CN108004121A - 配液罐 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及细胞培养设备领域，具体而言，涉及一种配液罐，其包括罐体，所述罐体的罐壁为长筒状，罐体底部呈弧形向外拱起；所述罐体内还包括一个搅拌装置，所述搅拌装置设置于所述罐体底部中心点至所述罐壁底部所成弧线的1/2～5/6处；所述罐壁上设置有挡板。本发明通过巧妙地设置搅拌装置及挡板的位置，能最佳地平衡搅拌阻力并避免了涡流产生，进而能够获得最佳的搅拌效率。

Description

配液罐
技术领域
本发明涉及细胞培养设备领域，具体而言，涉及一种配液罐。
背景技术
配液罐又称配制罐、调配罐，是将一种或几种物料按工艺配比进行混配的混合搅拌容器，主要用于乳品、化工、食品、饮料、制药、医药等行业，在制药方面应用最多，根据用途不同，又有不同的名称，用于制药药液调配系统，常称为配液罐、浓配罐、稀配罐、不锈钢配液罐、卫生级配液罐、针剂配液罐、制药卫生级配液罐等，食乳品行业有的称为调配罐、配制罐或者无菌配液罐；根据配液罐的容积分为实验室用配液罐、中试配液罐、大型配液罐；根据是否可以移动可分为固定式配液罐和移动式配液罐，有的也是可拆式配液罐；根据搅拌形式的不同又有磁力搅拌配液罐和搅拌叶式配液罐，也有缓冲配液罐；根据结构的不同可以分为单层配液罐、保温搅拌配液罐、三层保温配液罐。
细胞培养所用的配液罐的主要用途是配制细胞培养液，现有技术中的细胞培养用配液罐主要包括罐体以及罐体内的搅拌装置，多为机械搅拌，且搅拌装置均位于罐体顶部，这就对所配溶液体积有一定要求，至少保证将最低搅拌叶漫过液面；此外，现有技术中在进行搅拌时易形成漩涡，造成搅拌效率的下降；为了避免漩涡的形成，罐壁上常常设置有挡板，且挡板常常垂直于罐壁设置，这样虽然可以优先避免漩涡形成，但同时也增大了液体流动的阻力，增大了搅拌装置电机的负荷，影响其使用寿命。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的目的在于提供一种配液罐，以解决上述问题。
为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
本发明一种配液罐，包括罐体，所述罐体的罐壁为长筒状，罐体底部呈弧形向外拱起；
所述罐体内还包括一个搅拌装置，所述搅拌装置设置于所述罐体底部中心点至所述罐壁底部所成弧线的1/2～5/6处；
所述罐壁上设置有挡板。
现有技术中都是上搅拌，对所配溶液体积有一定要求，至少保证将最低搅拌叶漫过液面。本发明将搅拌装置设置于罐底，在用于大容量的配液罐(3000L～6000L)时，能够更加灵活地控制配液量。
优选的，如上所述的配液罐，所述搅拌装置的旋转平面与水平线呈11°～15°夹角。
优选的，如上所述的配液罐，所述挡板为4个，且均匀分布于所述罐体的罐壁上。
优选的，如上所述的配液罐，从俯视角度看，所述搅拌装置位于两个相邻挡板与所述罐体底部中心点所成直角的角分线上，或位于偏离所述角分线5°～10°的所述罐体底部所成圆的半径上。
优选的，如上所述的配液罐，所述挡板均偏其与所述罐体连接点所在的经向线20°～30°，且各挡板偏转方向与所述搅拌装置的旋转方向一致。
优选的，如上所述的配液罐，所述配液罐为3000L～6000L容积的配液罐。
优选的，如上所述的配液罐，所述配液罐还设置有液位检测装置；
优选的，所述液位检测装置为电流液位检测装置。
优选的，如上所述的配液罐，所述罐体底部还设置有出液口；
优选的，所述出液口设置与所述罐体底部的最低点处。
优选的，如上所述的配液罐，所述搅拌装置使用搅拌桨进行搅拌；
优选的，所述搅拌桨为涡轮式搅拌桨或推进式搅拌桨；更优选的，所述搅拌桨为四叶推进式搅拌桨；
优选的，所述搅拌装置为磁力搅拌装置。
优选的，如上所述的配液罐，所述配液罐的罐体顶部设置有粉末物料投加装置。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明通过巧妙地设置搅拌装置及挡板的位置，能最佳地平衡搅拌阻力并避免了涡流产生，进而能够获得最佳的搅拌效率；由于搅拌效率增大，能够缩短搅拌时间，降低对电机的负荷，延长其使用寿命。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一个实施例所提供的配液罐的结构示意图；
图2为本发明一个实施例所提供的配液罐的俯视图；
图3为本发明一个实施例所提供的粉末物料投加装置的结构示意图。
附图标记：
罐体A；搅拌装置1；挡板2；
粉末物料投加装置3；储料仓301；仓盖302；出料口303；压缩气体注入口304；注水口305；手套口306；外挡板307；阀门308；
水泵4；磁力动力装置5。
具体实施方式
下面将结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，但是本领域技术人员将会理解，下列所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明一种配液罐，如图1所述，所述配液罐包括罐体A，所述罐体A的罐壁为长筒状，罐体底部呈弧形向外拱起；
所述罐体内还包括一个搅拌装置1，所述搅拌装置1设置于所述罐体底部中心点至所述罐壁底部所成弧线的1/2～5/6、更优选为2/3处；
所述罐壁上设置有挡板2。
优选的，如上所述的配液罐，所述搅拌装置1的旋转平面与水平线呈11°～15°夹角；更优选为12°～14°，特别优选13°。
优选的，如上所述的配液罐，所述挡板2为4个，且均匀分布于所述罐体A的罐壁上。
优选的，如上所述的配液罐，如图2所示，从俯视角度看，所述搅拌装置1位于两个相邻挡板2与所述罐体底部中心点所成直角的角分线上，或位于偏离所述角分线5°～10°的所述罐体底部所成圆的半径上。优选的，所述挡板2均偏其与所述罐体连接点所在的经向线20°～30°，且各挡板偏转方向与所述搅拌装置的旋转方向一致。
优选的，如上所述的配液罐，所述配液罐为3000L～6000L容积的配液罐。
优选的，如上所述的配液罐，所述配液罐还设置有液位检测装置；
更优选的，所述液位检测装置为电流液位检测装置。
现有技术中常采用重力液位装置，要确保罐体的所有支点处安装重力液位装置要在水平位置，否者称量液位时会产生较大误差；外界物体接触罐体时会对液位产生影响；打开搅拌时也会对液位产生较大影响；此外每次加入液体之前都要校正重力液位装置，操作比较繁琐。本发明优选采用的电流液位装置有很多优点，液体密度不会影响液位，液位误差较小。外界物体接触罐体时不会对液位产生影响。
优选的，如上所述的配液罐，所述罐体底部还设置有出液口；
优选的，所述出液口设置与所述罐体底部的最低点处；
如图1所示，优选的，所述出液口可与水泵4相连并在其作用下将配置好的液体输送到其他装置。
优选的，如上所述的配液罐，所述搅拌装置1使用搅拌桨进行搅拌；
优选的，所述搅拌桨1为涡轮式搅拌桨或推进式搅拌桨；更优选的，所述搅拌桨为四叶推进式搅拌桨；
优选的，所述搅拌装置1为磁力搅拌装置；
如同1所述，所述磁力搅拌装置与磁力动力装置5相连，并在其作用下旋转。
本发明所提供的配液罐符合流体动力学原理，能在搅拌装置做功不变的前提下提高搅拌效率，快速使物料搅拌完全。
如图1和2所示，在本发明的一个实施例中，配液罐罐体的罐壁为长筒状，配液罐容积为3000L，罐体底部呈弧形向外拱起，拌装置设置于所述罐体底部中心点至所述罐壁底部所成弧线的2/3处；搅拌装置为4叶的推进式搅拌桨；所述搅拌装置的旋转平面与水平线呈13°夹角；罐壁上设置有4个均匀分布的挡板；搅拌装置位于两个相邻挡板与所述罐体底部中心点所成直角的角分线上；所述挡板均偏其与所述罐体连接点所在的经向线成25°角，且各挡板偏转方向与所述搅拌装置的旋转方向(逆时针)一致。将此实施例设置为实验组；为说明本发明的技术效果，申请人在此基础上调整挡板角度及搅拌桨的位置设置对比例；
对比例1：与实验组区别仅在于，挡板均垂直于罐壁(即角度为90°)。
对比例2：与实验组区别仅在于，挡板均与所述罐体连接点所在的经向线成45°角。
对比例3：与实验组区别仅在于，拌装置设置于所述罐体底部中心点至所述罐壁底部所成弧线的1/3处，且此处搅拌装置的旋转平面与水平线呈5°夹角。
对比例4：与实验组区别仅在于，搅拌桨位于底面中心。
对比例5：与实验组区别仅在于，搅拌桨位于底面中心，且挡板均垂直于罐壁。
各组均配置2500L的培养液，所用培养基为干粉状，用量为64.75kg。
各组磁力动力装置5所提供的动力均一致，约使得搅拌桨转速均为700～800转/min。
各组份按顺序添加，共搅拌60分钟后，待液面平静后各组分别取5ml培养液测浊度，并将各浊度值除以培养基完全溶解的浊度值，换算得到培养基溶解完成度。
分组 培养基溶解完成度
实验组 100％
对比例1 82.6％
对比例2 94.2％
对比例3 94.4％
对比例4 53.1％
对比例5 86.8％
由上述结果可知，挡板的设置可谓一把双刃剑，既能减少涡流的产生，又会因为阻力过大降低搅拌效率。本发明通过巧妙地设置，所采用的技术方案，能够获得最佳的搅拌效率。
优选的，如上所述的配液罐，所述配液罐的罐体顶部设置有粉末物料投加装置3。
如图3所示，在本发明的一个实施例中，所述粉末物料投加装置3包括密闭的储料仓301；
所述储料仓301顶部设置有仓盖302，所述储料仓301底部设置有出料口303，所述储料仓301还设置有压缩气体注入口304，所述出料口303及所述压缩气体注入口304可密封关闭。
所述粉末物料投加装置在使用时，所述出料口303与罐体A例如配液罐的进料口相连接，先打开仓盖302将粉末物料例如粉末状的培养基袋剪开后倒着放入，然后密闭储料仓，通过手套口306将粉末倒入后关上外挡板307，再通过所述压缩气体注入口304注入压缩气体例如无菌压缩空气，随后打开所述出料口303，粉末物料即可在正压的作用下投加入配液罐内。
其中，所述仓盖下的开口可以设置的小一些，将培养基袋子剪开后能够插入进开口处，以防止粉末溢出。
优选的，注入压缩气体后储料仓内的压力约为0.01Mpa～0.05Mpa。
为了更好地避免粉末溢出，在本发明一个更优选的实施例中，所述储料仓的仓壁上设置有手套口306，所述手套口306处的仓外部还设置有外挡板307。
手套口306的设置方式类似于实验室常用的手套箱。手套口306连接有两个带臂的长手套，操作者可以把手套入手套进行操作。由此，在进行操作时，可将盛装粉末物料的袋子剪开一个开口，然后小心地打开仓盖302放入袋子，随后密闭储料仓；操作者将手由所述手套口306插入，抖动袋子将物料倒出。稍等一段时间待粉末物料都沉积下去后，再打开仓盖302将袋子取出。随后再次密闭储料仓，并关闭外挡板以防止加压时手套由手套口鼓出。加压后打开出料口放料即可。
更优选的，所述手套口306或其附近的仓壁以透明的材质制作，例如玻璃、亚克力板等，以便于操作者能观察仓内的情况，利于操作。
优选的，如上所述的粉末物料投加装置，所述仓盖302上还设置有可密封关闭的注水口305；
在投料结后，可通过注水口305注入水冲洗储料仓，将残余在仓壁上的粉末物料冲刷进配液罐中。
由于手套晾干时间较长，为了避免冲刷时弄湿手套，因而优选的，所述手套口306处的仓外部还设置有内挡板。将粉末物料从袋子总投入到储料仓后，先取出袋子，关闭内、外挡板，再加压放料，再用水冲洗。
优选的，如上所述的粉末物料投加装置，所述内挡板为矩形，所述内挡板的一条边与所述仓壁内部铰接，为了方面内挡板的开闭，其与将铰接边相对的一边与所述仓壁通过磁扣活动链接。
优选的，如上所述的粉末物料投加装置，所述储料仓内部还设置有一个可开闭的用于存放物料袋的分仓。由于粉末物料从袋子总投入到储料仓后，要等待一段时间，待粉末物料沉淀后才能打开仓盖取出袋子，比较麻烦，因而可以设置一个分仓临时存放物料袋。这样可以加快整体的操作。分仓的仓门设计可以参考内挡板，即一边与所述仓壁内部铰接，相对的一边与所述仓壁通过磁扣活动链接。待水冲刷仓壁内部之后，所有操作都完成后，可以打开仓盖，再打开分仓的仓门取出袋子。
优选的，所述分仓设置于所述手套口306的附近，以便于操作者将袋子放入所述分仓。
优选的，如上所述的粉末物料投加装置，为了让物料更方便地投加入配液罐中，所述储料仓下部为漏斗形。
优选的，所述储料仓上部为圆柱体。
优选的，如上所述的粉末物料投加装置，所述出料口通过阀门308控制开合。
优选的，如上所述的粉末物料投加装置，所述外挡板307及仓盖302可通过锁扣锁紧。
优选的，如上所述的粉末物料投加装置，所述储料仓由不锈钢材质制成；更优选为316L不锈钢。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，但本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种配液罐，其特征在于，包括罐体，所述罐体的罐壁为长筒状，罐体底部呈弧形向外拱起；
所述罐体内还包括一个搅拌装置，所述搅拌装置设置于所述罐体底部中心点至所述罐壁底部所成弧线的1/2～5/6处；
所述罐壁上设置有挡板。
2.根据权利要求1所述的配液罐，其特征在于，所述搅拌装置的旋转平面与水平线呈11°～15°夹角。
3.根据权利要求1所述的配液罐，其特征在于，所述挡板为4个，且均匀分布于所述罐体的罐壁上。
4.根据权利要求3所述的配液罐，其特征在于，从俯视角度看，所述搅拌装置位于两个相邻挡板与所述罐体底部中心点所成直角的角分线上，或位于偏离所述角分线5°～10°的所述罐体底部所成圆的半径上。
5.根据权利要求3所述的配液罐，其特征在于，所述挡板均偏其与所述罐体连接点所在的经向线20°～30°，且各挡板偏转方向与所述搅拌装置的旋转方向一致。
6.根据权利要求1所述的配液罐，其特征在于，所述配液罐为3000L～6000L容积的配液罐。
7.根据权利要求1所述的配液罐，其特征在于，所述配液罐还设置有液位检测装置；
优选的，所述液位检测装置为电流液位检测装置。
8.根据权利要求1所述的配液罐，其特征在于，所述罐体底部还设置有出液口；
优选的，所述出液口设置与所述罐体底部的最低点处。
9.根据权利要求1所述的配液罐，其特征在于，所述搅拌装置使用搅拌桨进行搅拌；
优选的，所述搅拌桨为涡轮式搅拌桨或推进式搅拌桨；更优选的，所述搅拌桨为四叶推进式搅拌桨；
优选的，所述搅拌装置为磁力搅拌装置。
10.根据权利要求1所述的配液罐，其特征在于，所述配液罐的罐体顶部设置有粉末物料投加装置。
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