[实用新型]内置式磁力驱动搅拌装置及生物反应设备

说明书

本实用新型公开了一种内置式磁力驱动搅拌装置，用于生物反应设备中，所述生物反应设备包括：罐体；法兰，设置在所述罐体顶部；所述内置式磁力驱动搅拌装置包括：驱动电机，通过所述法兰连接在所述罐体上；隔离套，与所述法兰固定连接；外转子，与所述驱动电机连接并设置在所述隔离套内部；隔离套，套设在所述外转子外，并与所述法兰固定连接；内转子，套设在所述隔离套外，与所述外转子通过磁力耦合传递驱动力；搅拌轴，与所述内转子连接；轴承座，套设在所述隔离套、所述内转子及所述搅拌轴外，并与所述法兰连接；所述内转子与所述隔离套之间具有第一间隙；所述内转子和所述轴承座之间具有第二间隙；所述搅拌轴和所述轴承座之间具有第三间隙；所述第一间隙、第二间隙及第三间隙连通形成清洗、灭菌通道。

技术领域

本实用新型涉及动物细胞、微生物培养技术领域，且特别涉及一种内置式磁力驱动搅拌装置及生物反应设备。

背景技术

目前，在国内外医药、生物制药、化工、食品加工行业中，对大部分容器类设备都有严格的密封要求，以避免污染(环境对容器内部的污染，容器内部对环境的污染)。而安装了搅拌器的容器，要做到在运行时保证有良好的、长时间的密封，确实有不小的难度。目前大都还是采用带机械密封的搅拌器，而机械密封搅拌器(一般称为机械搅拌)，泄漏一定是存在的，只是泄漏量的大小而已。

动物细胞反应器属于生物制药的关键设备，一般用来生产价格昂贵的抗病毒疫苗，或者抗击各种癌症的疫苗或者创新药物。每批次的生产周期较长(比如在单抗生产的连续灌注培养时，需要一个月左右)。如果在生产过程中，由于密封不良导致产物报废，损失将非常之大，不仅仅工程师多日的劳动全部泡汤，其中的培养基、各种耗材、水电气的损失，时间的损失等等——发生这种生产失败，几乎是不可忍受的！

高端疫苗、高端药物的研发生产都对反应器的搅拌器提出了更高的要求。目前，磁力驱动搅拌器的性能与机械搅拌相比已经优良很多，可以实现长时间运行且确保零泄漏。所以，用磁力驱动搅拌器替代机械搅拌器，已经形成了趋势，尤其在生物制药领域。但是，科学无止境，随着发展，人们一定会期待更优秀、更理想、具有多样性的磁力驱动搅拌器，以满足生物反应器的性能和功能提升。

如图1所示，在现有的技术中，因为磁力耦合的技术设计要求，使得隔离套30和内转子40之间的间隙形成的第一夹层10的空隙很小(越小耦合效率就越高，一般不会超过1毫米)。由于内置式磁力搅拌器的隔离套和感应转子安装于罐内，所以第一夹层10和内转子40和固定轴50之间的间隙形成的第二夹层20很容易被罐内的蒸汽、水汽、飞溅的水珠和高位泡沫所污染。根据制药设备的GMP要求，必须把这个夹层内的污垢清洗干净。然而，目前这种构造的磁力搅拌器，只能靠罐内的清洗球来清洗第一夹层10、第二夹层20。由此导致了以下的问题：

1、无法获得良好的清洗效果。因为是利用清洗球喷射的水流来冲洗，这种清洗过程很难使得夹层里的清洗液有足够的流速(雷诺系数较低)，所以清洗效果很不好。要获得良好的清洗效果，清洗液的流速至少应超过1米/秒；

2、因为清洗效果不良，会导致轴承沟道中积垢，导致轴承运转不良，致使搅拌器发生卡死等故障；

3、因为清洗效果不良，可能会导致制药、配液风险增加；

4、现有设计中，是用隔离套来支撑搅拌轴的，这就导致搅拌速度不能做的很高，一般只能做到弱搅拌——这是因为隔离套的厚度(强度)有限，一般只能做到2毫米以下(如果做厚就会降低磁力耦合的效率，进而会减小扭矩)，因此无法适用于高搅拌转速要求的环境。

根据以上分析，解决搅拌器内部(夹层)的清洗问题是个至关重要的现实问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型旨在解决现有内置式磁力搅拌器内部清洗效果差，搅拌转速相对较低、驱动扭矩相对较小等技术问题。