CN114517156A - 摇摆式生物反应器摆动装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种摇摆式生物反应器摆动装置，包括：箱体外壳；支架，一端与箱体外壳固定连接，另一端自箱体外壳内延伸至箱体外壳上方；电机，位于箱体外壳内；减速机，位于箱体外壳内；滑台，与减速机的输出端相连接；连接座，位于滑台上方；连接杆，一端插入至连接座内，另一端延伸至箱体外壳的上方；载重板，位于连接杆上方，载重板的底部与连接杆的顶部相连接；载重板支架，位于载重板下方；载重板支架内设有深沟球轴承；中心轴，一端经由深沟球轴承与载重板支架相连接，另一端与支架相连接；托盘，位于载重板的上表面，与载重板固定连接。本发明的摇摆式生物反应摆动装置可以精密控制摇摆平台的角度和频率，结构简单，摆动角度较大。
Description
技术领域
本发明涉及生物科技领域，特别是涉及一种摇摆式生物反应器摆动装置。
背景技术
生物反应器是利用酶或生物体(如微生物)所具有的生物功能，在体外进行生化反应的装置系统，它是一种生物功能模拟机。目前市场上的生物反应器一般分为机械搅拌式生物反应器，气升式生物反应器，鼓泡塔生物反应器，膜生物反应器，还有本发明涉及的一次性生物反应器等。以传统的机械搅拌式生物反应器为例，其主要是以桨叶的旋转运动混合培养液，这种方法优点在于结构简单，培养液中的溶氧含量高，但是桨叶的旋转造成的剪应力大，对细胞的成活率有很大的影响。以传统的气升式生物反应器为例，其主要是气体鼓泡通过含有反应物或催化剂的液层以实现气液相反应过程，这种方法的优点在于结构简单，造价低，易控制，混合和传热传质性能好，但液体返混严重，气泡易产生聚并，故效率较低。
对于市场常见的摇摆式生物反应器，其动力系统一般采用杠杆传动组件，这种动力系统结构复杂，且需要额外的部件来控制摆动的角度。
发明内容
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种摇摆式生物反应器摆动装置，包括：箱体外壳；
支架，一端与所述箱体外壳固定连接，另一端自所述箱体外壳内延伸至所述箱体外壳上方；
电机，位于所述箱体外壳内；
减速机，位于所述箱体外壳内，与所述电机的输出端相连接；
滑台，与所述减速机的输出端相连接；
连接座，位于所述滑台上方，与所述滑台固定连接；
连接杆，一端插入至所述连接座内，另一端延伸至所述箱体外壳的上方；
载重板，位于所述连接杆上方，所述载重板的底部与所述连接杆的顶部相连接；
载重板支架，位于所述载重板下方；所述载重板支架内设有深沟球轴承；
中心轴，一端经由所述深沟球轴承与所述载重板支架相连接，另一端与所述支架相连接；
托盘，位于所述载重板的上表面，与所述载重板固定连接。
可选地，还包括：
加热装置，位于所述托盘的上表面；
托板上板，位于所述加热装置的上表面；所述加热装置与所述托板上板及所述托盘相连接。
可选地，还包括温度传感器，设置于所述托盘上；所述托盘、所述加热装置及所述托板上板上还设有安装孔。
可选地，所述加热装置包括加热毯。
可选地，还包括聚四氟乙烯板，所述聚四氟乙烯板位于所述连接杆与所述连接座之间。
可选地，所述载重板支架位于所述连接杆的外侧，所述支架位于所述载重板支架的外侧；所述摇摆式生物反应器摆动装置还包括波纹管，所述波纹管套于所述支架外围，一端与所述箱体外壳相连接，另一端与所述载重板相连接。
可选地，还包括支脚，位于所述箱体外壳下方，与所述箱体外壳的底部固定连接。
可选地，还包括：
限位传感器，位于所述箱体外壳内，且位于所述滑台外侧；
散热风扇，位于所述箱体外壳上；
航空插头，位于所述箱体外壳上，与所述电机、所述减速机及所述限位传感器电连接。
可选地，还包括套筒，套于所述中心轴相对的两端。
如上所述，本发明的摇摆式生物反应器摆动装置，具有以下有益效果：本发明的摇摆式生物反应摆动装置可以精密控制连接杆、载重板、载重板支架及托盘等构成的摇摆平台的角度和频率，通过滑台的直线运动，即可带动摇摆平台的摇摆，结构简单，摆动角度较大，可以根据细胞的特性自由选择摇摆的角度频率；所述托盘拆卸方便，适应不同规格的培养袋。
附图说明
图1为本发明的摇摆式生物反应器摆动装置结构的左视图。
图2为图1中A处局部放大图。
图3为本发明的摇摆式生物反应器摆动装置的沿C-C方向的剖面图。
图4为本发明的摇摆式生物反应器摆动装置的后视图。
元件标号说明：
1、托盘，2、托盘上板，3、载重板，4、载重板支架，5、7、套筒，6、中心轴，8、深沟球轴承，9、支架，10、连接杆，11、波纹管，12、箱体外壳，13、支脚，14、滑台，15、减速机，16、电机，17、连接座，18、聚四氟乙烯板，19、散热风扇，20、航空插头。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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。
以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本发明的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本发明的精神和范围的其他技术方案。
生物反应器是利用酶或生物体(如微生物)所具有的生物功能，在体外进行生化反应的装置系统，它是一种生物功能模拟机。目前市场上的生物反应器一般分为机械搅拌式生物反应器，气升式生物反应器，鼓泡塔生物反应器，膜生物反应器，还有本发明涉及的一次性生物反应器等。以传统的机械搅拌式生物反应器为例，其主要是以桨叶的旋转运动混合培养液，这种方法优点在于结构简单，培养液中的溶氧含量高，但是桨叶的旋转造成的剪应力大，对细胞的成活率有很大的影响。以传统的气升式生物反应器为例，其主要是气体鼓泡通过含有反应物或催化剂的液层以实现气液相反应过程，这种方法的优点在于结构简单，造价低，易控制，混合和传热传质性能好，但液体返混严重，气泡易产生聚并，故效率较低。
针对上述问题，一种溶氧效果好，细胞成活率高，操作简单，剪切力小的摇摆式生物反应器应运而生。对于市场常见的摇摆式生物反应器，其动力系统一般采用杠杆传动组件，这种动力系统结构复杂，且需要额外的部件来控制摆动的角度。本发明旨在提供一种结构简单，精度高，控制简单，操作维修方便的摆动装置。
实施例一
请参阅图1至图3，本发明提供一种摇摆式生物反应器摆动装置，所述摇摆式生物反应器摆动装置包括：箱体外壳12；支架9，所述支架9一端与所述箱体外壳12固定连接，另一端自所述箱体外壳12内延伸至所述箱体外壳12上方；电机16，所述电机16位于所述箱体外壳12内；减速机15，所述减速机15位于所述箱体外壳12内，与所述电机16的输出端相连接；滑台14，所述滑台14与所述减速机15的输出端相连接；连接座17，所述连接座17位于所述滑台14上方，与所述滑台14固定连接；连接杆10，所述连接杆10一端插入至所述连接座17内，另一端延伸至所述箱体外壳12的上方；载重板3，所述载重板3位于所述连接杆10上方，所述载重板3的底部与所述连接杆10的顶部相连接；载重板支架4，所述载重板支架4位于所述载重板3下方；所述载重板支架4内设有深沟球轴承8；中心轴6，所述中心轴6一端经由所述深沟球轴承8与所述载重板支架4相连接，另一端与所述支架9相连接；托盘1，所述托盘1位于所述载重板3的上表面，与所述载重板3固定连接。
具体的，在本实施例中，所述支架9的数量可以根据实际需要进行设置，图3中以所述支架9的数量为两个作为示例，在其他示例中，所述支架9的数量并不以此为限；所述深沟球轴承8的数量可以根据实际需要进行设置，本实施例中，所述深沟球轴承8的数量可以为但不仅限于两个。
具体的，在本实施例中，所述电机1可以为但不仅限于伺服电机。
进一步的，本发明的动力源采用集成式伺服电机，所述电机16与所述减速机15相连接，所述减速机15将增大扭矩，以及减速。与所述减速机15相配合的所述滑台14通过同步带连接所述减速机15的输出端，将所述减速机15输出的圆周运动传递给所述滑台14内部的滚珠丝杆，与所述滚珠丝杆相连接的所述滑台14将圆周运动转化成自身的直线运动。采用集成式伺服电机空间紧凑，在使用中噪音小，适合实验室等场所的使用。
具体的，所述连接座17可以通过螺栓与所述滑台14固定连接，所述连接杆10将左右直线运动转化成自身的摆动。所述连接杆10一端与所述连接座17相连，一端与所述载重板3相连接，所述连接杆10与所述载重板3相对固定，所述连接杆10与所述载重板3一起摆动。所述载重板3两端均有一个所述载重板支架4，所述载重板支架4内安装有深沟球轴承8，可减小所述载重板3摆动时旋转运动造成的摩檫、减小磨损。
具体的，所述中心轴6的数量可以根据实际需要进行设置，图3中以中心轴6的数量为两个作为示例，在其他示例中，所述中心轴6的数量可以不以此为限。所述中心轴6一端与所述载重板支架4相连接，另一端与所述支架9相连接，所述中心轴6将所述载重板3的摆动圆心约束，只能绕所述中心轴6旋转摇摆。
本发明的摇摆式生物反应摆动装置可以精密控制所述连接杆10、所述载重板3、所述载重板支架4及所述托盘1等构成的摇摆平台的角度和频率，通过所述滑台14的直线运动，即可带动摇摆平台的摇摆，结构简单，摆动角度较大，可以根据细胞的特性自由选择摇摆的角度频率；所述托盘1拆卸方便，适应不同规格的培养袋。
实施例二
请继续参阅图1至图3，本实施例中还提供一种摇摆式生物反应器摆动装置，所述摇摆式生物反应器摆动装置还包括：加热装置(未标示出)，所述加热装置位于所述托盘1的上表面；托板上板2，所述托板上板2位于所述加热装置的上表面；所述加热装置与所述托板上板2及所述托盘1相连接。
具体的，所述托盘1上板整体材质采用SUS304(304不锈钢)符合行业材质要求。
作为示例，所述摇摆式生物反应器摆动装置还包括温度传感器，所述温度传感器设置于所述托盘1上；所述托盘1、所述加热装置及所述托板上板2上还设有安装孔(未示出)。
具体的，所述温度传感器安装在所述托盘的所述安装孔处，所述温度传感器的数量可以为但不仅限于两个，左右各一个；相比与传统的一个所述温度传感器，本发明采用双温度探头(即两个所述温度传感器)采集温度更准确。
在一示例中，所述托盘1上安装有所述温度传感器，以及留有pH(酸碱度),DO(溶氧度)光纤的孔位。
作为示例，所述加热装置可以包括但不仅限于加热毯(未示出)。
具体的，在本实施例中，所述托盘1与所述托盘上板2之间安装加热毯，用于提供细胞培养所需的温度。
在一示例中，所述托盘上板2下焊接有螺柱(未示出)，所述螺柱的数量可以根据实际需要进行设定，本实施例中以所述托盘上板2的数量为四个螺柱作为示例，在其他示例中，所述螺柱的数量并不以此为限；所述螺柱通过所述托盘1安装孔处，通过螺母使所述托盘1和所述托盘上板2紧密连接，同时使所述加热毯紧密贴合所述托盘上板2，使热量可以更好传递到安装在所述托盘上板2上的细胞培养袋。
作为示例，所述摇摆式生物反应器摆动装置还包括聚四氟乙烯板18，所述聚四氟乙烯板18可以位于所述连接杆10与所述连接座17之间。
具体的，所述连接杆10与所述连接座17相配合，在二者啮合处安装所述PTEF(聚四氟乙烯)板18，所述PTEF板18是一种自润滑材料摩擦系数小，与金属配合可减小磨损。
作为示例，所述载重板支架4位于所述连接杆10的外侧，所述支架9位于所述载重板支架4的外侧。
作为示例，所述摇摆式生物反应器摆动装置还包括波纹管11，所述波纹管11套于所述支架9外围，一端与所述箱体外壳12相连接，另一端与所述载重板3相连接。
具体的，所述波纹管11将所述箱体外壳12的上端与所述载重板3的下端相连接，起到防尘的作用。
作为示例，所述摇摆式生物反应器摆动装置还包括支脚13，所述支脚13位于所述箱体外壳12下方，与所述箱体外壳12的底部固定连接。
具体的，在本实施例中，所述支脚13的数量可以根据实际需要进行设置，本实施例中，以所述支脚13的数量为四个作为示例，在其他示例中，所述支脚13的数量可以不以此为限，所述支脚13可另配称重元件，所述支脚13与所述支架9的下端的两侧分别固定连接。
作为示例，请参阅图4，所述摇摆式生物反应器摆动装置还包括：
限位传感器(未示出)，所述限位传感器位于所述箱体外壳内，且位于所述滑台14外侧；
散热风扇19，所述散热风扇19位于所述箱体外壳12上；
航空插头20，所述航空插头20位于所述箱体外壳12上，与所述电机16、所述减速机15及所述限位传感器电连接。
具体的，在本实施例中，所述航空插头20的数量可以为多个，用于所述电机16的电源线、信号线、所述滑台14及所述限位传感器的供电等等；具体的，所述航空插头20用于将电机16的电源线及信号线、所述滑台14及所述限位传感器与电源相连接，以为所述电机16、所述滑台14及所述限位传感器进行供电。
作为示例，所述摇摆式生物反应器摆动装置还包括套筒5及套筒7，所述套筒5与所述套筒7分别套于所述中心轴6相对的两端。
具体的，本实施例中，所述套筒的数量可以为但不仅限于两个。
在一示例中，可在所述箱体外壳下端的安装LED灯带，用来显示所述摇摆式生物反应器摆动装置的运行状态。
本发明的整体系统提供了细胞增殖扩增所需的稳定适宜的生长环境，进而可以满足细胞药物制备生产规范及工艺的要求，制备获得符合应用安全性及有效性要求的细胞产品。本发明提供可以提高液面与气体接触面积，提高液体混匀效果的摇摆平台。
本发明可以精密控制所述连接杆10、所述载重板3、所述载重板支架4及所述托盘1等构成的摇摆平台的角度和频率，所述滑台的重复定位精度可达±0.01mm，减速机可达3弧分，通过所述滑台14的直线运动，即可带动摇摆平台的摇摆，结构简单，最大角度可达±20°，频率可达40来回，可以根据细胞的特性自由选择摇摆的角度频率。大部分部件采用铝合金制造，重量轻，维修方便；所述电机16采用集成式伺服电机空间紧凑，在使用中噪音小，适合实验室等场所的使用。采用双温度探头，采集温度更准确。所述托盘1拆卸方便，适应不同规格的培养袋。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (9)
1.一种摇摆式生物反应器摆动装置，其特征在于，包括：
箱体外壳；
支架，一端与所述箱体外壳固定连接，另一端自所述箱体外壳内延伸至所述箱体外壳上方；
电机，位于所述箱体外壳内；
减速机，位于所述箱体外壳内，与所述电机的输出端相连接；
滑台，与所述减速机的输出端相连接；
连接座，位于所述滑台上方，与所述滑台固定连接；
连接杆，一端插入至所述连接座内，另一端延伸至所述箱体外壳的上方；
载重板，位于所述连接杆上方，所述载重板的底部与所述连接杆的顶部相连接；
载重板支架，位于所述载重板下方；所述载重板支架内设有深沟球轴承；
中心轴，一端经由所述深沟球轴承与所述载重板支架相连接，另一端与所述支架相连接；
托盘，位于所述载重板的上表面，与所述载重板固定连接。
2.根据权利要求1所述的摇摆式生物反应器摆动装置，其特征在于：还包括：
加热装置，位于所述托盘的上表面；
托板上板，位于所述加热装置的上表面；所述加热装置与所述托板上板及所述托盘相连接。
3.根据权利要求2所述的摇摆式生物反应器摆动装置，其特征在于：还包括温度传感器，设置于所述托盘上；所述托盘、所述加热装置及所述托板上板上还设有安装孔。
4.根据权利要求2所述的摇摆式生物反应器摆动装置，其特征在于：所述加热装置包括加热毯。
5.根据权利要求1所述的摇摆式生物反应器摆动装置，其特征在于：还包括聚四氟乙烯板，所述聚四氟乙烯板位于所述连接杆与所述连接座之间。
6.根据权利要求1所述的摇摆式生物反应器摆动装置，其特征在于：所述载重板支架位于所述连接杆的外侧，所述支架位于所述载重板支架的外侧；所述摇摆式生物反应器摆动装置还包括波纹管，所述波纹管套于所述支架外围，一端与所述箱体外壳相连接，另一端与所述载重板相连接。
7.根据权利要求1所述的摇摆式生物反应器摆动装置，其特征在于：还包括支脚，位于所述箱体外壳下方，与所述箱体外壳的底部固定连接。
8.根据权利要求1所述的摇摆式生物反应器摆动装置，其特征在于：还包括：
限位传感器，位于所述箱体外壳内，且位于所述滑台外侧；
散热风扇，位于所述箱体外壳上；
航空插头，位于所述箱体外壳上，与所述电机、所述减速机及所述限位传感器电连接。
9.根据权利要求1所述的摇摆式生物反应器摆动装置，其特征在于：还包括套筒，套于所述中心轴相对的两端。
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Citations (5)
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| CN204981893U (zh) * | 2015-07-09 | 2016-01-20 | 广州齐志生物工程设备有限公司 | 摇摆式细胞培养反应器 |
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2022
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