CN115029233A - 一种具有搅拌功能的生物反应设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有搅拌功能的生物反应设备，包括端盖、容器、磁力耦合器、驱动器和搅拌器。容器一端开口，端盖与容器可拆卸连接并封闭开口。磁力耦合器包括外壳和设于外壳内的驱动转子、输出转子、隔离罩，隔离罩设于驱动转子和输出转子之间，并与外壳连接，将外壳内区间分为设有驱动转子的驱动区间和设有输出转子的输出区间。驱动器的输出端伸入驱动区间与驱动转子连接，用于驱动驱动转子转动，进而驱动输出转子转动。搅拌器设于容器内。外壳部分穿设端盖伸入容器，在容器内的外壳上设有输出口，搅拌器通过输出口与输出转子连接。隔离罩、输出区间对应的外壳部分、端盖和容器形成密闭空间。端盖上设有进料口，进料口处设有开闭单元。

Description

一种具有搅拌功能的生物反应设备

技术领域

本发明属于生物制药技术领域，尤其涉及一种具有搅拌功能的生物反应设备。

背景技术

疫苗是将病原微生物(如细菌、立克次氏体、病毒等)及其代谢产物，经过人工减毒、灭活或利用转基因等方法制成的用于预防传染病的自动免疫制剂。疫苗保留了病原菌刺激人体免疫系统的特性。当人接触到这种不具伤害力的病原菌后，免疫系统便会产生一定的保护物质，如免疫激素、活性生理物质、特殊抗体等。当人体再次接触到这种病原菌时，人体的免疫系统便会依循其原有的记忆，制造更多的保护物质来阻止病原菌的伤害。

在疫苗制备过程中对反应设备清洗和灭菌的要求十分苛刻，且在反应过程中需要设置搅拌装置，对反应容器内正在制备的疫苗进行搅拌。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有搅拌功能的生物反应设备，以解决现有技术中具有搅拌功能的反应设备无法实现密封的问题。

本发明的技术方案为：

一种具有搅拌功能的生物反应设备，包括：

端盖和一端开口的容器，所述端盖与所述容器可拆卸连接并封闭所述开口；

磁力耦合器，所述磁力耦合器包括外壳和设于所述外壳内的驱动转子、输出转子、隔离罩，所述隔离罩设于所述驱动转子和所述输出转子之间，并与所述外壳连接，将所述外壳内区间分为设有所述驱动转子的驱动区间和设有所述输出转子的输出区间；

驱动器，其输出端伸入所述驱动区间与所述驱动转子连接，用于驱动所述驱动转子转动，所述驱动转子转动驱动所述输出转子转动；

搅拌器，设于所述容器内；所述外壳部分穿设所述端盖伸入所述容器，且所述外壳伸入所述容器部分对应所述输出区间，在所述容器内的所述外壳上设有输出口，所述搅拌器通过所述输出口与所述输出转子连接，并由所述输出转子驱动；

其中，所述隔离罩、所述输出区间对应的所述外壳部分、所述端盖和所述容器形成密闭空间；所述端盖上设有与所述容器内部连通的进料口，所述进料口处设有开闭单元，实现进料口的打开或封闭。

优选的，所述隔离罩与所述外壳间设置密封圈，用于实现所述隔离罩和所述外壳的密封连接。

优选的，还包括联轴器，所述联轴器的一端与所述输出转子连接，另一端从所述输出口伸出所述外壳与所述搅拌器连接。

优选的，所述驱动转子设于所述隔离罩外，包括外转子和外磁钢，所述外转子与所述驱动器连接，所述外磁钢与所述外转子连接；

所述输出转子设于所述隔离罩内，包括内转子和内磁钢，所述内转子与所述搅拌器连接，所述内磁钢与所述内转子连接；

所述外转子转动带动所述外磁钢转动，所述外磁钢转动驱动所述内磁钢转动，所述内磁钢转动带动所述内转子转动。

优选的，所述容器的侧壁在所述开口处内凹形成槽口向外的矩形槽，所述矩形槽沿所述开口四周设置；

所述端盖包括上端盖和下端盖，所述上端盖盖设于所述开口并封闭所述开口，所述下端盖上设有与所述矩形槽相匹配的通孔，所述下端盖套设于所述容器外，且所述下端盖靠近所述通孔部分卡接于所述矩形槽内；

所述上端盖和所述下端盖将所述矩形槽靠近所述上端盖的侧壁压紧，并通过紧固件可拆卸连接；所述上端盖和所述开口连接处设有密封结构，用于实现所述上端盖和所述开口的密封连接。

优选的，所述容器上所述开口与所述上端盖连接部分设有橡胶，所述密封结构为所述橡胶。

优选的，所述外壳上设有支撑部，用于将所述磁力耦合器支撑于所述上端盖上；所述上端盖上设有安装口，所述外壳通过所述安装口伸入所述容器，所述安装口和所述外壳间设有密封圈，用于实现所述输出口和所述外壳的密封连接。

优选的，所述进料口设于所述上端盖，且所述上端盖上设有多个所述进料口；每一所述进料口上均密封连接有进料管，所述开闭单元设于所述进料管位于所述密封空间外的部分。

优选的，所述上端盖上连接有搅拌叶片，且所述搅拌叶片设于所述容器内；

所述搅拌器包括搅拌轴和设于所述搅拌轴上的搅拌叶，所述搅拌轴与所述联轴器连接，所述搅拌叶与所述搅拌轴连接；所述搅拌叶为螺旋桨叶或平直桨叶。

优选的，还包括支撑架，所述支撑架与所述端盖连接；所述容器内设有测温单元，所述测温单元设于所述容器底部。

本发明由于采用以上技术方案，使其与现有技术相比具有以下的优点和积极效果：

本发明提供的具有搅拌功能的生物反应设备，物料在容器内进行反应，若在反应过程中需要添加新的物料，可以通过打开开闭单元从进料口添加。反应区域即容器内部，与端盖、输出区间对应的外壳部分、隔离罩形成密闭空间。在需要搅拌时，驱动器带动驱动转子转动，驱动转子驱动输出转子转动，输出转子带动容器内的搅拌器转动，从而对容器内的物料进行搅拌。因此，本发明提供的具有搅拌功能的生物反应设备，解决了现有技术中具有搅拌功能的反应设备无法实现密封的问题。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。

图1为本发明的一种具有搅拌功能的生物反应设备的结构示意图；

图2为本发明的一种磁力耦合器的结构示意图；

图3为本发明的一种容器的结构示意图。

附图标记说明：

1：驱动器；2：磁力耦合器；3：开闭单元；4：进料管；5：上端盖；6：下端盖；7：联轴器；8：支撑架；9：搅拌叶片；10：容器；11：搅拌轴；12：测温安装件；13：平直桨叶；

201：外壳；202：外转子；203：隔离罩；204：内转子；205：密封圈； 206：外磁钢；207：内磁钢。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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，并获得其他的实施方式。

为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。

参看图1至图3，本实施例提供一种具有搅拌功能的生物反应设备，包括端盖、容器10、磁力耦合器2、驱动器1和搅拌器。容器10一端开口，端盖与容器10可拆卸连接并封闭开口。磁力耦合器2包括外壳201和设于外壳 201内的驱动转子、输出转子、隔离罩203，隔离罩203设于驱动转子和输出转子之间，并与外壳201连接，将外壳201内区间分为设有驱动转子的驱动区间和设有输出转子的输出区间。

驱动器1的输出端伸入驱动区间与驱动转子连接，用于驱动驱动转子转动，驱动转子转动驱动输出转子转动。搅拌器设于容器10内。外壳201部分穿设端盖伸入容器10，且外壳201伸入容器10部分对应输出区间，在容器 10内的外壳201上设有输出口，搅拌器通过输出口与输出转子连接，并由输出转子驱动。

其中，隔离罩203、输出区间对应的外壳201部分、端盖和容器10形成密闭空间。端盖上设有与容器10内部连通的进料口，进料口处设有开闭单元 3，实现进料口的打开或封闭。

物料在容器10内进行反应，若在反应过程中需要添加新的物料，可以通过打开开闭单元3从进料口添加。反应区域即容器10内部，与端盖、输出区间对应的外壳201部分、隔离罩203形成密闭空间。在需要搅拌时，驱动器 1带动驱动转子转动，驱动转子驱动输出转子转动(此处利用磁场同性相斥、异性相吸的原理，驱动转子和输出转子无需接触)，输出转子带动容器10内的搅拌器转动，从而对容器10内的物料进行搅拌。

现对本实施例的结构进行说明。

磁力耦合器2中，驱动转子设于隔离罩203外，包括外转子202和外磁钢206，外转子202与驱动器1连接，外磁钢206与外转子202连接。输出转子设于隔离罩203内，包括内转子204和内磁钢207，内转子204与搅拌器连接，内磁钢207与内转子204连接。外转子202转动带动外磁钢206转动，外磁钢206转动驱动(通过磁场的同性相斥、异性相吸的原理)内磁钢207转动，内磁钢207转动带动内转子204转动。磁力耦合器2的运转原理是通过驱动器1带动外转子202，外转子202再将功率传递给内转子204的一个过程。由内到位，依次为：外壳201、外转子202、外磁钢206、隔离罩 203、内磁钢207、内转子204。

内转子204和搅拌器之间可以设置联轴器7，联轴器7的一端与输出转子连接，另一端从输出口伸出外壳201与搅拌器连接。联轴器7可以是有弹性元件挠性联轴器7，能够缓冲减震、补偿两轴线的相对位移，且结构简单，装拆维护方便，能够保护伺服电机和搅拌器少受或不受损伤，安全可靠，具有足够的强度和使用寿命。

隔离罩203与外壳201间设置密封圈205，用于实现隔离罩203和外壳 201的密封连接。此处的密封圈205可以采用金属橡胶密封圈205，该密封圈 205耐高低温、耐腐蚀、耐高压、耐辐射的性能，具有密封强度高、效果好、可重复使用等优点。在隔离罩203上可以设置测速元件，用于测量驱动转子或输出转子的转速。

在本实施例中，驱动器1可以采用伺服电机；但对此不做限制。具体，伺服电机的输出端和外转子202连接。进一步的，伺服电机和外转子202之间可以增设减速器，伺服电机的输出端与减速器的输入端连接，减速器的输出端与外转子202连接。更具体的，伺服电机可以为直流伺服电机，其具有可靠的精确性及高扭矩，解决了步进电机的失步的难点，调速性强，与减速器搭配使用，可以保持搅拌过程中的稳定性和搅拌过程的精确性。

在本实施例中，容器10整体可以为圆筒状，而容器10的侧壁在开口处内凹形成槽口向外的矩形槽，矩形槽沿开口四周设置；如此设置，可以方便配合端盖实现可拆卸连接。但容器10的形状对其不做具体的限制。容器10 具体可以是特制的烧杯，更具体的，容器10可以是石英玻璃烧杯。容器10 具体可以是透明的，方便观察容器10内的物料。

端盖包括上端盖5和下端盖6，上端盖5盖设于开口并封闭开口，下端盖6上设有与矩形槽相匹配的通孔，下端盖6套设于容器10外，且下端盖6 靠近通孔部分卡接于矩形槽内。上端盖5和下端盖6将矩形槽靠近上端盖5 的侧壁压紧，并通过紧固件可拆卸连接。上端盖5和开口连接处设有密封结构，用于实现上端盖5和开口的密封连接。具体，开口为圆形开口，开口直径可以为上端盖5直径的三分之二；但对开口的形状、尺寸等，对不做具体限制。

具体，下端盖6整体呈圆环状。下端盖6可以由多个下端盖单元拼合而成，即多个下端盖单元插入矩形槽内并拼合成下端盖6，下端盖单元伸出矩形槽部分与上端盖5连接，如此，可将容器10和下端盖6拆离；在本实施例中下端盖6可拆成两个半圆环。下端盖6和上端盖5之间可通过锁紧螺栓等方式实现可拆卸连接。

容器10上开口与上端盖5连接部分可以设置橡胶，密封结构为橡胶。具体，可以是橡胶将矩形槽靠近上端盖5的侧壁包裹，上端盖5盖在矩形槽靠近上端盖5的侧壁上，同时将开口封住。上端盖5和下端盖6将矩形槽靠近上端盖5的侧壁压紧时，上端盖5实际与橡胶接触，如此可以通过橡胶实现密封连接。

进一步，本实施例还可以包括支撑架8，支撑架8与下端盖6连接，支撑架8用于本实施例整个反应设备支撑。支撑架8还可以通过端盖，将容器 10悬空。支撑架8与下端盖6的连接，可以通过锁紧螺栓等方式实现可拆卸连接。具体在本实施例中，支撑架8包括圆环状的底部和三根支撑柱，支撑柱下端与底部连接，上端与下端盖6连接。但在其他实施例中，支撑架8的具体结构还可以有其他选择，对此不做限制。本实施例中的支撑架8，采用立柱式支撑架8设计，能够达到减轻装置、节约成本的目的。

在上端盖5上，可以设置安装口，外壳201通过安装口伸入容器10，安装口和外壳201间可以设置密封圈，用于实现输出口和外壳201的密封连接。具体，密封圈可以装配在安装口上，也可以装配在外壳201上。

进料口设置在上端盖5上，且上端盖5上可以设置多个进料口。每一进料口上均密封连接有进料管4，开闭单元3设于进液管位于密封空间外的部分。在往容器10内增加物料时，只需打开开闭单元3，从进料管4添加。整个填料过程，容器10内仍处于密封状态，且效率高。具体，开闭单元3可以是设置在进液管(位于密闭空间外的)管口的管口端盖，用于隔离外界杂质，起到密封的作用。

容器10内设置测温单元，用于检测容器10内物料(物料一般为液体或固液混合)的温度。测温单元设于容器10底部，便于和物料接触。具体，测温单元可以是温度传感器，温度传感器连接在一测温安装件12上，测温安装件12与上端盖5连接，通过测温安装件12将温度传感器设置于容器10底部又同时不于容器10接触，避免因为容器10影响对物料温度的检测。

搅拌器包括搅拌轴11和设于搅拌轴11上的搅拌叶，搅拌轴11与联轴器7连接，搅拌叶与搅拌轴11连接；搅拌叶为平直桨叶13或螺旋桨叶。若采用平直桨叶13，具体可以包括两个，每个平直桨叶13可以包括六个叶片，六个叶片连接在一起形成平直桨叶13，叶片的形状可以是矩形；但在实际情况中，平直桨叶13的数量和每个平直桨叶13中叶片数量、形状等，均可根据具体情况具体设置，对此不做限制。采用平直桨叶13，平直桨叶13可以造成轴向直流，在搅拌时有较高的旋转速度，产生较大的循环量，使物料沿轴向运动，能够实现充分循环和混合，搅拌效率高。

若采用螺旋桨叶，螺旋桨叶可以呈60°螺旋环绕，搅拌轴11的长度可以伸入至容器10高度的五分之四处；但在实际情况中，螺旋桨叶的螺旋角度、搅拌轴11的长度等，都可以根据具体情况具体设置，对此不做限制。搅拌器的设置，可以提高容器10内物料反应的效率和稳定性。

为加强容器10内搅拌效果和搅拌效率，可以在容器10内增设搅拌叶片 9，搅拌叶片9与上端盖5连接。具体，可以设置四个搅拌叶片9，搅拌叶片 9为长方体，搅拌叶片9垂直伸入容器10内，伸入长度可以和搅拌器伸入容器10长度相同。但在其他实施例中，搅拌叶片9的数量、形状、长度等都可以根据具体情况具体设置，对此不做限制。

本实施例提供的具有搅拌功能的生物反应设备的具体安装流程可以如下：首先将联轴器7与搅拌器相连，再将连接后的搅拌器和联轴器7形成的组件垂直放置在容器10(此时容器10可以盛有物料，也可以不盛有物料) 内；将下端盖单元插入容器10的矩形槽内，然后配合上端盖5，通过缩紧螺栓将容器10安装在端盖上；将磁力耦合器2与联轴器7连接，再安装减速器和伺服电机。打开电源，伺服电机通过磁力耦合器2带动搅拌器转动，搅拌叶(以平直桨叶13为例)开始旋转，带动物料轴向运动，在搅拌过程中，通过进料管4加入所需物料，待搅拌完成后。其中，通过温度传感器来检测容器10内物料的温度。

本实施例中，搅拌过程主要通过采用磁力耦合器2，磁力耦合器2的驱动转子和输出转子间无需接触，能够无接触地传递力矩，以静密封取代动密封，能彻底解决机械密封与填料密封无法解决的泄露问题，同时，能使整个搅拌过程完全处于密封状态下工作。

本实施例提供的具有搅拌功能的生物反应设备，采用磁力耦合器2驱动搅拌，噪音低，且密闭空间通过静密封实现，能够实现无泄漏，结构简单、密封效率高；同时，由于没有动密封，因此能够提高伺服电机的启动能力，减少冲击和振动，提高了搅拌过程的稳定性，易于实现遥控和自动控制，过程控制精确高。

上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式。即使对本发明作出各种变化，倘若这些变化属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则仍落入在本发明的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种具有搅拌功能的生物反应设备，其特征在于，包括：

端盖和一端开口的容器，所述端盖与所述容器可拆卸连接并封闭所述开口；

磁力耦合器，所述磁力耦合器包括外壳和设于所述外壳内的驱动转子、输出转子、隔离罩，所述隔离罩设于所述驱动转子和所述输出转子之间，并与所述外壳连接，将所述外壳内区间分为设有所述驱动转子的驱动区间和设有所述输出转子的输出区间；

驱动器，其输出端伸入所述驱动区间与所述驱动转子连接，用于驱动所述驱动转子转动，所述驱动转子转动驱动所述输出转子转动；

搅拌器，设于所述容器内；所述外壳部分穿设所述端盖伸入所述容器，且所述外壳伸入所述容器部分对应所述输出区间，在所述容器内的所述外壳上设有输出口，所述搅拌器通过所述输出口与所述输出转子连接，并由所述输出转子驱动；

其中，所述隔离罩、所述输出区间对应的所述外壳部分、所述端盖和所述容器形成密闭空间；所述端盖上设有与所述容器内部连通的进料口，所述进料口处设有开闭单元，实现进料口的打开或封闭。

2.根据权利要求1所述的具有搅拌功能的生物反应设备，其特征在于，所述隔离罩与所述外壳间设置密封圈，用于实现所述隔离罩和所述外壳的密封连接。

3.根据权利要求1所述的具有搅拌功能的生物反应设备，其特征在于，还包括联轴器，所述联轴器的一端与所述输出转子连接，另一端从所述输出口伸出所述外壳与所述搅拌器连接。

4.根据权利要求1所述的具有搅拌功能的生物反应设备，其特征在于，所述驱动转子设于所述隔离罩外，包括外转子和外磁钢，所述外转子与所述驱动器连接，所述外磁钢与所述外转子连接；

所述输出转子设于所述隔离罩内，包括内转子和内磁钢，所述内转子与所述搅拌器连接，所述内磁钢与所述内转子连接；

所述外转子转动带动所述外磁钢转动，所述外磁钢转动驱动所述内磁钢转动，所述内磁钢转动带动所述内转子转动。

5.根据权利要求1所述的具有搅拌功能的生物反应设备，其特征在于，所述容器的侧壁在所述开口处内凹形成槽口向外的矩形槽，所述矩形槽沿所述开口四周设置；

所述端盖包括上端盖和下端盖，所述上端盖盖设于所述开口并封闭所述开口，所述下端盖上设有与所述矩形槽相匹配的通孔，所述下端盖套设于所述容器外，且所述下端盖靠近所述通孔部分卡接于所述矩形槽内；

所述上端盖和所述下端盖将所述矩形槽靠近所述上端盖的侧壁压紧，并通过紧固件可拆卸连接；所述上端盖和所述开口连接处设有密封结构，用于实现所述上端盖和所述开口的密封连接。

6.根据权利要求5所述的具有搅拌功能的生物反应设备，其特征在于，所述容器上所述开口与所述上端盖连接部分设有橡胶，所述密封结构为所述橡胶。

7.根据权利要求5所述的具有搅拌功能的生物反应设备，其特征在于，所述外壳上设有支撑部，用于将所述磁力耦合器支撑于所述上端盖上；所述上端盖上设有安装口，所述外壳通过所述安装口伸入所述容器，所述安装口和所述外壳间设有密封圈，用于实现所述输出口和所述外壳的密封连接。

8.根据权利要求5所述的具有搅拌功能的生物反应设备，其特征在于，所述进料口设于所述上端盖，且所述上端盖上设有多个所述进料口；每一所述进料口上均密封连接有进料管，所述开闭单元设于所述进料管位于所述密封空间外的部分。

9.根据权利要求5所述的具有搅拌功能的生物反应设备，其特征在于，所述上端盖上连接有搅拌叶片，且所述搅拌叶片设于所述容器内；

所述搅拌器包括搅拌轴和设于所述搅拌轴上的搅拌叶，所述搅拌轴与所述联轴器连接，所述搅拌叶与所述搅拌轴连接；所述搅拌叶为螺旋桨叶或平直桨叶。

10.根据权利要求1所述的具有搅拌功能的生物反应设备，其特征在于，还包括支撑架，所述支撑架与所述端盖连接；所述容器内设有测温单元，所述测温单元设于所述容器底部。

Images