼體13的下端39成整體。閥92還能從其閉合位置繞著軸線6旋轉以使得固體物質換向閥90能被向上推動為與通向轉筒的開口76相通。如圖1所示，本發明的分離機還可包括固體物質通道104，其優選地軸向地布置於固體物質換向活塞102內，並且在最下端延伸到換向活塞102之外以結合固體物質出口106和固體物質出口閥107。在固體物質排出運行模式期間，通道104、活塞102、口106和閥107每個都涉及到從離心分離機移除聚集的固體物質。在固體物質從分離機轉筒IO泵送時，固體物質出口閥107能打開以便例如允許固體物質從固體物質通道104穿過固體物質出口106以離開分離機。固體物質出口閥107可手動地或經由常規的自動閥控制組件打開。固體物質排出模式通常泵送和回收敏感固體物質，比如舉例來說完整的細胞，並且能例如將這些固體物質傳送到另一個工序上或不需要進行進一步操作的存儲容器上。固體物質在沒有被操作者處理的情況下，它們不大可能被損壞或被汙染。本發明的分離機，比如舉例來說圖l所示的分離機，其特徵在於通道、閥、活塞、致動器、組件、口、元件等的任何構造或布置，如上所述，它們將適合於具體應用。在固體物質換向活塞102內還可布置清潔通道108，優選地，清潔通道108平行於固體物質通道104並且可選地，在最低端延伸到活塞102之外以結合清潔口111。在最上端，清潔通道108可與固體物質通道104相通。清潔口111和通道108—起可有助於在固體物質排出模式之後回收殘留在通道104中的任何固體物質以及清潔或消毒分離器。一旦固體物質排出模式完成，清潔口111和通道108還能操作以軸向向上地推動活塞12。特別地，在固體物質從分離機泵送後，固體物質出口閥107能閉合以使得通過清潔口111和通道108引入的液體，例如壓縮氣體或液壓液體，接觸活塞12的下錐形部並且向上推動活塞直到其基本上返回到最上位置用於操作的下一個供應模式。用於移動活塞12的壓縮氣體的示例性類型包括氮氣和氬氣。類似地，能用於在轉筒10內移動活塞12的示例性液壓液體可包括蒸餾水。在另一個實施例中，本發明的分離機的特徵在於例如夾擠型或球型閥組件以便於固體物質的排出。常規的夾擠型閥組件對於在操作期間遇到膏狀固體物質的分離機而言是優選的。一種示例性的球型閥組件可包括布置於分離機殼體的下端區域中的半球形排出閥。球型閥組件的排出閥還可包括用於將供應液體和殘留液體從分離機轉筒中排放的通道。例如，排出閥能分別在供應運行模式和固體物質排出模式期間在閉合和打開位置之間旋轉。在供應模式期間，分離機殼體能閉合，除了球型閥組件的供應和殘留液體通道之外，它們可例如與轉筒錐形下端中的開口相通。球型閥組件還可包括例如一個或多個用於活塞縮回以及清潔或消毒分離機的口。能在本發明中使用的示例性球型閥組件已經由美國專利No.6,776,752描述，其通過參考結合於此。圖2示出了本發明的分離機的一個實施例，其包括布置於分離機殼體13的下端區域39中的球型閥組件40。優選地，球型閥組件40如所示其特徵在於排出閥42。例如，排出閥42能安裝於面向內的凸緣43的下面。在一個實施例中，排出閥42能結合有與供應液體口45相通的液體通道44，以及與殘留液體排放口47相通的殘留液體排放通道46。在凸緣43的下表面上還可布置l詢封48。在供應模式期間，圖2所述分離機的特徵在於處於閉合位置的排出閥42，其中其外部上表面抵靠閥封48。閥封48能由流體(比如舉例來說通過閥致動器49引入的壓縮空氣或液壓液體)充脹。優選地，閥封48在供應模式期間都保持膨脹。圖2示出了承載有固體物質的供應液體能通過供應液體口45引入。供應液體能從供應液體口45流入供應液體通道44。優選地，供應液體通道44和能軸向地布置於活塞縮回致動器52內的主通道50相通。主通道50的上端結合有噴射口154，用於在供應模式期間將供應液體注入轉筒IO的錐形下端17內的開口76中。本發明分離機的供應運行模式參照圖4在下面更具體地描述，圖4示出了分離機的一個實施例，其特徵在於活動地布置於分離機殼體13的下端區域39中並且處於可旋轉殘留物換向閥的下面的固體物質換向閥。參照圖2，例如，供應模式的又一特徵在於具有與分離機轉筒10的錐形下端17相接觸的活塞縮回致動器52。如所示，活塞縮回致動器52能響應於流體(比如舉例來說壓縮空氣或液壓液體)而軸向地上下運動。在固體物質已經從供應液體分離後，在轉筒中的殘留液體通過開口76排放到如上所述還保持在閉合位置的排出閥42的成形表面上時，活塞仍然保持與分離機轉筒IO相接觸。如圖2所示，殘留液體然後能由排出閥42的成形表面引導以便穿過殘留液體排放通道46。殘留液體穿過排放通道46並且最終通過殘留液體排放口47離開分離機。在一個實施例中，在流體口58處引入的流體壓力作用在圍繞活塞縮回致動器52布置的環形致動器凸緣57的下表面上以向上推動縮回致動器52。活塞縮回致動器52的軸向運動還可由通過致動器控制口54引入的流體來控制。例如，致動器控制口54能提供於分離器殼體13的下端區域39中以使得流體進入口54並且接觸圍繞活塞縮回致動器52布置的環形致動器凸緣57的上表面。致動器控制口54和流體口58還能協調地作用以通過流體伴隨地接觸環形致動器凸緣57的上表面和下表面而致動和運動活塞縮回致動器52。例如，活塞縮回致動器52在作用於環形致動器凸緣57的上表面上的壓力小於作用於其下表面的壓力時能被向上推動。在供應模式期間，活塞縮回致動器52能被軸向向上地推動並且保持為與轉筒10的開口76氣密地相通。活塞縮回致動器52和轉筒開口76的接口還能由布置於其間的例如PTFE或TEFLON基(E.I.duPontdeNemoursandCompany,1007MarketStreet,Wilmington,Delaware19898)的彈性密封所密封。優選地，活塞縮回致動器52還在活塞12基本上返回至其最高位置時(這通常在固體物質排出模式之後)與轉筒10的開口76氣密相通。如上所述，這種氣密相通能經由通過流體口58引入的流體壓力來獲得，所述流體壓力作用在圍繞活塞縮回致動器52布置的環形致動器凸緣57的下表面上。儘管流體還可在致動器控制口54處進入分離機，但施加於凸緣57上表面上的壓力將小於作用於其下表面上的壓力以保持氣密相通。優選地致動器控制口54不將流體引導至凸緣57的上表面以使得流體口58將完全控制活塞縮回致動器52的運動。為了將活塞12基本上返回至其最上位置，在流體壓力沿著豎直軸線41向上推動活塞縮回致動器52以便與轉筒開口76相通之後，流體在經由供應液體口45進入分離器轉筒10之後接觸活塞12的下錐形部。在活塞基本上返回至其最上位置時，通過供應液體口45引入的流體能被中止。活塞12然後由鄰近轉筒10內壁的一個或多個活塞密封之間的摩擦力基本上保持在其最上位置。如圖2所示，環形活塞密封59圍繞活塞12布置並且與轉筒10的內壁相接。密封59可包括部件，比如舉例來說PTFE或TEFLON基(E.I.duPontdeNemoursandCompany,1007MarketStreet,Wilmington,Delaware19898)的彈性材料。在活塞12基本上返回至其最上位置之前，分離機通常在固體物質排出模式下操作，在該模式下固體物質從轉筒10泵送。在圖2中所示本發明的分離機中，固體物質排出模式的特徵在於排出閥42繞著旋轉軸線6旋轉至打開位置以使得固體物質能在活塞12軸向向下地行進時離開分離機。分離機還能易於在原地清潔或消毒，優選地，在固體物質排出模式之後，並且排出閥42旋轉至打開位置。例如，為了在供應模式期間將排出閥42從閉合位置旋轉至打開位置，在固體物質排出模式期間，閥封48能縮坍。閥封能通過例如中止在闊致動器49處引入流體而縮坍。優選地，可包括活塞縮回致動器52的排出閥42上部偏移部分繞著旋轉軸線6旋轉90°，離開由凸緣43的內緣所限定的開口。在一個實施例中，在將排出閥42旋轉至用於固體物質排出模式的打開位置之前，活塞縮回致動器52從與轉筒IO的開口76氣密相通中移除。致動器52能例如如上所述那樣軸向向下地運動離開轉筒10。在活塞縮回致動器52從與轉筒開口76氣密相通中移除並且排出閥42旋轉至打開位置時，固體物質能通過轉筒10的錐形下端17從分離機泵送。優選地，固體物質在活塞12軸向向下地行進時從分離機轉筒泵送。總之，固體物質排出模式開始於分離機的上部19，比如下面參照圖7所示分離機更具體地描述的。如圖2所示，活塞12的特徵還在於刀刃62，其可幫助粘著在分離機轉筒10的錐形下端17附近或開口76處的特別膏狀的固體物質的分離。圖3是圖2所示的特徵在於雷射傳感器組件122的分離器的剖視圖。例如，組件122能通過任何適當的裝置安裝於分離機殼體13的內部或外部。總的來說，可利用光學元件，比如舉例來說調焦或反射元件，來方便組件122的任何適當的安裝選擇、構造或裝置。如所示，雷射傳感器組件可布置於分離機的上部19的上方或該上部19處。優選地，組件122布置於分離機殼體13上端的軸環狀延伸部分22的上方。雷射傳感器組件122能用於監測活塞12在分離機轉筒20內的軸向運動。在一個實施例中，分離機可以是例如任何常規類型的雷射發射器。例如，圖3所示雷射傳感器組件122能通過發射脈衝雷射124來監測活塞12的軸向運動。本領域的普通技術人員將理解到，通過發射然後檢測脈衝雷射124，組件122能提供行進時間測量(time-to-travelmeasurement),由此能確定活塞12在轉筒10內的位置。在一個實施例中，與活塞12相關並且優選地與雷射傳感器組件122光學地對齊(比如經由轉筒10的套筒60內的光學路徑)的反射表面或元件能將雷射反射回組件122。而且，這種行進時間測量還能給操作者提供關於活塞12已經行進的軸向距離的輸入。圖3中的雷射傳感器組件122能用於在活塞軸向地上下行進時監測轉筒內的活塞12，活塞軸向地上下行進是由於例如在轉筒10內移動活塞12的壓力的作用。本發明還預期使用其它基於例如超聲波、紅外線或輻射能發射裝置的這種常規組件或設備以監測活塞12的運動。圖4示出了本發明的分離機在供應模式期間操作的情況，其中轉筒IO和活塞12—起高速旋轉。例如，承載有固體物質的供應液體被注入轉筒並且在路徑64中流動直到轉筒錐形下端17的內表面。優選地，活塞12由來自澄清液體72的液壓保持在其最上位置處以使得其壓靠轉筒的套筒60，維持離心濾液閥34處於打開位置。在一個實施例中，離心濾液閥34由從套筒60延伸並且進入活塞12的銷67推動打開以沿著豎直軸線41向下推動閥34。離心濾液閥34能在例如彈簧66(其在以下更具體地描述)被向上推動時在固體物質排出模式期間閉合。離心濾液閥34和活塞12例如還能包括一個或多個密封。優選地，一個或多個密封能與離心濾液閥一起使用以防止澄清液體在離開分離機轉筒10之後再返回到其內部。這種密封還能被用來防止固體物質在排出模式下活塞12向下運動期間進入離心濾液箱30。而且，這種密封能允許分離機轉筒10位於活塞,12上方的一部分變得受壓並且保持受壓以使得活塞能在固體物質排出模式期間由流體壓力有效地向下推動。與離心濾液閥34和活塞12相關的密封還可防止澄清液體在轉筒10的內表面和活塞12之間流動。本發明還預期使用一個或多個與這裡所述的通道、閥、活塞、致動器、組件、口、元件等中的任何一個或全部相關的密封。離心濾液閥34和活塞12的示例性密封可包括比如舉例來說PTFE或TEFLON基的(E.I.duPontdeNemoursandCompany,1007MarketStreet,Wilmington,Delaware19898)彈性材料的部件。例如，這樣的密封在下面參照圖IO所示的分離機更具體地描述。如圖4所示，活塞12還能通過鄰近轉筒10內壁的活塞密封56之間的摩擦力基本上保持在其最上位置。優選地，這些密封56圍繞活塞12布置並且與轉筒10的內壁相接。在一個實施例中，密封56能由活塞12上的線性部分互相分開。密封56能例如防止活塞在其軸向運動期間失準並且提供來與轉筒的內表面一致地相通以使得轉筒可在活塞12的上面或下面有效地加壓。在另一個實施例中，活塞12的特徵在於多個圍繞其布置並且與轉筒10的內壁相接的密封。此外，可圍繞活塞12布置單個密封59來代替多個密封56，如舉例來說圖2所示。在一個實施例中，本發明分離機的轉筒10的內部的特徵在於耐刮擦型塗層。例如，這種塗層能沿著轉筒10的一部分或整個內表面布置。用於分離機轉筒內部的示例性塗層可包括硬鉻、氮化硼(boron-nitride)、鈦或其組合。優選地，耐刮擦型塗層能防止磨損轉筒。這種磨損能導致供應液體切變(shearing),這會阻止固體物質有效地分離和回收。轉筒內的耐刮擦型塗層還能提供用於其內表面和圍繞活塞12布置的一個或多個密封之間的一致相通。轉筒內表面和圍繞活塞12布置的一個或多個密封之間的一致相通能幫助比如如上所述轉筒的有效受壓以及聚集固體物質的有效回收。在由轉筒10的高速旋轉所產生的分離力作用下，圖4示出了被分離為聚集固體物質70和澄清液體72的供應液體。澄清液體72沿著路徑64繼續向上，通過離心濾液闊34並且在離心濾液排出孔74處離開轉筒。在一個實施例中，離心濾液排出孔74可布置於或基本上布置於分離機轉筒10的上端。優選地，排出孔74導入離心濾液箱30，離心濾液箱30特徵在於隔離閥26，隔離閥26例如在供應運行模式期間打開。隔離閥26能利用作用於圍繞閥26布置的環形元件9的流體(比如壓縮空氣或液壓液體)保持打開。例如，在供應模式下，流體能通過下部口4引入至環形元件9的下表面。然後澄清液體72能從離心濾液箱30進入離心濾液出口32(其特徵在於離心濾液出口閥33)。優選地，離心濾液出口閥33在供應模式期間打開以允許澄清液體72作為離心濾液73離開分離機。本發明的分離機還能用於如下應用中，即，需要保持離開分離機的離心濾液73的質量的情況。例如，作為離心濾液離開分離機的敏感有機聚合物可以是由給定分離得到的唯一期望的產品。實際上，本發明還期望離心濾液和固體物質都是期望產品的應用。在保持離開分離機的離心濾液的質量重要的應用中，本發明的分離機能用來降低由此所產生的澄清液體和離心濾液的總體切變。通常，這種切變能例如降低敏感離心濾液的質量。在一個實施例中，除了旋轉轉筒之外或替代旋轉轉筒，本發明的分離機能使用例如分離和/或固體物質回收裝置。分離裝置的一個示例是常規的成對圓盤組件。本發明的分離機可包括成對圓盤組件以便例如降低所產生澄清液體和離心濾液的總體切變。例如，成對圓盤組件能用於本發明分離機的應用，其中期望保持離心濾液的質量。本領域的普通技術人員將理解到，成對圓盤組件能在期望離心濾液的總體切變最小化之下執行從供應液體大致連續地分離固體物質。本發明的分離機還可包括一個或多個特徵，比如舉例來說緊固和安裝裝置，由此轉筒10能從分離機殼體13分離。優選地，在轉筒IO分離時，能用分離和/或固體物質回收裝置比如上述成對圓盤組件來替代活塞12及其相關組件。適於與替代的分離和/或固體物質回收裝置一起使用的分離機轉筒能隨後經由一個或多個零件結合至本發明的分離機。本發明的分離機於是能用於特殊應用。對於給定固體物質分離應用改變本發明分離機的構造的能力允許將這種分離和/或固體物質回收裝置用作由美國專利No.6,776,752所描述的軸向刮刀或活塞擠出組件，該專利通過參考結合於此。如圖4的分離機所示，在供應運行模式下，固體物質換向閥90能以氣密的方式保持為向上抵靠殘留物換向閥92的下表面。在一個實施例中，固體物質換向閥90的特徵在於比如舉例來說布置在其上的一個或多個密封。例如，這種密封可用於優選在活塞12的上部上方使分離機殼體13和轉筒IO受壓，以提供用於活塞12的運動。這種密封可包括部件，比如舉例來說PTFE或TEFLON基(E.I.duPontdeNemoursandCompany,1007Marketstreet,Wilmington,Delaware19898)的彈性材料。具有這種能使分離機殼體13和轉筒10受壓的密封，優選地，在活塞12的上部上方，隔離閥26能在例如固體物質排出模式期間保持打開。其中圖4中分離機的隔離閥26在例如固體物質排出運行模式期間保持打開的構造對於具體應用可以是有利的。優選地，圖4中所示分離機的特徵在於具有一個或多個密封的固體物質換向閥90。這種密封能提供分離機轉筒10的有效受壓，優選地，在例如隔離閥26在比如固體物質排出模式期間處於閉合位置時在活塞12的上部上方。例如，通過具有在固體物質排出運行模式期間閉合的隔離閥26，使活塞在轉筒內運動的體積加壓以及加壓所需的時間能減少。本發明參照圖2如上所述的分離機優選地特徵在於隔離閥26，其在期望例如在活塞12的上部上方向分離機轉筒IO加壓以軸向地運動活塞時(比如在固體物質排出運行模式期間)處於閉合位置。在隔離閥閉合時，殼體13和轉筒10之間的體積不需要加壓，並且殼體也不需要構造為能保持這樣的加壓。包括部件，比如舉例來說PTFE或TEFLON基(E.I.duPontdeNemoursandCompany,1007MarketStreet,Wilmington,Delaware19898)彈性材料，的密封還能例如布置於殘留物換向閥92上或與之相關，以便優選地，密封所述閥92和固體物質換向閥90之間的接口。在一個實施例中，固體物質換向閥卯能由固體物質換向活塞102(閥90布置在活塞102的最上端上並且與活塞102的固體物質通道104相通)向上推動。如圖4所示，在致動器口112處引入的氣體或液體壓力作用於圍繞固體物質換向活塞布置的環形凸緣110的下表面以向上推動活塞102。固體物質換向活塞102響應於氣體或液體壓力軸向地上下運動。換向活塞102的軸向運動還可由通過控制口113引入的壓縮氣體或液壓流體來控制。控制口113設置於分離機的下端區域39中以使得壓縮氣體或液壓流體進入口113並且接觸圍繞固體物質換向活塞102布置的環形凸緣110的上表面。控制口113和致動器口112還能協調地作用以通過用壓縮氣體或液壓流體伴隨地接觸環形凸緣110的上表面和下表面來致動和運動換向活塞。圖4中還示出了位於轉筒10底部的開口76處處於閉合位置的殘留物換向閥92。閥92限定與供應液體口96相通的供應液體通道94以使得供應液體能沿著路徑64注入轉筒10。供應液體通過一個縫隙注入轉筒10以使得在轉筒旋轉時殘留物換向閥92不需要接觸轉筒10，以防止閥92和轉筒10的機械磨損。操作地結合至閥92的是殘留物換向閥致動器114。可以是氣壓或液壓氣缸的致動器114使殘留物換向閥92從其閉合位置繞著軸線6旋轉。在供應液體供應通過供應液體通道94並且進入轉筒10的底部時，固體物質換向活塞102的固體物質出口106的特徵在於固體物質出口閥107處於閉合位置。在一個實施例中，本發明的分離機能在澄清液體72沿著路徑64向上、通過離心濾液閥34並且在離心濾液排出孔74處離開轉筒10時降低澄清液體72的總體切變程度。例如，澄清液體72的總體切變程度能由澄清液體72比如圖5所示的運動來降低。圖5示出了本發明的分離機並且，特別地，通過設計離心濾液閥34能引起澄清液體沿著底流路徑129的底流效應(underfloweffect)。圖5中所示的底流路徑通過例如轉筒10和離心濾液閥34在供應模式期間的構造和/或布置浸入在澄清液體72的外部邊界130的下面。優選地，通過具有浸入在外部邊界130下面的底流路徑130，氣流、表面波，轉筒10的任何不同心效應等總體上傾向於不幹擾澄清液體的運動。例如，通過不幹擾澄清液體的運動，可使用本發明的分離機而使其總體切變程度最小化。如圖5中所示，底流路徑129還傾向於避免與沿著轉筒10的內表面聚集的固體物質70相接觸，從而避免由於這種接觸能產生的澄清液體的任何切變。通常，在常規分離機中，澄清液體的流動沿著表面邊界，比如舉例來說位於聚集的固體物質處的邊界或分離機轉筒的內表面處的邊界。特別地，常規分離機內的科裡奧利(coriolis)加速效應傾向於引起澄清液體沿著位於轉筒內部的表面邊界流動，使液體暴露於轉筒中的任何潛在剪切力。本發明分離機中的澄清液體72的底流路徑129避免任何這種表面邊界以限制總體切變的程度。圖6示出的分離機的殘留物換向閥92閉合以允許將殘留液體132排放到轉筒10外面並且進入殘留液體排放通道98。排放通道98通入殘留液體排放口100，在該處殘留液體132最終從分離機排放。在一個實施例中，殘留液體132還能例如回到與分離機相關的供料容器。因此供料容器能給分離機提供殘留液體，例如用於供應液體的進一步固體物質分離。液體132通常在供應模式完成並且已經執行高速旋轉分離之後通過重力從分離機排放。供應液體口96也閉合或在充足的反壓力之下以防止液體132通過供應液體通道94離開分離機。雖然轉筒10和活塞12不再旋轉，聚集的固體物質70仍然保持緊緊地壓靠分離機轉筒10的內表面。在固體物質排出運行模式期間，聚集的固體物質70能從轉筒10回收。在殘留液體132從轉筒IO排放時，活塞12也主要由鄰近轉筒10內壁的活塞密封56之間的摩擦力基本上保持在其最上位置中。圖6中，還示出了具有閉合的固體物質出口閥107和打開的離心濾液出口閥33的分離機。離心濾液箱30的隔離閥26還在其處於操作的整個供應模式時維持打開。還示出了固體物質換向活塞102以及圍繞活塞102布置的環形凸緣110。環形凸緣110的下表面由流體，比如舉例來說通過致動器口112引入的壓縮氣體或液壓液體接觸，以使得固體物質換向活塞102將固體物質換向閥90向上保持為與殘留物換向閥92氣密地一致。固體物質換向閥90和殘留物換向閥92之間的一致允許殘留液體132排放到轉筒IO外面並且進入殘留液體排放通道98中，在該處液體離開分離機。在殘留液體132已經基本上從轉筒IO排放後，分離機準備在固體物質排出模式下泵送聚集的固體物質70。離心濾液出口閥33和隔離閥26在固體物質泵送之前閉合。如上所述，離心濾液出口閥33可手動地或經由自動閥控制組件閉合。隔離閥26通過中斷由分離機的下部口4引入的流體而閉合。流體己經作用在圍繞隔離閥26布置的環形元件9的下表面上以維持其打開。對於固體物質排出模式，如圖7所示，流體，比如舉例來說壓縮氣體或液壓液體，替代地接觸環形元件9的上表面以致動和閉合隔離閥26。流體在固體物質排出期間通過上部口61引入並且接觸環形凸緣9以使隔離閥26壓靠著布置在分離機上部19上的凸緣51。圖7示出了分離機在固體物質排出運行模式下的操作。圖7縱向剖開以示出活塞12的兩個分開位置。在左邊，活塞通過其向下行程的一半，並且在右邊，活塞處於其完成排出操作的行程的最下點，並且其下錐形部靠在轉筒IO錐形下端17的內表面。如所示，活塞由例如流體(比如相對於活塞12的上部作用的壓縮氣體或液壓液體)沿著豎直軸線41被向下推動。還示出了在彈簧66的向上推動力之下處於閉合位置的離心濾液閥34。彈簧66通過聚集固體物質70和活塞12的下錐形部之間在其向下行進期間的相互作用來被向上推動。在活塞12向下行進時，聚集的固體物質70在轉筒IO的底部處從開口76壓出。活塞12的下錐形部和轉筒IO的錐形下端17的內表面被機械加工以便精密地配合來將聚集的固體物質70儘可能多地有效移除。活塞12沿著豎直軸線41的運動主要由通過分離機的上部19中的驅動口2引入的流體所引起。在離心濾液箱30以及轉筒10的位於布置於其中的活塞12的上部上方的區段完全地密封並且加壓時，在驅動口2處引入的流體壓力最終接觸活塞12的上部。離心濾液箱30和轉筒10處於活塞12上部上方的區段在隔離閥26閉合時能密封並且加壓。此外，當隔離閥26利用通過上部口61引入的壓縮氣體或液壓流體向下推壓凸緣51時，隔離閥26閉合。壓縮氣體或液壓流體最終接觸環形元件9的上表面，其致動隔離閥26。用於離心濾液出口32的離心濾液出口闊33在固體物質排出模式期間也手動地或由自動閥控制組件閉合。隔離閥26在下面參照圖11更具體地描述，其中示出了在固體物質排出模式期間分離機的上部19。當活塞12被軸向向下推動時固體物質排出模式在分離機的上部19中開始。在分離機的下端區域39處，當殘留物換向閥92利用殘留物換向閥致動器114從其閉合位置旋轉時開始泵送模式。閥致動器114響應於例如液體壓力使殘留物換向閥繞著軸線6旋轉。在固體物質換向活塞90已經從接觸殘留物換向閥92沿著豎直軸線41降低之後，閥92優選地從其閉合位置中旋轉90°。固體物質換向活塞卯於是在流體(比如壓縮空氣或液壓流體)通過致動器口112施加以作用於環形凸緣110的下表面上時沿著豎直軸線41被向上推動。固體物質換向活塞102的運動還可由通過能與致動器口112協調動作的控制口113引入的流體壓力來控制。於是，在作用於環形凸緣110上表面的壓力小於作用於其下表面的壓力時，固體物質換向活塞102被向上推動。如所示，固體物質換向活塞102被軸向地向上推動以使得固體物質換向閥90保持與分離機轉筒IO底部處的開口76氣密性地相通。固體物質換向閥90和轉筒開口76的接口還能由布置於其間的密封所密封，所述密封包括部件，比如PTFE或TEFLON基(E.I.duPontdeNemoursandCompany,1007MarketStreet,Wilmington,Delaware19898)的彈性材料，以使得從轉筒10泵送的任何固體物質將不會通過接觸周圍環境而被汙染。密封接口還防止聚集的固體物質70在回收期間損耗。被推動通過轉筒10底部中的開口76的聚集固體物質70進入固體物質通道104，固體物質通道104部分地布置於固體物質換向閥90下面的固體物質換向活塞102內。固體物質通道104延伸到活塞102的最下端之外，導入到固體物質出口106。如上所示，在排出之前，出口106的固體物質出口閥107打開以使得泵送的固體物質能穿過出口和閥106、107離開分離機。固體物質出口和閥106、107還能構造為使得泵送物質在不經過操作者進一步處理的情況下被傳送到另一個處理或存儲容器，這降低了汙染的可能性或機會。在活塞12到達其向下行程的最下點並且抵靠轉筒10的錐形下端17的內表面時，固體物質排出完成。在聚集的固體物質70已經從轉筒10排出後，活塞12利用作用於活塞12下錐形部的流體基本上返回至其最上位置，如圖8中所示。在分離機的上部19中的驅動口2引入的、已經作用在活塞12的上部上的流體(比如舉例來說壓縮氣體或液壓液體)在活塞能沿著軸線41向上推動之前中斷。圖8中還示出了在從清潔口lll通過清潔通道108進入分離機之後接觸活塞12下錐形部的流體。在固體物質出口閥107閉合時，在清潔口111處引入的流體最終穿過轉筒開口76以向上推動活塞12。分離機轉筒IO還可在活塞12被向上運動時或在其已經基本上到達其最上位置之後在原地清潔或消毒。在聚集的固體物質基本上從分離機泵送之後，固體物質出口閥107從打開位置轉換至閉合位置。出口閥107在活塞12被向上推動時和接下來的整個供應循環期間保持閉合位置。圖8還示出了，在活塞12的下錐形部被例如壓縮氣體或液壓液體接觸之前，用於離心濾液箱30的隔離閥26和隔離濾液出口閥33打開。流體也不再通過分離機上部19中的上部口61引入。而是，流體(比如舉例來說壓縮氣體或液壓流體)通過下部口4進入分離機以最終接觸圍繞隔離閥26布置的環形元件9的下表面以打開閥26。在活塞12的向上行程完成之後，活塞由鄰近轉筒10內壁的活塞密封56之間的摩擦力基本上保持在其最上位置。固體物質換向活塞102在活塞12被向上推動時保持與轉筒10底部處的開口76氣密性地相通。氣密相通利用通過致動器口112引入的流體壓力獲得，流體壓力作用於圍繞固體物質換向活塞102布置的環形凸緣110的下表面。雖然流體(比如舉例來說壓縮氣體或液壓液體)還能在控制口113處進入分離機，但是施加於環形凸緣110上表面上的壓力將小於作用於其下表面的壓力以保持氣密相通。還優選地，控制口113不將流體引入環形凸緣110的上表面以使得致動器口112能完全地控制固體物質換向活塞102的運動。在活塞12基本上到達其最上位置時，固體物質換向閥90響應於固體物質換向活塞102的運動而沿著軸線41被向下拉動，以使得殘留物換向閥92能繞著旋轉軸線6旋轉至其閉合位置。殘留物換向閥92由殘留物換向閥致動器114旋轉閉合。固體物質換向活塞102能通過中斷或降低事先施加於致動器口112的流體壓力來降低。固體物質換向活塞102的運動還可由通過能與致動器口112協調作用的控制口113引入的流體壓力控制。控制口113允許流體(比如舉例來說壓縮氣體或液壓液體)接觸環形凸緣110的上表面。於是，在作用於環形凸緣110上表面的壓力大於作用於其下表面的壓力時，固體物質換向活塞102被向下推動。圖9更詳細地示出了分離機的下端區域39，其中殘留物換向閥92返回至其閉合位置。雖然未示出，活塞已經基本上返回至其在轉筒內的最上位置。如上所述，活塞能由鄰近轉筒內壁的活塞密封之間的摩擦力保持在最上位置。在圖9中，固體物質換向閥90由固體物質換向活塞102保持為向上抵靠殘留物換向閥92的下表面。如所示，在致動器口112處引入的流體(比如舉例來說壓縮氣體或液壓液體)作用於圍繞換向活塞102布置的環形凸緣110的下表面以將其沿著軸線41向上推動。雖然固體物質排出模式已經完成，固體物質能剩餘在活塞102的固體物質通道104中。為了移除剩餘固體物質，流體(比如舉例來說壓縮氣體或液壓液體)在固體物質出口閥107打開時通過清潔通道108的清潔口111引入。清潔通道108和口111延伸到固體物質換向活塞102的最下端之外，並且清潔通道部分地布置於活塞102內。清潔通道108還在其最上端與活塞102的固體物質通道104相通。這個相通允許在清潔口111處引入的流體穿過清潔通道108並且進入固體物質通道104。在固體物質出口閥107打開時，流體將通道104中的剩餘固體物質朝著固體物質出口106推動。如上所述，在固體物質出口閥107閉合時，清潔通道108和口111操作來軸向向上地推動活塞12並且使其基本上返回至最上位置以便操作的接下來供應循環。如所示，固體物質通道104與固體物質出口106相通以使得通道104中的任何剩餘固體物質能通過穿過固體物質出口閥107而離開分離機。固體物質出口106可在比如舉例來說操作者的沒有進一步處理的情況下將回收的固體物質傳送到另一個處理或存儲容器。清潔通道108和口111還能用於清潔或消毒固體物質通道104以及固體物質出口106和閥107。這種原地清潔或原地消毒處理對於讓離心分離機準備接下來的操作循環而言是方便的。這些處理還增大了固體物質回收生產率並且能降低汙染的可能性或機會。圖10示出了更詳細地示出了處於供應運行模式期間的分離機的上部19，其中隔離閥26處於打開位置。在供應模式下，如上所述，活塞12由來自供應液體的流體壓力以及鄰近轉筒10內壁的活塞密封之間的摩擦力保持在其最上位置。如所示，隔離闊26能分別由沿著豎直軸線41的上下運動來推動打開或閉合。隔離閥26由例如作用於圍繞閥26布置的環形元件9的下表面的壓縮氣體或液壓液體向上推動。壓縮氣體或液壓液體通過下部口4提供至環形元件9的下表面。圖IO還示出了用於離心濾液閥34的可選密封140以及用於活塞12的密封145。優選地，密封145能防止澄清液體在活塞12和分離機轉筒10的內表面之間流動。如上所述，密封140能用來防止固體物質在固體物質排出模式下活塞12向下運動期間進入離心濾液箱30。密封145能允許活塞12上方的轉筒IO變得受壓並且保持受壓以使得活塞能在固體物質排出模式期間由液壓有效地向下推動。本發明還預期能用於本發明任何一個實施例中的另外密封。圖10中還示出了與凸緣51分開以使得活塞12和轉筒10能在沒有顯著機械磨損情況下自由旋轉的隔離閥26。在隔離閥處於打開位置時，允許離心濾液70通過穿過離心濾液排出開口74進入離心濾液箱30。離心濾液70在其穿過離心濾液出口32以及在供應模式下也保持在打開位置的離心濾液出口閥33之後最終離開分離機。離心濾液出口閥33可手動地或通過自動閥控制打開。圖11更詳細地示出了在固體物質排出運行模式期間的分離機的上部19。如所示，隔離閥26由作用於圍繞閥26布置的環形元件9的上表面的流體(比如舉例來說壓縮氣體或液壓液體)向下推動。流體通過上部口61提供至環形元件9的上表面。在固體物質排出模式之前，引入至環形元件9下表面並保持隔離閥26打開的流體優選地中斷。轉筒10和活塞12也不再旋轉以使得隔離閥26能抵靠在凸緣51上。在隔離閥26與凸緣51相接觸並且如上所述離心濾液出口閥33閉合時，離心濾液箱30和轉筒IO的布置於其中的活塞12的上部上方的區段能被加壓。當流體(比如舉例來說壓縮氣體或液壓液體)在驅動口2處引導至分離機時，離心濾液箱30和轉筒IO位於活塞12上部上方的區段的加壓出現。流體由於閥26和凸緣51之間的氣密性一致而不會離開離心濾液箱30。由部件，比如舉例來說PTFE或TEFLON基(E.I.duPontdeNemoursandCompany,1007MarketStreet,Wilmington,Delaware19898)的彈性材料製成的密封還可布置於閥26上以密封其與凸緣51的接口。例如，在一個實施例中，比如與閥26相關的密封能防止澄清液體進入分離機殼體13。由於離心濾液箱30和轉筒10位於活塞12上方的區段受壓，隔離閥26就相對於凸緣51保持閉合。離心濾液箱30和轉筒10位於活塞12上方的區段受壓最終在活塞12上方提供了比其下錐形部下面要大的壓力。壓力差引起活塞12在流體接觸活塞的上部時沿著豎直軸線41被向下推動。活塞12的向下軸線運動，如上所述以及如圖7所示，沿著轉筒10的內壁推動任何聚集的固體物質穿過其錐形下端17中的開口76。下面的表格用於更全面地表現和描述用於上述本發明各個實施例的操作模式。表I僅以舉例的方式提供了圖1所示分離機的隔離閥26、離心濾液閥34、離心濾液可出口閥33、固體物質出口閥107、固體物質換向閥90以及殘留物換向閥92的位置或構造。表I還僅以舉例的方式提供了圖1所示分離機的每個閥在離心濾液從轉筒排放、活塞在固體物質排出後基本上返回至最上位置以及在圖1所示分離機原地清潔或消毒時的位置或構造。閥26、34、33、107、90、92每個都在圖1所示的分離機中示出。表I並不是要以任何方式限制本公開的範圍或本發明的任何具體實施例。表Itableseeoriginaldocumentpage32雖然已經結合優選實施例描述了本發明，但是本領域普通技術人員在閱讀前述說明之後，將能對這裡所述的成分、物品、方法和裝置實現各種變化、等同替換和其它改變。例如，流體壓力在其它實施例中可由電機力取代而沒有限制。類似地，活塞和轉筒的下部和端部分別可以不是錐形的，儘管優選地為了固體物質回收，它們的形狀是互補的。而且，本發明還預期這裡所述的各種通道、閥、活塞、致動器、組件、口、元件等可以是適於離心分離機操作的任何構造或布置。上述實施例每個還可包括或結合所有其它實施例的任何變化。例如，這裡所述的雷射傳感器組件能與本發明的任何或所有實施例相結合地使用。因此專利證書所準予的保護範圍應當僅由所附權利要求所包含的限定及其等同概念所限制。權利要求1.一種用於離心分離機的固體物質排出組件，包括活塞，其可運動地貼靠於分離機轉筒的內表面，該活塞包括上部和下部；以及驅動口，其操作以在活塞的上部上方將流體引入轉筒中，其中，在轉筒中位於活塞的上部上方的流體壓力相對於活塞的下部下方的流體壓力增大引起活塞在轉筒內運動。2.根據權利要求1的用於離心分離機的固體物質排出組件，其中在固體物質排出運行模式期間，在活塞的上部上方將流體引入轉筒中引起活塞推動沿著轉筒內表面聚集的固體物質。3.根據權利要求1的用於離心分離機的固體物質排出組件，其中轉筒的下端和活塞的下部具有互補形狀。4.根據權利要求3的用於離心分離機的固體物質排出組件，其中活塞的下部和轉筒的下端具有大致截頭圓錐體形狀。5.根據權利要求1的用於離心分離機的固體物質排出組件，還包括口，其操作以在活塞的下部下方將流體引入轉筒中，其中，在轉筒中位於活塞的下部下方的流體壓力相對於活塞的上部上方的流體壓力增大引起活塞在轉筒內運動。6.根據權利要求5的用於離心分離機的固體物質排出組件，其中，將流體在活塞的下部下方引入轉筒中引起活塞朝著轉筒的上端運動。7.根據權利要求1的用於離心分離機的固體物質排出組件，還包括位於分離機上端區域中的閥，其中該閥可操作以使得位於活塞的上部上方的轉筒受壓。8.根據權利要求7的用於離心分離機的固體物質排出組件，其中，所述閥響應於向與所述閥可操作地相關的環形元件施加的流體壓力而致動。9.一種離心分離機，包括用於分離機的圓柱形轉筒，其下端具有開口，該轉筒在供應運行模式期間被操作高速旋轉以將固體物質從供應液體中分離，其中固體物質沿著轉筒的內表面聚集；固體物質排出組件，包括活塞，其可運動地貼靠於分離機轉筒的內表面，該活塞包括上部和下部；以及驅動口，其操作以在活塞的上部上方將流體引入轉筒中，其中，在轉筒中位於活塞的上部上方的流體壓力相對於活塞的下部下方的流體壓力增大引起活塞在轉筒內運動；以及第一閥元件，其中第一閥元件限定排放通道，該排放通道操作以在第一閥元件處於閉合位置時允許液體從轉筒中的開口排放。10.根據權利要求9的離心分離機，其中，在固體物質排出運行模式期間，將流體在活塞的上部上方引入轉筒中使得活塞相對於轉筒軸向向下地運動。11.根據權利要求10的離心分離機，其中，在固體物質排出運行模式期間，活塞迫使沿著轉筒的內表面聚集的固體物質通過轉筒的開口。12.根據權利要求9的離心分離機，其中，轉筒中的開口以及排放通道可構造成使得液體能由於重力而從轉筒排放入排放通道。13.根據權利要求9的離心分離機，其中，第一閥元件限定供應通道，在供應運行模式期間該供應通道與轉筒的開口相配合以允許供應液體注入轉筒。14.根據權利要求9的離心分離機，其中，第一閥元件可操作地結合至用來使第一閥元件繞著旋轉軸線旋轉的閥致動器。15.根據權利要求9的離心分離機，其中，轉筒的下端和活塞的下部的形狀互補。16.根據權利要求15的離心分離機，其中，活塞的下部和轉筒的下端具有大致截頭圓錐形形狀。17.根據權利要求9的離心分離機，還包括口，其操作以在活塞的下部下方將流體引入轉筒中，其中，在轉筒中位於活塞的下部下方的流體壓力相對於活塞的上部上方的流體壓力增大引起活塞在轉筒內運動。18.根據權利要求17的離心分離機，其中，將流體在活塞的下部下方引入轉筒中引起活塞朝著轉筒的上端運動。19.根據權利要求9的離心分離機，還包括位於分離機上端區域中的閥，其中該閥可操作以使得位於活塞的上部上方的轉筒受壓。20.根據權利要求19的離心分離機，其中，所述閥響應於向與所述閥可操作地相關的環形元件施加的流體壓力而致動。21.—種離心分離機，包括用於分離機的圓柱形轉筒，其下端具有開口，該轉筒在供應運行模式期間被操作高速旋轉以將固體物質從供應液體中分離，其中固體物質沿著轉筒的內表面聚集；固體物質排出組件，包括活塞，其可運動地貼靠於分離機轉筒的內表面，該活塞包括上部和下部；以及驅動口，其操作以在活塞的上部上方將流體引入轉筒中，其中，在轉筒中位於活塞的上部上方的流體壓力相對於活塞的下部下方的流體壓力增大引起活塞在轉筒內運動；鄰近轉筒開口的第一閥元件，第一閥元件可操作地結合至用於使第一閥元件繞著旋轉軸線旋轉的閥致動器，第二闊元件，在第一閥元件處於閉合位置時所述第二閥元件與第一閥元件的下表面相配合；以及閥活塞，第二閥元件鄰近地布置在所述閥活塞的最上端處，閥活塞操作以使第二閥元件相對於轉筒運動。22.根據權利要求21的離心分離機，其中，在固體物質排出運行模式期間，閥活塞使第二閥元件沿著豎直軸線向上運動以便和轉筒中的開口相配合。23.根據權利要求21的離心分離機，其中，在供應運行模式期間，第一閥元件處於閉合位置，限定與轉筒中的開口相配合的供應通道以允許將供應液體注入轉筒。24.根據權利要求21的離心分離機，其中，第一閥元件限定排放通道，排放通道操作以允許在第一閥元件處於閉合位置時液體由於重力而從轉筒中的開口排放。25.根據權利要求21的離心分離機，其中，第一通道部分地布置於閥活塞內，第一通道在閥活塞的最上端處與第二閥元件相配合，從而轉筒中的開口和第一通道可構造成使得在固體物質排出運行模式期間固體物質從轉筒穿過第一通道。26.根據權利要求25的離心分離機，其中，第一通道與部分地布置於閥活塞內的第二通道相配合，從而當第一通道的閥元件打開時，通過第二通道的口引入的流體進入第一通道以接觸其中的固體物質。27.根據權利要求21的離心分離機，其中，環形凸緣圍繞閥活塞布置，從而閥活塞響應施加於環形凸緣的流體壓力而運動。28.根據權利要求21的離心分離機，其中，在固體物質排出運行模式期間，將流體在活塞的上部上方引入轉筒中使得活塞相對於轉筒軸向向下地運動。29.根據權利要求28的離心分離機，其中，在固體物質排出運行模式期間，活塞迫使沿著轉筒的內表面聚集的固體物質通過轉筒的開口。30.根據權利要求21的離心分離機，其中，轉筒的下端和活塞的下部具有互補的形狀。31.根據權利要求30的離心分離機，其中，活塞的下部和轉筒的下端具有大致截頭圓錐形形狀。32.根據權利要求21的離心分離機，還包括口，其操作以在活塞的下部下方將流體引入轉筒中，其中，在轉筒中位於活塞的下部下方的流體壓力相對於活塞的上部上方的流體壓力增大引起活塞在轉筒內朝著其上端運動。33.根據權利要求21的離心分離機，還包括位於分離機上端區域中的閥，其中該閥可操作以使得位於活塞的上部上方的轉筒受壓。34.根據權利要求33的離心分離機，其中，所述閥響應於向與所述閥可操作地相關的環形元件施加的流體壓力而致動。35.根據權利要求21的離心分離機，其中，第一通道部分地布置於閥活塞內，第一通道在閥活塞的最上端處與第二閥元件相配合，並且第二通道部分地布置於闊活塞內。36.根據權利要求35的離心分離機，其中，在第一通道的閥元件閉合時，通過第二通道的口引入的流體在活塞的下部下方進入轉筒，從而在轉筒中位於活塞的下部下方的流體壓力相對於活塞的上部上方的流體壓力增大引起活塞在轉筒內朝著其上端運動。37.—種用於從離心分離機排出固體物質的方法，包括提供固體物質排出組件，該固體物質排出組件包括活塞，其可運動地貼靠於分離機轉筒的內表面，該活塞包括上部和下部；以及驅動口，其操作以在活塞的上部上方將流體引入轉筒中，其中，在轉筒中位於活塞的上部上方的流體壓力相對於活塞的下部下方的流體壓力增大引起活塞在轉筒內運動；將流體通過驅動口引入以使轉筒中位於活塞的上部上方的流體壓力相對於活塞的下部下方的流體壓力增大從而引起活塞在轉筒內運動；以及把沿著轉筒內表面聚集的固體物質從轉筒排出。38.根據權利要求37的方法，還包括將供應液體注入轉筒中以便在通過驅動口引入流體之前通過轉筒的高速旋轉將固體物質從轉筒中分離。39.根據權利要求37的方法，還包括在把沿著轉筒內表面聚集的固體物質從轉筒排出之後，通過在活塞的下部下方將流體引入轉筒中以使轉筒中活塞的下部下方的流體壓力相對於活塞的上部上方的流體壓力增大從而使活塞在轉筒內運動，使活塞基本上返回至最上位置。40.—種用於從離心分離機排出固體物質的方法，包括提供離心分離機，該離心分離機包括用於分離機的圓柱形轉筒，其下端具有開口，該轉筒在供應運行模式期間被操作高速旋轉以將固體物質從供應液體中分離，其中固體物質沿著轉筒的內表面聚集；固體物質排出組件，其包括可運動地貼靠於所述轉筒的內表面的活塞，該活塞包括上部和下部；以及驅動口，其操作以在活塞的上部上方將流體引入轉筒中，其中，在轉筒中位於活塞的上部上方的流體壓力相對於活塞的下部下方的流體壓力增大引起活塞在轉筒內運動；鄰近轉筒開口的第一閥元件，第一閥元件可操作地結合至用於使第一閥元件繞著旋轉軸線旋轉的閥致動器；第二閥元件，在第一閥元件處於閉合位置時所述第二閥元件與第一閥元件的下表面相配合；以及閥活塞，第二閥元件鄰近地布置在所述閥活塞的最上端處，閥活塞操作以使第二閥元件相對於轉筒運動；將流體通過驅動口引入以使轉筒中位於活塞的上部上方的流體壓力相對於活塞的下部下方的流體壓力增大從而引起活塞在轉筒內運動；以及把沿著轉筒內表面聚集的固體物質從轉筒排出。41.根據權利要求40的方法，還包括將供應液體注入轉筒中以便在通過驅動口引入流體之前通過轉筒的高速旋轉將固體物質從轉筒中分離。42.根據權利要求40的方法，還包括在把沿著轉筒內表面聚集的固體物質從轉筒排出之後，通過在活塞的下部下方將流體引入轉筒中以使轉筒中活塞的下部下方的流體壓力相對於活塞的上部上方的流體壓力增大從而使活塞在轉筒內運動，使活塞基本上返回至最上位置。全文摘要一種離心分離機包括其錐形下端具有開口的圓柱形轉筒，在供應運行模式期間供應液體通過所述開口注入。在供應模式期間，在轉筒高速旋轉時，固體物質從供應液體分離並且沿著轉筒的內表面聚集。在固體物質聚集之後，轉筒的旋轉停止並且殘留液體由於重力從轉筒排出。在固體物質排出運行模式期間，活塞組件的活塞響應於流體(比如壓縮氣體或液壓液體)沿著豎直軸線被向下推動。活塞的向下運動迫使聚集的固體物質經由轉筒的錐形下端中的開口離開轉筒。固體物質經過轉筒並且進入通向出口的通道，在此處固體物質離開分離機。文檔編號B04B11/05GK101296753SQ200680039475公開日2008年10月29日申請日期2006年8月25日優先權日2005年9月1日發明者R·B·卡爾申請人:華格納發展公司