隔膜泵制造技术

一种用于生物过程系统的隔膜泵包括泵头(1；101；201；301)，其包括：公共入口(3)；公共出口(5)；多个泵腔(7)，其各自包括至少一对合作的单向阀，该至少一对单向阀包括入口阀(9)和出口阀(11)，其中，相应的入口阀(9)与公共入口(3)流体地连通，并且，相应的出口阀(11)与公共出口(5)流体地连通，并且其中，在隔膜泵取向成用于抑制截留气体时，用于每个泵腔的出口阀(11)的中心可定位于用于同一泵腔的入口阀(9)的中心上方；以及多个可移动隔膜(13)，其各自分别设于分别的所述泵腔(7)中，以便使泵腔的体积变化。该系统进一步包括泵驱动器(31)，泵驱动器(31)构造成作为泵腔(7)的体积的所述变化的结果，使运动转移到泵头(1；101；201)的隔膜(13)，以便完成从泵头(1；101；201；301)的公共入口(3)到公共出口(5)的流体移位。共入口(3)到公共出口(5)的流体移位。共入口(3)到公共出口(5)的流体移位。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】隔膜泵


[0001]本专利技术涉及隔膜泵、隔膜泵的泵头、用于生物过程系统的单次使用式流动路径组件、构造成在隔膜泵中使用的单向阀、构造成在隔膜泵中使用的可移动隔膜(13)、构造成在隔膜泵中使用的快速连接式紧固件以及涉及一种生物过程系统。

技术介绍

[0002]像例如由用于在细胞培养、分离、纯化、填充、采样以及分析中转移和处理流体的仪表和系统完成的生物处理中的流体转移要求具有对体积准确度和流体压力的精确控制的宽范围的流量。许多应用和处理步骤还要求在流量和/或压力方面的最小波动。正排量泵典型地提供针对生物处理来要求的流量范围，但以在其输出方面的压力脉动为代价。旋转元件泵提供大体上一致的压力，但其流量范围有限，在不存在多个泵级的情况下，难以实现高压，并且，它们可能对药物造成不利影响。一起工作以使压力脉冲均等的多个泵是已知的，但为了实现更低的成本，并且为了实现过程中的最小化的滞留体积，单个泵将是更理想的。而且，尤其针对卫生、灭菌或无菌处理，单个泵将更容易控制、维持并且保持清洁。单个泵也针对单次使用式处理设备为优选的，在单次使用式处理设备中，处于流体接触中的构件在使用之后被置换，以排除设备清洁的需要和风险。
[0003] 隔膜泵在生物处理领域中的使用中具有某些优点，例如，隔膜泵没有对被泵送的流体强加高剪切力，这对泵送包含例如细胞、蛋白质以及病毒的流体为优选的。这样的泵还具有合理的流率和压力范围。已提出多腔隔膜泵，例如像可以以Quattroflow TM的品牌在市场上买到的那样，其中，平行腔由斜板驱动。一些泵中的一个问题可为空气截留(air trapping)。
[0004]在US20180142684中，描述了多腔隔膜泵，并且，泄放和排放的问题被讨论并且尝试解决。在该装置中，出口阀的出口开口包绕入口阀的入口开口，或反之亦然。例如，一些出口开口设于室的高位置处，以支持泄放，并且，其它出口开口设于低位置处，以支持排放。然而，所有这些出口开口都被同一个止回阀覆盖。由此，使不同的出口开口开放和封闭以便泄放和排放不可单独地被控制。不可保证阀的上部部分尤其在低流率下被打开。在低流率下，仅阀的部分将张开，并且，如果这是阀的下部部分，则空气将不会恰当地逸出。由此，可能需要高流率，以便保证泵的泄放。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目标是提供改进的隔膜泵。
[0006]本专利技术的另外的目标是提供具有降低的截留空气的倾向性的隔膜泵。
[0007]本专利技术的另外的目标是提供具有低脉动的泵。
[0008]这通过根据独立权利要求的隔膜泵、泵头、用于生物过程系统的单次使用式流动路径组件和生物过程系统来实现。
[0009]根据本专利技术的一个方面，提供了一种隔膜泵，该隔膜泵包括：
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泵头，其包括：公共入口；公共出口；多个泵腔，其各自包括至少一对合作的单向阀，所述至少一对包括入口阀和出口阀，其中，相应的入口阀与公共入口流体地连通，并且，相应的出口阀与公共出口流体地连通，并且其中，在隔膜泵取向成用于抑制截留气体时，用于每个泵腔的出口阀的中心可定位于用于同一泵腔的入口阀的中心上方；以及可移动隔膜，其设于所述泵腔中，以便使泵腔的体积变化；
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泵驱动器，其构造成作为泵腔的体积的所述变化的结果，使运动转移到泵头的隔膜，以便完成从泵头的公共入口到公共出口的流体移位。
[0010]根据本专利技术的另一方面，提供了一种泵头，该泵头构造成用于连接到隔膜泵的泵驱动器，所述泵头包括：
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公共入口；
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公共出口；
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多个泵腔，其各自包括至少一对合作的单向阀，该至少一对包括入口阀和出口阀，其中，相应的入口阀与公共入口流体地连通，并且，相应的出口阀与公共出口流体地连通，并且其中，在隔膜泵取向成用于抑制截留气体时，用于每个泵腔的出口阀的中心可定位于用于同一泵腔的入口阀的中心上方；以及
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可移动隔膜，其设于所述泵腔中，以便使泵腔的体积变化。
[0011]根据本专利技术的另一方面，提供了一种用于生物过程系统的单次使用式流动路径组件，所述单次使用式流动路径组件包括连接到单次使用式流动路径的如上所述的泵头。
[0012]根据本专利技术的另一方面，提供了一种生物过程系统，该生物过程系统包括如上所述的隔膜泵。
[0013]由此，提供了一种具有高准确度和线性度的隔膜泵，并且，该隔膜泵也可在低流率下完全清除。通过在每个泵腔中的入口阀上方提供出口阀，空气将不会被截留于泵内部。由此，杀菌被极大地改进，因为，即使在使用低流率和低背压时，泵腔中的所有内表面也都被完全润湿。
[0014]此外，提供了适合于单次使用式应用的隔膜泵。此外，实现成本高效且可扩展的隔膜泵。
[0015]在本专利技术的一个实施例中，入口阀和出口阀包括柔性阀盘，每个盘包括用于将阀盘保持就位的大体上中心的固持杆。
[0016]在本专利技术的一个实施例中，泵头进一步包括枢转装置，枢转装置提供到泵头的隔膜接合板的中心，以便将枢转点提供到隔膜接合板的中心。由此，保证接合泵头的隔膜的隔膜接合板将始终围绕其中心枢转，并且，由此，隔膜将有效地既被推动又被缩回，并且，由此，即使在高马达频率下，并且在流体入口压力低时，例如，在流体源相对于泵放置于低位置处时，也可提供泵腔的完全填充。
[0017]在本专利技术的一个实施例中，泵头进一步包括至少一个泄漏物收集器，所述至少一个泄漏物收集器是包绕泵腔和隔膜并且构造成收集来自泵腔的可能的泄漏物的柔性波纹管(bellow)。
[0018]在详细描述中并且在从属权利要求中描述另外的实施例。
[0019]然而，本专利技术扩展到本文中所公开的特征的任何组合，不论是否在本文中明确地描述或要求保护这样的组合。而且，在本文中组合地提到两个或更多个特征的情况下，意图的是，可单独地要求保护这样的特征，而不扩展本专利技术的范围。
附图说明
[0020]本专利技术可按许多方式实行，本专利技术的说明性实施例在下文中参考附图来描述，其中：图1a是根据本专利技术的一个实施例的泵头的透视图；图1b是具有五个腔而非三个的根据本专利技术的另一实施例的泵头。
[0021]图2是根据本专利技术的一个实施例的泵头的分解图；图3a是如图1中所显示的泵头的分解图；图3b显示根据本专利技术的一个实施例的泄漏物收集器；图4是根据本专利技术的另一实施例的泵头的分解图；图5a和图5b是在根据本专利技术的一个实施例的泵头的不同平面上的顶视图横截面。
[0022]图6是显示泵头中的流量的根据本专利技术的一个实施例的泵头的部分中的侧视图横截面。
[0023]图7a是根据本专利技术的一个实施例的泵头的部分中的侧视图横截面。
[0024]图7b是根据本专利技术的一个实施例的泵头的侧视图横截面。
[0025]图8a和图8b显示根据本专利技术的一个实施例的泵头的截面视图。
[0026]图9a和图9b以透视图并且在横截面上显示泵驱动器。
[0027]图10a显示出口流量的图。
[本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于生物过程系统的隔膜泵，包括：泵头(1；101；201；301)，其包括：公共入口(3)；公共出口(5)；多个泵腔(7)，其各自包括至少一对合作的单向阀，所述至少一对单向阀包括入口阀(9)和出口阀(11)，其中，相应的所述入口阀(9)与所述公共入口(3)流体地连通，并且，相应的所述出口阀(11)与所述公共出口(5)流体地连通，并且其中，在所述隔膜泵取向成用于抑制截留气体时，用于每个泵腔的所述出口阀(11)的中心可定位于用于同一泵腔的所述入口阀(9)的中心上方；以及多个可移动隔膜(13)，其各自分别设于分别的所述泵腔(7)中，以便使所述泵腔的体积变化；泵驱动器(31)，其构造成作为所述泵腔(7)的所述体积的所述变化的结果，使运动转移到所述泵头(1；101；201)的所述隔膜(13)，以便完成从所述泵头(1；101；201；301)的所述公共入口(3)到所述公共出口(5)的流体移位。2.根据权利要求1所述的隔膜泵，其中，所述入口阀(9)和所述出口阀(11)包括柔性阀盘(9a、11a)，每个盘包括用于将所述阀盘保持就位的大体上中心的固持杆(9b、11b)。3.根据权利要求2所述的隔膜泵，其中，所述入口阀(9)和出口阀(11)包括所述柔性阀盘(9a、11a)的外密封区域(9c、11c)，所述外密封区域(9c、11c)构造成抵靠所述泵头(1；101；201；301)中的对应的阀座(90c)的至少部分密封，并且其中，所述外密封区域(9c、11c)由比所述入口阀(9)和出口阀(11)的剩余部分中的第二材料更柔软的第一材料制作。4.根据权利要求3所述的隔膜泵，其中，所述入口阀(9)和出口阀(11)进一步包括阀杆密封区域(9d、11d)中的所述第一较软材料，所述第一较软材料构造成抵靠所述泵头(1；101；201；301)中的对应的阀密封表面(90d)的至少部分密封。5.根据权利要求3或4所述的隔膜泵，其中，所述柔性阀盘(9a、11a)的所述外密封区域(9c、11c)和/或所述柔性阀盘(9a、11a)的所述阀杆密封区域(9d、11d)中的所述较软材料作为具有预确定的厚度的层(9''、11'')应用到包括所述第二材料的芯(9'、11')的至少部分上。6.根据权利要求2
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5中的任一项所述的隔膜泵，其中，所述阀杆(9b、11b)的至少部分具有截头圆锥形状。7.根据权利要求1
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6中的任一项所述的隔膜泵，其中，所述可移动隔膜(13)包括加强层和弹性体层。8.根据权利要求7所述的隔膜泵，其中，所述加强层嵌入于所述弹性体层中。9.根据权利要求7或8所述的隔膜泵，其中，所述加强层包括由织物或弹性体材料制作的网结构，从而具有与所述弹性体层相比更小的弹性。10.根据权利要求8或9所述的隔膜泵，其中，所述弹性体层取向成接触所述隔膜泵的包含液体的部分。11.根据权利要求1
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10中的任一项所述的隔膜泵，其中，所述泵头(1；101；201)进一步包括枢转装置(25)，所述枢转装置(25)设于所述泵头的隔膜接合板(27)的中心(C)处，以便在所述隔膜接合板(27)的所述中心(C)处提供枢转点。
12.根据前述权利要求中的任一项所述的隔膜泵，其中，所述泵头(1；101；201)进一步包括至少一个泄漏物收集器(21；121)，所述至少一个泄漏物收集器(21；121)包括包绕所述泵腔(7)和隔膜(13)并且构造成收集来自所述泵腔(7)的可能的泄漏物的柔性波纹管。13.根据前述权利要求中的任一项所述的隔膜泵，其中，所述泵驱动器(31)包括旋转驱动轴(33)和经由轴承(37)以倾斜角连接到所述驱动轴(33)的摇摆板(35)，其中，所述摇摆板(35)构造成用于连接到所述泵头(1；101；201；301)，以便使移动从所述旋转驱动轴(33)转移到所述隔膜(13)。14.根据权利要求13所述的隔膜泵，其中，所述泵驱动器(31)配置成将所述泵速的主动调制应用于所述驱动轴(33)的旋转上，以便补偿所述泵的脉动。15.根据前述权利要求中的任一项所述的隔膜泵，其中，所述泵头(1；101；201)包括围绕所述泵头(1；101；201；301)的中心(C)径向地分布的三个或五个泵腔(7)。16.根据前述权利要求中的任一项所述的隔膜泵，其中，所述泵头(1；101；201；301)的隔膜接合板(27)和所述泵驱动器(31)的摇摆板(35)包括被提供来避免所述隔膜接合板与所述摇摆板之间的旋转摩擦力的合作的连接特征(41a、41b)。17.根据前述权利要求中的任一项所述的隔膜泵，其中，所述泵头(1；101；201)是单次使用式泵头，并且，所述泵驱动器(31)可重复使用。18.根据前述权利要求中的任一项所述的隔膜泵，其中，所述泵头(1；101；301)提供不具有密封件的封闭隔间，并且由通过扩散结合来连接的多个塑料层生产，所述封闭隔间作为集成弹性体功能构件至少包括所述入口阀(9)和出口阀(11)以及所述隔膜(13)。19.根据前述权利要求中的任一项所述的隔膜泵，进一步包括用于使所述泵头(1；101；301)可移除地紧固到所述泵驱动器(31)的快速连接式紧固件。20.根据权利要求19所述的隔膜泵，其中，所述快速连接式紧固件可在其中所述泵头(1；101；301)锁定到所述泵驱动器(31)的锁定位置与其中所述泵头(1；101；301)可从所述泵驱动器(31)释放并且移除的解锁位置之间操作。21.根据权利要求1
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20中的任一项所述的隔膜泵，其中，所述泵驱动器(1；101；301)包括用于制约所述泵头1在附接到所述泵驱动器31时沿至少一个方向进行的移动的至少一个支承结构(170、171、200、300、400、400'、402、402'、620)。22.根据权利要求19
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21中的任一项所述的隔膜泵，其中，至少一个锁定器件可移动地附接到所述泵驱动器(31)。...

【专利技术属性】
技术研发人员：K，
申请(专利权)人：思拓凡瑞典有限公司，
类型：发明
国别省市：