EP3817847A1 - Mischvorrichtung mit einem rührelement und mischvorrichtungssystem - Google Patents

Mischvorrichtung mit einem rührelement und mischvorrichtungssystem

Info

Publication number
EP3817847A1
EP3817847A1 EP19725349.5A EP19725349A EP3817847A1 EP 3817847 A1 EP3817847 A1 EP 3817847A1 EP 19725349 A EP19725349 A EP 19725349A EP 3817847 A1 EP3817847 A1 EP 3817847A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
bearing
container
mixing device
stirring element
stirring
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP19725349.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP3817847B1 (de
Inventor
Lars BÖTTCHER
Marco LEUPOLD
Simon Topp-Manske
Thomas Holenstein
Thomas Nussbaumer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Levitronix GmbH
Sartorius Stedim Biotech GmbH
Original Assignee
Levitronix GmbH
Sartorius Stedim Biotech GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Levitronix GmbH, Sartorius Stedim Biotech GmbH filed Critical Levitronix GmbH
Publication of EP3817847A1 publication Critical patent/EP3817847A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3817847B1 publication Critical patent/EP3817847B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F27/00—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • B01F27/80—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis
    • B01F27/90—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis with paddles or arms 
    • B01F27/906—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis with paddles or arms  with fixed axis
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F33/00—Other mixers; Mixing plants; Combinations of mixers
    • B01F33/45—Magnetic mixers; Mixers with magnetically driven stirrers
    • B01F33/453—Magnetic mixers; Mixers with magnetically driven stirrers using supported or suspended stirring elements
    • B01F33/4531—Magnetic mixers; Mixers with magnetically driven stirrers using supported or suspended stirring elements using an axis supported in several points for mounting the stirring element
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/40—Mixing liquids with liquids; Emulsifying
    • B01F23/43—Mixing liquids with liquids; Emulsifying using driven stirrers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/50—Mixing liquids with solids
    • B01F23/53—Mixing liquids with solids using driven stirrers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F35/00—Accessories for mixers; Auxiliary operations or auxiliary devices; Parts or details of general application
    • B01F35/30—Driving arrangements; Transmissions; Couplings; Brakes
    • B01F2035/35—Use of other general mechanical engineering elements in mixing devices
    • B01F2035/352—Bearings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F2101/00—Mixing characterised by the nature of the mixed materials or by the application field
    • B01F2101/44—Mixing of ingredients for microbiology, enzymology, in vitro culture or genetic manipulation

Definitions

  • the present invention relates to a mixing device with a stirring element and a mixing device system.
  • a mixing device can be a bioreactor in which, for example, fluids and / or solids are mixed for the cultivation of cell cultures.
  • the mixing device usually has a container that can hold various fluids and / or solids.
  • the container can be rigid or designed as a flexible bag.
  • the container can be designed for reuse or as a disposable mixing device.
  • the mixing device In order to achieve the desired mixing of the components contained in the container, the mixing device usually comprises a stirring element which, by rotating it, achieves a mixing of the components contained.
  • the stirring element may be located only in a lower region of the container.
  • a mixing device with a stirring element which comprises:
  • At least one rotatable stirring element for mixing the fluids and / or solids
  • stirring element comprises a first bearing element and a second bearing element, which are arranged at or near opposite ends of the stirring element;
  • first mounting element is mounted on a first surface of the container and the second mounting element is mounted on an opposite second surface of the container;
  • the first bearing element comprises at least one non-permanent magnetized element in order to be able to be set in rotation by externally induced reluctance forces
  • the container is a container that is designed to hold fluids and / or solids.
  • the fluids and / or solids can be mixed by the rotation of the stirring element contained in the container.
  • the container can be designed to store and / or transport the medium, with continuous mixing taking place.
  • the container can be designed to prepare a medium for a later process.
  • the container can be a bioreactor that is suitable for reuse or is only intended for single use. Reusable containers are usually made of glass or metal, while disposable containers are usually made of flexible plastic, such as polyethylene.
  • the container can be used for biopharmaceutical applications.
  • the container interior can be sterile and / or the mixing device can be used in a clean room.
  • non-permanently magnetized element in the stirring element enables the production of a stirring element with a simple structure.
  • non-permanently magnetized elements do not require any special processing, so that the production or provision of a non-permanently magnetized element saves both time and costs.
  • any drive elements which make penetration of the container wall necessary can be avoided.
  • sterile conditions that may exist in the mixing device can be reliably maintained.
  • the mixing device can be provided with a stirring functionality reliably and inexpensively.
  • the mixing device can thus also be used as a disposable mixing device.
  • non-permanently magnetized elements are elements made of highly permeable (e.g. with a permeability number pr> 4, preferably pr> 100, particularly preferably pr> 300) and / or soft magnetic materials, for example iron cores and / or electrical sheets or strips. Also suitable are iron, nickel, cobalt, alloys from the materials described above, alloys containing one of the materials described above and at least one further element, and ferrites.
  • highly permeable e.g. with a permeability number pr> 4, preferably pr> 100, particularly preferably pr> 300
  • soft magnetic materials for example iron cores and / or electrical sheets or strips.
  • the stirring element Since the stirring element is mounted on two opposite ends, the stirring element can be reliably stored, even if the stirring element is used in a particularly large or high container. Tilting of the stirring element during the stirring process can thus be avoided.
  • Contactless mounting of the second mounting element by induced magnetic forces allows the stirring element to be advantageously mounted in a sterile environment and / or the mixing device in a clean room. In particular, there is no abrasion between the second bearing element and a holder which supports the second bearing element due to such a bearing. Furthermore, such a contactless bearing can also be used for high speeds of the stirring element.
  • the stirring element preferably comprises a bearing rod, on the opposite ends of which the first and second bearing elements are arranged, and
  • At least one wing element is arranged on the bearing rod and is designed to mix the fluids and / or solids in the container by rotating the stirring element.
  • the bearing rod, the first bearing element and / or the second bearing element are formed in one piece, or
  • the bearing rod, the first bearing element and / or the second bearing element are connected to one another in such a way that the stirring element can be set in rotation as a unit.
  • the first bearing element preferably has a base body which is essentially cylindrical.
  • a lateral surface of the base body has at least a pair of pole projections, which are arranged on opposite sides of the base body.
  • the “lateral surface” is understood to mean the surface of the base body which extends around an axis of rotation of the stirring element.
  • a non-permanently magnetized element is preferably arranged in each of the pole projections.
  • the non-permanently magnetized elements form magnetic poles in a pair of pole projections, on which the reluctance forces induced from outside act in order to set the stirring element in rotation.
  • the base body can comprise at least a pair of non-permanently magnetized elements which are arranged on opposite sides in the base body with respect to an agitator element axis of rotation.
  • the second bearing element is preferably formed at least partially from a ferromagnetic material.
  • the first and / or second storage element is / is arranged outside the container.
  • the stirring element penetrates the container, so that the first and / or second bearing element is / are arranged outside the container.
  • the bearing element or the bearing rod can be sealed against the wall of the container, which penetrates the bearing element or the bearing rod, by means of mechanical seals, which are preferably equipped with a sealing liquid system.
  • the container preferably has at least one cylindrical wall recess which is designed to at least partially accommodate the first or second bearing element.
  • each for the first and / or second bearing element a cylindrical wall recess or wall protrusion can be formed, in which the respective bearing element is at least partially inserted.
  • the corresponding storage element is located inside the container contrary to the arrangement of a storage element outside the container described above.
  • both storage elements are arranged inside or outside the container.
  • one of the bearing elements can be arranged inside the container, while the other bearing element is arranged outside the container.
  • an arrangement of the storage elements within the container is advantageous since the flexible container can thereby be held stably in an unfolded position.
  • an arrangement of the entire stirring element within the container has the advantage that the stirring element does not have to penetrate the container wall either.
  • sealing of the stirring element with respect to the container wall is not necessary and the necessary sterility can be obtained in a simple manner in the container.
  • At least the wall surface area of the container in which the wall recess is located is rigid.
  • a mixing device system which comprises:
  • a storage device for storing the second storage element; the drive device comprising:
  • a drive housing with at least two pairs of current-flowable drive coils, which are arranged in pairs opposite one another with respect to a drive housing rotation axis;
  • a drive control device which is designed such that the pairs of drive coils can be flowed through by current in succession, so that the stirring element of the mixing device can be driven by reluctance forces induced in the first bearing element;
  • the storage device comprising:
  • a bearing housing with flow-through bearing coils which are arranged around an axis of rotation of the bearing housing;
  • a position control device which is designed such that a current flows through the bearing coils through which current flows such that the second bearing element is held in a predetermined position without contact by the generated magnetic field;
  • stirring element rotation axis the drive housing rotation axis and the bearing housing rotation axis are identical.
  • the drive device has at least two pairs of drive coils.
  • the drive coils of a pair are arranged opposite to each other with respect to a drive housing rotation axis.
  • the drive coils of the drive device are thus preferably arranged in a circle.
  • Current can be controlled by means of a drive control device in such a way that current flows through the pairs of drive coils one after the other. Current flows through the pairs in a clockwise or counterclockwise direction.
  • the pair of drive coils, through which current is flowing forms a magnetic field that can influence a stirring element in the mixing device as soon as it is in the mixing device generated magnetic field.
  • the stirring element can be set in rotation by means of the reluctance forces induced by the magnetic field.
  • a stirring element in a mixing device can only be set in rotation by forces acting on the stirring element from the outside. Any components that penetrate the container wall can be avoided in the drive device, so that sterile conditions in a mixing device are not adversely affected. Furthermore, the drive device has no rotating elements, so that the risk of particle formation can be avoided, which is particularly problematic when the drive device is used in a clean room. The arrangement of the drive device in a dustproof housing can thus be prevented.
  • the bearing device is designed to generate a magnetic field in which the second bearing element is located.
  • the second bearing element is held in position only by the magnetic field.
  • the bearing coils are preferably arranged around the second bearing element or the bearing coil and the second bearing element are located on one plane.
  • the bearing device preferably comprises at least one distance sensor, which is designed to measure the distance between the second bearing element and at least one bearing coil.
  • the distance sensor can be used to check whether the second bearing element is in its predetermined position. If the stirring element is tilted or if the second bearing element is not in its predetermined position, the bearing control device can regulate the current with respect to the individual bearing coils, so that the magnetic field in which the second bearing element is located is adapted.
  • FIG. 1 shows a cross-sectional view of a mixer system according to a first embodiment
  • Fig. 2 shows a sectional view of the stirring element along the cutting axis
  • FIG. 3 shows a detail of the mixing device system from FIG. 1 with the first bearing element and a drive device
  • Fig. 4 shows Figure 2 with the drive device
  • FIG. 5 shows a detail of the mixing device system from FIG. 1 with the second bearing element and a bearing device
  • Storage element are stored within the container.
  • FIG. 7 shows a sectional view of a mixing device system according to the second embodiment.
  • FIG. 1 shows a sectional view through a mixing device system 1 for mixing fluids and / or solids, preferably for biopharmaceutical applications.
  • the mixing device system 1 comprises a container 3 which is designed to hold the fluids and / or solids to be mixed.
  • the container 3 is preferably designed as a closed container.
  • the container 3 can be provided for reuse or for single use.
  • the container 3 can be made of glass, metal or plastic (for example polyethylene).
  • Containers 3, which are designed for single use are preferably manufactured as bags, which are characterized by an at least partially flexible container wall. Rigid containers 3, which are made of glass or metal, for example, can have a removable lid.
  • at least the Interior 5 of the container 3 can be kept sterile in order to prevent contamination of the medium contained.
  • the mixing device system 1 is preferably designed such that at least the components of the mixing device system 1 that come into contact with the medium to be mixed can be sterilized.
  • the mixing device 1 comprises a stirring element 7 which is at least partially arranged in the interior 5 of the container 3 and whose rotation causes the medium in the container 3 to mix.
  • the stirring element 7 comprises a bearing rod 9, which is preferably cylindrical.
  • the bearing rod 9 extends along a stirring element rotation axis RR and is rotatable about this rotation axis.
  • At least one wing element 13 or blade element projects from a lateral surface 11 of the bearing rod 9. If the bearing rod 9 has a plurality of vane elements 13, a plurality of vane elements 13 can be arranged on one level around the bearing rod 9 and / or vane elements 13 can be arranged along the bearing rod on different levels with respect to the stirring element rotation axis RR.
  • the wing elements 13 are preferably designed as essentially plate-shaped elements, which are preferably arranged in a star shape around the stirring element rotation axis RR.
  • the distances between the individual wing elements 13 are preferably the same. However, it is also possible for the distances to vary from one another.
  • An "essentially flat” construction is understood here as “plate-shaped”. However, “plate-shaped” is not limited to the fact that the wing elements 13 have to be flat. It is also possible for the wing elements 13 to be curved (for example in the form of a screw).
  • the wing elements 13 can have rounded edges, as shown in FIG. 1, or square edges.
  • the wing elements 13 can be aligned parallel to the stirring element rotation axis RR or can be tilted by a certain angle to the stirring element rotation axis RR. Furthermore, the wing elements 13 can be arranged helically around the bearing rod 9. In particular, however, it is preferred that the wing elements 13 are positioned on the bearing rod 9 such that they are at least partially immersed in the medium to be mixed.
  • the wing elements 13 can be formed in one piece with the bearing rod 9 or fastened to it.
  • the bearing rod 9 and / or the wing element 13 can be made of plastic or metal.
  • the bearing rod 9 extends from a first surface 15 of the container 3 to a second surface 17 of the container 3, which is arranged opposite the first surface 15 of the container 3.
  • the first surface 15 of the container 3 is preferably a bottom surface of the container 3, while the second surface 17 of the container 3 is a cover surface of the container 3.
  • the bearing rod 9 penetrates the respective surface via a corresponding container opening 19.
  • the container opening 19 is opposite the one corresponding surface 15, 17 of the container and the bearing rod 9 sealed. This can be done, for example, by mechanical seals, which are preferably equipped with a sealing liquid system.
  • a first and a second bearing element 23, 25 are arranged, by means of which the stirring element 7 is mounted on or in the container 3.
  • the first bearing element 23 is preferably arranged at an end 21 of the bearing rod 9, which is located on or adjacent to the first surface 15 of the container 3.
  • the second bearing element 25 is preferably arranged at one end 21 of the container 3, which is located on or adjacent to the second surface 17 of the container 3.
  • the first bearing element 23 has a base body 27 which is connected to the bearing rod 9 or is formed in one piece with the bearing rod 9.
  • the base body 27 is preferably cylindrical, the diameter of the base body 27 being larger than the diameter of the bearing rod 9. As a result, the first bearing element 23 cannot slide into the interior 5 of the container 3.
  • Figure 2 shows a sectional view of the stirring element 7, wherein the stirring element 7 is cut on the section axis AA. The first bearing element 23 is described in more detail using this view.
  • the preferably cylindrical base body 27 preferably also has at least one pair of teeth or pole projections 29. These pole projections 29 are formed on a lateral surface 31 of the base body 27, the pole projections 29 preferably being formed in one piece with the base body 27.
  • the pole protrusions 29 of a pair of pole protrusions 29 are preferably arranged on substantially opposite sides of the base body 27.
  • FIG. 2 shows an embodiment with two pairs of pole projections 29, the first pair of pole projections being designated 29a and the second pair of pole projections 29b.
  • the distances between the individual pole projections 29 along the circumferential direction are preferably substantially the same. However, it is also possible for the distances between the pole projections 29 to vary from one another.
  • the base body 27, the wing elements 13 and the bearing rod 9 can preferably be made of plastic.
  • At least one non-permanent magnetized element 33 is preferably arranged in each of the pole projections 29.
  • This can be formed, for example, from a ferromagnetic material such as iron.
  • a non-permanent magnetized element is an element made of highly permeable (for example with a permeability number pr> 4, preferably pr> 100, particularly preferably pr> 300) and / or soft magnetic materials, for example an iron core and / or electrical sheet or strip (in particular according to the Standard EN 10106 “Cold-rolled non-grain-oriented electrical sheet and strip in the final annealed condition” or in particular in accordance with standard EN 10106 “Grain-oriented electrical sheet and strip in the final annealed condition”), for example cold-rolled iron-silicon alloys.
  • the non-permanently magnetized element 33 is in particular arranged in the pole projections 29 such that the non-permanently magnetized element 33 is covered to the outside by the material of the pole projection 29.
  • the non-permanently magnetized elements 33 are embedded in the pole projections 29, so that none of the fluids or solids in the interior 5 of the container 3 can come into contact with the non-permanently magnetized material and react with it. If, in particular, the base body 27 is made of plastic, the non-permanently magnetized elements 33 can be encapsulated by the plastic.
  • the non-permanently magnetized element 33 can be arranged completely in the corresponding pole projection 29 or at least partially protrude into it.
  • the base body 27 has no pole projections and the non-permanently magnetized elements 33 are arranged within the cylindrical base body 27.
  • the arrangement of the non-permanent magnetized elements 33 within the base body 27 is in accordance with the embodiment with pole projections 29.
  • the non-permanent magnetized elements 33 are only reset in the base body 27 with respect to the stirring element rotation axis RR.
  • FIG. 3 shows a section of the mixing device system 1, the stirring element 7 being cut along the stirring element axis of rotation RR by a pair of pole projections 29. Furthermore, a section of the first surface 15 of the container 3 of the mixing device system 1, on which the stirring element 7 is mounted, can be seen in the sectional view.
  • FIG. 3 a section through a drive device 100 is shown in FIG. 3, into which the first bearing element 23 of the stirring element 7 is inserted and by means of which the stirring element 7 can be set in rotation by reluctance.
  • the drive device 100 has a drive housing 102 with a drive housing recess 104, which is designed such that the first bearing element 23 of the stirring element 7 can be at least partially inserted into the drive housing recess 104.
  • the drive housing recess 104 is also cylindrical with respect to one
  • Drive housing rotation axis AR is formed so that the drive housing rotation axis AR coincides with the stirring element rotation axis RR when the mixing device (container 3 and stirring element 7) is placed on the drive device 100.
  • the drive housing recess 104 has a recess wall 106, which at least partially surrounds the first bearing element 23 of the stirring element 7 around the drive housing rotation axis AR or stirring element rotation axis RR.
  • FIG. 4 shows a sectional view through the recess wall 106 and the stirring element 7 perpendicular to the drive housing rotation axis AR or stirring element rotation axis RR.
  • the first surface 15 of the container 3 is not shown in this figure.
  • At least two pairs of drive coils 108 are arranged in the recess wall 106 of the drive housing 102.
  • the drive coils 108 of a pair are arranged substantially opposite one another with respect to the drive housing axis of rotation AR, so that they are preferably arranged substantially cylindrically around those to the drive housing axis of rotation AR.
  • FIG. 4 shows the special case of four pairs of drive coils 108. However, 2, 3, 5, 6, 7, 8 etc. pairs are also conceivable.
  • the pairs of drive coils 108 can be controlled or regulated in such a way that current can flow through them sequentially.
  • the pairs of drive coils 108 become clockwise or counterclockwise in succession flowed through by electricity.
  • a magnetic field is formed, which in particular also extends toward the drive housing axis of rotation AR or the agitator element axis of rotation RR.
  • this magnetic field disappears again.
  • the control device drives the pairs of drive coils 108 in such a way that current flows through the adjacent pair of drive coils 108, a new magnetic field is formed, which, however, is clockwise or counterclockwise with respect to the drive housing rotation axis AR (whichever is the case) adjacent pair of drive coils 108 is flowed through by current) is shifted or offset.
  • the strength of current is preferably identical in each case in order to achieve a uniform rotation of the stirring element 7.
  • the pairs of non-permanently magnetized elements 33 which are preferably located in the pairs of pole projections 29, act as poles.
  • Reluctance forces act on these poles through the generated magnetic fields, which cause the stirring element 7 to try to reach a state by rotation in which the reluctance is the lowest. This is achieved when the pair of non-permanently magnetized elements 33, which is located in the magnetic field, aligns with the pair of current-driven drive coils 108 with respect to the drive housing rotation axis AR or the stirring element rotation axis RR.
  • the stirring element 7 can be driven according to the principle of a synchronous reluctance motor, in which the synchronous reluctance motor has a wound multi-phase stator or stator (drive device 100 with it Drive coils 108) as an asynchronous machine.
  • the stirring element 7 designed as a rotor or rotor is preferably not round, but has pronounced poles or projections 29.
  • the drive is preferably controlled according to the principle of the synchronous reluctance motor by means of a frequency converter.
  • the stirring element 7 can be driven according to the principle of an asynchronous motor with reluctance torque, with the motor being equipped with a short-circuit cage in particular, like an asynchronous machine, when a frequency converter is dispensed with.
  • the drive starts up as close to the asynchronous equilibrium speed as with an asynchronous motor, in which case the reluctance effect predominates and the rotor or the stirring element 7 rotates or rotates essentially synchronously with the rotating field. It is also conceivable to use a frequency converter-fed synchronous reluctance motor to drive the stirring element 7.
  • the stirring element 7 can be driven in particular according to the principle of a switched reluctance machine (SRM, or SR-drive), in which case the drive, similar to the other reluctance drives, in particular a different number of pronounced teeth or Projections on the rotor (stirring element 7) and stator.
  • SRM switched reluctance machine
  • SR-drive switched reluctance machine
  • the stator teeth are in particular wound or provided with drive coils 108, which are alternately switched on and off, the teeth with the energized windings or drive coils 108 each attracting the closest teeth of the rotor (poles 29) like an electromagnet and are switched off when (or shortly before) the teeth (poles 29) of the rotor (stirring element 7) face the attracting stator teeth (drive coils 108). In this position, the next phase on other stator teeth or drive coils 108 is switched on, which attracts other teeth or projections (poles 29) on the rotor or stirring element 7.
  • a switched reluctance motor has three or more phases. But there are also special designs with only two or one phase.
  • the drive In order to switch over at the right time, the drive is usually provided with a rotor position encoder. However, it is also conceivable to use sensorless control methods based on the stator current or the torque. Reluctance drives of this type are characterized by high robustness and low construction costs. Like asynchronous machines in the de-energized state, they do not generate any torque when rotating. A residual magnetization often leads to a small cogging torque in the de-energized state. Furthermore, the stirring element 7 can be driven according to the principle of a reluctance stepping motor, wherein the reluctance stepping motor can in principle be constructed in the same way as a switched reluctance motor, but in contrast to it is switched without knowledge of the rotor position (stirring element 7).
  • the number of pairs of non-permanently magnetized elements 33 is smaller than the number of pairs of drive coils 108. This can ensure that at no time all pairs of non- permanently magnetized elements 33 are aligned with a corresponding pair of drive coils 108 in a line with respect to the drive housing rotation axis AR or the stirring element rotation axis RR. In this way it can be prevented that the state of the lowest reluctance has already been reached after a rotational movement and that no further rotational movement can be achieved.
  • the pair of non-permanently magnetized elements 33 will align with the pair of drive coils 108 that is currently being flowed through by current, that is closest to this pair of drive coils 108.
  • the remaining pairs of non-permanently magnetized elements 33 are then offset from the pairs of drive coils 108 or are not aligned with any pair of drive coils 108. If the magnetic field is shifted by the current flowing through another pair of drive coils 108 by means of the control device (not shown), the closest pair of non-permanently magnetized elements 33 with that of is again directed by the reluctance force Current flows through pair of drive coils 108. Thus, by changing the magnetic fields and the non-permanently magnetized elements 33 by means of reluctance forces, a rotational movement of the stirring element 7 is generated.
  • the drive device 100 can be arranged outside the container 3, so that the drive device 100 does not contaminate the medium in the container 3. Consequently, the stirring element 7 is driven only by the reluctance force, so that there is still no abrasion between the drive device 100 and the stirring element 7. This also helps to avoid contamination of the medium and that the mixing device system 1 can be used in a clean room. Furthermore, the drive device 100 can be used several times, while the mixing device comprising the container 3 and the stirring element 7 can be designed as a one-way system.
  • FIG. 5 also shows a section of the mixing device system 1, the stirring element 7 being cut through the second bearing element 25 along the stirring element rotation axis RR. Furthermore, a section of the second surface 17 of the container 3 of the mixing device system 1, on which the stirring element 7 is mounted, can be seen in the sectional view.
  • FIG. 5 a section through a bearing device 200 is shown in FIG. 5, into which the second bearing element 25 of the stirring element 7 is inserted or can be inserted and by means of which the stirring element 7 can be stored without contact by magnetic force.
  • the bearing device 200 has a bearing housing 202, preferably with a bearing housing recess 204, which is designed such that the second bearing element 25 of the stirring element 7 can be at least partially inserted into the bearing housing recess 204.
  • the bearing housing recess 204 is also cylindrical with respect to a bearing housing axis of rotation LR, so that the bearing housing axis of rotation LR coincides with the stirring element axis of rotation RR when the mixing device (Container 3 and stirring element 7) is inserted into the storage device 200.
  • the bearing housing recess 204 has a recess wall 206 which at least partially surrounds the second bearing element 25 of the stirring element 7 around the bearing housing axis of rotation LR or stirring element axis of rotation RR.
  • the second bearing element 25 comprises at least one ferromagnetic element 35.
  • the second bearing element 25 can be made entirely of ferromagnetic material or ferromagnetic material can be embedded in the second bearing element 25.
  • the second bearing element 25 can be made of plastic, for example, and the at least one ferrromagnetic element 35 is extrusion-coated with the plastic. If a plurality of ferromagnetic elements 35 are embedded in the second bearing element 25, these can be arranged at a distance from one another and / or adjoining one another.
  • the ferromagnetic elements 35 can be arranged uniformly or irregularly in the second bearing element 25. In particular, the size of the ferromagnetic elements 35 can be identical or different from one another.
  • the second bearing element 25 is preferably likewise cylindrical, similar to the first bearing element 23, the diameter of the second bearing element 25 preferably also being larger than the diameter of the bearing rod 9, so that the second bearing element 23 penetrates or slides into the interior 5 of the Container 3 can be prevented.
  • a plurality of bearing coils 208 are arranged in the bearing housing 202 and are arranged in a circle around the axis of rotation of the bearing housing LR.
  • the bearing coils 208 can be arranged at regular and / or irregular intervals from one another.
  • the bearing coils 208 are with a position control device, not shown connected, which is designed to regulate or control the current flowing through the individual bearing coils 208.
  • Each individual bearing coil 208 can preferably be regulated or controlled separately. This includes that the storage control device can be used to cause current to flow through a storage coil 208 or not. In addition, the amount of current flowing through the single bearing coil 208 can be adjusted by the storage control device.
  • the storage control device is designed in such a way that it regulates or controls the current that flows through the storage coils 208 in such a way that the second storage element 25 holds in a predetermined position without contact with the storage device 200.
  • the bearing allows the stirring element 7 to rotate about the stirring element axis of rotation RR.
  • a preset current can flow through the individual bearing coils 208, wherein the current intensity can vary between the individual bearing coils 208.
  • the storage device 200 e.g. at least one distance sensor (not shown) may be provided on the bearing housing 202 and / or on the second bearing element 25. This is designed to monitor the distance between the bearing housing 202 or a bearing coil 208 and the second bearing element 25. If the measured distance is larger or smaller than the predefined correct distance, the current strength of the individual bearing coils 208 can be readjusted with the aid of the position control device.
  • the stirring element 7 Due to the described storage of the stirring element 7 in the container 3, the stirring element 7 can be held securely in its intended position or on the Container 3 are stored. Even for large containers 3 in which large quantities of a medium are to be mixed, the mixing can be ensured by the stirring element 7.
  • FIG. 6 a shows a section of a mixing device system 1 in which the first bearing element 23 is arranged in the container 3.
  • FIG. 6 b) shows a further section of a mixing device system 1, in which the second bearing element 25 is arranged in the container 3. In both cases it is a sectional view, the sectional axis running along the stirring element rotation axis RR.
  • the wall recess 37 is preferably essentially cylindrical, so that the first and second bearing elements 23, 25 can each be at least partially inserted into the wall recess 37.
  • the diameter of the wall recess 37 is larger than the diameter of the first and second bearing elements 23, 25.
  • the diameter of the wall recess 37 is to be selected such that a rotation of the stirring element 7 in the wall recess 37 is possible. If it is a flexible container 3, it is preferred that the container 3 is rigid at least in the region of the wall recess 37 or with increased rigidity compared to the other regions.
  • a reinforcing layer with essentially rigid properties can be applied to this partial area on the first and / or second surface 15, 17 of the container 3, or can be attached to or arranged on it. This allows an improved mounting of the first and second mounting elements 23, 25 in the corresponding wall recess.
  • the drive device 100 and the bearing device 200 are identical to the previous figures, so that the description of these devices with respect to the previous figures apply here accordingly.
  • the container wall is arranged between the first and second bearing elements 23, 25 and corresponding to the drive device 100 and the bearing device 200. Since the stirring element 7 is located completely inside the container 3 in the second embodiment, it can be avoided that elements penetrate the container wall. A seal between the stirring element 7 and the container 3 at the container opening 19 can thus be avoided.
  • 6a) and 6b) show that both bearing elements 23, 25 are arranged inside the container 3, there is also the possibility that only one bearing element is arranged inside the container 3, while the other bearing element is arranged outside the container 3 is.
  • a stirring element 7 is used in a flexible container 3, the bearing elements 23, 25 of which are arranged inside the container 3, the stirring element 7 has an additional supporting effect for the container 3.
  • the flexible container 3 can be held in a preferably unfolded position become.
  • FIG. 7 shows a sectional view through a mixing device system according to the second embodiment.
  • the first and second mounting elements 23 and 25 are mounted according to FIGS. 6a) and 6b).
  • the mixing device systems described with reference to FIGS. 1 to 7 show first bearing elements 23 which can be set into a rotational movement by reluctance forces induced from outside.
  • the second bearing element 25 of the stirring element 7, however, is supported by externally induced magnetic forces.
  • the first bearing element 23 is used to drive the stirring element 7, while the second bearing element 25 is used to additionally support the stirring element 7.
  • the second bearing element 25 is identical to the first bearing element 23.
  • the second bearing element 25 can then be driven identically to the first bearing element 23. This embodiment is particularly advantageous for media with a higher viscosity.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Mixers With Rotating Receptacles And Mixers With Vibration Mechanisms (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Mischvorrichtung mit einem Rührelement (7) umfassend: einen Behälter (3) zum Aufnehmen von Fluiden und/oder Feststoffen; und zumindest ein rotierbares Rührelement (7) zum Mischen der Fluide und/oder Feststoffe; wobei das Rührelement (7) ein erstes Lagerungselement (23) und ein zweites Lagerungselement (25) umfasst, welche an oder nahe entgegengesetzten Enden des Rührelements (7) angeordnet sind; wobei das erste Lagerungselement (23) an einer ersten Fläche (15) des Behälters (3) gelagert ist und das zweite Lagerungselement (25) an einer gegenüberliegenden zweiten Fläche (17) des Behälters (3) gelagert ist; wobei das erste Lagerungselement (23) zumindest ein nichtpermanentmagnetisiertes Element (33) umfasst, um durch von außen induzierte Reluktanzkräfte in Rotationsbewegung versetzbar zu sein, und wobei das zweite Lagerungselement (25) durch von außen induzierte Magnetkräfte berührungslos gelagert ist. Ferner betrifft die Erfindung ein Mischvorrichtungssystem.

Description

Mischvorrichtung mit einem Rührelement und Mischvorrichtungssystem
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Mischvorrichtung mit einem Rührelement und ein Mischvorrichtungssystem.
Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Mischvorrichtungen bekannt. Beispielsweise kann es sich bei einer Mischvorrichtung um einen Bioreaktor handeln, in dem beispielsweise Fluide und/oder Feststoffe zur Kultivierung von Zellkulturen vermischt werden. Die Mischvorrichtung weist dabei üblicherweise einen Behälter auf, der verschiedene Fluide und/oder Feststoffe aufnehmen kann. Der Behälter kann dabei starr oder als flexible Tasche ausgebildet sein. Insbesondere kann der Behälter zur Wiederverwendung oder als Einweg-Mischvorrichtung ausgelegt sein.
Um in dem Behälter die gewünschte Mischung der enthaltenen Komponenten zu erzielen, umfasst die Mischvorrichtung üblicherweise ein Rührelement, das durch dessen Rotation ein Vermischen der enthaltenen Komponenten erzielt.
Je nach Größe des Behälters bzw. je nach Volumen des Behälters kann es ausreichend sein, dass sich das Rührelement lediglich in einem unteren Bereich des Behälters befindet. Für größere Behälter ist es jedoch erforderlich, dass das Rührelement weiter in den Behälter hineinragt, um ein gleichmäßiges Vermischen der in dem Behälter enthaltenen Komponente zu erzielen.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Rührsystem für eine Mischvorrichtung bereitzustellen, die es erlaubt, sowohl in Einweg- als auch in Mehrwegbehältern verwendet zu werden. Insbesondere soll das Rührsystem ein zuverlässiges Mischen unabhängig von der Behältergröße erzielen. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Gemäß einem Aspekt wird eine Mischvorrichtung mit einem Rührelement bereitgestellt, welche umfasst:
- einen Behälter zum Aufnehmen von Fluiden und/oder Feststoffen; und
- zumindest ein rotierbares Rührelement zum Mischen der Fluide und/oder Feststoffe;
wobei das Rührelement ein erstes Lagerungselement und ein zweites Lagerungselement umfasst, welche an oder nahe entgegengesetzten Enden des Rührelements angeordnet sind;
wobei das erste Lagerungselement an einer ersten Fläche des Behälters gelagert ist und das zweite Lagerungselement an einer gegenüberliegenden zweiten Fläche des Behälters gelagert ist;
wobei das erste Lagerungselement zumindest ein nichtpermanentmagnetisiertes Element umfasst, um durch von außen induzierte Reluktanzkräfte in Rotationsbewegung versetzbar zu sein, und
wobei das zweite Lagerungselement durch von außen induzierte Magnetkräfte berührungslos gelagert ist.
Der Behälter ist ein Behältnis, das dazu ausgelegt ist, Fluide und/oder Feststoffe aufzunehmen. Durch die Rotation des in dem Behälter enthaltenen Rührelements können die Fluide und/oder Feststoffe gemischt werden. Der Behälter kann dazu ausgelegt sein, das Medium zu lagern und/oder zu transportieren, wobei ein kontinuierliches Mischen erfolgt. Weiterhin kann das Behältnis dazu ausgelegt sein, ein Medium für einen späteren Prozess vorzubereiten. Insbesondere kann es sich bei dem Behälter um einen Bioreaktor handeln, der zur Wiederverwendung geeignet ist oder lediglich zur einmaligen Benutzung vorgesehen ist. Wiederverwendbare Behälter sind üblicherweise aus Glas oder Metall, während Einweg-Behälter meist aus flexiblem Kunststoff, wie z.B. Polyethylen, ausgebildet sind. Insbesondere kann der Behälter für biopharmazeutische Anwendungen eingesetzt werden. Der Behälterinnenraum kann dabei steril sein und/oder die Mischvorrichtung ist in einem Reinraum verwendbar.
Die Verwendung von zumindest einem nicht-permanentmagnetisierten Element in dem Rührelement ermöglicht die Herstellung eines Rührelements mit einem einfachen Aufbau. Insbesondere erfordern nicht-permantmagnetisierte Elemente keine besondere Bearbeitung, so dass die Herstellung bzw. Bereitstellung eines nicht-permantmagnetisierten Elements sowohl Zeit als auch Kosten einspart. Weiterhin können mittels von außen induzierten Reluktanzkräften, die das Rührelement In Rotation versetzen, jegliche Antriebselemente vermieden werden, die ein Durchdringen der Behälterwand erforderlich machen. Hierdurch können insbesondere sterile Bedingungen, die in der Misch Vorrichtung gegebenenfalls herrschen, zuverlässig erhalten werden. Ferner ist es aufgrund des Reluktanzantriebs nicht notwendig, an dem Rührelement bzw. innerhalb der Mischvorrichtung ein oder mehrere Permanentmagnete bzw. elektrische Wicklungen für den Antrieb des Rührelements vorzusehen, so dass die Mischvorrichtung zuverlässig und kostengünstig mit einer Rührfunktionalität versehen werden kann. Somit kann die Mischvorrichtung auch als Einweg-Mischvorrichtung verwendet werden.
Als nicht-permanentmagnetisiertes Element eignen sich insbesondere Elemente aus hochpermeablen (z.B. mit einer Permeabilitätszahl pr > 4, bevorzugt pr > 100, besonders bevorzugt pr > 300) und/oder weichmagnetischen Materialien beispielsweise Eisenkerne und/oder Elektrobleche bzw. -bänder. Weiterhin eignen sich Eisen, Nickel, Cobalt, Legierungen aus den voran beschriebenen Materialien, Legierungen, die eines der voran beschriebenen Materialien und mindestens ein weiteres Element enthalten, und Ferrite.
Da das Rührelement an zwei gegenüberliegenden Enden gelagert ist, kann das Rührelement zuverlässig gelagert werden, auch wenn das Rührelement in einem besonders großen bzw. hohen Behälter eingesetzt ist. Ein Verkippen des Rührelements während des Rührvorgangs kann somit vermieden werden. Eine berührungslose Lagerung des zweiten Lagerungselements durch induzierte Magnetkräfte erlaubt eine vorteilhafte Lagerung des Rührelements in einer sterilen Umgebung und/oder der Mischvorrichtung in einem Reinraum. Insbesondere findet durch eine derartige Lagerung kein Abrieb zwischen dem zweiten Lagerungselement und einer Halterung, die das zweite Lagerungselement stützt, statt. Weiterhin kann ein derartiges berührungsloses Lager auch für hohe Drehzahlen des Rührelements verwendet werden.
Vorzugsweise umfasst das Rührelement einen Lagerstab, an dessen entgegengesetzten Enden das erste und zweite Lagerungselement angeordnet sind, und
wobei an dem Lagerstab zumindest ein Flügelelement angeordnet ist und dazu ausgelegt ist, die Fluide und/oder Feststoffe in dem Behälter durch Rotation des Rührelements zu mischen.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind der Lagerstab, das erste Lagerungselement und/oder das zweite Lagerungselement einstückig ausgebildet, oder
der Lagerstab, das erste Lagerungselement und/oder das zweite Lagerungselement sind derart miteinander verbunden, dass das Rührelement als Einheit in Rotation versetzbar ist.
Vorzugsweise weist das erste Lagerungselement einen Basiskörper auf, welcher im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet ist.
In bevorzugter Weise weist eine Mantelfläche des Basiskörpers zumindest ein Paar von Polvorsprüngen auf, welche an entgegengesetzten Seiten des Basiskörpers angeordnet sind.
Als„Mantelfläche“ wird hierbei die Fläche des Basiskörpers verstanden, welche sich um eine Rührelement-Rotationsachse erstreckt. Vorzugsweise ist in den Polvorsprüngen jeweils ein nicht-permanentmagnetisiertes Element angeordnet.
Mit anderen Worten bilden die nicht-permanentmagnetisierten Elemente in einem Paar von Polvorsprüngen Magnetpole, auf die die von außen induzierten Reluktanzkräfte einwirken, um das Rührelement in Rotation zu versetzen.
Alternativ zu den genannten Polvorsprüngen, in denen jeweils ein nicht- permanentmagnetisiertes Element angeordnet ist, kann der Basiskörper zumindest ein Paar von nicht-permanentmagnetisierten Elementen umfassen, welche bezüglich einer Rührelement-Rotationsachse auf gegenüberliegenden Seiten in dem Basiskörper angeordnet sind.
Vorzugsweise ist das zweite Lagerungselement zumindest teilweise aus einem ferromagnetischen Material ausgebildet.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind/ist das erste und/oder zweite Lagerungselement außerhalb des Behälters angeordnet.
Mit anderen Worten durchdringt das Rührelement den Behälter, so dass das erste und/oder zweite Lagerungselement außerhalb des Behälters angeordnet ist/sind.
Das Lagerungselement bzw. der Lagerstab kann dabei gegenüber der Wandung des Behälters, die das Lagerungselement bzw. der Lagerstab durchdringt, mittels Gleitringdichtungen, die vorzugsweise mit einem Sperrflüssigkeitssystem ausgestattet sind, abgedichtet sein.
Vorzugsweise weist der Behälter zumindest eine zylindrische Wandvertiefung auf, die dazu ausgelegt ist, zumindest teilweise das erste oder zweite Lagerungselement aufzunehmen.
Mit anderen Worten kann für das erste und/oder zweite Lagerungselement jeweils eine zylindrische Wandvertiefung bzw. Wandausstülpung ausgebildet sein, in die das jeweilige Lagerungselement zumindest teilweise eingesetzt ist. Hierdurch befindet sich das entsprechende Lagerungselement innerhalb des Behälters entgegen der vorher beschriebenen Anordnung eines Lagerungselements außerhalb des Behälters.
Es besteht die Möglichkeit, dass beide Lagerungselemente innerhalb oder außerhalb des Behälters angeordnet sind. Es kann jedoch eines der Lagerungselemente innerhalb des Behälters angeordnet sein, während das andere Lagerungselement außerhalb des Behälters angeordnet ist.
Insbesondere für Einweg-Behälter, die meist als flexible Behälter ausgebiidet sind, ist eine Anordnung der Lagerungselemente innerhalb des Behälters vorteilhaft, da hierdurch der flexible Behälter stabil in einer entfalteten Position gehalten werden kann.
Weiterhin bietet eine Anordnung des gesamten Rührelements innerhalb des Behälters den Vorteil, dass auch das Rührelement nicht die Behälterwandung durchdringen muss. Hierdurch ist eine Abdichtung des Rührelements gegenüber der Behälterwandung nicht notwendig und eine notwendige Sterilität kann in dem Behälter in einfacher Weise erhalten werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist zumindest der Wandflächenbereich des Behälters, in dem sich die Wandvertiefung befindet, starr ausgebildet.
Insbesondere für Einweg-Behälter, die üblicherweise flexibel ausgestaltet sind, kann mittels eines starren Bereichs, eine zuverlässige Lagerung des Rührelements gewährleistet werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird die zugrundeliegende Aufgabe durch ein Mischvorrichtungssystem gelöst, welches umfasst:
- eine Mischvorrichtung nach einem der vorangehend beschriebenen Ausführungsformen;
- eine Antriebsvorrichtung zum Antreiben des Rührelements; und
- eine Lagerungsvorrichtung zum Lagern des zweiten Lagerungselements; wobei die Antriebsvorrichtung umfasst:
• ein Antriebsgehäuse mit zumindest zwei Paaren von stromdurchströmbaren Antriebsspulen, welche bezüglich einer Antriebsgehäuse-Rotationsachse paarweise gegenüberliegend angeordnet sind; und
• eine Antriebssteuervorrichtung, die dazu ausgelegt ist, dass die Paare von Antriebsspulen nacheinander von Strom durchströmbar sind, so dass durch in dem ersten Lagerungselement induzierte Reluktanzkräfte das Rührelement der Mischvorrichtung antreibbar ist;
wobei die Lagerungsvorrichtung umfasst:
• ein Lagergehäuse mit stromdurchströmbaren Lagerspulen, welche um eine Lagergehäuse-Rotationsachse herum angeordnet sind; und
• eine Lagerungssteuervorrichtung, die dazu ausgelegt ist, dass die stromdurchströmbaren Lagerspulen derart von einem Strom durchströmt werden, dass das zweite Lagerungselement durch das erzeugte Magnetfeld berührungslos in einer vorbestimmten Position gehalten wird;
wobei die Rührelement-Rotationsachse, die Antriebsgehäuse-Rotationsachse und die Lagergehäuse-Rotationsachse identisch sind.
Mit anderen Worten weist die Antriebsvorrichtung zumindest zwei Paare von Antriebsspulen auf. Die Antriebsspulen eines Paares sind einander gegenüberliegend bezüglich einer Antriebsgehäuse-Rotationsachse angeordnet. Vorzugsweise sind die Antriebsspulen der Antriebsvorrichtung somit kreisförmig angeordnet. Mittels einer Antriebssteuervorrichtung kann Strom derart gesteuert werden, dass die Paare von Antriebsspulen nacheinander von Strom durchströmt werden. Vorzugsweise werden die Paare im Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn nacheinander von Strom durchströmt. Das Paar von Antriebsspulen, das gerade von Strom durchströmt wird, bildet ein Magnetfeld, das Einfluss auf ein Rührelement in der Mischvorrichtung nehmen kann, sobald sich dieses in dem erzeugten Magnetfeld befindet. Mittels der durch das Magnetfeld induzierten Reluktanzkräfte ist das Rührelement in Rotation versetzbar. Mit anderen Worten kann ein Rührelement in einer Mischvorrichtung lediglich durch von außen auf das Rührelement wirkende Kräfte in Rotation versetzt werden. Jegliche Bauelemente, die die Behälterwand durchdringen, können in der Antriebsvorrichtung vermieden werden, so dass sterile Bedingungen in einer Mischvorrichtung nicht negativ beeinflusst werden. Weiterhin weist die Antriebsvorrichtung keinerlei rotierende Elemente auf, so dass die Gefahr von Partikelbildung vermieden werden kann, welche insbesondere bei einem Einsatz der Antriebsvorrichtung in einem Reinraum problematisch ist. Die Anordnung der Antriebsvorrichtung in einem staubdichen Gehäuse kann somit verhindert werden.
Die Lagerungsvorrichtung ist dazu ausgebildet, ein Magnetfeld zu erzeugen, in dem sich das zweite Lagerungselement befindet. Lediglich durch das Magnetfeld wird das zweite Lagerungselement in Position gehalten. Vorzugsweise sind die Lagerspulen um das zweite Lagerungselement herum angeordnet bzw. befinden sich die Lagerspule und das zweite Lagerungselement auf einer Ebene.
Vorzugsweise umfasst die Lagerungsvorrichtung zumindest einen Abstandssensor, weicher dazu ausgelegt ist, den Abstand zwischen dem zweiten Lagerungselement und zumindest einer Lagerspule zu messen.
Durch den Abstandssensor kann überprüft werden, ob sich das zweite Lagerungselement an seiner vorbestimmten Position befindet. Sollte das Rührelement verkippt sein bzw. sollte sich das zweite Lagerungselement nicht an seiner vorbestimmten Position befinden, kann die Lagerungssteuervorrichtung den Strom bezüglich der einzelnen Lagerspulen regeln, so dass das Magnetfeld, in dem sich das zweite Lagerungselement befindet, angepasst wird.
Diese und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus dem Studium der folgenden detaillierten Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen und der beiliegenden Zeichnungen deutlicher. Es ist ersichtlich, dass, obwohl Ausführungsformen separat beschrieben werden, einzelne Merkmale daraus zu zusätzlichen Ausführungsformen kombiniert werden können.
Fig. 1 zeigt eine Querschnittsansicht eines Mischvorrichtungssystems gemäß einer ersten Ausführungsform;
Fig. 2 zeigt eine Schnittansicht des Rührelements entlang der Schnittachse
A-A mit Blick auf das erste Lagerungselement;
Fig. 3 zeigt einen Ausschnitt des Mischvorrichtungssystems aus Figur 1 mit dem ersten Lagerungselement und einer Antriebsvorrichtung;
Fig. 4 zeigt Figur 2 mit der Antriebsvorrichtung;
Fig. 5 zeigt einen Ausschnitt des Mischvorrichtungssystems aus Figur 1 mit dem zweiten Lagerungselement und einer Lagerungsvorrichtung;
Fig. 6a) und zeigen Ausschnitte eines Mischvorrichtungssystems gemäß einer b) zweiten Ausführungsform, in der das erste und zweite
Lagerungselement innerhalb des Behälters gelagert sind; und
Fig. 7 zeigt eine Schnittansicht eines Misch Vorrichtungssystems gemäß der zweiten Ausführungsform. Figur 1 zeigt eine Schnittansicht durch ein Mischvorrichtungssystem 1 zum Mischen von Fluiden und/oder Feststoffen, vorzugsweise für biopharmazeutische Anwendungen.
Das Mischvorrichtungssystem 1 umfasst einen Behälter 3, der dazu ausgelegt ist, die zu mischenden Fluide und/oder Feststoffe aufzunehmen. Der Behälter 3 ist vorzugsweise als geschlossenes Behältnis ausgelegt. Der Behälter 3 kann dabei zur Wiederverwendung oder zur einmaligen Verwendung vorgesehen sein. Insbesondere kann der Behälter 3 aus Glas, Metall oder Kunststoff (z.B. Polyethylen) gefertigt sind. Behälter 3, die zur einmaligen Verwendung ausgelegt sind, sind vorzugsweise als Bags gefertigt, die sich durch eine zumindest teilweise flexible Behälterwandung auszeichnen. Starre Behälter 3, die beispielsweise aus Glas oder Metall gefertigt sind, können einen abnehmbaren Deckel aufweisen. Insbesondere für biopharmazeutische Anwendungen ist es hierbei bevorzugt, dass zumindest der Innenraum 5 des Behälters 3 steril gehalten werden kann, um eine Kontamination des enthaltenen Mediums zu verhindern. Hierzu ist das Mischvorrichtungssystem 1 vorzugsweise derart ausgelegt, dass zumindest die Komponenten des Mischvorrichtungssystem 1 , die mit dem zu mischenden Medium in Kontakt kommen, sterilisierbar sind.
Ferner umfasst das M ischvo rrichtu ngssystem 1 ein Rührelement 7, das zumindest teilweise in dem Innenraum 5 des Behälters 3 angeordnet ist und durch dessen Rotation ein Vermischen des in dem Behälter 3 befindlichen Mediums bewirkt.
Das Rührelement 7 umfasst einen Lagerstab 9, der vorzugsweise zylindrisch ausgebildet ist. Der Lagerstab 9 erstreckt sich entlang einer Rührelement- Rotationsachse RR und ist um diese Rotationsachse drehbar. Von einer Mantelfläche 11 des Lagerstabs 9 ragt zumindest ein Flügelelement 13 oder Schaufelelement vor. Weist der Lagerstab 9 mehrere Flügelelemente 13 auf, können mehrere Flügelelemente 13 auf einer Ebene um den Lagerstab 9 herum angeordnet sein und/oder Flügelelemente 13 entlang des Lagerstabs auf unterschiedlichen Ebenen bezüglich der Rührelement-Rotationsachse RR angeordnet sein.
Die Flügelelemente 13 sind vorzugsweise als im Wesentlichen plattenförmige Elemente ausgebildet, welche vorzugsweise sternförmig um die Rührelement- Rotationsachse RR angeordnet sind. Vorzugsweise sind die Abstände zwischen den einzelnen Flügelelementen 13 gleich groß. Es ist jedoch auch möglich, dass die Abstände voneinander variieren. Als "plattenförmig" wird hierbei eine im Wesentlichen flache Bauweise verstanden. "Plattenförmig" ist jedoch nicht darauf beschränkt, dass die Flügelelemente 13 eben ausgebildet zu sein haben. Es ist ebenfalls möglich, dass die Flügelelemente 13 gebogen (z.B. in Form einer Schraube) ausgebildet sind. Die Flügelelemente 13 können abgerundete Kanten, wie in Figur 1 gezeigt, oder eckige Kanten aufweisen. Insbesondere können die Flügelelemente 13 parallel zur Rührelement-Rotationsachse RR ausgerichtet sein oder um einen bestimmten Winkel zu der Rührelement-Rotationsachse RR gekippt sein. Ferner können die Flügelelemente 13 helixförmig um den Lagerstab 9 herum angeordnet. Insbesondere ist es jedoch bevorzugt, dass die Flügelelemente 13 derart an dem Lagerstab 9 positioniert sind, dass diese zumindest teilweise in das zu mischende Medium eintauchen. Die Flügelelemente 13 können einstückig mit dem Lagerstab 9 ausgebildet sein oder an diesem befestigt sein. Der Lagerstab 9 und/oder das Flügelelement 13 können aus Kunststoff oder Metall gefertigt sein.
Der Lagerstab 9 erstreckt sich von einer ersten Fläche 15 des Behälters 3 zu einer zweiten Fläche 17 des Behälters 3, welche gegenüber der ersten Fläche 15 des Behälters 3 angeordnet ist. Vorzugsweise ist die erste Fläche 15 des Behälters 3 eine Bodenfläche des Behälters 3, während die zweite Fläche 17 des Behälters 3 eine Deckelfläche des Behälters 3 ist. Wie in Figur 1 gezeigt, durchdringt der Lagerstab 9 die jeweilige Fläche über eine entsprechende Behälteröffnung 19. Um eine Sterilität in dem Behälter 3 gewährleisten zu können und/oder ein Austreten des Mediums aus dem Behälter 3 verhindern zu können, ist die Behälteröffnung 19 gegenüber der entsprechenden Fläche 15, 17 des Behälters und dem Lagerstab 9 abgedichtet. Dies kann beispielsweise durch Gleitringdichtungen erfolgen, die vorzugsweise mit einem Sperrflüssigkeitssystem ausgestattet sind. An entgegengesetzten Enden 21 des Lagerstabs 9 ist ein erstes und ein zweites Lagerungselement 23, 25 angeordnet, mittels denen das Rührelement 7 an bzw. in dem Behälter 3 gelagert ist. Vorzugsweise ist das erste Lagerungselement 23 an einem Ende 21 des Lagerstabs 9 angeordnet, welches sich an oder benachbart zu der ersten Fläche 15 des Behälters 3 befindet. Das zweite Lagerungselement 25 ist vorzugsweise an einem Ende 21 des Behälters 3 angeordnet, welches sich an oder benachbart zu der zweiten Fläche 17 des Behälters 3 befindet.
Das erste Lagerungselement 23 weist einen Basiskörper 27 auf, der mit dem Lagerstab 9 verbunden ist oder einstückig mit dem Lagerstab 9 ausgebildet ist. Vorzugsweise ist der Basiskörper 27 zylindrisch ausgebildet, wobei der Durchmesser des Basiskörpers 27 größer ist als der Durchmesser des Lagerstabs 9. Hierdurch kann das erste Lagerungselement 23 nicht in den Innenraum 5 des Behälters 3 rutschen. Figur 2 zeigt eine Schnittansicht des Rührelements 7, wobei das Rührelement 7 an der Schnittachse A-A geschnitten ist. Anhand dieser Ansicht wird das erste Lagerungselement 23 näher beschrieben.
In dieser Ansicht wird deutlich, dass der vorzugsweise zylindrische Basiskörper 27 vorzugsweise ferner zumindest ein Paar von Zähnen bzw. Polvorsprüngen 29 aufweist. Diese Polvorsprünge 29 sind an einer Mantelfläche 31 des Basiskörpers 27 ausgebildet, wobei die Polvorsprünge 29 vorzugsweise einstückig mit dem Basiskörper 27 ausgebildet sind.
Die Polvorsprünge 29 eines Paares von Polvorsprüngen 29 sind vorzugsweise an im Wesentlichen entgegengesetzten Seiten des Basiskörpers 27 angeordnet. Figur 2 zeigt eine Ausführungsform mit zwei Paaren von Polvorsprüngen 29, wobei das erste Paar von Polvorsprüngen mit 29a bezeichnet ist und das zweite Paar von Polvorsprüngen mit 29b. Vorzugsweise sind die Abstände zwischen den einzelnen Polvorsprüngen 29 entlang der Umfangsrichtung im Wesentlichen gleich. Es ist jedoch auch möglich, dass die Abstände zwischen den Polvorsprüngen 29 voneinander variieren.
Der Basiskörper 27, die Flügelelemente 13 sowie der Lagerstab 9 können vorzugsweise aus Kunststoff gefertigt sein.
In den Polvorsprüngen 29 ist vorzugsweise jeweils zumindest ein nichtpermanentmagnetisiertes Element 33 angeordnet. Dieses kann beispielsweise aus einem ferromagnetischen Material wie Eisen gebildet sein. Als nichtpermanentmagnetisiertes Element eignet sich insbesondere ein Element aus hochpermeablen (z.B. mit einer Permeabilitätszahl pr > 4, bevorzugt pr > 100, besonders bevorzugt pr > 300) und/oder weichmagnetischen Materialien beispielsweise ein Eisenkern und/oder Elektroblech bzw. -band (insbesondere nach der Norm EN 10106“Kaltgewalztes nicht kornorientiertes Elektroblech und -band im schlussgeglühten Zustand” bzw. insbesondere nach der Norm EN 10106 “Kornorientiertes Elektroblech und -band im schlussgeglühten Zustand”) z.B. aus kaltgewaltzen Eisen-Silizium-Legierungen. Das nicht-permanentmagnetisierte Element 33 ist dabei insbesondere derart in den Polvorsprüngen 29 angeordnet, dass das nicht-permanentmagnetisierte Element 33 von dem Material des Polvorsprungs 29 nach außen hin überdeckt ist. Mit anderen Worten sind die nicht- permanentmagnetisierten Elemente 33 in die Polvorsprünge 29 eingebettet, so dass keines der Fluide bzw. Feststoffe in dem Innenraum 5 des Behälters 3 mit dem nicht- permanentmagnetisierten Material in Kontakt kommen kann und mit diesem reagiert. Ist insbesondere der Basiskörper 27 aus Kunststoff gefertigt, können die nicht- permanentmagnetisierten Elemente 33 von dem Kunststoff umspritzt sein.
Das nicht-permanentmagnetisierte Element 33 kann dabei vollständig in dem entsprechenden Polvorsprung 29 angeordnet sein oder zumindest teilweise in diesen hineinragen.
Es ist jedoch ebenfalls denkbar, dass der Basiskörper 27 keine Polvorsprünge aufweist und die nicht-permanentmagnetisierten Elemente 33 innerhalb des zylindrischen Basiskörpers 27 angeordnet sind. Die Anordnung der nicht- permanentmagnetisierten Elemente 33 innerhalb des Basiskörpers 27 ist entsprechend der Ausführungsform mit Polvorsprüngen 29. Die nicht- permanentmagnetisierten Elemente 33 sind hier lediglich in den Basiskörper 27 bezüglich der Rührelement-Rotationsachse RR rückgesetzt.
Figur 3 zeigt einen Ausschnitt des Mischvorrichtungssystems 1 , wobei das Rührelement 7 entlang der Rührelement-Rotationsachse RR durch ein Paar von Polvorsprüngen 29 geschnitten ist. Ferner ist in der Schnittansicht ein Teilbereich der ersten Fläche 15 des Behälters 3 des Mischvorrichtungssystems 1 zu sehen, an der das Rührelement 7 gelagert ist.
Weiterhin ist in Figur 3 ein Schnitt durch eine Antriebsvo rrichtu ng 100 gezeigt, in die das erste Lagerungselement 23 des Rührelements 7 eingesetzt ist und mittels dem das Rührelement 7 durch Reluktanz in Rotation versetzbar ist. Die Antriebsvorrichtung 100 weist ein Antriebsgehäuse 102 mit einer Antriebsgehäusevertiefung 104 auf, die derart ausgebildet ist, dass das erste Lagerungselement 23 des Rührelements 7 zumindest teilweise in die Antriebsgehäusevertiefung 104 einsetzbar ist. Vorzugsweise ist die Antriebsgehäusevertiefung 104 ebenfalls zylindrisch bezüglich einer
Antriebsgehäuse-Rotationsachse AR ausgebildet, so dass die Antriebsgehäuse- Rotationsachse AR mit der Rührelement-Rotationsachse RR zusammenfällt, wenn die Mischvorrichtung (Behälter 3 und Rührelement 7) auf die Antriebsvorrichtung 100 aufgesetzt ist.
Die Antriebsgehäusevertiefung 104 weist eine Vertiefungswandung 106 auf, welche das erste Lagerungselement 23 des Rührelements 7 zumindest teilweise um die Antriebsgehäuse-Rotationsachse AR bzw. Rührelement-Rotationsachse RR herum umgibt.
Zur Verdeutlichung zeigt Figur 4 eine Schnittansicht durch die Vertiefungswandung 106 und das Rührelement 7 senkrecht zur Antriebsgehäuse-Rotationsachse AR bzw. Rührelement-Rotationsachse RR. Zur vereinfachten Darstellung ist jedoch die erste Fläche 15 des Behälters 3 in dieser Figur nicht gezeigt.
Wie in Figur 4 gezeigt, sind in der Vertiefungswandung 106 des Antriebsgehäuses 102 zumindest zwei Paar von Antriebsspulen 108 angeordnet. Die Antriebsspulen 108 eines Paares sind bezüglich der Antriebsgehäuse-Rotationsachse AR im Wesentlichen einander gegenüberliegend angeordnet, so dass sie vorzugsweise im Wesentlichen zylindrisch um die zur Antriebsgehäuse-Rotationsachse AR herum angeordnet sind. Figur 4 zeigt den speziellen Fall von vier Paaren von Antriebsspulen 108. Es sind jedoch auch 2, 3, 5, 6, 7, 8 usw. Paare denkbar.
Mittels einer nicht gezeigten Steuervorrichtung sind die Paare von Antriebsspulen 108 derart steuerbar bzw. regelbar, dass diese sequenziell von Strom durchströmbar sind. Mit anderen Worten werden mit Hilfe der Steuervorrichtung die Paare von Antriebsspulen 108 im Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn nacheinander von Strom durchströmt.
Wird ein Paar von Antriebsspulen 108 von Strom durchströmt, bildet sich ein Magnetfeld aus, das sich insbesondere auch zu der Antriebsgehäuse- Rotationsachse AR bzw. der Rührelement-Rotationsachse RR hin erstreckt. Sobald das Paar von Antriebsspulen 208 jedoch nicht mehr von Strom durchströmt wird, verschwindet dieses Magnetfeld wieder. Da jedoch die Steuervorrichtung die Paare von Antriebsspulen 108 derart ansteuert, dass nun das benachbarte Paar von Antriebsspulen 108 von Strom durchströmt wird, bildet sich ein neues Magnetfeld aus, das jedoch bezüglich der Antriebsgehäuse-Rotationsachse AR im Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn (je nachdem welches benachbarte Paar von Antriebsspulen 108 von Strom durchströmt wird) verschoben bzw. versetzt ist. Mit anderen Worten “wandert” das Magnetfeld bezüglich der Antriebsgehäuse- Rotationsachse AR durch ein sequenzielles Durchströmen von Strom durch die Paare von Antriebsspulen 108. Vorzugsweise ist dabei die Stärke von Strom jeweils identisch, um eine gleichmäßige Rotation des Rührelements 7 zu erzielen.
Durch die erzeugten Magnetfelder wirken die Paare von nichtpermanentmagnetisierten Elementen 33, welche sich vorzugsweise in den Paaren von Polvorsprüngen 29 befinden, als Pole.
Auf diese Pole wirken durch die erzeugten Magnetfelder Reluktanzkräfte, die bewirken, dass das Rührelement 7 durch Rotation einen Zustand zu erreichen sucht, in dem die Reluktanz am geringsten ist. Dies wird dann erreicht, wenn das Paar von nicht-permanentmagnetisierten Elementen 33, das sich in dem Magnetfeld befindet, bezüglich der Antriebsgehäuse-Rotationsachse AR bzw. der Rührelement- Rotationsachse RR in einer Linie mit dem Paar von Strom durchströmten Antriebsspulen 108 ausrichtet.
Insbesondere kann der Antrieb des Rührelements 7 nach dem Prinzip eines Synchron-Reluktanzmotors erfolgen, bei dem der Synchron-Reluktanzmotor einen bewickelten mehrphasigen Stator bzw. Ständer (Antriebsvo rrichtu ng 100 mit Antriebsspulen 108) wie eine Asynchronmaschine aufweist. Das als Rotor bzw. Läufer ausgebildete Rührelement 7 ist vorzugsweise nicht rund, sondern weist ausgeprägte Pole bzw. Vorsprünge 29 auf. Bevorzugt wird der Antrieb nach dem Prinzip des Synchron-Reluktanzmotors mittels eines Frequenzumrichters angesteuert. Ferner, kann der Antrieb des Rührelements 7 nach dem Prinzip eines Asynchronmotors mit Reluktanzmoment erfolgen, wobei bei Verzicht auf einen Frequenzumrichter der Motor wie eine Asynchronmaschine insbesondere mit einem Kurzschlusskäfig ausgerüstet ist. Der Antrieb läuft in diesem Fall wie bei einem Asynchronmotor bis in die Nähe der asynchronen Gleichgewichtsdrehzahl an wobei sodann der Reluktanzeffekt überwiegt und der Rotor bzw. das Rührelement 7 sich im Wesentlichen synchron mit dem Drehfeld dreht bzw. rotiert. Denkbar ist ferner, einen frequenzumrichtergespeisten Synchron-Reluktanzmotor als Antrieb des Rührelements 7 einzusetzen. Darüber hinaus kann der Antrieb des Rührelements 7 insbesondere nach dem Prinzip einer geschalteten Reluktanzmaschine (Englisch: switched reluctance motor, SRM, bzw. SR-drive) erfolgen, wobei in diesem Fall der Antrieb ähnlich zu den anderen Reluktanzantrieben insbesondere eine unterschiedliche Anzahl ausgeprägter Zähne bzw. Vorsprünge an Rotor (Rührelement 7) und Stator. Die Statorzähne sind insbesondere mit Antriebsspulen 108 bewickelt bzw. versehen, die abwechselnd ein- und ausgeschaltet werden, wobei die Zähne mit den bestromten Wicklungen bzw. Antriebsspulen 108 jeweils die nächstgelegenen Zähne des Rotors (Pole 29) wie ein Elektromagnet anziehen und abgeschaltet werden, wenn (oder kurz bevor) die Zähne (Pole 29) des Rotors (Rührelement 7) den sie anziehenden Statorzähnen (Antriebsspulen 108) gegenüberstehen. In dieser Position wird die nächste Phase auf anderen Statorzähnen bzw. Antriebsspulen 108 eingeschaltet, die andere Zähne bzw. Vorsprünge (Pole 29) am Rotor bzw. Rührelement 7 anzieht. Insbesondere hat ein geschalteter Reluktanzmotor drei oder mehr Phasen. Es gibt aber auch Sonderbauformen mit nur zwei oder einer Phase. Um im richtigen Zeitpunkt umzuschalten, wird der Antrieb in der Regel mit einem Rotorlagegeber versehen. Es ist aber auch denkbar, geberlose Steuerverfahren anhand des Statorstroms oder des Drehmomentes einzusetzen. Reluktanzantriebe dieser Bauart zeichnen sich durch hohe Robustheit und einen geringen Bauaufwand aus. Wie Asynchronmaschinen bilden sie im unbestromten Zustand bei Drehung insbesondere kein Drehmoment aus. Eine Restmagnetisierung führt oft dennoch zu einem kleinen Rastmoment im stromlosen Zustand. Ferner kann der Antrieb des Rührelements 7 nach dem Prinzip eines Reluktanz-Schrittmotors erfolgen, wobei der Reluktanz-Schrittmotor im Prinzip gleich wie ein geschalteter Reluktanzmotor aufgebaut sein kann, im Gegensatz jedoch zu diesem ohne Kenntnis der Rotorposition (Rührelement 7) geschaltet wird.
Um eine kontinuierliche Rotation des Rührelements 7 zu erzielen, ist es vorteilhaft, wenn die Anzahl der Paare von nicht-permanentmagnetisierten Elementen 33 kleiner ist als die Anzahl der Paare von Antriebsspulen 108. Hierdurch kann gewährleistet werden, dass zu keiner Zeit alle Paare von nicht-permanentmagnetisierten Elementen 33 in einer Linie bezüglich der Antriebsgehäuse-Rotationsachse AR bzw. der Rührelement-Rotationsachse RR mit einem entsprechenden Paar von Antriebsspulen 108 ausgerichtet sind. Somit kann verhindert werden, dass der Zustand der geringsten Reluktanz bereits nach einer Rotationsbewegung erreicht wurde und keine weitere Rotatio nsbewegu ng mehr erzielt werden kann.
Je dichter die Paare von Antriebsspulen 108 angeordnet sind, desto mehr können ruckartige Rotationsbewegungen vermieden werden.
Ist die Anzahl von Paaren von nicht-permanentmagnetisierten Elementen 33 kleiner als die Anzahl von Paaren von Antriebsspulen 108, wird sich das Paar von nicht- permanentmagnetisierten Elementen 33 mit dem Paar von Antriebsspulen 108, das gerade von Strom durchströmt wird, in einer Linie ausrichten, das diesem Paar von Antriebsspulen 108 gerade am Nächsten gelegen ist.
Die übrigen Paare von nicht-permanentmagnetisierten Elementen 33 sind dann versetzt zu den Paaren von Antriebsspulen 108 bzw. sind mit keinem Paar von Antriebsspulen 108 in einer Linie ausgerichtet. Wird das Magnetfeld verschoben, indem ein anderes Paar von Antriebsspulen 108 mittels der Steuervorrichtung (nicht gezeigt) von Strom durchströmt wird, richtet sich durch die Reluktanzkraft wieder das nächstgelegene Paar von nicht-permanentmagnetisierten Elementen 33 mit dem von Strom durchströmten Paar von Antriebsspulen 108 aus. Somit wird durch den Wechsel der Magnetfelder und den nicht-permanentmagnetierten Elementen 33 mittels Reluktanzkräften eine Rotationsbewegung des Rührelements 7 erzeugt.
Hierbei ist es besonders vorteilhaft, dass die Antriebsvorrichtung 100 außerhalb des Behälters 3 angeordnet sein kann, so dass durch die Antriebsvorrichtung 100 keine Kontamination des Mediums in dem Behälter 3 erfolgen kann. Ein Antrieb des Rührelements 7 erfolgt folglich lediglich durch die Reluktanzkraft, so dass weiterhin kein Abrieb zwischen der Antriebsvorrichtung 100 und dem Rührelement 7 erfolgt. Auch dies trägt dazu bei, dass eine Kontamination des Mediums vermieden wird und dass das Mischvorrichtungssystem 1 in einem Reinraum verwendbar ist. Weiterhin kann die Antriebsvorrichtung 100 mehrfach verwendet werden, während die Mischvorrichtung umfassend den Behälter 3 und das Rührelement 7 als Einweg- System ausgelegt sein kann.
Figur 5 zeigt weiterhin einen Ausschnitt des Mischvorrichtungssystems 1 , wobei das Rührelement 7 entlang der Rührelement-Rotationsachse RR durch das zweite Lagerungselement 25 geschnitten ist. Ferner ist in der Schnittansicht ein Teilbereich der zweiten Fläche 17 des Behälters 3 des Mischvorrichtungssystems 1 zu sehen, an der das Rührelement 7 gelagert ist.
Zudem ist in Figur 5 ein Schnitt durch eine Lagerungsvorrichtung 200 gezeigt, in die das zweite Lagerungselement 25 des Rührelements 7 eingesetzt ist bzw. einsetzbar ist und mittels dem das Rührelement 7 durch Magnetkraft berührungslos lagerbar ist.
Die Lagerungsvorrichtung 200 weist ein Lagergehäuse 202 mit vorzugsweise einer Lagergehäusevertiefung 204 auf, die derart ausgebildet ist, dass das zweite Lagerungselement 25 des Rührelements 7 zumindest teilweise in die Lagergehäusevertiefung 204 einsetzbar ist. Vorzugsweise ist die Lagergehäusevertiefung 204 ebenfalls zylindrisch bezüglich einer Lagergehäuse- Rotationsachse LR ausgebildet, so dass die Lagergehäuse-Rotationsachse LR mit der Rührelement-Rotationsachse RR zusammenfällt, wenn die Misch Vorrichtung (Behälter 3 und Rührelement 7) in die Lagerungsvorrichtung 200 eingesetzt ist.
Die Lagergehäusevertiefung 204 weist eine Vertiefungswandung 206 auf, welche das zweite Lagerungselement 25 des Rührelements 7 zumindest teilweise um die Lagergehäuse-Rotationsachse LR bzw. Rührelement-Rotationsachse RR herum umgibt.
Das zweite Lagerungeelement 25 umfasst zumindest ein ferromagnetisches Element 35. Das zweite Lagerungselement 25 kann dabei vollständig aus ferromagnetischen Material ausgebildet sein oder ferromagnetisches Material kann in das zweite Lagerungselement 25 eingebettet sein. Bezüglich letzterer Variante kann das zweite Lagerungselement 25 beispielsweise aus Kunststoff gefertigt sein und das zumindest eine ferrromagnetische Element 35 ist von dem Kunststoff umspritzt. Sind in dem zweiten Lagerungselement 25 mehrere ferromagnetische Elemente 35 eingebettet, können diese beabstandet voneinander und/oder aneinander anliegend angeordnet sein. Weiterhin können die ferromagnetischen Elemente 35 gleichmäßig oder unregelmäßig in dem zweiten Lagerungselement 25 angeordnet sein. Insbesondere kann die Größe der ferromagnetischen Elemente 35 identisch sein oder voneinander unterschiedlich sein.
Das zweite Lagerungselement 25 ist vorzugsweise ebenfalls ähnlich zu dem ersten Lagerungselement 23 zylindrisch ausgebildet, wobei der Durchmesser des zweiten Lagerungselements 25 vorzugsweise ebenfalls größer ist als der Durchmesser des Lagerstabs 9, so dass ein Eindringen bzw. Hineinrutschen des zweiten Lagerungselements 23 in den Innenraum 5 des Behälters 3 verhindert werden kann.
In dem Lagergehäuse 202 sind mehrere Lagerspulen 208 angeordnet, die kreisförmig um die Lagergehäuse-Rotationsachse LR herum angeordnet sind. Die Lagerspulen 208 können dabei in regelmäßigen und/oder unregelmäßigen Abständen zueinander angeordnet sein.
Die Lagerspulen 208 sind mit einer nicht gezeigten Lagerungssteuerungsvorrichtung verbunden, die dazu ausgelegt ist, den Strom, der durch die einzelnen Lagerspulen 208 strömt zu regeln oder zu steuern. Vorzugsweise ist jede einzelne Lagerspule 208 separat regelbar oder steuerbar. Dies umfasst, dass mit Hilfe der Lagerungssteuerungsvorrichtung veranlasst werden kann, dass Strom durch eine Lagerspule 208 strömt oder nicht. Darüber hinaus, kann durch die Lagerungssteuerungsvorrichtung die Stromstärke, die die durch die einzelne Lagerspule 208 strömt, eingestellt werden.
Die Lagerungssteuerungsvorrichtung ist dabei so ausgelegt, dass sie die den Strom, der durch die Lagerspulen 208 strömt, so regelt oder steuert, dass das zweite Lagerungselement 25 in einer vorbestimmten Position berührungslos zu der Lagerungsvorrichtung 200 hält. Die Lagerung erlaubt jedoch eine Rotationsbewegung des Rührelements 7 um die Rührelement-Rotationsachse RR.
Um das zweite Lagerungselement 25 in der vorbestimmten Position zu halten, können die einzelnen Lagerspulen 208 von einem voreingestellten Strom durchströmt werden, wobei die Stromstärke zwischen den einzelnen Lagerspulen 208 variieren kann.
Es kann jedoch erforderlich sein, die Stromstärke bezüglich der einzelnen Lagerspulen 208 nachzuregeln, um Abweichungen des zweiten Lagerungselements 25 von seiner vorbestimmten Position zu korrigieren. Hierzu kann an der Lagerungsvorrichtung 200, wie z.B. an dem Lagergehäuse 202, und/oder an dem zweiten Lagerungselement 25 zumindest ein Abstandssensor (nicht gezeigt) vorgesehen sein. Dieser ist dazu ausgelegt, den Abstand zwischen dem Lagergehäuse 202 oder einer Lagerspule 208 und dem zweiten Lagerungselement 25 zu überwachen. Ist der gemessene Abstand größer oder kleiner als der vordefinierte korrekte Abstand, kann mit Hilfe der Lagerungssteuerungsvorrichtung die Stromstärke der einzelnen Lagerspulen 208 nachgeregelt werden.
Durch die beschriebene Lagerung des Rührelement 7 in dem Behälter 3 kann das Rührelement 7 sicher in seiner vorgesehenen Position gehalten werden bzw. an dem Behälter 3 gelagert werden. Selbst für große Behälter 3, in denen große Mengen eines Mediums zu vermischen ist, kann das Vermischen durch das Rührelement 7 gewährleistet werden.
Anhand der vorangegangenen Figuren wurde bisher eine Ausführungsform gezeigt, die sich besonders für starre Behälter 3 eignet. Insbesondere wurde gezeigt, dass sich sowohl das erste Lagerungselement 23 als auch das zweite Lagerungselement 25 außerhalb des Behälters 3 befinden kann. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, die genannten Lagerungselemente 23, 25 innerhalb des Behälters 3 zu lagern und dennoch eine sichere Lagerung des Rührelements 7 zu gewährleisten. Eine derartige Anordnung eignet sich sowohl für flexible Behälter 3, wie z.B. Single- Use Bags, als auch für starre Behälter. Die im Folgenden aufgezeigte Ausführungsform zeichnet sich dabei insbesondere dadurch aus, dass auch das Rührelement 7 nicht die Behälterwandung durchdringt. Somit kann in vorteilhafter Weise eine Sterilität in dem Behälter 3 gewährleistet werden.
Figur 6a) zeigt hier einen Ausschnitt eines Mischvorrichtungssystems 1 , in der das erste Lagerungselement 23 in dem Behälter 3 angeordnet ist. Figur 6b) zeigt einen weiteren Ausschnitt eines Mischvorrichtungssystems 1 , in der das zweite Lagerungselement 25 in dem Behälter 3 angeordnet ist. In beiden Fällen handelt es sich um eine Schnittansicht, wobei die Schnittachse entlang der Rührelement- Rotationsachse RR verläuft.
In den Figuren 6a) und 6b) ist gezeigt, dass der Behälter 3 eine entsprechende Wandvertiefung 37 oder Wandausstülpung in der ersten und zweiten Fläche 15, 17 des Behälters 3 aufweist. Die Wandvertiefung 37 ist dabei vorzugsweise im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet, so dass das erste und zweite Lagerungselement 23, 25 jeweils zumindest teilweise in die Wandvertiefung 37 einsetzbar sind. Hierzu ist der Durchmesser der Wandvertiefung 37 größer als der Durchmesser des ersten und zweiten Lagerungselements 23, 25. Insbesondere ist der Durchmesser der Wandvertiefung 37 derart zu wählen, dass eine Rotation des Rührelements 7 in der Wandvertiefung 37 möglich ist. Handelt es sich um einen flexiblen Behälter 3 ist es bevorzugt, dass der Behälter 3 zumindest im Bereich der Wandvertiefung 37 starr bzw. mit erhöhter Steifigkeit gegenüber den anderen Bereichen ausgebildet ist. Dies kann dadurch erfolgen, dass die Wandstärke in diesem Teilbereich dicker ausgebildet ist. Alternativ oder zusätzlich kann eine verstärkende Schicht mit im Wesentlichen starren Eigenschaften auf diesen Teilbereich auf die erste und/oder zweite Fläche 15, 17 des Behälters 3 aufgetragen bzw. an dieser befestigt bzw. angeordnet sein. Dies erlaubt eine verbesserte Lagerung des ersten und zweiten Lagerungselements 23, 25 in der entsprechenden Wandvertiefung.
Die Antriebsvorrichtung 100 und die Lagerungsvorrichtung 200 sind identisch zu den vorangegangen Figuren ausgebildet, so dass die Beschreibung dieser Vorrichtungen bezüglich der vorangegangenen Figuren hier entsprechend gelten.
Der Unterschied zwischen der Ausführungsform der Figur 6 zu den vorhergehenden Figuren ist hier jedoch, dass zwischen dem ersten und zweiten Lagerungselement 23, 25 und entsprechend der Antriebsvorrichtung 100 und der Lagerungsvorrichtung 200 die Behälterwandung angeordnet ist. Da sich in der zweiten Ausführungsform das Rührelement 7 vollständig innerhalb des Behälters 3 befindet, kann vermieden werden, dass Elemente die Behälterwandung durchdringen. Somit kann eine Abdichtung zwischen dem Rührelement 7 und dem Behälter 3 an der Behälteröffnung 19 vermieden werden.
Obwohl in den Figuren 6a) und 6b) gezeigt ist, dass beide Lagerungselemente 23, 25 innerhalb des Behälters 3 angeordnet ist, besteht auch die Möglichkeit, dass nur ein Lagerungselement innerhalb des Behälters 3 angeordnet ist, während das andere Lagerungselement außerhalb des Behälter 3 angeordnet ist.
Wird in einem flexiblen Behälter 3 ein Rührelement 7 verwendet, dessen Lagerungselemente 23, 25 innerhalb des Behälters 3 angeordnet sind, hat das Rührelement 7 eine zusätzliche Stützwirkung für den Behälter 3. Mit anderen Worten kann der flexible Behälter 3 in einer vorzugsweise entfalteten Position gehalten werden.
Figur 7 zeigt eine Schnittansicht durch ein Mischvorrichtungssystem gemäß der zweiten Ausführungsform. Das erste und zweite Lagerungselement 23 und 25 sind gemäß der Figuren 6a) und 6b) gelagert.
Die bezüglich der Figuren 1 bis 7 beschriebenen Mischvorrichtungssysteme zeigen erste Lagerungselemente 23, die von außen induzierte Reluktanzkräfte in Rotationsbewegung versetzbar sind. Das zweite Lagerungselement 25 des Rührelements 7 ist durch außen induzierte Magnetkräfte hingegen gelagert. Mit anderen Worten wird das erste Lagerungselement 23 genutzt, um das Rührelement 7 anzutreiben, während das zweite Lagerungselement 25 dazu genutzt wird, das Rührelement 7 zusätzlich zu lagern. Um jedoch mehr Kraft auf das Rührelement 7 übertragen zu können und somit höhere Drehzahlen erreichen zu können, ist es ebenfalls denkbar, dass das zweite Lagerungselement 25 identisch zu dem ersten Lagerungselement 23 ausgebildet ist. Das zweite Lagerungselement 25 ist dann in dieser Ausführungsform identisch zu dem ersten Lagerungselement 23 antreibbar. Diese Ausführungsform ist insbesondere für Medien mit einer höheren Viskosität vorteilhaft.
Bezugszeichenliste
Mischvorrichtungssystem
Behälter
Innenraum des Behälters
Rührelement
Lagerstab
Mantelfläche des Lagerstabs
Flügelelemente
Erste Fläche des Behälters
Zweite Fläche des Behälters
Behälteröffnung
Ende des Lagerstabs
Erstes Lagerungselement
Zweites Lagerungselement
Basiskörper des ersten Lagerungselement
Polvorsprung
a Erstes Paar von Polvorsprüngen
b Zweites Paar von Polvorsprüngen
Mantelfläche des Basiskörpers
Nicht-permantmagnetisiertes Element Ferromagnetisches Element
Wandvertiefung 0 Antriebsvorrichtung
2 Antriebsgehäuse
4 Antriebsgehäusevertiefung
6 Vertiefungswandung der Antriebsvorrichtung8 Antriebsspule 0 Lagerungsvorrichtung 202 Lagergehäuse
204 Lagergehäusevertiefung
206 Vertiefungswandung der Lagerungsvorrichtung
208 Lagerspule
AR Antriebsgehäuse-Rotationsachse
LR Lagergehäuse-Rotationsachse
RR Rührelement-Rotationsachse

Claims

Patentansprüche
1. Mischvorrichtung mit einem Rührelement (7) umfassend:
- einen Behälter (3) zum Aufnehmen von Fluiden und/oder Feststoffen; und
- zumindest ein rotierbares Rührelement (7) zum Mischen der Fluide und/oder Feststoffe;
wobei das Rührelement (7) ein erstes Lagerungselement (23) und ein zweites Lagerungselement (25) umfasst, welche an oder nahe entgegengesetzten Enden des Rührelements (7) angeordnet sind;
wobei das erste Lagerungselement (23) an einer ersten Fläche (15) des Behälters (3) gelagert ist und das zweite Lagerungselement (25) an einer gegenüberliegenden zweiten Fläche (17) des Behälters (3) gelagert ist;
wobei das erste Lagerungselement (23) zumindest ein nichtpermanentmagnetisiertes Element (33) umfasst, um durch von außen induzierte Reluktanzkräfte in Rotationsbewegung versetzbar zu sein, und
wobei das zweite Lagerungselement (25) durch von außen induzierte Magnetkräfte berührungslos gelagert ist.
2. Mischvorrichtung nach Anspruch 1 , wobei das Rührelement (7) einen Lagerstab (9) umfasst, an dessen entgegengesetzten Enden (21 ) das erste und zweite Lagerungselement (23, 25) angeordnet sind, und
wobei an dem Lagerstab (9) zumindest ein Flügelelement (13) angeordnet ist und dazu ausgelegt ist, die Fluide und/oder Feststoffe in dem Behälter (3) durch Rotation des Rührelements (7) zu mischen.
3. Mischvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Lagerstab (9), das erste Lagerungselement (23) und/oder das zweite Lagerungselement (25) einstückig ausgebildet sind, oder
wobei der Lagerstab (9), das erste Lagerungselement (23) und/oder das zweite Lagerungselement (25) derart miteinander verbunden sind, dass das Rührelement (7) als Einheit in Rotation versetzbar ist.
4. Mischvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das erste Lagerungselement (23) einen Basiskörper (27) aufweist, welcher im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet ist.
5. Mischvorrichtung nach Anspruch 4, wobei eine Mantelfläche (31 ) des Basiskörpers (27) zumindest ein Paar von Polvorsprüngen (29) aufweist, welche an entgegengesetzten Seiten des Basiskörpers (27) angeordnet sind.
6. Mischvorrichtung nach Anspruch 5, wobei in den Polvorsprüngen (29) jeweils ein nicht-permanentmagnetisiertes Element (33) angeordnet ist.
7. Mischvorrichtung nach Anspruch 4, wobei der Basiskörper (27) zumindest ein Paar von nicht-permanentmagnetisierten Elementen (33) umfasst, welche bezüglich einer Rührelement-Rotationsachse (RR) auf gegenüberliegenden Seiten in dem Basiskörper (27) angeordnet sind.
8. Mischvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das zweite Lagerungselement (25) zumindest teilweise aus einem ferromagnetischen Material ausgebildet ist.
9. Misch Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das erste und/oder zweite Lagerungselement (23, 25) außerhalb des Behälters (3) angeordnet sind/ist.
10. Mischvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der Behälter (3) zumindest eine zylindrische Wandvertiefung (37) aufweist, die dazu ausgelegt ist, zumindest teilweise das erste oder zweite Lagerungselement (23, 25) aufzunehmen.
11. Mischvorrichtung nach Anspruch 10, wobei zumindest der Wandflächenbereich des Behälters (3), in dem sich die Wandvertiefung (37) befindet, starr ausgebildet ist.
12. Mischvorrichtungssystem (1) umfassend:
- eine Mischvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11 ;
- eine Antriebsvorrichtung (100) zum Antreiben des Rührelements (7); und
- eine Lagerungsvorrichtung (200) zum Lagern des zweiten Lagerungselements (25);
wobei die Antriebsvorrichtung (100) umfasst:
• ein Antriebsgehäuse (102) mit zumindest zwei Paaren von stromdurchströmbaren Antriebsspulen (108), welche bezüglich einer Antriebsgehäuse-Rotationsachse (AR) paarweise gegenüberliegend angeordnet sind; und
• eine Antriebssteuervorrichtung, die dazu ausgelegt ist, dass die Paare von Antriebsspulen (108) nacheinander von Strom durchströmbar sind, so dass durch in dem ersten Lagerungselement (23) induzierte Reluktanzkräfte das Rührelement (7) der Mischvorrichtung antreibbar ist; wobei die Lagerungsvorrichtung (200) umfasst:
• ein Lagergehäuse (202) mit stromdurchströmbaren Lagerspulen (208), welche um eine Lagergehäuse-Rotationsachse (LR) herum angeordnet sind; und
• eine Lagerungssteuervorrichtung, die dazu ausgelegt ist, dass die stromdurchströmbaren Lagerspulen (208) derart von einem Strom durchströmt werden, dass das zweite Lagerungselement (25) durch das erzeugte Magnetfeld berührungslos in einer vorbestimmten Position gehalten wird;
wobei die Rührelement-Rotationsachse (RR), die Antriebsgehäuse- Rotationsachse (AR) und die Lagergehäuse-Rotationsachse (LR) identisch sind.
13. Mischvorrichtungssystem (1 ) nach Anspruch 12, wobei die Lagerungsvorrichtung (200) zumindest einen Abstandssensor umfasst, welcher dazu ausgelegt ist, den Abstand zwischen dem zweiten Lagerungselement (25) und zumindest einer Lagerspule (208) zu messen.
EP19725349.5A 2018-09-14 2019-05-17 Mischvorrichtung mit einem rührelement und mischvorrichtungssystem Active EP3817847B1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018007288.7A DE102018007288A1 (de) 2018-09-14 2018-09-14 Mischvorrichtung mit einem Rührelement und Mischvorrichtungssystem
PCT/EP2019/062764 WO2020052817A1 (de) 2018-09-14 2019-05-17 Mischvorrichtung mit einem rührelement und mischvorrichtungssystem

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP3817847A1 true EP3817847A1 (de) 2021-05-12
EP3817847B1 EP3817847B1 (de) 2023-08-09

Family

ID=66625189

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP19725349.5A Active EP3817847B1 (de) 2018-09-14 2019-05-17 Mischvorrichtung mit einem rührelement und mischvorrichtungssystem

Country Status (5)

Country Link
US (1) US12172140B2 (de)
EP (1) EP3817847B1 (de)
CN (1) CN112601605A (de)
DE (1) DE102018007288A1 (de)
WO (1) WO2020052817A1 (de)

Families Citing this family (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018007288A1 (de) * 2018-09-14 2020-03-19 Levitronix Gmbh Mischvorrichtung mit einem Rührelement und Mischvorrichtungssystem
EP4161329B1 (de) * 2020-06-03 2024-02-21 BSH Hausgeräte GmbH Lebensmittelbearbeitungsvorrichtung
IT202200001304A1 (it) * 2022-01-26 2023-07-26 Ali Group Srl Carpigiani Macchina per il trattamento di prodotti alimentari liquidi o semiliquidi e metodo di trattamento alimentare di una miscela alimentare.
CN114600583B (zh) * 2022-04-15 2023-12-29 东至县东流镇金山村股份经济合作联合社 一种土壤治理化学改良剂喷洒装置
US12096880B2 (en) 2022-05-13 2024-09-24 Sharkninja Operating Llc Flavorant for beverage carbonation system
US11647860B1 (en) 2022-05-13 2023-05-16 Sharkninja Operating Llc Flavored beverage carbonation system
US12213617B2 (en) 2022-05-13 2025-02-04 Sharkninja Operating Llc Flavored beverage carbonation process
US11751585B1 (en) 2022-05-13 2023-09-12 Sharkninja Operating Llc Flavored beverage carbonation system
CA3253404A1 (en) 2022-05-13 2023-11-16 Sharkninja Operating Llc AGITATOR FOR CARBONATION SYSTEM
EP4543580A1 (de) * 2022-06-22 2025-04-30 Global Life Sciences Solutions USA LLC Vorrichtung und verfahren zur magnetischen kopplung von bioreaktorantriebsköpfen
US12005404B2 (en) 2022-08-22 2024-06-11 Sharkninja Operating Llc Beverage carbonation system flow control
US12539500B2 (en) 2022-08-31 2026-02-03 Sharkninja Operating Llc Additive containers
US11745996B1 (en) 2022-11-17 2023-09-05 Sharkninja Operating Llc Ingredient containers for use with beverage dispensers
US11634314B1 (en) 2022-11-17 2023-04-25 Sharkninja Operating Llc Dosing accuracy
US11738988B1 (en) 2022-11-17 2023-08-29 Sharkninja Operating Llc Ingredient container valve control
US12084334B2 (en) 2022-11-17 2024-09-10 Sharkninja Operating Llc Ingredient container
US12103840B2 (en) 2022-11-17 2024-10-01 Sharkninja Operating Llc Ingredient container with sealing valve
USD1092208S1 (en) 2022-12-23 2025-09-09 Sharkninja Operating Llc Cap of ingredient container
USD1091308S1 (en) 2022-12-23 2025-09-02 Sharkninja Operating Llc Ingredient container
US11925287B1 (en) 2023-03-22 2024-03-12 Sharkninja Operating Llc Additive container with inlet tube
US11871867B1 (en) 2023-03-22 2024-01-16 Sharkninja Operating Llc Additive container with bottom cover
US12116257B1 (en) 2023-03-22 2024-10-15 Sharkninja Operating Llc Adapter for beverage dispenser
US12005408B1 (en) 2023-04-14 2024-06-11 Sharkninja Operating Llc Mixing funnel
WO2024254837A1 (en) 2023-06-16 2024-12-19 Sharkninja Operating Llc Carbonation mixing nozzles
CN116956495B (zh) * 2023-08-03 2024-01-26 浙江长城搅拌设备股份有限公司 一种底入式磁力搅拌装置的设计方法
US20250222497A1 (en) * 2024-01-09 2025-07-10 Hamilton Sundstrand Space Systems International, Inc. Tank for use in microgravity
CN118701528B (zh) * 2024-08-29 2024-11-01 江苏久诺新材科技股份有限公司 一种水性面漆储存装置

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3572651A (en) * 1969-04-28 1971-03-30 Wheaton Industries Spin-culture flask for cell culture
US5747426A (en) * 1995-06-07 1998-05-05 Commonwealth Research Corporation High performance magnetic bearing systems using high temperature superconductors
EP1188474B1 (de) * 2000-09-13 2004-10-06 Levitronix LLC Magnetrührvorrichtung und Rührgerät
US6837613B2 (en) 2001-04-10 2005-01-04 Levtech, Inc. Sterile fluid pumping or mixing system and related method
JP2007020387A (ja) 2005-06-07 2007-01-25 Maguneo Giken:Kk 超伝導非接触回転装置
DE102008025508A1 (de) * 2008-05-28 2009-12-03 Sartorius Stedim Biotech Gmbh Mischsystem
DE102008025507A1 (de) * 2008-05-28 2009-12-03 Sartorius Stedim Biotech Gmbh Mischsystem
EP2357374B1 (de) * 2010-01-29 2016-02-17 Levitronix GmbH Magnetische Lagervorrichtung
CN202173908U (zh) * 2011-07-05 2012-03-28 岳阳强力电磁设备有限公司 电磁搅拌器
DE102015000704B3 (de) * 2015-01-20 2016-01-21 Sartorius Stedim Biotech Gmbh Mischvorrichtung mit einem Rührelement, eine Antriebsvorrichtung zum Antreiben eines Rührelements in einer Mischvorrichtung, ein Mischvorrichtungssystem und ein Verfahren zum Antreiben eines Rührelements in einer Mischvorrichtung
EP3097974B1 (de) 2015-05-29 2020-11-04 Siemens Healthcare Diagnostics Products GmbH Magnetrührer für ein in vitro-diagnostiksystem
EP3115616B1 (de) 2015-07-06 2022-09-07 Levitronix GmbH Elektromagnetischer drehantrieb
DE102015009895B4 (de) * 2015-07-30 2019-08-14 Sartorius Stedim Biotech Gmbh Mischsystem, Mischvorrichtung, Behälter und Verfahren zum Mischen eines Fluids und/oder eines Feststoffs
EP3232549B1 (de) * 2016-04-14 2020-12-16 Levitronix GmbH Elektromagnetischer drehantrieb und rotationsvorrichtung
EP3241608B1 (de) * 2016-05-02 2020-04-08 Levitronix GmbH Mischvorrichtung sowie einmalvorrichtung für eine solche mischvorrichtung
KR102547782B1 (ko) * 2017-01-31 2023-06-23 알피니티 유에스에이, 인크. 일체형 펌프를 갖는 바이오프로세스 용기
DE102018007288A1 (de) * 2018-09-14 2020-03-19 Levitronix Gmbh Mischvorrichtung mit einem Rührelement und Mischvorrichtungssystem

Also Published As

Publication number Publication date
US12172140B2 (en) 2024-12-24
US20220040651A1 (en) 2022-02-10
DE102018007288A1 (de) 2020-03-19
CN112601605A (zh) 2021-04-02
EP3817847B1 (de) 2023-08-09
WO2020052817A1 (de) 2020-03-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3817847B1 (de) Mischvorrichtung mit einem rührelement und mischvorrichtungssystem
DE102015000704B3 (de) Mischvorrichtung mit einem Rührelement, eine Antriebsvorrichtung zum Antreiben eines Rührelements in einer Mischvorrichtung, ein Mischvorrichtungssystem und ein Verfahren zum Antreiben eines Rührelements in einer Mischvorrichtung
DE69926249T2 (de) Rührvorrichtung für flüssigkeiten mit magnetischer kupplung.
EP3256240B1 (de) Mischsystem, mischvorrichtung, behälter und verfahren zum mischen eines fluids und/oder eines feststoffs
EP0899855B1 (de) Magnetgelagerte Rotationsanordnung
EP2521620B1 (de) Pipette
EP3232549B1 (de) Elektromagnetischer drehantrieb und rotationsvorrichtung
EP0899857B1 (de) Magnetgelagerte Rotationsanordnung
DE69629192T2 (de) Selbststartender bürstenloser motor
EP2065085A1 (de) Mischvorrichtung und steriler Behälter für eine solche
DE68914235T2 (de) Synchronmotor, dessen Drehrichtung gewählt werden kann.
DE2919581A1 (de) Zweipulsiger kollektorloser gleichstrommotor
DE202007000665U1 (de) Magnetrührsystem
DE102012024759A1 (de) Wickelvorrichtung für strangförmiges Wickelgut
DE2147361B2 (de) Elektrischer schrittmotor
DE69917330T2 (de) Verfahren und vorrichtung zum genauen abfüllen eines behälters mit flüssigkeit
DE102019201056A1 (de) Rotor mit einer Bandagenanordnung für eine elektrische Maschine
DE19781789B4 (de) Selbststartender bürstenloser Elektromotor
AT511874B1 (de) Magnetvorrichtung mit polygonaler Bewegung des Translators
DE69509237T2 (de) Elektromagnetischer drehsteller
DE3037724A1 (de) Gleichstrommotor
DE9406450U1 (de) Magnet-Rühreinrichtung
DE4308660A1 (de) Hysterese-Kupplung
DE3229907A1 (de) Elektromagnetische anzeigevorrichtung mit einem in definierte positionen bringbaren rotor
DE4306327A1 (de) Reluktanzmotor

Legal Events

Date Code Title Description
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: UNKNOWN

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE INTERNATIONAL PUBLICATION HAS BEEN MADE

PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20210203

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

DAV Request for validation of the european patent (deleted)
DAX Request for extension of the european patent (deleted)
REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R079

Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: B01F0013080000

Ipc: B01F0027906000

Ref document number: 502019008881

Country of ref document: DE

GRAJ Information related to disapproval of communication of intention to grant by the applicant or resumption of examination proceedings by the epo deleted

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSDIGR1

GRAP Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1

GRAP Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: GRANT OF PATENT IS INTENDED

RIC1 Information provided on ipc code assigned before grant

Ipc: B01F 33/45 20220101ALI20230207BHEP

Ipc: B01F 27/906 20220101AFI20230207BHEP

INTG Intention to grant announced

Effective date: 20230313

P01 Opt-out of the competence of the unified patent court (upc) registered

Effective date: 20230508

GRAS Grant fee paid

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR3

GRAA (expected) grant

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE PATENT HAS BEEN GRANTED

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: B1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

REG Reference to a national code

Ref country code: GB

Ref legal event code: FG4D

Free format text: NOT ENGLISH

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: EP

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R096

Ref document number: 502019008881

Country of ref document: DE

REG Reference to a national code

Ref country code: IE

Ref legal event code: FG4D

Free format text: LANGUAGE OF EP DOCUMENT: GERMAN

REG Reference to a national code

Ref country code: SE

Ref legal event code: TRGR

REG Reference to a national code

Ref country code: LT

Ref legal event code: MG9D

REG Reference to a national code

Ref country code: NL

Ref legal event code: MP

Effective date: 20230809

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20231110

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: IS

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20231209

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: RS

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20230809

Ref country code: PT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20231211

Ref country code: NO

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20231109

Ref country code: NL

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20230809

Ref country code: LV

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20230809

Ref country code: LT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20230809

Ref country code: IS

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20231209

Ref country code: HR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20230809

Ref country code: GR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20231110

Ref country code: FI

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20230809

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: PL

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20230809

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: ES

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20230809

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: SM

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20230809

Ref country code: RO

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20230809

Ref country code: ES

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20230809

Ref country code: EE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20230809

Ref country code: DK

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20230809

Ref country code: CZ

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20230809

Ref country code: SK

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20230809

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R097

Ref document number: 502019008881

Country of ref document: DE

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: IT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20230809

PLBE No opposition filed within time limit

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT

26N No opposition filed

Effective date: 20240513

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: SI

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20230809

PLAA Information modified related to event that no opposition was filed

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009299DELT

PLBE No opposition filed within time limit

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: PK

Free format text: BERICHTIGUNGEN

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R083

Ref document number: 502019008881

Country of ref document: DE

26N No opposition filed

Effective date: 20240513

RIN2 Information on inventor provided after grant (corrected)

Inventor name: HEESE, ROBIN

Inventor name: NUSSBAUMER, THOMAS

Inventor name: HOLENSTEIN, THOMAS

Inventor name: TOPP-MANSKE, SIMON

Inventor name: LEUPOLD, MARCO

Inventor name: BOETTCHER, LARS

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: BG

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20230809

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: BG

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20230809

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: MC

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20230809

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: LU

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20240517

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: MC

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20230809

Ref country code: LU

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20240517

REG Reference to a national code

Ref country code: BE

Ref legal event code: MM

Effective date: 20240531

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: IE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20240517

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: BE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20240531

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Payment date: 20250519

Year of fee payment: 7

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Payment date: 20250522

Year of fee payment: 7

REG Reference to a national code

Ref country code: AT

Ref legal event code: MM01

Ref document number: 1596850

Country of ref document: AT

Kind code of ref document: T

Effective date: 20240517

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FR

Payment date: 20250521

Year of fee payment: 7

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: CH

Payment date: 20250601

Year of fee payment: 7

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: AT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20240517

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: SE

Payment date: 20250522

Year of fee payment: 7

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: CY

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT; INVALID AB INITIO

Effective date: 20190517

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: HU

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT; INVALID AB INITIO

Effective date: 20190517