容积可变的反向流过滤器及其应用制造技术

本发明专利技术涉及容积可变的反向流过滤器，包括：固定座、分离舱、过滤管、稳流套和导流盘；分离舱可相对固定座滑动地安装在固定座的内部，分离舱与固定座之间设有密封垫，分离舱与固定座围成过滤容腔。过滤管位于过滤容腔内中央，稳流套位于过滤管外围，导流盘位于稳流套正上方。该反向流过滤器能够根据实际使用情况自动灵活调整过滤容腔的容积，提高了反向流过滤器的适应性、扩大了反向流过滤器的适用范围。还能实现多种不同粒径的物质微粒的连续过滤分离。还涉及该反向流过滤器的应用。属于过滤分离技术领域。

【技术实现步骤摘要】
容积可变的反向流过滤器及其应用
本专利技术涉及过滤分离
，尤其涉及容器可变的反向流过滤器及其应用。
技术介绍
物质微粒分离常用方法的选择有两个：过滤或离心。膜分离技术是一类利用过滤膜的孔径选择性分离不同组分的方法。过滤膜是具有选择性分离功能的材料。膜分离技术兼有分离、浓缩、纯化和精制的功能，又有高效、节能、环保、分子级过滤及过滤过程简单、易于控制的特征，已成为当今分离科学中最重要的手段之一。切向流过滤是目前较为先进的膜过滤方式。切向流过滤是指被截留物质微粒运动方向与膜过滤方向呈垂直的过滤方法；在压力的推动下，液流在滤膜表面产生两个分力，一个是垂直于滤膜面的法向力，使液体和小于膜孔的物质微粒穿过滤膜进入下游。另一个是平行于滤膜面的切向力，推动大于膜孔的物质微粒沿滤膜面流动，故称为切向流过滤。切向流过滤器的优势显而易见，但是也存在不足：1、一个切向流过滤膜包只能对单一的某种物质微粒进行分离。2、过滤膜包在制造上需在有限的体积内最大化的增加滤膜面积，成本较高。3、片状滤膜在过滤膜包内经多次折返，造成流道在膜包内极其曲折、扁平、狭长，对高浓度物质或粘稠体系的分离效果较差。4、过滤膜包需要在较高压力下使用，滤膜不可避免的会被栓塞、会被污染、会断丝。减少了使用寿命。5、成品切向流过滤膜包的结构特征，造成流道死腔体积较大，收获物质时损失较大。离心分离技术是借助于离心机旋转所产生的离心力，根据物质微粒的沉降系数、质量、密度及浮力等差异的不同，用离心力场进行分离和提取的物理分离分析技术。当非均相体系围绕一中心轴做旋转运动时，物质微粒会受到离心力作用向远离中心的方向运动。旋转速率越高，物质微粒所受到的离心力越大。在相同的转速下，容器中不同大小质量密度的物质会以不同的速率沉降，经过一段时间的离心操作，就可以实现密度不同物质的有效分离。过滤是以物质微粒大小透过过滤介质(如滤膜)的孔径来获取目标产物。离心是以物质微粒的质量不同来获取目标产物。两者的分离机理不同，依靠的分离条件不同。目前没有利用过滤技术和离心技术同期对多种物质微粒实施连续分离的措施或方法。
技术实现思路
针对现有技术中存在的问题，本专利技术的目的是：提供一种容积可变的反向流过滤器，该反向流过滤器能够根据实际使用情况按照设定条件自动灵活调整过滤容腔的容积，提高了反向流过滤器的适应性、扩大了反向流过滤器的适用范围。本专利技术的另一目的是：提供一种容积可变的反向流过滤器的应用。为了达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：容积可变的反向流过滤器，包括：过滤管、分离舱、固定座、稳流套和导流盘；固定座是反向流过滤器的主体，分为顶部和体部。分离舱可相对固定座滑动地安装在固定座的体部内，分离舱的体部与固定座的体部之间设有密封垫，分离舱与固定座的体部围成过滤容腔。过滤管位于过滤容腔内中央，稳流套位于过滤管外围且固定于分离舱内，导流盘位于稳流套正上方。采用这种结构后，分离舱和固定座的体部构成一个完整的容积可变的过滤容腔。能够根据实际使用情况按照设定条件自动灵活调整过滤容腔的容积，提高了反向流过滤器的适应性、扩大了反向流过滤器的适用范围。过滤管和固定座是静止部件，分离舱是运动部件，不仅可以做旋转运动，还可上下运动或旋转与上下运动同时进行。优选地，过滤管包括滤床和芯管；滤床与芯管的下部连接，芯管内设有至少四条流道，包括进液流道、浓缩液流道和至少两条滤过液流道；分离舱分为体部和底部，分离舱的体部为圆筒状，底部为碟状，底部中央为锥碗。采用这种结构后，通过进液通路将待过滤液体输送入过滤容腔内，过滤后的滤过液和浓缩液分别经由滤过液通路和浓缩液通路输送出过滤容腔，实现连续过滤的过程，其中滤过液通路至少为两条，可实现多种不同粒径的物质微粒的分离。优选地，进液流道的进液出口位于导流盘与固定座的体部的上壁之间，浓缩液流道的浓缩液入口位于分离舱底部的锥碗内，滤过液流道的滤过液入口设在滤床的下部，进液流道的进液出口、浓缩液流道的浓缩液出口和滤过液流道的滤过液出口均位于固定座的顶部。采用这种结构后，滤过液入口设在滤床的下部，可以获得最小的收获体积，有利于物质的浓缩，获得高浓度的浓缩液。浓缩液入口位于分离舱底部的锥碗内最低处，可将浓缩液尽数排出，因此，反向流过滤器几乎无死腔体积。进液出口位于导流盘上方，导流盘将输送进入的待过滤液体导向稳流套内侧，可获得较大的初始离心动能。优选地，滤床为碟状结构，与芯管的下部连接，滤床与芯管连接处设有排液孔；以滤床下部的滤过液入口为起点设有若干条发散的射线型的导流槽。采用这种结构后，排液孔可将碟形滤床内部的积液向下排出。优选地，各滤过液入口外对应设有孔径不同的滤膜，采用这种结构后，可实现不同粒径的物质微粒的过滤。优选地，导流盘与稳流套套接固定，导流盘的上表面均匀设有若干竖直设置的限流板，进液流道的进液出口位于限流板上方。采用这种结构后，导流盘将进入的待过滤液体导向稳流套内侧，可获得较大的初始离心动能。优选地，稳流套分为体部和底部，稳流套的底部为碟状结构，中央有圆孔，稳流套的体部为圆筒状结构，稳流套的体部设有若干交流孔；稳流套将过滤容腔分隔成稳旋区和激流区两个功能区，稳流套的外侧为稳旋区，稳流套的内侧为激流区。稳流套、导流盘与分离舱以相同的角速度同向转动。采用这种结构后，稳流套与分离舱之间存在相对静止的关系，因此，液体在稳旋区内处于稳定的旋转状态，优化了反向流过滤器的分离功能。稳流套与滤床之间存在相对运动的关系，因此，液体在激流区内处于激流的扰流状态，会对滤膜表面产生冲刷自清洁作用，有利于去除积垢。优选地，滤床与稳流套的底部之间为激流区，稳流套的底部与分离舱的底部之间构成出液缝隙，导流盘与固定座体部的上壁之间构成进液缝隙；出液缝隙、锥碗和浓缩液流道形成完整的浓缩液通路，导流槽和滤过液流道形成完整的滤过液通路，进液流道和进液缝隙形成完整的进液通路。采用这种结构后，出液缝隙对浓缩液的排出起到引导和保护作用。优选地，导流盘的投影面积小于稳流套的投影面积、稳流套的投影面积小于分离舱的投影面积；分离舱的体部与固定座的体部之间设有密封垫。采用这种结构后，使得物质微粒具有较大的初始离心动能，提高了分离效果。物质微粒通过交流孔进入稳旋区，有利于稳旋区液体旋转体系的稳定。一种反向流过滤器的应用，固定座的顶部上各接口与硅胶软管连接制成一次性使用的过滤用品。塑胶鲁尔公接头、接头保护套和进液硅胶软管构成端口接管。四个端口接管分别套接在进液入口、浓缩液出口、第一滤过液出口和第二滤过液出口，制成可直接使用的一次性反向流过滤器套装。在生物制药领域，细胞是药物的制造者。有一类细胞的生长需要采用粘附式(贴壁式)培养的方式进行。这些细胞黏附在微载体(圆球状)上生长，微载体悬浮在培养液中。在收获细胞时，通过某种酶的作用使细胞从微载体上脱落；此时，在培养液中有微载体裸珠、脱落细胞、细胞碎片。他们的粒径大小情况是：微载体裸珠＞脱落细胞＞细胞碎片。为了一次性收获纯净的脱落细胞，可以使用一次性反向流过滤器套装。一次性反向流过滤器中的第一滤膜孔径小于脱落细胞、大于细胞碎片；第二滤膜孔径小于微载体裸珠、大于脱落细胞。进液入口端的鲁尔公接头连接细胞培养袋出口的鲁尔母接头；浓缩液出口端的鲁尔公接头连接微载体裸珠收集袋入口的鲁尔母接本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.容积可变的反向流过滤器，其特征在于，包括：过滤管、分离舱、固定座、稳流套和导流盘；分离舱可相对固定座滑动地安装在固定座的内部，分离舱与固定座之间设有密封垫，分离舱与固定座围成过滤容腔；过滤管位于过滤容腔内中央，稳流套位于过滤管外围且固定于分离舱内，导流盘位于稳流套正上方。

【技术特征摘要】
2018.07.31 CN 20181085609891.容积可变的反向流过滤器，其特征在于，包括：过滤管、分离舱、固定座、稳流套和导流盘；分离舱可相对固定座滑动地安装在固定座的内部，分离舱与固定座之间设有密封垫，分离舱与固定座围成过滤容腔；过滤管位于过滤容腔内中央，稳流套位于过滤管外围且固定于分离舱内，导流盘位于稳流套正上方。2.按照权利要求1所述的容积可变的反向流过滤器，其特征在于：过滤管包括滤床和芯管；滤床与芯管的下部连接，芯管内设有至少四条流道，包括进液流道、浓缩液流道和至少两条滤过液流道；分离舱分为体部和底部，分离舱的体部为圆筒状结构，底部为碟状结构，底部中央是子弹头状的锥碗。3.按照权利要求2所述的容积可变的反向流过滤器，其特征在于：固定座分为体部和顶部，进液流道的进液出口位于导流盘与固定座的体部的上壁之间，浓缩液流道的浓缩液入口位于分离舱底部的锥碗处，滤过液流道的滤过液入口设在滤床的下部，进液流道的进液出口、浓缩液流道的浓缩液出口和滤过液流道的滤过液出口均位于固定座的顶部。4.按照权利要求3所述的容积可变的反向流过滤器，其特征在于：滤床为碟状结构，与芯管的下部连接，滤床与芯管连接处设有排液孔；以滤床下部的滤过液入口为起点设有若干条发散的射线型的导流槽。5.按照权利要求4所述的容积可变的反...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴勤，
申请(专利权)人：广州穗阳生物学研究有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44