具有经调节的流径的直列式过滤器盖制造技术

提供过滤器盖(200、400、500、600、700)，其包括对保持在过滤器盖(200、400、500、600、700)内的膜过滤器的表面上方的流特性进行调节的内部几何结构。在一些情况下，内部几何结构提供过滤器盖(200、400、500、600、700)内的再循环，该再循环提供跨过过滤器膜的交叉流元素，该交叉流元素减少过滤器的堵塞。该交叉流元素减少过滤器的堵塞。该交叉流元素减少过滤器的堵塞。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有经调节的流径的直列式过滤器盖

技术介绍

[0001]多年来，在生物处理技术和相关技术中，已使用直列式过滤器的若干设计。一种已知的过滤器盖是设计成用于使用正压来对小体积的液体进行微过滤的Whatman
TM Swin
‑
Lok过滤器保持器。这些保持器用于在实验室中或当样本必须现场收集并处理时对液体或气体进行灭菌取样。包括Nuclepore
TM
和Cyclopore
TM
径迹蚀刻、纤维素过滤器以及玻璃纤维过滤器的各种各样的膜类型可取决于应用而在该保持器中使用。过滤器包括组装环101、盖102、上支承格栅103、平垫圈104、膜105、O形环106、下支承格栅107以及基部108。另一种类型的直列式过滤器被称为如图1B中所显示的Swinnex过滤器保持器。Swinnex过滤器114具有适于允许连接注射器的入口112、圆锥形入口110、基部111以及出口113。这些过滤器产生死端过滤，这通常可能由于在过滤器表面上收集的堆积物而遭受堵塞。
[0002]专利技术人已注意到关于直列式过滤器的问题在于它们在过滤器接口处经历堵塞。关于单次使用式无菌产品，在过程中需要更换过滤器是特别地不利的。当过滤器前方的滞留物包括颗粒物质(诸如，细胞碎片)时，这些问题和相关问题变得更明显。

技术实现思路

[0003]根据本文中所描述的示例的过滤器盖可附接到基部，并且在操作期间将过滤器保持在盖与基部之间，其中，过滤器盖包括用以在过滤器盖内提供期望的流分量的至少一个特征部。过滤器盖可包括：圆锥形部分，其中，圆锥形构造成在过滤器膜的表面上分配流体；以及在圆锥形部分内的至少一个流导管，其中，流导管能够提供再循环流、涡流、螺旋流和/或跨过膜的交叉流中的至少一个。
[0004]流导管可包括构造成在过滤器盖内提供涡流的涡流特征部，其中，涡流特征部可为螺旋形结构。过滤器盖可包括再循环结构，其中，再循环结构是位于螺旋形结构的径向外部的通道。流导管可包括用于在过滤器盖内赋予交叉流的双圆锥体结构。在双圆锥体结构的情况下，再循环通道可设于过滤器盖的中心区域中。相对于通过膜的流，交叉流增加跨过膜的表面的流量。流导管可包括再循环导管或限流特征部(例如，文丘里收缩部)或再循环导管和限流特征部两者。过滤器盖可包括螺旋形导叶，以增加跨膜流。
[0005]过滤器盖可使用至少一个增材制造步骤来制造。增材制造可包括选择性激光烧结(SLS)、立体光刻(SLA)、数字光投影(DLP)、连续液体界面编程(CLIP)、粘合剂喷射成形、选择性热烧结(SHS)、融合沉积建模(FDM)、直接金属激光烧结(DMLS)或定向能量沉积(DED)。
附图说明
[0006]图1A显示常规Whatman
TM Swin
‑
Lok过滤器盖。
[0007]图1B显示常规“Sweeney”过滤器盖。
[0008]图2A显示具有根据本文中所描述的示例的横截面的过滤器盖的透视图。
[0009]图2B显示根据本文中所描述的示例的具有膜的过滤器壳体中的过滤器盖。
[0010]图2C显示用于模拟图2A的过滤器盖内的流的流体域。
[0011]图2D显示流率和湍流对图2A的过滤器盖的再循环的模拟影响。
[0012]图2E显示图2A的过滤器盖中的作为当前流率的函数的静压。
[0013]图2F显示跨过图2A的过滤器盖的膜表面的模拟流。
[0014]图2G显示图2A(涡流顶部)和图6A(双圆锥体)的过滤器盖的再循环与流率的关系。
[0015]图2H显示图2A(涡流顶部)和图6A(双圆锥体)的过滤器盖的再循环百分比与流率的关系。
[0016]图3A显示可被采用来制备根据本文中所描述的一个示例的过滤器盖的增材制造技术的界面的描绘。
[0017]图3B显示根据本文中所描述的一个示例的用于实施图3A中所显示的增材制造技术的装置。
[0018]图4显示具有根据本文中所描述的示例的横截面的过滤器盖的透视图。
[0019]图5A显示具有根据本文中所描述的示例的横截面的过滤器盖的透视图。
[0020]图5B显示图5A中所显示的双圆锥体过滤器盖的流向量。
[0021]图5C显示图5A中所显示的双圆锥体过滤器盖的在过滤器表面上的流向量。
[0022]图6A显示具有根据本文中所描述的示例的横截面的过滤器盖的透视图。
[0023]图6B显示流率和湍流对图6A的过滤器盖的再循环的模拟影响。
[0024]图6C显示图6A的过滤器盖中的模拟流速度。
[0025]图6D显示图6A的过滤器盖的跨过膜表面的模拟流。
[0026]图7A显示具有根据本文中所描述的示例的横截面的过滤器盖的透视图。
[0027]图7B显示图7A中所显示的双圆锥体AB过滤器盖的流向量。
[0028]图7C显示图7A中所显示的双圆锥体AB过滤器盖的在过滤器表面上的流向量。
具体实施方式
[0029]各种实施方式和细节参考可在例如直列式过滤器组件中使用的过滤器壳体而描述，在直列式过滤器组件中，过滤器盖将过滤器膜抵靠基部保持，并且，流体从过滤器盖流过过滤器并流出基部。过滤器壳体可包括圆锥形和流径，流径构造成修改通过直列式过滤器组件的流体流。专利技术人已意识到需要允许过滤器壳体内的过滤器膜上有受控制的流体流的过滤器壳体。该流体流可在使用中在过滤器膜的表面上赋予切向流或交叉流的分量。流体流还可涉及流体在盖内的再循环。盖内的流状态可为层流或湍流的，并且，流状态可通过改变流率、压降和/或过滤器壳体的内部流径的几何结构来控制。在一些情况下，过渡到湍流在过滤器盖内赋予再循环流。过滤器盖可在无源系统中例如通过控制进入过滤器盖中的液体流率来实现再循环，而不需要增加泵或其它外部能源。
[0030]如本文中所使用的用语“圆锥形”指代从其窄端处的导管形状开始增大并且在大端处的膜的表面上使流体扩散的结构。用语圆锥形意指适用于构造成在过滤器膜的表面上分配流体并且可独立于过滤器壳体的外部形状的内部结构。例如，过滤器盖的外表面可为圆柱形的，但包括圆锥形内部导管。用语“圆锥形”描述一般形状，并且不赋予在数学上精确的圆锥形几何结构。更确切地说，期望从较窄导管到膜的平滑过渡，以相对于尺寸的较步进式的增大而减小与流体流径的加宽相关联的压降。
[0031]专利技术人已设想过滤器壳体组件的盖的若干过滤器结构，可利用所述过滤器结构来
赋予期望的流特性。在许多情况下，这些结构利用要求增材制造的几何结构。例如，内部几何结构可包括不具有单个“拉平面”的结构构造，注射模制的特征部可从该单个“拉平面”从模具释放。在上文中参考图1A
‑
1B而显示的较早的过滤器壳体组件和过滤器盖包括能够使用传统注射模制技术来构造的对称结构。在许多情况下，本文中所描述的示例的过滤器壳体的结构复杂性将防止构件从模具释放，并且因此将排除使用注射模制技术进行制造。
[003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】1.一种用于生物处理的过滤器盖(200、400、500、600、700)，包括：圆锥形部分，其中，所述圆锥形构造成在过滤器膜的表面上分配流体；以及在所述圆锥形部分内的至少一个流导管(204、404、504、608、708)，其中，所述流导管(204、404、504、608、708)能够提供再循环流、涡流、螺旋流和/或跨过所述膜的交叉流中的至少一个。2.根据权利要求1所述的过滤器盖(200、400、500、600、700)，其中，所述流导管(204、404、504、608、708)包括构造成在所述过滤器盖内提供涡流的涡流特征部(209、409、509、609、709)。3.根据权利要求2所述的过滤器盖(200、400、500、600、700)，其中，所述涡流特征部(209、409、509、609、709)包括一个或多个内部脊409，所述一个或多个内部脊409相对于与所述过滤器盖400的中心轴线垂直的平面具有从大约5
°
或10
°
至大约30
°
和/或从大约5
°
、10
°
、15
°
、25
°
至大约10
°
、20
°
、30
°
、40
°
、45
°
和/或从大约45
°
或50
°
至大约75
°
和/或从大约45
°
、50
°
、55
°
、60
°
、70
°
、80
°
至大约50
°
、60
°
、70
°
、80
°
、85
°
、90
°
的角度。4.根据权利要求2或3所述的过滤器盖(200、400、500、600、700)，其中，所述涡流特征部(209、409、509、609、709)是螺旋形结构(408)和/或提供螺旋形结构(408)。5.根据权利要求4所述的过滤器盖(200、400、500、600、700)，其中，所述流导管(204、404、504、608、708)包括再循环结构，其中，所述再循环结构包括位于所述螺旋形结构(408)的径向外部的通道(202、609、610)。6....

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