專利名稱：一次性混合容器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一次性混合容器領(lǐng)域，且更具體而言是涉及一種一次性混合容器，所 述混合容器具有作為一個(gè)單元被包括在其內(nèi)的自含式的磁耦合混合裝置。
背景技術(shù)：
帶有旋轉(zhuǎn)攪拌裝置的攪拌罐或混合罐典型用于混合化合物。一般而言，比如在混 合用以制備藥劑的配料時(shí)，在攪拌罐內(nèi)混合的配料需要無菌環(huán)境。盡管一些應(yīng)用不需要無 菌環(huán)境，但美國(guó)食品藥品管理局已針對(duì)某些溶液提出了嚴(yán)格的無菌要求。為提供這樣的無 菌環(huán)境，必須將混合罐構(gòu)造成防止污染物在整批處理——包括填充罐的步驟、混合罐的步 驟以及排空罐的步驟——過程中進(jìn)入罐內(nèi)。用于驅(qū)動(dòng)攪拌裝置的磁性驅(qū)動(dòng)器的應(yīng)用長(zhǎng)久以來都是已知的，其原因是此類驅(qū)動(dòng) 器不需要驅(qū)動(dòng)裝置的活動(dòng)部件與處于無菌環(huán)境中的攪拌裝置之間的物理連接或密封。在適 用于磁性從動(dòng)攪拌裝置的攪拌罐中，罐內(nèi)的攪拌裝置包括靠近攪拌罐底部的磁性元件，所 述磁性元件由位于罐外面的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)上的對(duì)應(yīng)磁性元件接合。具有靠近攪拌裝置磁性元件 定位的對(duì)應(yīng)磁性元件的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的起動(dòng)使得攪拌裝置在攪拌罐內(nèi)旋轉(zhuǎn)。最近，已經(jīng)開發(fā)出了將柔性容器用作混合貯器的無菌攪拌罐。柔性容器能在無菌 環(huán)境中構(gòu)造并在使用之前進(jìn)行密封。此類系統(tǒng)當(dāng)被填充時(shí)利用罐支架來保持柔性貯器完整 性，通常在使用之后被丟棄，從而避免了清潔的需要，借此在使用之間在容器內(nèi)重新形成無 菌環(huán)境。由此，能大大提高控制無菌環(huán)境的能力。另外，已知用于在無菌應(yīng)用中使用的攪拌罐包括在運(yùn)輸時(shí)在密封容器內(nèi)的攪拌裝 置。在這些攪拌罐中，無菌攪拌裝置在密封之前被放置在無菌容器內(nèi)，從而最小化破壞無菌 環(huán)境的可能性。帶有磁性從動(dòng)內(nèi)部流體攪拌裝置的攪拌罐的示例包括美國(guó)專利No. 4，209，259、 No. 4，993，841 和 No. 5，470, 152 ；日本專利 JP56-045752 以及已公布的 PCT 申請(qǐng) No. PCT/ US02/31478。這些參考文獻(xiàn)中的每一篇都描述了帶有攪拌裝置的攪拌罐，所述攪拌裝置具 有從動(dòng)磁性元件，所述從動(dòng)磁性元件由與驅(qū)動(dòng)裝置相聯(lián)的相鄰的相互協(xié)作的驅(qū)動(dòng)磁性元件接合。在所引用的參考文獻(xiàn)中，U. S. 5，470，152描述了一種帶有驅(qū)動(dòng)外殼的攪拌罐，驅(qū)動(dòng) 磁體被插入所述驅(qū)動(dòng)外殼中。具有磁性元件的葉輪聯(lián)接至帶有磁性元件的所述驅(qū)動(dòng)外殼， 所述磁性元件具有豎直定向的磁體，從而使得磁體平行于驅(qū)動(dòng)外殼的縱軸線，所述驅(qū)動(dòng)外 殼包括驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的相互協(xié)作的磁性元件。如在參考文獻(xiàn)中所顯示和描述的，葉輪利用夾子 而可拆卸地聯(lián)接至驅(qū)動(dòng)外殼的底部。美國(guó)專利No. 4，209，259和No. 4，993，841描述了帶有磁性從動(dòng)攪拌裝置的混合容
4器，所述磁性從動(dòng)攪拌裝置的形式為安裝在容器內(nèi)的支柱上的葉輪。這些參考文獻(xiàn)中的每 一篇都描述了位于容器中、處于與凸緣或凹口有關(guān)的區(qū)域內(nèi)的攪拌裝置，所述凸緣或凹口 使葉輪相對(duì)于驅(qū)動(dòng)裝置定位。但是，這些參考文獻(xiàn)的葉輪只位于容器內(nèi)、處于支柱上的單個(gè) 位置，而且能通過對(duì)在攪拌裝置末端上的環(huán)上進(jìn)行拉動(dòng)來拆卸葉輪。同樣，PCT申請(qǐng)No. PCT/US02/31478的裝置使用由位于混合容器剛性部分上的支 柱接納的葉輪。混合容器的其余部分被用作柔性部分，其在參考文獻(xiàn)中被描述為袋。葉輪 具有由外部驅(qū)動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的磁性元件，所述驅(qū)動(dòng)馬達(dá)具有磁性驅(qū)動(dòng)元件。日本專利No. JP56-045752涉及一種磁性從動(dòng)攪拌裝置，所述裝置在固定至容器 底部的滾珠軸承上具有旋轉(zhuǎn)圓板，其中，攪拌裝置的磁性元件與容器的底部相聯(lián)。出于耐磨 的目的，此參考文獻(xiàn)的攪拌裝置由金屬合金形成。但是，現(xiàn)有技術(shù)的參考文獻(xiàn)都沒有描述一種無菌密封單次使用的混合容器，所述 混合容器包括居中布置軸，所述軸聯(lián)接至容器的頂部和底部，并使用徑向軸承或推力軸承， 如滑動(dòng)軸承、滾珠軸承、軸頸軸承或滾柱軸承，來促進(jìn)上面安裝有一個(gè)或多個(gè)葉輪的所述軸 的旋轉(zhuǎn)。此外，上述參考文獻(xiàn)都沒有描述一種單次使用的混合容器，所述混合容器具有排出 端口，所述排出端口被結(jié)合在底部的軸附接構(gòu)件中，用于一旦已經(jīng)完成混合處理就排空容
ο此外，現(xiàn)有技術(shù)的參考文獻(xiàn)都沒有描述一種無菌密封的單次使用的混合容器，所 述混合容器包括柔性袋，其包括居中布置軸，所述居中布置軸聯(lián)接至容器的頂部和底部，具 有一個(gè)或多個(gè)葉輪，可折疊或可由多段組裝而成，從而將一個(gè)(多個(gè))葉輪定位在預(yù)定高 度?？赏ㄟ^用戶的手動(dòng)操作從混合容器的外面來完成居中布置軸的組裝。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明總的涉及一種單次使用的混合容器，其包括柔性貯器，具有居中布置軸，所 述居中布置軸具有位于一端的磁性元件以及安裝在其上的一個(gè)或多個(gè)葉輪，所述軸利用所 述軸與頂部凸緣和底部凸緣之間的徑向軸承或推力軸承——如滑動(dòng)軸承、滾珠軸承、軸頸 軸承或滾柱軸承——與頂部凸緣和底部凸緣相聯(lián)接，以利于軸的旋轉(zhuǎn)，且所述底部凸緣包 括排出端口，所述排出端口具有通向容器內(nèi)部用于排空容器的通路。在優(yōu)選實(shí)施例中，排出 端口具有帶倒鉤的尖端，其中所述尖端向下張開，在末端處達(dá)到較小直徑，以用于接納采收 管線(harvest line tube)?；旌先萜鬟€優(yōu)選包括一個(gè)或多個(gè)進(jìn)口，所述一個(gè)或多個(gè)進(jìn)口用于將待混合的材 料裝填到容器中；以及可選的一個(gè)或多個(gè)傳感器和/或取樣管線，所述一個(gè)或多個(gè)傳感器 和/或取樣管線用于測(cè)量容器中的材料性質(zhì)和/或移除容器內(nèi)的一部分材料以用于分析。在優(yōu)選實(shí)施例中，混合容器還包括用于將氣體引入混合物的噴頭。當(dāng)包括這樣的 噴頭時(shí)，本混合容器包括進(jìn)氣口、排氣口以及用于將氣體導(dǎo)向到噴頭的內(nèi)部噴射管線，所述 噴頭優(yōu)選定位在混合容器的底部，環(huán)繞底部凸緣的至少一部分，軸的底部與所述底部凸緣 相聯(lián)接。噴頭管線優(yōu)選通過使用束帶或綁帶或者作為沿著容器側(cè)壁聯(lián)接的材料套管而在頂 部進(jìn)入容器并聯(lián)接至側(cè)壁，以使氣體到達(dá)位于容器底部的噴頭，上述束帶或綁帶優(yōu)選由容 器的內(nèi)部材料制成。目的在于構(gòu)造混合容器以在包括所有構(gòu)成部件的容器內(nèi)形成無菌環(huán)境。能除去混
5合容器中不需要的氣體，而且能在使用容器的地方進(jìn)行氣密封和包裝，以改進(jìn)運(yùn)輸和儲(chǔ)存。 盡管所描述的優(yōu)選實(shí)施例涉及用于混合材料的無菌環(huán)境，但也可存在混合物不需無菌環(huán)境 而且非無菌環(huán)境也可接受的情況。因此，本發(fā)明不限于在混合容器中保持無菌環(huán)境。在優(yōu)選實(shí)施例中，可通過使用分段的軸、可折疊的軸或伸縮軸來改進(jìn)用于運(yùn)輸和 存儲(chǔ)的包裝，從而減小在使用之前的混合容器的尺寸。這種實(shí)施例在混合容器用于大量應(yīng) 用時(shí)尤其是優(yōu)選的。但是，可以通過任何適合的幾何結(jié)構(gòu)、大小或形狀來形成容器，優(yōu)選地將所述容器 構(gòu)造成具有大致半球形頂部和底部的柱形。關(guān)于這一點(diǎn)，目的在于在裝填待混合材料之前、 期間以及之后，將容器放入大致符合容器的幾何結(jié)構(gòu)、大小和/或形狀的剛性或半剛性的 罐內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)完整性。當(dāng)然，用于容器的制造方法可根據(jù)要求的形狀以及可接受的公 差而變化。令人吃驚的發(fā)現(xiàn)，在沒有單獨(dú)的外部穩(wěn)定裝置的情況下，可使柔性貯器操作達(dá)到 超過100升的容量。其原因在于中心軸兩端在第一凸緣和第二凸緣上的雙重安裝。另外， 此構(gòu)造使得混合具有較高密度和粘度的介質(zhì)成為可能。這在將混合貯器用作生物反應(yīng)器時(shí) 特別有利。發(fā)現(xiàn)甚至接近細(xì)胞密度已經(jīng)增大很多的培養(yǎng)程序結(jié)束時(shí)也可保持強(qiáng)烈的攪拌。 在優(yōu)選的改良措施中，此構(gòu)造使得使用多個(gè)混合元件來操作中心軸成為可能，這些混合元 件可用于貯器內(nèi)容物的更強(qiáng)烈的混合，并因此而縮短操作時(shí)間。使用根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或 多個(gè)噴頭通過一種氣體/空氣上升效應(yīng)來進(jìn)一步促進(jìn)攪拌，且在作為生物反應(yīng)器操作時(shí)， 確保同時(shí)供給所需氣體與培養(yǎng)液。為保證高質(zhì)量混合，提供借助傳感器或通過取樣來實(shí)現(xiàn)的混合處理或培養(yǎng)的在線 監(jiān)測(cè)。由于必須保持無菌條件的事實(shí)，尤其是在生物加工過程中使用混合貯器時(shí)，柔性貯器 的入口和出口裝配有無菌連接器和排出端口，所述排出端口優(yōu)選一體形成在凸緣內(nèi)，并安 裝在貯器的底部。由此，能夠不僅一次地使用混合貯器，而且可用于多次接連的或甚至連續(xù) 的混合和培養(yǎng)處理，而不需要重新裝配所述貯器，重新裝配所述貯器可能破壞無菌條件。設(shè)計(jì)使用能在操作之前進(jìn)行組裝的軸元件的中心軸尤其有利。這是將備用且可能 已被除菌的混合貯器與所有預(yù)先安裝好的內(nèi)部部件折疊在一起的前提條件。這使得向用戶 發(fā)送完整混合貯器成為可能，且死容積很小。此優(yōu)點(diǎn)在發(fā)送大量裝置時(shí)特別重要。


參照附圖將能更好地理解本發(fā)明，其中，相同的參考數(shù)字表示相同的部件。但是， 附圖只是用于舉例說明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，而非以任何方式限制本發(fā)明。圖1是本發(fā)明的混合容器的優(yōu)選實(shí)施例的透視圖。圖2A是用作本發(fā)明的混合容器的部分的底部凸緣的第一實(shí)施例的透視圖。圖2B是用作本發(fā)明的混合容器的部分的底部凸緣的第二實(shí)施例的透視圖。圖2C是用作本發(fā)明的混合容器的部分的底部凸緣的第三實(shí)施例的透視圖。圖3A是本發(fā)明的混合容器中使用的分段軸的一部分的透視圖。圖3B是本發(fā)明的混合容器中使用的伸縮軸的一部分的透視圖。圖3C是本發(fā)明的混合容器中使用的鉸接軸的第一實(shí)施例的一部分的透視圖。圖3D是本發(fā)明的混合容器中使用的鉸接軸的第二實(shí)施例的一部分的透視圖。
圖3E是本發(fā)明的混合容器中使用的鉸接軸的第三實(shí)施例的一部分的透視圖。圖4是本發(fā)明的混合容器中使用鉸接軸的一部分的透視圖，其中鉸接軸上安裝有 葉輪。圖5是本發(fā)明的混合容器中使用的帶有管狀進(jìn)料管線的優(yōu)選噴頭的透視圖。圖6是本發(fā)明的混合容器中使用的帶有套管進(jìn)料管線的噴頭的透視圖。圖7A是本發(fā)明的混合貯器的柔性部分第一實(shí)施例的透視圖。圖7B是成折疊和展開構(gòu)造的本發(fā)明混合貯器的柔性部分的第一實(shí)施例的平面 圖。圖8A是本發(fā)明的混合貯器的柔性部分的第二實(shí)施例的透視圖。圖8B是成展開構(gòu)造的本發(fā)明的混合貯器的柔性部分第二實(shí)施例的正視圖。圖8C是成折疊構(gòu)造的本發(fā)明的混合貯器的柔性部分第二實(shí)施例的正視圖。圖9A是本發(fā)明的軸的頂部凸緣和磁性元件的截面示意圖。圖9B是本發(fā)明的軸的頂部凸緣與磁性元件之間的優(yōu)選連接的一部分的橫截面。圖10是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的局部截面圖。圖IlA是圖10所示的本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的頂部凸緣板區(qū)域的局部截面圖。圖IlB是圖10所示的本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的底部凸緣板區(qū)域的局部截面圖。圖12是本發(fā)明帶有兩個(gè)噴頭的柔性容器的可替換實(shí)施例。圖13示出的是幾何結(jié)構(gòu)、大小與形狀大致相同以保持柔性貯器完整性的剛性或 半剛性的罐中的柔性容器的局部截面圖。圖14是在軸完全組裝并填充待混合材料之前，部分折疊構(gòu)造的本發(fā)明混合容器 的另一優(yōu)選實(shí)施例的透視圖。
具體實(shí)施例方式在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，如圖1所示，本發(fā)明的一次性混合容器2包括柔性貯器4，具 有居中布置軸6，所述居中布置軸6具有位于一端的磁性元件8以及安裝在其上的一個(gè)或多 個(gè)葉輪10。軸6與容器2上的頂部凸緣12和底部凸緣14相聯(lián)接，并且包括軸6與凸緣12 之間和軸6與凸緣14之間的一者或兩者的推力軸承74(圖IlA和IlB所示)，用以促進(jìn)軸 6旋轉(zhuǎn)。頂部凸緣12優(yōu)選包括驅(qū)動(dòng)聯(lián)軸器15，所述驅(qū)動(dòng)聯(lián)軸器15用于接納驅(qū)動(dòng)馬達(dá)80的 磁性驅(qū)動(dòng)元件(圖IlA所示)。底部凸緣14包括通向容器2內(nèi)部的排出端口 18，用于在混 合處理已結(jié)束之后，優(yōu)選利用聯(lián)接至排出端口 18的采收管線20來排空容器2?；旌先萜?包括用于將待混合材料裝填到容器2的一個(gè)或多個(gè)進(jìn)口 22。優(yōu)選的 是，容器2結(jié)合一個(gè)或多個(gè)傳感器24和/或取樣管線26，所述傳感器24穿過柔性貯器4用 于測(cè)量在容器2中混合的材料的各種性質(zhì)，取樣管線26用于移除容器2內(nèi)的材料樣本以用 于分析。優(yōu)選地，傳感器24和取樣管線26位于混合容器2的底部三分之一內(nèi)。圖1所示的混合容器2包括用于將氣體引入混合物的噴頭28。為將氣體引入容器 2，一個(gè)或多個(gè)進(jìn)氣口 30優(yōu)選位于柔性貯器4的頂部32上。進(jìn)氣口 30可以是任意配件，氣 體能經(jīng)由所述進(jìn)氣口到達(dá)容器2內(nèi)部上的噴頭管線36，所述噴頭管線36為優(yōu)選位于容器2 底部的噴頭28供氣。在所示的優(yōu)選實(shí)施例中，噴頭28聯(lián)接至貯器4的底部34而位于底部 凸緣14周圍，以提高氣體與在容器2中混合的材料的混合。一個(gè)或多個(gè)排氣口 38允許從容器2中去除還未與容器2中的材料混合的氣體，優(yōu)選用于使得氣體根據(jù)需要再循環(huán)到進(jìn) 氣口 30中。噴頭管線36優(yōu)選為聯(lián)接至貯器4的側(cè)壁40的管子或套管，從而防止噴頭管線36 與旋轉(zhuǎn)軸6以及安裝在旋轉(zhuǎn)軸6上的一個(gè)或多個(gè)葉輪10互相干涉。噴頭管線36或套管 36'與噴頭28能以任何方式聯(lián)接至柔性貯器4，所述方式優(yōu)選包括使噴頭管線36和噴頭 28保持在貯器4中的適當(dāng)位置的焊接、粘合劑或束帶或綁帶42。在圖2A至圖2C中更具體地示出底部凸緣14，所述底部凸緣14與軸6的底部相聯(lián) 接并形成容器2的一部分，其中，示出了若干個(gè)實(shí)施例。所述底部凸緣14的實(shí)施例中每個(gè) 實(shí)施例由大致剛性的材料形成，優(yōu)選由剛性塑料形成，而且包括凸緣板44，所述凸緣板在底 部34的中心連接至柔性貯器4。凸緣板44能以在剛性材料和柔性材料之間形成氣密封的 任何已知方式連接至柔性貯器4。被保持在容器2內(nèi)部的底部凸緣14的上部包括匹配構(gòu)件46，所述匹配構(gòu)件46接 合居中布置軸6的底部。匹配構(gòu)件46能夠是被插入位于軸6底部的開口(未示出)中的 如圖2A和圖2B所示的陽型構(gòu)件46，或者能夠是陰型構(gòu)件46'，軸6的底部末端被插入所 述陰型構(gòu)件46'中。優(yōu)選的是，軸6以最小摩擦裝配在匹配構(gòu)件46上，從而軸6能在匹配 構(gòu)件46上自由旋轉(zhuǎn)，且包括軸6與匹配構(gòu)件46之間包括推力軸承(未示出)的可能。如 果需要，不會(huì)明顯妨礙軸6在匹配構(gòu)件46上旋轉(zhuǎn)的掣子(未示出)能用于將軸6固定至匹 配構(gòu)件46。如上所述，底部凸緣14還包括排出端口 18。排出端口 18與底部凸緣14內(nèi)部上的 孔48相聯(lián)接以通向容器2的內(nèi)部，并在批料已完全混合之后從容器2移除混合物。排出端 口 18優(yōu)選具有用于接納采收管線20的帶倒鉤的尖端50。帶倒鉤的尖端50向下張開，在末 端達(dá)到較小的外徑，以便于采收管線20的連接，且其優(yōu)選地包括擋架52，所述擋架52有助 于防止采收管線20滑出排出端口 18。為改進(jìn)混合容器2使用之前的包裝和儲(chǔ)存，本發(fā)明設(shè)想將軸6分段包括在運(yùn)輸和/ 或儲(chǔ)存容器內(nèi)，且必須在準(zhǔn)備接納待混合的材料階段組裝所述軸。這對(duì)本技術(shù)的大量應(yīng)用 尤其有利。在此實(shí)施例中，軸由能從運(yùn)輸構(gòu)造組裝成混合構(gòu)造的多段形成。設(shè)想用于由多段組裝軸6的各種結(jié)構(gòu)和方法。例如，圖3A示出了具有對(duì)應(yīng)螺紋端 56和58的軸6的多段54，在所述對(duì)應(yīng)螺紋端56和58處能將段54旋擰在一起形成軸6。 在圖3A的實(shí)施例中，段54還包括用于接納磁性元件8的螺紋末端56，所述磁性元件8組成 軸6的頂部，如下文所更充分描述的。在此實(shí)施例中，能以節(jié)省空間的方式將帶有螺紋末端56的段54結(jié)合成在運(yùn)輸期 間可折疊的柔性貯器4中的分離部分。運(yùn)輸之后，能在柔性貯器4的起動(dòng)操作之前從柔性 貯器4的外面人工組裝段54，以形成備用軸6，而不會(huì)破壞可選的被預(yù)先除菌的柔性貯器4 的無菌性。由此，用戶可組裝這些段54，其中優(yōu)選貯器4的柔性壁40用作待在貯器4中人 工組裝的段54和環(huán)境之間的無菌屏障，從而保持柔性貯器4內(nèi)部的無菌性。 使用用以固定軸6的段54的螺紋端56和58的可替代實(shí)施例是伸縮段54的應(yīng)用， 其中，第一段54可滑動(dòng)地儲(chǔ)存在第二段54'內(nèi)。在此實(shí)施例中，第一段54和第二段54' 在段54完全延伸時(shí)相對(duì)彼此鎖定。盡 能夠使用用于將段54和54'鎖定在展開構(gòu)造的任何結(jié)構(gòu)，但彈簧銷60是最優(yōu)選的。例如，作為合適的構(gòu)造，彈簧銷60能夠使用活動(dòng)鉸鏈，其 中鎖銷端或彈簧在內(nèi)段54上向外推動(dòng)滾珠，同時(shí)鎖銷或滾珠接合外段54'上的接納孔。在此實(shí)施例中，第一段54能在柔性貯器4內(nèi)以節(jié)省空間的方式可滑動(dòng)地儲(chǔ)存在第 二段54'中，所述柔性貯器4在運(yùn)輸期間可被折疊。運(yùn)輸之后，在柔性貯器4開始操作之 前，能從柔性貯器4外面使段54像望遠(yuǎn)鏡一樣伸出，以形成備用伸縮軸6，而不會(huì)破壞可選 的被預(yù)先除菌的柔性貯器4的無菌性。由此，用戶可通過人工方式使得這些伸縮段54、54' 延伸，其中優(yōu)選貯器4的柔性壁40用作待在貯器4中人工組裝的段54、54'和環(huán)境中之間 的無菌屏障，從而保持柔性貯器4內(nèi)部的無菌性。也可以相應(yīng)使用多于兩個(gè)的段54、54'，以將軸6增大至預(yù)定的可變長(zhǎng)度。由于包括能通過上述裝置60彼此鎖定的多個(gè)段54、54'的軸6的伸縮設(shè)計(jì)，可以 在混合處理過程中通過多個(gè)步驟增大軸6的長(zhǎng)度而不破壞無菌限制，從而使得還能在柔性 貯器4的容積連續(xù)以及在多個(gè)步驟中增大情況下，以類似上升過程(upscale process)的 方式使軸的長(zhǎng)度自動(dòng)適應(yīng)增大的混合貯器容積。為提高混合能力，每個(gè)段54能具有相應(yīng)帶有一個(gè)套環(huán)64的葉輪10，所述套環(huán)64 能沿段54移位，而且能在軸6的伸縮延伸狀態(tài)下借助相鄰的段54'鎖定，同時(shí)較大直徑鄰 近上述裝置60。分段的軸6的其他可替代實(shí)施例包括使用能從折疊位置操縱至展開位置的鉸鏈 62，其示例在圖3C-3E中示出。這些示例包括圖3C所示的在單個(gè)平面上樞轉(zhuǎn)的鉸鏈62以 及圖3D和圖3E所示的在多個(gè)平面上樞轉(zhuǎn)的易彎彈性鉸鏈62'。其中，可通過使用能以各 種普遍已知的方式鎖定的鎖定鉸鏈，或者通過使用覆蓋鉸鏈62以防止樞轉(zhuǎn)的套環(huán)64，將段 54保持為展開構(gòu)造。例如，在圖4所示的實(shí)施例中，葉輪10形成有套環(huán)64，所述套環(huán)64用 于在軸6上滑動(dòng)至覆蓋鉸鏈62的區(qū)域，以防止鉸鏈樞轉(zhuǎn)。優(yōu)選地，鎖定機(jī)構(gòu)(未示出)將 葉輪10的套環(huán)64鎖定在鉸鏈62上的適當(dāng)位置，以確保將鉸鏈62保持為展開構(gòu)造。在此實(shí)施例中，分段的軸6能在柔性貯器4內(nèi)以節(jié)省空間的方式被平直地折疊，所 述柔性貯器在運(yùn)輸期間也可被平直地折疊。運(yùn)輸之后，在柔性貯器4開始操作之前，能從柔 性貯器4的外面以人工方式利用鉸鏈62將分段的軸6從折疊位置操縱到展開位置，以形成 展開的備用的分段的軸6。由此，用戶可通過柔性貯器4的優(yōu)選柔性壁40展開分段的軸6， 所述柔性壁40用作保證保持柔性貯器4內(nèi)部無菌性的無菌屏障。在以分段方式運(yùn)輸和儲(chǔ)存軸6的任何實(shí)施例中，優(yōu)選的是，無菌構(gòu)造分段的軸6并 將所述分段的軸6氣密封在混合容器2內(nèi)用于運(yùn)輸和儲(chǔ)存，并且在混合容器2中將軸6的 段54組裝成的展開構(gòu)造而不會(huì)破壞容器2的密封性。圖14示出了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，其中，為運(yùn)輸和儲(chǔ)存的目的，柔性貯器4已經(jīng)以 節(jié)省空間的方式被平直地折疊。柔性貯器4具有可折疊的軸6，通過展開柔性貯器4、以及 從袋外面以人工方式將圍繞鉸鏈62的可折疊的軸6的段54從閉合位置操縱到打開位置， 將所述軸6轉(zhuǎn)換到其操作構(gòu)造，而不會(huì)破壞柔性貯器4的完整性和無菌性。在此實(shí)施例中， 葉輪10具有在運(yùn)輸過程中也可折疊的一個(gè)或多個(gè)葉片。可將葉輪10定位在軸6上的預(yù)定 高度，且可以通過與在軸6的組裝期間相似的方式展開葉輪10的葉片。軸6的頂部結(jié)合了優(yōu)選包括多個(gè)磁體66的磁性元件8，所述磁性元件通過聯(lián)接方 式或構(gòu)造方式中的任意方式而成為軸6的一部分。然后，將軸6的磁性元件8定位在容器2的頂部凸緣12附近。優(yōu)選的磁性元件8和頂部凸緣12的布置在圖9A和圖9B中示出，其 中，磁性元件8連接至頂部凸緣12，以使得磁性驅(qū)動(dòng)裝置(未示出)能穿過頂部凸緣而作用 于磁性元件的磁體66。在圖9A的實(shí)施例中，磁性元件8通過將如圖3A所示的軸6的螺紋端56旋擰到磁 性元件8中的螺紋開口 68內(nèi)而被固定在軸6上。當(dāng)然，如鍵接件、粘合劑、夾片、搭扣、銷釘、 螺釘、閂鎖、焊接等等的其他方式以及在軸6的構(gòu)造過程中將磁性元件8形成在軸6上，都 能用于將磁性元件8聯(lián)接至軸6，而無限制。為保持磁性元件8與頂部凸緣12的適當(dāng)關(guān)系，本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例包括磁性元件 8上的鉤或掣子70，所述鉤或掣子接合頂部凸緣12上的唇緣72。當(dāng)然，用于聯(lián)接磁性元件 8和頂部凸緣8的具體方式不是要點(diǎn)，只要磁性元件能相對(duì)于頂部凸緣12自由旋轉(zhuǎn)，則方式 不僅包括使用與頂部凸緣12相聯(lián)的掣子70和與磁性元件8相聯(lián)的唇緣72，而且可設(shè)想如 搭扣、通道等等的可替代方案。為協(xié)助磁性元件8相對(duì)頂部凸緣12自由旋轉(zhuǎn)，考慮使用磁 性元件8與頂部凸緣12之間的推力軸承74。另外，為確保磁性驅(qū)動(dòng)裝置(未示出)保持與磁性元件8的磁體66適當(dāng)對(duì)準(zhǔn)，頂 部凸緣12優(yōu)選包括從頂部凸緣12的外表面向上延伸的驅(qū)動(dòng)聯(lián)軸器15。如同底部凸緣14 一樣，頂部凸緣12也由剛性材料形成，其包括用于與柔性貯器4以氣密封件連接的剛性板 76。噴頭28在圖5中更具體地示出，所述噴頭28具有用于將氣體釋放到混合物中的 孔78。噴頭28優(yōu)選利用焊接到柔性貯器4的底部34內(nèi)的柔性綁帶42而聯(lián)接至柔性貯器 4。當(dāng)然，用于聯(lián)接噴頭28的其它方法也可以使用，包括粘合劑、夾子等等，但是，最優(yōu)選將 由與柔性貯器4的內(nèi)部相同的材料形成的綁帶42焊接至柔性貯器4的內(nèi)部。用于噴頭管線36的可替代構(gòu)造在圖6中示出，其將套管36'用作噴頭管線。在此 實(shí)施例中，套管36由一定長(zhǎng)度的優(yōu)選與柔性貯器4內(nèi)部相同的材料構(gòu)成，并在縱向側(cè)面被 焊接或以其他方式被聯(lián)接至柔性貯器4的內(nèi)部。套管36'與柔性貯器4之間的區(qū)域?qū)怏w 從進(jìn)氣口 30帶到噴頭28。在處理需要將一種以上的氣體噴射入混合物的情況下，混合容器2可具有一個(gè)以 上的噴頭28。例如，如果O2和CO2都將被引入混合物，則設(shè)想混合容器2可具有兩個(gè)噴頭 28a和28b，如圖12所示。在使用用于不同氣體的兩個(gè)噴頭28a和28b時(shí)，可使用由不同進(jìn) 氣口 30a和30b供氣的不同噴頭管線36a和36b。此外，不同的噴頭28a和28b與被引入混合物的氣體的種類或體積有關(guān)會(huì)具有不 同特征。這些不同特征可包括但不限于孔(未示出)的大小和數(shù)量。另外，能以任何方式 將兩個(gè)噴頭28a和28b結(jié)合到混合容器2中，且作為設(shè)計(jì)選擇的方式，以相同或不同的方式 來結(jié)合每個(gè)噴頭。在使用至少兩個(gè)噴頭28時(shí)，令人吃驚地發(fā)現(xiàn)作為伸入柔性貯器4內(nèi)部的突起位于 壁40上的噴頭管線36同時(shí)起到了阻流器/擋流器的作用，所述阻流器/擋流器進(jìn)一步增 強(qiáng)混合貯器內(nèi)容物在柔性貯器4中的攪拌。為最佳利用噴頭管線36的上述阻流效應(yīng)，至少 三個(gè)且優(yōu)選四個(gè)噴頭28以等間距平行布置在壁40上是特別優(yōu)選的。如上所述，混合容器2的柔性貯器4會(huì)具有任意適當(dāng)?shù)男螤?，但是，必須在考慮到 去掉材料流動(dòng)可能減小的區(qū)域、折疊混合容器2以用于運(yùn)輸和儲(chǔ)存以及展開容器2以便使用的前提下來決定所述形狀。圖7A、圖7B以及圖8A至圖8C示出了被認(rèn)為是適于與本發(fā)明 一同使用的柔性貯器4的各種構(gòu)造，而無限制。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，柔性貯器4的形狀優(yōu)選為半球形，從而允許更有效地 混合和噴射其內(nèi)容物。由于貯器4的柔性特性，混合容器2優(yōu)選在裝填、混合以及排空期間由剛性或半剛 性的貯器或罐88支承。優(yōu)選的罐88與柔性貯器4具有基本相同的幾何結(jié)構(gòu)、形狀和/或 大小，且優(yōu)選為半球形，以最小化接縫處的應(yīng)力或者柔性貯器4的材料的方向變化(參見圖 13)。盡管如此，罐88可具有一個(gè)或多個(gè)開口 90、90a，這些開口用于將空的混合容器2 在使用之前插入和接入需要在混合容器2的使用過程中被接入的各種元件，包括驅(qū)動(dòng)裝置 15、進(jìn)口 22、排氣口 38、取樣管線26等等。同樣，罐88應(yīng)具有支腿或支柱92，用以將罐保持 在直立位置，同時(shí)允許提供用于經(jīng)由采收管線20排出混合物的排出端口 18的通路。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，軸的頂部和/或底部通過徑向軸承旋轉(zhuǎn)，所述徑向軸 承如摩擦(滑動(dòng))軸承、軸頸軸承、滾珠軸承或滾柱軸承，且與圖9B所示相似的滑動(dòng)軸承是 更優(yōu)選的。關(guān)于這一點(diǎn)，對(duì)有效混合來說重要的是軸的旋轉(zhuǎn)摩擦被最小化。本發(fā)明的優(yōu)選商用實(shí)施例在圖10、圖IlA和圖IlB中示出。此實(shí)施例包括如上所 述的元件，包括上面具有葉輪10的中心軸6，所述中心軸安裝在頂部凸緣12以及與柔性貯 器4氣體密封的底部凸緣14上。盡管未示出，但還是根據(jù)需要且非限制性地設(shè)想與此實(shí)施 例一同使用的分段的軸6、噴頭28、進(jìn)口 22、進(jìn)氣口 30、排氣口 38、傳感器24、取樣管線26 和采收管線20等等。頂部凸緣12如圖10和圖IlA所示具有在驅(qū)動(dòng)聯(lián)軸器15內(nèi)定位以使得驅(qū)動(dòng)磁體 82對(duì)著從動(dòng)磁體66定向的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)80，所述頂部凸緣12包括如上文相對(duì)于底部凸緣14所 描述的匹配構(gòu)件46。在此實(shí)施例中，推力軸承74優(yōu)選為被豎直定向于頂部凸緣12的匹配 構(gòu)件46與軸6的頂部之間。此外，如果有需要，此實(shí)施例的磁體元件8優(yōu)選形成在軸6的 末端上，從而形成一體軸6。圖10和圖IlB所示的底部凸緣14能包括任意可接受的匹配構(gòu)件46，其中推力軸 承74位于匹配構(gòu)件46與軸6的底部的一部分之間。優(yōu)選地，這一部分包括軸6的下部，所 述下部被形成為用于匹配構(gòu)件46的接收器，且推力軸承74在兩者之間。或者，底部凸緣14 能形成有接納軸6的陰型匹配構(gòu)件46'，且推力軸承74定位在兩者之間。在此實(shí)施例中， 與軸6的底部相聯(lián)的推力軸承74也是優(yōu)選的，但不必豎直定向。對(duì)上述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行改變、修改和變更對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說將是 顯而易見的。所有這些變化都意圖落在僅由所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的精神范圍之內(nèi)。 通過參考并入所有引用的現(xiàn)有技術(shù)。
1權(quán)利要求
一種一次性混合容器，包括a.柔性貯器；b.居中布置軸，所述居中布置軸具有第一軸端和第二軸端、至少一個(gè)葉輪以及與第一軸端相聯(lián)的磁性元件；c.第一凸緣，所述第一凸緣適于可旋轉(zhuǎn)地接合所述第一軸端；以及d.第二凸緣，所述第二凸緣適于可旋轉(zhuǎn)地接合所述第二軸端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一次性混合容器，還包括位于所述第一軸端與第一凸緣之間 和所述第二軸端與第二凸緣之間的至少一者的軸承。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一次性混合容器，其中所述第二凸緣包括排出端口。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一次性混合容器，還包括位于所述貯器底部的噴頭。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一次性混合容器，其中所述噴頭環(huán)繞所述第二凸緣的至少一 部分。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一次性混合容器，包括位于所述貯器底部的第二噴頭。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一次性混合容器，其中所述第二噴頭環(huán)繞所述第二凸緣的至 少一部分。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一次性混合容器，其中所述噴頭由聯(lián)接至所述柔性貯器的內(nèi) 側(cè)壁的噴頭進(jìn)給管線給料。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一次性混合容器，其中所述軸由多段形成，所述多段能從運(yùn) 輸構(gòu)造組裝成混合構(gòu)造。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一次性混合容器，其中所述軸由多段形成，所述多段能通過 以可伸縮的方式使所述多段延伸而從運(yùn)輸構(gòu)造組裝成混合構(gòu)造。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一次性混合容器，其中所述軸由多段形成，所述多段能通過 將所述軸從折疊位置操縱到展開位置而從運(yùn)輸構(gòu)造組裝成混合構(gòu)造。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一次性混合容器，其中所述軸由能被旋擰在一起的多段形成。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一次性混合容器，還包括用于使所述軸旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)聯(lián)軸器。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的一次性混合容器，其中所述驅(qū)動(dòng)聯(lián)軸器適于與所述第一凸 緣相聯(lián)接。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一次性混合容器，其中所述柔性貯器適于裝配在剛性或半 剛性的罐內(nèi)。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一次性混合容器，其中所述一次性混合容器能被調(diào)到大致 平直的折疊構(gòu)造。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一次性混合容器，還包括用于將配料添加到混合物中的一 個(gè)或多個(gè)附加的進(jìn)口。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一次性混合容器，還包括用于在混合過程中對(duì)混合物進(jìn)行 取樣的一個(gè)或多個(gè)取樣管線。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的一次性混合容器，其中所述一個(gè)或多個(gè)取樣管線中的至少 一個(gè)位于所述混合容器的底部三分之一內(nèi)。
20.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一次性混合容器，還包括用于監(jiān)測(cè)所述混合容器中的變化的一個(gè)或多個(gè)傳感器。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的一次性混合容器，其中所述一個(gè)或多個(gè)傳感器中的至少一 個(gè)位于所述混合容器的底部三分之一內(nèi)。
22.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一次性混合容器，還包括適于聯(lián)接至所述排出端口的采收管線。
23.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一次性混合容器，其中所述柔性混合容器被形成為具有半 球形頂部和底部的柱形。
24.—種一次性混合容器，包括a.柔性貯器；b.居中布置軸，所述居中布置軸具有第一軸端和第二軸端、至少一個(gè)葉輪以及與第一 軸端相聯(lián)的磁性元件；c.第一凸緣，所述第一凸緣適于可旋轉(zhuǎn)地接合所述第一軸端；d.第二凸緣，所述第二凸緣適于可旋轉(zhuǎn)地接合所述第二軸端；e.排出端口；以及f.至少一個(gè)噴頭。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的一次性混合容器，其中所述第二凸緣包括所述排出端口。
26.根據(jù)權(quán)利要求24所述的一次性混合容器，包括兩個(gè)噴頭。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的一次性混合容器，其中，氧氣經(jīng)由所述兩個(gè)噴頭中的第一 個(gè)被引入所述混合容器，二氧化碳經(jīng)由所述兩個(gè)噴頭中的第二個(gè)被引入所述混合容器。
28.根據(jù)權(quán)利要求26所述的一次性混合容器，其中所述兩個(gè)噴頭各具有不同尺寸的孔 和/或不同數(shù)量的孔。
29.—種一次性混合容器，包括a.柔性貯器；b.居中布置軸，所述居中布置軸具有第一軸端和第二軸端、至少一個(gè)葉輪以及與第一 軸端相聯(lián)的磁性元件；c.第一凸緣，所述第一凸緣適于可旋轉(zhuǎn)地接合所述第一軸端；d.第二凸緣，所述第二凸緣適于可旋轉(zhuǎn)地接合所述第二軸端；以及e.至少一個(gè)噴頭。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的一次性混合容器，包括兩個(gè)噴頭。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的一次性混合容器，其中，氧氣經(jīng)由所述兩個(gè)噴頭中的第一 個(gè)被引入所述混合容器，二氧化碳經(jīng)由所述兩個(gè)噴頭中的第二個(gè)被引入所述混合容器。
32.根據(jù)權(quán)利要求30所述的一次性混合容器，其中所述兩個(gè)噴頭各具有不同尺寸的孔 和/或不同數(shù)量的孔。
33.根據(jù)權(quán)利要求29所述的一次性混合容器，還包括排出端口。
34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的一次性混合容器，其中所述第二凸緣包括所述排出端口。
全文摘要
一種一次性混合容器(2)，包括柔性貯器(4)；居中布置軸(6)，所述居中布置軸(6)具有第一軸端和第二軸端以及與第一軸端相聯(lián)的磁性元件(8)，且所述居中布置軸上具有一個(gè)或多個(gè)葉輪(10)；第一凸緣(12)，所述第一凸緣適于可旋轉(zhuǎn)地接合所述第一軸端；以及第二凸緣(14)，所述第二凸緣適于可旋轉(zhuǎn)地接合所述第二軸端。
文檔編號(hào)C12M1/06GK101977674SQ200980109778
公開日2011年2月16日 申請(qǐng)日期2009年3月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月19日
發(fā)明者京特·普拉德爾, 伊莎貝爾·蓋伊, 塞巴斯蒂安·肖森, 奧斯卡-沃納·賴夫, 延斯·路德維希, 斯特凡·鮑德, 格哈德·格雷勒, 沃爾夫?qū)たɡ仗? 邁克爾·巴泰斯, 馬蓋爾·巴巴若斯 申請(qǐng)人:賽多利斯司特蒂姆生物工藝公司