高调节比叶轮的制作方法
【专利说明】
【背景技术】
[0001]流体的制备，尤其是制药和生物制药行业中的溶液和悬浮液的制备，通常涉及充分混合以提供各种成分在产品中的期望分布。许多混合操作是利用安装在不锈钢器皿的底部附近的混合叶轮在不锈钢器皿中完成的，并且叶轮能够在流体从器皿的底部排出时进行操作。
[0002]然而，有必要改进叶轮和包括叶轮的混合器皿。
[0003]本发明能够改善现有技术中的至少一部分缺点。本发明的各种优点将从以下给出的说明内容中显而易见。
【发明内容】
[0004]本发明的一个实施例提供了一种用于生物处理的叶轮，该叶轮包括:(a)可旋转的毂；(b)至少两个从毂延伸的臂，每个臂包括上边缘、下边缘、毂端、末端、臂的外表面、臂的内表面以及从毂端到末端的一段长度，其中，臂的毂端连接到毂，并且臂的末端还包括:(c)从臂的下边缘延伸的突起，该突起包括第一端、第二端、突起外表面、突起内表面，并且在第一端和第二端之间具有一段距离，第一端设置在臂的毂端和臂的末端之间，而第二端延伸到臂的末端，突起外表面相对于臂的外表面形成在至少约45°至约90°范围内的角度，其中突起的第一端和第二端之间的距离在从臂的毂端到臂的末端的长度的约25%到约60%的范围内。优选地，该叶轮还包括可旋转轴，该轴包括具有第一端和第二端的圆柱形元件，该轴具有竖直的旋转轴线，其中，毂安装在可旋转轴的第一端上，并且毂具有垂直于轴的竖直旋转轴线的水平轴线。
[0005]在另一个实施例中，提供了一种用于生物处理的混合器皿，其包括:(a)生物容器，其包括密闭容器，该密闭容器具有适用于容纳流体的内部容积，该容器包括底壁、顶壁和至少一个侧壁，所述侧壁连接到顶壁和底壁；以及至少一个进入端口和一个排出端口，排出端口设置在底壁中，其中该生物容器还包括:(b)可旋转的搅拌器，该搅拌器包括叶轮和壳体组件，该叶轮包括:(i)可旋转轴，其包括具有第一端和第二端的圆柱形元件，该轴具有竖直的旋转轴线，该轴穿过生物容器的底壁，以使第一端延伸进入容器的内部容积，而第二端延伸到底壁外；(ii)安装在可旋转轴的第一端上的毂，该毂具有垂直于轴的竖直旋转轴线的水平轴线；(iii)至少两个从毂延伸的臂，每个臂包括上边缘、下边缘、毂端、末端、臂的外表面、臂的内表面以及从毂端到末端的一段长度，其中，臂的毂端连接到毂，并且臂的末端还包括:(iv)从臂的下边缘延伸的突起，该突起包括第一端、第二端、突起外表面、突起内表面，并且在第一端和第二端之间具有一段距离，第一端设置在臂的毂端和臂的末端之间，而第二端延伸到臂的末端，突起外表面相对于臂的外表面形成在至少约45°至约90°范围内的角度，其中突起的第一端和第二端之间的距离在从臂的毂端到臂的末端的长度的约25%到约60%的范围内；以及(V)安装到生物容器底壁的壳体组件，该壳体组件包括轴承和密封件；壳体组件密封地支撑可旋转轴，其中轴的第二端穿过壳体组件。
[0006]根据本发明方法的另一个实施例，一种制备用于生物处理的混合流体的方法包括:(a)使至少一种流体和至少一种要与流体混合的组分通过进入端口进入生物容器，该生物容器包括具有内部容积的封闭容器，该容器包括底壁、顶壁和至少一个侧壁，所述侧壁连接到顶壁和底壁；以及至少一个进入端口和一个排出端口，排出端口设置在底壁中，其中该生物容器还包括可旋转的叶轮，该叶轮包括:(i)可旋转轴，其包括具有第一端和第二端的圆柱形元件，该轴具有竖直的旋转轴线，该轴穿过生物容器的底壁，以使第一端延伸进入容器的内部容积，而第二端延伸到底壁外；(ii)安装在可旋转轴的第一端上的毂，该毂具有垂直于轴的竖直旋转轴线的水平轴线；(iii)至少两个从毂延伸的臂，每个臂包括上边缘、下边缘、毂端、末端、臂的外表面、臂的内表面以及从毂端到末端的一段长度，其中，臂的毂端连接到毂，并且臂的末端还包括:(iv)从臂的下边缘延伸的突起，该突起包括第一端、第二端、突起外表面、突起内表面，并且在第一端和第二端之间具有一段距离，第一端设置在臂的毂端和臂的末端之间，而第二端延伸到臂的末端，突起外表面相对于臂的外表面形成在至少约45°至约90°范围内的角度，其中突起的第一端和第二端之间的距离在从臂的毂端到臂的末端的长度的约25%到约60%的范围内；以及(b)使叶轮旋转，混合该至少一种流体和该至少一种要与流体混合的组分，并产生混合流体。
【附图说明】
[0007]图1(A-B)示出了根据本发明一个实施例的叶轮的透视图(图1A)和侧视图(图1B)。
[0008]图2为根据本发明一个实施例的装配好的搅拌器的侧视图，其中包括如图1所示的叶轮，以及密封壳体。
[0009]图3为图2所示的搅拌器的分解图。
[0010]图4为根据本发明一个实施例的搅拌器的侧视图，其中包括如图2所示的搅拌器，其中搅拌器安装在混合器皿的生物容器的底壁上。
[0011]图5为根据本发明一个实施例的混合器皿的透视图，其中包括图2所示的搅拌器，搅拌器安装到混合器皿的生物容器的底壁上。
【具体实施方式】
[0012]有利地，可以提供各种成分在混合流体中的期望分布，并且可获得更大体积的混合流体以供后续使用。由安装在混合器皿的底壁上的叶轮所执行的混合操作将具有能够进行混合的最小体积，该最小体积由器皿的几何形状和叶轮安装的高度决定。最大混合体积和最小混合体积之间的关系被称作“调节比”。与在底部安装有叶轮的传统混合器皿相比，本发明的实施例提供了改进的调节比，其结果是，与这种传统的混合器皿相比，本发明的实施例具有较低的最小混合体积。有利地，能够成功地混合流体的较小起动体积。可选地或附加地，当流体从混合器皿排出时，流体能够继续进行混合和搅拌，这样能保持混合流体的均匀性。
[0013]不受限于任何特定的机制，人们确信通过使叶轮的底部边缘的一部分朝向混合器皿的底部向下延伸(也就是延伸到流体的常规未混合的部分中)，与降低常规混合叶片的安装高度相比，将获得更好的性能。
[0014]本发明的一个实施例提供一种用于生物处理的叶轮，该叶轮包括可旋转的毂，毂具有(a)至少两个从毂延伸的臂，每个臂包括上边缘、下边缘、毂端、末端、臂的外表面、臂的内表面，以及从毂端到末端的一段长度，其中，臂的毂端连接到毂，并且臂的末端还包括:(b)从臂的下边缘延伸的突起，该突起包括第一端、第二端、突起外表面、突起内表面，并且在第一端和第二端之间具有一段距离，第一端设置在臂的毂端和臂的末端之间，而第二端延伸到臂的末端，突起外表面相对于臂的外表面形成在至少约45°至约90°范围内的角度，其中突起的第一端和第二端之间的距离在从臂的毂端到臂的末端的长度的约25%到约60%的范围内。优选地，该叶轮还包括可旋转轴，该轴包括具有第一端和第二端的圆柱形元件，该轴具有竖直的旋转轴线，其中，毂安装在可旋转轴的第一端上，并且毂具有垂直于轴的竖直旋转轴线的水平轴线。
[0015]根据本发明的另一个实施例，提供了一种用于生物处理的叶轮，包括(a)可旋转轴，其包括具有第一端和第二端的圆柱形元件，该