專利名稱：一種生物反應(yīng)器用微型旋轉(zhuǎn)密封的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及微型旋轉(zhuǎn)密封，尤其涉及一種生物反應(yīng)器用微型旋轉(zhuǎn)密封。
背景技術(shù)：
需要向旋轉(zhuǎn)部件上輸送氣體或液體的裝備，一般均需要旋轉(zhuǎn)密封。如旋轉(zhuǎn)式生物反應(yīng)器是一種在細(xì)胞規(guī)模培養(yǎng)、組織工程、微重力效應(yīng)模擬等領(lǐng)域使用的設(shè)備。因細(xì)胞代謝的需要，細(xì)胞培養(yǎng)一般均需要按時(shí)更換培養(yǎng)液。對(duì)于密封式的培養(yǎng)方式，還需要利用循環(huán)措施對(duì)培養(yǎng)液進(jìn)行氣體交換以為細(xì)胞供氧，絕大部分以碳酸鹽作為緩沖系統(tǒng)的細(xì)胞培養(yǎng)液還需要一定的二氧化碳濃度以維持培養(yǎng)液PH值穩(wěn)定。這些需求大多需要培養(yǎng)液的在線傳送， 對(duì)于旋轉(zhuǎn)培養(yǎng)器在線供液必須依賴旋轉(zhuǎn)密封。
細(xì)胞培養(yǎng)對(duì)旋轉(zhuǎn)密封有一些特殊的要求，如1)要求運(yùn)行的高可靠性，即要求運(yùn)行過程中絕對(duì)不可泄露，因一旦有泄漏即可能造成培養(yǎng)液的污染。2)與培養(yǎng)液接觸的部分必須是生物相容性材料，以避免對(duì)培養(yǎng)細(xì)胞的毒理作用。3) —般的細(xì)胞培養(yǎng)裝置體積都不會(huì)很大，因而旋轉(zhuǎn)類裝置的轉(zhuǎn)軸直徑也較小，要求旋轉(zhuǎn)密封的體積也相對(duì)較小。4)因?yàn)榧?xì)胞培養(yǎng)裝置經(jīng)常需要清洗、滅菌，故要求旋轉(zhuǎn)密封安裝方便，結(jié)構(gòu)簡單，便于清洗，使用材料便于滅菌處理。
針對(duì)上述要求,一般的工業(yè)用旋轉(zhuǎn)密封皆難以實(shí)現(xiàn)。目前美國Synthecon Inc.出產(chǎn)的的生物反應(yīng)器所配備的旋轉(zhuǎn)密封可以基本滿足上述部分要求。但該產(chǎn)品對(duì)于滅菌處理方法，易損件更換方法以及使用壽命存在很大局限性。如只能用環(huán)氧乙烷等氣體滅菌或用酒精浸泡滅菌，不能進(jìn)行普通的高壓鍋滅菌，原因是密封殼體所使用的塑料材料耐熱性能差。使用氣體滅菌或輻射滅菌等方法一般需要專用設(shè)備，這會(huì)對(duì)日常使用帶來不便。酒精浸泡需要將旋轉(zhuǎn)密封單獨(dú)處理，不能和生物反應(yīng)器一同滅菌，滅菌后再安裝的過程無疑增加了污染的可能性。另外，由于其使用的硅膠密封圈在連續(xù)旋轉(zhuǎn)運(yùn)行數(shù)日后易因磨損而失效、 漏液，而該旋轉(zhuǎn)密封是一個(gè)塑料外殼熱熔封裝的不可拆卸結(jié)構(gòu)，一旦失效必須整體更換，只能作為一次性用品處理，從而增加了使用成本。
滿足諸如旋轉(zhuǎn)培養(yǎng)器一類的生物反應(yīng)器使用需求的旋轉(zhuǎn)密封應(yīng)具有以下特點(diǎn)1) 運(yùn)行可靠，不泄露。2)生物相容性好。3)體積小，且易于清洗、更換。4)方便滅菌操作。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的一個(gè)技術(shù)問題就是，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的旋轉(zhuǎn)密封是一個(gè)塑料外殼熱熔封裝的不可拆卸結(jié)構(gòu)，一旦失效必須整體更換，只能作為一次性用品處理的問題，提出一種生物反應(yīng)器用微型旋轉(zhuǎn)密封，其可拆卸，且易于清洗和更換。
本發(fā)明解決的另一個(gè)技術(shù)問題就是，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的旋轉(zhuǎn)密封只能用環(huán)氧乙烷等氣體滅菌或用酒精浸泡滅菌，不能進(jìn)行普通的高壓鍋滅菌的問題，提出一種生物反應(yīng)器用微型旋轉(zhuǎn)密封，其可用高壓鍋滅菌。
為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種生物反應(yīng)器用微型旋轉(zhuǎn)密封，包括密封體和密封圈，所述密封體包括中空的密封殼體和密封軸芯，所述密封圈為X型硅橡膠密封圈，所述密封殼體和密封軸芯上均設(shè)置有管路接頭，所述密封殼體的一端設(shè)置有三個(gè)止退卡，所述密封軸芯上設(shè)置有環(huán)形卡槽，所述環(huán)形卡槽上有所述止退卡對(duì)應(yīng)的豁口 ；所述密封圈套在密封軸芯遠(yuǎn)離管路接頭的一端，所述密封殼體通過所述止退卡套在所述密封軸芯的環(huán)形卡槽上，以防止密封殼體與軸芯分離。
優(yōu)選地，上述旋轉(zhuǎn)密封還具有以下特點(diǎn)
所述旋轉(zhuǎn)密封使用生物相容性材料制作，可經(jīng)115° C、30分鐘高溫滅菌，冷卻后密封性能不變。
優(yōu)選地，上述旋轉(zhuǎn)密封還具有以下特點(diǎn)
所述密封殼體采用聚碳酸酯材料，密封軸心采用聚四氟乙烯材料。
優(yōu)選地，上述旋轉(zhuǎn)密封還具有以下特點(diǎn)
所述密封殼體上設(shè)置有三個(gè)止退卡。
優(yōu)選地，上述旋轉(zhuǎn)密封還具有以下特點(diǎn)
所述密封體的體積小巧，最大直徑18mm,長30mm。
優(yōu)選地，上述旋轉(zhuǎn)密封還具有以下特點(diǎn)
所述密封體的內(nèi)部設(shè)置有供流體通過的孔，其孔徑為1_。
本發(fā)明的密封部件拆卸、安裝方便，便于更換密封圈和清洗操作。經(jīng)常更換的密封膠圈成本很低，而密封體可多次反復(fù)使用，因而具有經(jīng)濟(jì)性。便于拆卸的結(jié)構(gòu)利于對(duì)密封體進(jìn)行清洗操作。
該旋轉(zhuǎn)密封使用的材料均為生物相容性材料，可經(jīng)115° C、30分鐘高溫滅菌，冷卻后密封性能不變。運(yùn)行高度可靠，在60rpm轉(zhuǎn)速以下，可連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)兩周以上不泄露。因密封結(jié)構(gòu)可拆卸，通過運(yùn)轉(zhuǎn)兩周后一律更換密封硅膠圈的方式，可確保密封可靠性。


圖I是本發(fā)明實(shí)施例的生物反應(yīng)器用微型旋轉(zhuǎn)密封的安裝外形圖2是本發(fā)明實(shí)施例的生物反應(yīng)器用微型旋轉(zhuǎn)密封的零件分解其中，I一密封殼體,2一密封軸芯,3一密封圈,4一止退卡,5一環(huán)形卡槽,6—第一管路接頭，7—第二管路接頭，8—環(huán)形卡槽豁口。
具體實(shí)施方式
下文中將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互任意組合。
如圖I和圖2所示，本發(fā)明實(shí)施例的生物反應(yīng)器用微型旋轉(zhuǎn)密封包括密封體和密封圈3，密封體包括中空的密封殼體I和密封軸芯2，所述密封圈3為X型硅橡膠密封圈，所述密封殼體I上設(shè)置有第一管路接頭6，密封軸芯2上設(shè)置有第二管路接頭7。
密封殼體I的一端設(shè)置有3個(gè)止退卡4，密封軸芯2上設(shè)置有環(huán)形卡槽5，所述環(huán)形卡槽5上有所述止退卡4對(duì)應(yīng)的豁口 8 ;所述密封圈3套在密封軸芯2遠(yuǎn)離管路接頭的一端，所述密封殼體I套在所述密封軸芯2上并通過所述止退卡4限位防止二者分離。
該旋轉(zhuǎn)密封使用的材料均為生物相容性材料，密封殼體使用聚碳酸酯材料，密封軸芯使用聚四氟乙烯材料，密封圈為硅橡膠材料，均可經(jīng)115° C、30分鐘高溫滅菌，冷卻后密封性能不變。密封體最大直徑18_，長30_。密封體的內(nèi)部設(shè)置有供流體通過的孔，即過液(氣)孔，其孔徑1mm。運(yùn)行高度可靠，在60rpm轉(zhuǎn)速以下，可連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)兩周以上不泄露。 因密封結(jié)構(gòu)可拆卸，通過運(yùn)轉(zhuǎn)兩周后一律更換密封硅膠圈的方式，可確保密封可靠性。
本旋轉(zhuǎn)密封主要用于向旋轉(zhuǎn)部件上輸送氣體或液體的低速旋轉(zhuǎn)裝備(建議 <60rpm),如旋轉(zhuǎn)式生物反應(yīng)器。流量范圍10 μ l/min-30ml/min。下面介紹該旋轉(zhuǎn)密封的使用方法
1.安裝
首先將配套的X型硅橡膠密封圈3套在密封軸芯2上，然后套上密封殼體1，將密封殼體I的三個(gè)止退卡4推入密封軸芯2的環(huán)形卡槽5，最后將輸液軟管套在密封殼體I的第一管路接頭6和密封軸芯2的第二管路接頭7上，即完成安裝。
2.滅菌與使用
安裝后，旋轉(zhuǎn)密封整體可以和連接的管路系統(tǒng)一起放入普通高壓滅菌鍋內(nèi)滅菌。 冷卻后即可使用。使用時(shí)將密封軸芯2固定作為定子，將密封殼體I作為轉(zhuǎn)子，二者之間利用X型硅橡膠密封圈3密封。
3.拆卸與清洗
拆卸時(shí)，旋轉(zhuǎn)密封殼體1，將密封殼體I的三個(gè)止退卡4與密封軸芯2的環(huán)形卡槽 5上的豁口 8對(duì)齊，即可將密封殼體I褪下。密封殼體I褪下后，可進(jìn)行硅橡膠密封圈3的更換，或拆下管路進(jìn)行清洗。
綜上所述，本發(fā)明可使用普通高壓滅菌鍋設(shè)備滅菌、具有生物相容性，密封部件拆卸、安裝方便 ，利用三爪彈性止退卡確保密封體的結(jié)合和拆卸的便捷性。因更換密封膠圈操作簡單，密封部件容易清洗。密封體可多次反復(fù)使用，僅經(jīng)常更換成本很低的密封膠圈，因而具有經(jīng)濟(jì)性。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，比如，對(duì)實(shí)例中的工藝參數(shù)進(jìn)行了簡單的改變，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.ー種生物反應(yīng)器用微型旋轉(zhuǎn)密封，包括密封體和密封圈，其特征在于，所述密封體包括中空的密封殼體和密封軸芯，所述密封圈為X型硅橡膠密封圈，所述密封殼體和密封軸芯上均設(shè)置有管路接頭，所述密封殼體的一端設(shè)置有三個(gè)止退卡，所述密封軸芯上設(shè)置有環(huán)形卡槽，所述環(huán)形卡槽上有所述止退卡對(duì)應(yīng)的豁ロ ；所述密封圈套在密封軸芯遠(yuǎn)離管路接頭的一端，所述密封殼體通過所述止退卡套在所述密封軸芯的環(huán)形卡槽上，以防止密封殼體與軸芯分離。
2.如權(quán)利要求I所述的旋轉(zhuǎn)密封，其特征在干， 所述旋轉(zhuǎn)密封使用生物相容性材料制作，可經(jīng)115° C、30分鐘高溫滅菌，冷卻后密封性能不變。
3.如權(quán)利要求2所述的旋轉(zhuǎn)密封，其特征在干， 所述密封殼體采用聚碳酸酯材料，密封軸心采用聚四氟こ烯材料。
4.如權(quán)利要求I所述的旋轉(zhuǎn)密封，其特征在干， 所述密封殼體上設(shè)置有三個(gè)止退卡。
5.如權(quán)利要求I所述的旋轉(zhuǎn)密封，其特征在干， 所述密封體的體積小巧，最大直徑18mm,長30mm。
6.如權(quán)利要求I所述的旋轉(zhuǎn)密封，其特征在干， 所述密封體的內(nèi)部設(shè)置有供流體通過的孔，其孔徑為1_。
全文摘要
本發(fā)明公開一種生物反應(yīng)器用微型旋轉(zhuǎn)密封，包括密封體和密封圈，所述密封體包括中空的密封殼體和密封軸芯，所述密封圈為x型硅橡膠密封圈，所述密封殼體和密封軸芯上均設(shè)置有管路接頭，所述密封殼體的一端設(shè)置有三個(gè)止退卡，所述密封軸芯上設(shè)置有環(huán)形卡槽，所述環(huán)形卡槽上有所述止退卡對(duì)應(yīng)的豁口；所述密封圈套在密封軸芯遠(yuǎn)離管路接頭的一端，所述密封殼體通過所述止退卡套在所述密封軸芯的環(huán)形卡槽上，以防止密封殼體與軸芯分離。本發(fā)明的密封部件拆卸、安裝方便，便于更換密封圈和清洗操作。
文檔編號(hào)F16L21/03GK102979969SQ20121049919
公開日2013年3月20日 申請日期2012年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月29日
發(fā)明者孫樹津, 龍勉 申請人:中國科學(xué)院力學(xué)研究所