CN215328162U - 一种用于动物细胞培养生物反应器的无泡通气装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于动物细胞培养生物反应器的无泡通气装置，包括固定框架和分别缠绕于所述固定框架上的多根通气软管，多根所述通气软管沿所述固定框架的高度方向依次设置。该实用新型旨在解决现有技术中的生物反应器中的通气装置不利于气体穿透硅胶管壁，气体分布均匀性不佳的技术问题。

Description

一种用于动物细胞培养生物反应器的无泡通气装置

技术领域

本实用新型属于生物反应器技术领域，尤其涉及一种用于动物细胞培养生物反应器的无泡通气装置。

背景技术

生物反应器用于动物细胞培养，动物细胞生长区别于一般的微生物，对于动物细胞的溶氧需有严格的控制范围的，太少缺氧，太多要氧中毒，不宜于细胞生长，而且动物细胞生长对气泡及剪切力作用非常敏感，即需要非常小的剪切力和非常小的气泡，即为微泡通气。因此，在利用生物反应器进行动物细胞培养时，溶氧控制是非常重要和关键的因素，现有技术中的生物反应器的通气结构为：采用罐底进气，经通气软管后由罐底出气。现有技术的不足在于，通气软管贯穿整体罐体，整体长度较长，不利于气体穿透硅胶管壁，气体分布均匀性不佳。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

基于此，本实用新型提出了一种用于动物细胞培养生物反应器的无泡通气装置，该用于动物细胞培养生物反应器的无泡通气装置旨在解决现有技术中的生物反应器中的通气装置不利于气体穿透硅胶管壁，气体分布均匀性不佳的技术问题。

(二)技术方案

为解决上述技术问题，本实用新型提出了一种用于动物细胞培养生物反应器的无泡通气装置，包括：固定框架和分别缠绕于所述固定框架上的多根通气软管，多根所述通气软管沿所述固定框架的高度方向依次设置。

优选的，所述用于动物细胞培养生物反应器的无泡通气装置还包括进气管和出气管，多根通气软管的一端分别与所述进气管连通，多根所述通气软管的另一端分别与所述进气管连通。

优选的，所述通气软管的数量为三根，分别设为第一通气管、第二通气管和第三通气管；在所述用于动物细胞培养生物反应器的无泡通气装置的高度方向上，所述第一通气管的上端与所述第二通气管的下端平齐，所述第二通气管的上端与所述第三通气管的下端平齐。

优选的，所述固定框架包括多根纵杆，沿所述纵杆的长度方式均匀设有多个圆弧沟槽，所述通气软管缠绕于所述圆弧沟槽处。

优选的，所述固定框架还包括多根间隔设置的横环，所述纵杆分别连接多根所述横环，多根横环和多根纵杆共同围成圆环框架状。

优选的，所述用于动物细胞培养生物反应器的无泡通气装置还固定于所述固定框架的下部的支撑杆，所述支撑杆底端套设硅胶帽。

优选的，所述用于动物细胞培养生物反应器的无泡通气装置还包括固定于所述固定框架的侧部的可伸缩调节装置，所述可伸缩调节装置包括固定套和与所述固定套螺纹连接的顶塞。

优选的，所述通气软管由硅胶材料制成。

优选的，所述用于动物细胞培养生物反应器的无泡通气装置还包括无泡通气灭菌切换滑阀，所述无泡通气灭菌切换滑阀包括滑阀座和与所述滑阀座滑动连接的阀芯，所述滑阀座上设有进气口、无泡通气口和灭菌出气口，所述无泡通气口与所述进气管的顶端连通，所述阀芯具有左极限位置和右极限位置，当所述阀芯处于左极限位置时，所述进气口与所述无泡通气口连通，当所述阀芯处于右极限位置时，所述进气口与所述灭菌出气口连通。

优选的，所述滑阀座上设有限位槽，所述用于动物细胞培养生物反应器的无泡通气装置还包括一端与所述阀芯固定相连，另一端伸入所述限位槽的定位销。

(三)有益效果

本实用新型与现有技术对比，本实用新型用于动物细胞培养生物反应器的无泡通气装置的有益效果主要包括：

与现有技术相比，本实用新型一种用于动物细胞培养生物反应器的无泡通气装置，适用于动物细胞培养微载体悬浮培养中溶氧通气，利用本实用新型一种用于动物细胞培养生物反应器的无泡通气装置，利于气体穿透硅胶管壁，提高气体分布均匀性，减少或排除因气泡在液面气爆对细胞培养生长的影响。

本实用新型中，将通气软管缠绕成筒状，既满足通气要求，又能发挥导流桶的作用，有利于搅拌流场形成，同时利于形成低的剪切力，在上下、内外温和地实现对流循环。

此外，本实用新型中设计专门的无泡通气灭菌切换滑阀，可实现无泡通通气气路和蒸汽灭菌气路的切换，结构巧妙、操作方便、密封性好且符合卫生级设计要求。

附图说明

通过参考附图会更加清楚的理解本实用新型的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本实用新型进行任何限制，在附图中：

图1本实用新型实施方式的用于动物细胞培养生物反应器的无泡通气装置的整体结构示意图；

图2为图1中M处的局部放大图；

图3为实用新型实施方式的中的无泡通气灭菌切换滑阀的结构示意图。

附图标记说明:

1.固定框架，2.进气管，3.第一通气管，4.第二通气管，5.第三通气管，6.支撑杆，7.硅胶帽，8.可伸缩调节装置，9.无泡通气灭菌切换滑阀，10.出气管，11.纵杆，12.横环，81.固定套，82.顶塞，91.滑阀座，92.阀芯，93定位销，94.连接件，95.挡圈，96.第一密封件，97.第二密封件，98.气管快速活动接头，111.圆弧沟槽，911.进气口，912.无泡通气口，913.灭菌出气口，914.限位槽。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“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，也可以是“传动连接”，即通过带传动、齿轮传动或链轮传动等各种合适的方式进行动力连接。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实用新型中的具体含义。

参考附图1-2，图1中的箭头方向为气流方向。

本实用新型提出了一种用于动物细胞培养生物反应器的无泡通气装置，包括：固定框架1、进气管2、出气管10、通气软管，进气管2的底端伸入固定框架1内，进气管2的顶端往上伸出固定框架1，出气管10的底端伸入固定框架1内，出气管10的顶端往上伸出固定框架1，用于动物细胞培养生物反应器的无泡通气装置还包括分别缠绕于固定框架1上的多根通气软管，多根通气软管的一端分别与进气管2连通，多根通气软管的另一端分别与进气管2连通，多根通气软管沿固定框架1的高度方向依次设置。

本实施方式中，采用多根通气软管，每根通气软管均可单独通气，气体由进气管2进入后，分别进入多根通气软的一端，再由多根通气软的另一端汇集至出气管10，由出气管10排出。如此，形成多组无泡通气结构，可减少单根通气软管的长度的情况下，获得整体较大的通气面积，满足溶氧量的需求。且由于每根通气软管均与进气管2相连，因此，利于气体穿透硅胶管壁，获得较佳的通气效果。此外，由于多根通气软管沿固定框架1的高度方向依次设置，每根通气管的进气口911均分别与进气管2连通，如此，可提高气体分布均匀性。因此，利用上述结构，可减少或排除因气泡在液面气爆对细胞培养生长的影响。

根据本实用新型的优选实施方式，通气软管的数量为三根，分别设为第一通气管3、第二通气管4和第三通气管5；在用于动物细胞培养生物反应器的无泡通气装置的高度方向上，第一通气管3的上端与第二通气管4的下端平齐，第二通气管4的上端与第三通气管5的下端平齐。本实施方式中，采用三根通气软管，形成三组通气结构，在用于动物细胞培养生物反应器的无泡通气装置的高度方向上，第一通气管3的上端与第二通气管4的下端平齐，第二通气管4的上端与第三通气管5的下端平齐。采用该结构，可进一步提高气体分布均匀性。

根据本实用新型的优选实施方式，出气管10的下端与第二通气管4的下端平齐。采用该结构，能够在保证第一通气管3的上端与第二通气管4的下端平齐的前提下，尽可能缩短出气管10的长度，利于结构的精简。

根据本实用新型的优选实施方式，固定框架1包括多根纵杆11，沿纵杆11的长度方式均匀设有多个圆弧沟槽111，通气软管缠绕于圆弧沟槽111处。本实施方式中，三根通气软管分别缠绕在固定框架1的上中下的部位，纵杆11上的圆弧沟槽111利于通气软管的均匀缠绕和定位。

根据本实用新型的优选实施方式，固定框架1还包括多根间隔设置的横环12，纵杆11分别连接多根横环12，多根横环12和多根纵杆11共同围成圆环框架状。该结构利于与反应器罐的形状相配合。此外，通气软管缠绕在圆环框架状的固定框架1上，可将通气软管缠绕成筒状，既满足通气要求，又能发挥导流桶的作用，有利于搅拌流场形成，同时利于形成低的剪切力，在上下、内外温和地实现对流循环。

根据本实用新型的优选实施方式，用于动物细胞培养生物反应器的无泡通气装置还固定于固定框架1的下部的支撑杆6，支撑杆6底端套设硅胶帽7。利用支撑杆6将固定框架1支撑至一定高度，使该无泡通气装置还兼有搅拌导流桶功能，硅胶帽7用于防止支撑杆6与反应罐罐内表面刮痕拉伤。

根据本实用新型的优选实施方式，用于动物细胞培养生物反应器的无泡通气装置还包括固定于固定框架1的侧部的可伸缩调节装置8，可伸缩调节装置8包括固定套81和与固定套81螺纹连接的顶塞82。具体实施时，可伸缩调节装置8为分别设于固定框架1侧部的多个，旋转顶塞82，顶塞82伸出后抵接于反应罐内，可使整个无泡通气装置准确定位并固定在反应器罐内。

根据本实用新型的优选实施方式，通气软管由硅胶材料制成。硅胶材料具有选择透过性的特征，其具有对氧分子的选择性通过的特性，实现氧分子的分子透过(渗透)而不会出现明显的气泡。此外，硅胶的化学稳定性、耐高温和低温性、生物惰性和相容性均适用于医药行业中。将硅胶应用于脆弱和敏感的动物细胞微载体悬浮培养技术中，利用硅胶薄膜的选择性透过原理，实现较佳的无气泡通气效果。

参考附图3，根据本实用新型的优选实施方式，用于动物细胞培养生物反应器的无泡通气装置还包括无泡通气灭菌切换滑阀9，无泡通气灭菌切换滑阀9包括滑阀座91和与滑阀座91滑动连接的阀芯92，滑阀座91上设有进气口911、无泡通气口912和灭菌出气口913，无泡通气口912与进气管2的顶端连通，阀芯92具有左极限位置和右极限位置，当阀芯92处于左极限位置时，进气口911与无泡通气口912连通，当阀芯92处于右极限位置时，进气口911与灭菌出气口913连通。滑阀座91上设有限位槽914，用于动物细胞培养生物反应器的无泡通气装置还包括一端与阀芯92固定相连，另一端伸入限位槽914的定位销93。

具体实施时，滑阀座91与连接件94螺纹相连，连接件94焊接于反应罐的管壁上，如此实现无泡通气灭菌切换滑阀9的安装。滑阀座91在挡圈95的作用下旋合定位，用第一密封件96和第二密封件97完成密封；阀芯92外部用通用的气管快速活动接头98连接；在滑阀座91内有密封处为H7/f6动配合，有利于密封和滑阀前后运动导向。阀芯92的轴向定位用定位销93完成开启、闭合两个状态，滑阀座91上设有用于定位销93定位的限位槽914。图3示出的为进气口911与无泡通气口912连通的通气状态。即，阀芯92处于左极限位置时，定位销93在限位槽914的左极限位置。

当需要对进气管路蒸汽灭菌时，需要将芯杆向右推出至右极限位置并固定，此时芯杆的左端退出到灭菌出气口913的右端，灭菌蒸汽优先通过滑阀座91的灭菌出气口913直接进入反应罐的罐体，而不会直接进入通气软管，避免灭菌蒸汽涨坏通气软管。而通过对容器内整体灭菌，实现对通气软管的内外表面灭菌。无泡通气口912处设有与通气管连接的可拆卸的宝塔头。

本实施方式中，通过专门设计的无泡通气灭菌切换滑阀9脱开通气软管，转换进气直接到反应罐罐内，避免蒸汽直接进入通气软管，保护通气软管，实现对进气管路的蒸汽灭菌。

虽然结合附图描述了本实用新型的实施方式，但是本领域技术人员可以在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

Claims (10)

1.一种用于动物细胞培养生物反应器的无泡通气装置，其特征在于，包括：固定框架(1)和分别缠绕于所述固定框架(1)上的多根通气软管，多根所述通气软管沿所述固定框架(1)的高度方向依次设置。

2.根据权利要求1所述用于动物细胞培养生物反应器的无泡通气装置，其特征在于，所述用于动物细胞培养生物反应器的无泡通气装置还包括进气管(2)和出气管(10)，多根通气软管的一端分别与所述进气管(2)连通，多根所述通气软管的另一端分别与所述进气管(2)连通。

3.根据权利要求2所述用于动物细胞培养生物反应器的无泡通气装置，其特征在于，所述通气软管的数量为三根，分别设为第一通气管(3)、第二通气管(4)和第三通气管(5)；在所述用于动物细胞培养生物反应器的无泡通气装置的高度方向上，所述第一通气管(3)的上端与所述第二通气管(4)的下端平齐，所述第二通气管(4)的上端与所述第三通气管(5)的下端平齐。

4.根据权利要求2所述用于动物细胞培养生物反应器的无泡通气装置，其特征在于，所述固定框架(1)包括多根纵杆(11)，沿所述纵杆(11)的长度方式均匀设有多个圆弧沟槽(111)，所述通气软管缠绕于所述圆弧沟槽(111)处。

5.根据权利要求4所述用于动物细胞培养生物反应器的无泡通气装置，其特征在于，所述固定框架(1)还包括多根间隔设置的横环(12)，所述纵杆(11)分别连接多根所述横环(12)，多根所述横环(12)和多根所述纵杆(11)共同围成圆环框架状。

6.根据权利要求2所述用于动物细胞培养生物反应器的无泡通气装置，其特征在于，所述用于动物细胞培养生物反应器的无泡通气装置还固定于所述固定框架(1)的下部的支撑杆(6)，所述支撑杆(6)底端套设硅胶帽(7)。

7.根据权利要求2所述用于动物细胞培养生物反应器的无泡通气装置，其特征在于，所述用于动物细胞培养生物反应器的无泡通气装置还包括固定于所述固定框架(1)的侧部的可伸缩调节装置(8)，所述可伸缩调节装置(8)包括固定套(81)和与所述固定套(81)螺纹连接的顶塞(82)。

8.根据权利要求2所述用于动物细胞培养生物反应器的无泡通气装置，其特征在于，所述通气软管由硅胶材料制成。

9.根据权利要求2-8任一项所述用于动物细胞培养生物反应器的无泡通气装置，其特征在于，所述用于动物细胞培养生物反应器的无泡通气装置还包括无泡通气灭菌切换滑阀(9)，所述无泡通气灭菌切换滑阀(9)包括滑阀座(91)和与所述滑阀座(91)滑动连接的阀芯(92)，所述滑阀座(91)上设有进气口(911)、无泡通气口(912)和灭菌出气口(913)，所述无泡通气口(912)与所述进气管(2)的顶端连通，所述阀芯(92)具有左极限位置和右极限位置，当所述阀芯(92)处于左极限位置时，所述进气口(911)与所述无泡通气口(912)连通，当所述阀芯(92)处于右极限位置时，所述进气口(911)与所述灭菌出气口(913)连通。

10.根据权利要求9所述的用于动物细胞培养生物反应器的无泡通气装置，其特征在于，所述滑阀座(91)上设有限位槽(914)，所述用于动物细胞培养生物反应器的无泡通气装置还包括一端与所述阀芯(92)固定相连，另一端伸入所述限位槽(914)的定位销(93)。

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