本發(fā)明涉及生物反應(yīng)袋領(lǐng)域，特別涉及一種槳葉位置可調(diào)的生物反應(yīng)袋及槳葉位置調(diào)整方法。

背景技術(shù)：

1、生物反應(yīng)袋中通常設(shè)有用于攪拌的攪拌軸，但是現(xiàn)有的生物反應(yīng)袋，其攪拌軸上的槳葉的位置通常是固定的，也就是說(shuō)無(wú)法根據(jù)反應(yīng)袋內(nèi)培養(yǎng)物質(zhì)的實(shí)際情況(液面高低，粘稠度大小等)對(duì)槳葉的位置進(jìn)行調(diào)節(jié)，而在實(shí)際使用的過(guò)程中，針對(duì)不同液面高度、不同粘稠度的培養(yǎng)物質(zhì)，槳葉的最佳攪拌位置不盡相同，因此，有必要設(shè)計(jì)一種槳葉位置可調(diào)的生物反應(yīng)袋。

2、現(xiàn)有技術(shù)中有如公開(kāi)號(hào)為cn218359221u的中國(guó)專利公開(kāi)的一種攪拌葉片高度可調(diào)節(jié)的反應(yīng)釜，包括反應(yīng)釜本體，所述反應(yīng)釜本體頂部?jī)?nèi)壁的中心處豎直設(shè)有定位柱，所述定位柱的底部滑動(dòng)連接有十字形活動(dòng)柱，所述定位柱的底部開(kāi)設(shè)有與所述十字形活動(dòng)柱滑動(dòng)連接的十字形連接槽，所述十字形連接槽的端部與外部相通，所述十字形活動(dòng)柱的外部設(shè)有多個(gè)等間距分布的攪拌元件，所述攪拌元件包括套筒，所述套筒的外壁設(shè)有多個(gè)呈環(huán)狀分布的攪拌葉片，所述套筒通過(guò)緊固螺栓與所述十字形活動(dòng)柱可拆卸連接，所述十字形活動(dòng)柱的外壁開(kāi)設(shè)有多個(gè)等間距分布的螺紋槽。

3、上述專利公開(kāi)的攪拌葉片高度可調(diào)的反應(yīng)釜，將攪拌葉片設(shè)置在于反應(yīng)釜本體底部活動(dòng)連接的十字型活動(dòng)柱上，通過(guò)驅(qū)動(dòng)十字型活動(dòng)柱與十字型活動(dòng)槽之間的相對(duì)移動(dòng)實(shí)現(xiàn)對(duì)攪拌槳葉位置的調(diào)節(jié)，但是此種結(jié)構(gòu)需要連接十字型活動(dòng)柱的十字型活動(dòng)槽的端部與外部連通，而生物反應(yīng)袋通常要求無(wú)菌，因此此種結(jié)構(gòu)無(wú)法適用于生物反應(yīng)袋；此外，此種結(jié)構(gòu)下，對(duì)攪拌槳葉的位置調(diào)節(jié)全依賴于操作人的經(jīng)驗(yàn)，且每一次裝入新的反應(yīng)物質(zhì)之后都需要人為的進(jìn)行調(diào)節(jié)，使用起來(lái)不具有良好的便利性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明公開(kāi)了一種槳葉位置可調(diào)的生物反應(yīng)袋及槳葉位置調(diào)整方法。

2、一種槳葉位置可調(diào)的生物反應(yīng)袋，包括容納袋和至少部分置于容納袋內(nèi)的攪拌軸，所述攪拌軸至少一端與容納袋活動(dòng)固定，且所述攪拌軸一端與驅(qū)動(dòng)裝置固定；所述攪拌軸上設(shè)置有若干個(gè)攪拌槳，若干攪拌槳包括至少一個(gè)活動(dòng)攪拌槳，所述活動(dòng)攪拌槳可沿著攪拌軸的軸向運(yùn)動(dòng)；

3、所述活動(dòng)攪拌槳與攪拌軸通過(guò)滑動(dòng)耦合件活動(dòng)連接。

4、具體的，由于活動(dòng)攪拌槳與攪拌軸之間是活動(dòng)連接，因此可通過(guò)改變活動(dòng)攪拌槳的受力情況對(duì)活動(dòng)攪拌槳處于運(yùn)動(dòng)或平衡狀態(tài)進(jìn)行調(diào)節(jié)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了既能對(duì)活動(dòng)攪拌槳的位置進(jìn)行調(diào)節(jié)、又能使活動(dòng)攪拌槳的位置保持相對(duì)穩(wěn)定的目的。

5、優(yōu)選的，當(dāng)攪拌軸攪拌容納袋中的物質(zhì)時(shí)，容納袋中的物質(zhì)給予活動(dòng)攪拌槳推力，通過(guò)控制攪拌軸的轉(zhuǎn)速控制推力的大小，通過(guò)控制攪拌軸轉(zhuǎn)動(dòng)的方向控制推力的方向。

6、具體的，通常來(lái)講，容納袋中的物質(zhì)為流體狀態(tài)的培養(yǎng)物質(zhì)，因此，活動(dòng)攪拌槳在使用的過(guò)程中受到四個(gè)力，活動(dòng)攪拌槳自身的重力、活動(dòng)攪拌槳在培養(yǎng)物質(zhì)中所受到的浮力、培養(yǎng)物質(zhì)給予活動(dòng)攪拌槳的推力、以及活動(dòng)攪拌槳與攪拌軸之間的摩擦力，當(dāng)這四個(gè)力處于一種平衡狀態(tài)時(shí)，活動(dòng)攪拌槳與攪拌軸之間的相對(duì)位置即可保持穩(wěn)定，當(dāng)四個(gè)力不平衡時(shí)，活動(dòng)攪拌槳就會(huì)沿著攪拌軸的軸向移動(dòng)，因此通過(guò)控制攪拌軸的轉(zhuǎn)速可控制活動(dòng)攪拌槳的平衡狀態(tài)進(jìn)而對(duì)活動(dòng)攪拌槳與攪拌軸之間的相對(duì)位置進(jìn)行改變；實(shí)現(xiàn)了在保證無(wú)菌的條件下，對(duì)容納袋內(nèi)的活動(dòng)攪拌槳的位置進(jìn)行調(diào)節(jié)的目的。

7、優(yōu)選的，所述滑動(dòng)耦合件包括設(shè)置在攪拌軸上的第一滑動(dòng)耦合件，以及設(shè)置在活動(dòng)攪拌槳上的第二滑動(dòng)耦合件；所述第一滑動(dòng)耦合件沿著攪拌軸的軸向延伸，所述第一滑動(dòng)耦合件的軸向尺寸小于攪拌軸的軸向尺寸，所述第一滑動(dòng)耦合件與第二滑動(dòng)耦合件活動(dòng)連接。

8、具體的，第一滑動(dòng)耦合件可為滑軌，第二滑動(dòng)耦合件可為滑塊，滑塊和滑軌的結(jié)構(gòu)使得活動(dòng)攪拌槳在攪拌軸上的移動(dòng)更加的順暢。

9、優(yōu)選的，所述第一滑動(dòng)耦合件至少一端設(shè)有彈性件。

10、具體的，所述第一滑動(dòng)耦合件的上端和/或下端設(shè)有彈性件，利用彈性件的彈力使得攪拌軸的轉(zhuǎn)速具有更大的調(diào)整空間。

11、優(yōu)選的，所述攪拌軸具有可變的軸向尺寸。

12、具體的，軸向尺寸可變的攪拌軸不僅能夠適用更多尺寸的容納空間，還能使得攪拌軸更容易運(yùn)輸，即在運(yùn)輸過(guò)程中攪拌軸處于軸向尺寸最小的狀態(tài)。

13、優(yōu)選的，所述攪拌軸包括第一部分與第二部分，所述第一部分與第二部分活動(dòng)連接；所述第二部分為中空的筒狀結(jié)構(gòu)，所述第一部分套接在第二部分內(nèi)部；所述攪拌軸還設(shè)有止擋結(jié)構(gòu)，所述止擋結(jié)構(gòu)用于防止第一部分與第二部分相離，所述止擋結(jié)構(gòu)用于傳遞動(dòng)力。

14、具體的，第一部分與第二部分套接的結(jié)構(gòu)十分便利攪拌軸軸向尺寸的調(diào)整，止擋結(jié)構(gòu)所在的位置決定了攪拌軸最大的軸向尺寸；

15、此外，止擋結(jié)構(gòu)為：設(shè)于第二部分內(nèi)壁上的突起的止擋件和設(shè)于第一部分外壁上的凹槽配合的結(jié)構(gòu)、設(shè)于第二部分突出于內(nèi)壁的球狀柱塞和設(shè)于第一部分外壁上的弧形槽配合的結(jié)構(gòu)

16、一種槳葉位置調(diào)整方法，采用如上任一項(xiàng)所述的槳葉位置可調(diào)的生物反應(yīng)袋，所述調(diào)整方法包括如下步驟：

17、s1將攪拌軸與容納袋安裝，將培養(yǎng)液體注入到容納袋中，在多個(gè)力的作用下活動(dòng)攪拌槳達(dá)到初始穩(wěn)定狀態(tài)；

18、s2啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置，攪拌軸和攪拌槳對(duì)培養(yǎng)液體進(jìn)行攪拌，被攪拌的培養(yǎng)液體給予活動(dòng)攪拌槳推力，調(diào)整攪拌軸的轉(zhuǎn)動(dòng)方向以確定不同轉(zhuǎn)向時(shí)推力的方向；

19、s3根據(jù)活動(dòng)攪拌槳需到達(dá)的位置，調(diào)整攪拌軸的轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)速，使活動(dòng)攪拌槳沿著攪拌軸的軸向運(yùn)動(dòng)；

20、s4當(dāng)活動(dòng)攪拌槳運(yùn)動(dòng)到指定位置后，再次調(diào)整攪拌軸的轉(zhuǎn)速，使活動(dòng)攪拌槳與攪拌軸的相對(duì)位置保持穩(wěn)定。

21、步驟s1中，多個(gè)力包括活動(dòng)攪拌槳自身的重力、活動(dòng)攪拌槳在培養(yǎng)物質(zhì)中所受到的浮力，當(dāng)活動(dòng)攪拌槳自身的重力大于活動(dòng)攪拌槳在培養(yǎng)物質(zhì)中所受到的浮力，此時(shí)活動(dòng)攪拌槳初始穩(wěn)定狀態(tài)下的位置靠近容納袋底部；當(dāng)活動(dòng)攪拌槳自身的重力小于活動(dòng)攪拌槳在培養(yǎng)物質(zhì)中所受到的浮力，此時(shí)活動(dòng)攪拌槳初始穩(wěn)定狀態(tài)下的位置遠(yuǎn)離容納袋底部。

22、步驟s3中，當(dāng)推力的方向或推力分力的方向與重力的方向相反時(shí)，通過(guò)增大轉(zhuǎn)速使活動(dòng)攪拌槳沿著攪拌軸運(yùn)動(dòng)；

23、當(dāng)推力的方向或推力分力的方向與活動(dòng)攪拌槳重力方向相同時(shí)，通過(guò)減小轉(zhuǎn)速使活動(dòng)攪拌槳沿著攪拌軸運(yùn)動(dòng)。

24、步驟s4中，影響活動(dòng)攪拌槳的指定位置的因素包括置于容納腔內(nèi)的培養(yǎng)液體的體積、深度、密度。

25、具體的，對(duì)于可重復(fù)使用的生物反應(yīng)器而言，每次裝入反應(yīng)器中的培養(yǎng)液體的各參數(shù)不盡相同，針對(duì)參數(shù)各不相同的培養(yǎng)液體，攪拌槳的最佳位置是不同的；而一次性生物反應(yīng)袋，每個(gè)容納袋中容納的培養(yǎng)液體的參數(shù)也是不同的，因此每個(gè)生物反應(yīng)袋都需要對(duì)活動(dòng)攪拌槳的位置進(jìn)行調(diào)節(jié)；

26、以初始狀態(tài)時(shí)，攪拌軸的軸心豎直向下，活動(dòng)攪拌槳與容納袋底部之間距離最近的狀態(tài)為例，對(duì)活動(dòng)攪拌槳的具體調(diào)整過(guò)程進(jìn)行詳細(xì)闡述：

27、此種狀態(tài)下，攪拌軸未轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，活動(dòng)攪拌槳受到豎直向下的重力和豎直向上的浮力，在這兩個(gè)力的作用下，當(dāng)重力不小于浮力時(shí)，活動(dòng)攪拌槳在第一滑動(dòng)耦合件的端部達(dá)到初始穩(wěn)定狀態(tài)，該端部靠近容納袋底部，當(dāng)重力小于浮力時(shí)，在浮力的作用下，活動(dòng)攪拌槳會(huì)沿著攪拌軸向上運(yùn)動(dòng)，當(dāng)活動(dòng)攪拌槳所受浮力減小至與重力相等時(shí)或活動(dòng)攪拌槳與第一滑動(dòng)耦合件遠(yuǎn)離容納袋底部的端部頂?shù)謺r(shí)，活動(dòng)攪拌槳達(dá)到初始穩(wěn)定狀態(tài)；

28、待活動(dòng)攪拌槳處于初始穩(wěn)定狀態(tài)后，根據(jù)實(shí)際情況判斷活動(dòng)攪拌槳所處的位置，當(dāng)活動(dòng)攪拌槳的位置過(guò)低時(shí)，旋轉(zhuǎn)攪拌軸，使培養(yǎng)液體給予活動(dòng)攪拌槳向上的推力，不斷調(diào)整轉(zhuǎn)速使得活動(dòng)攪拌槳運(yùn)動(dòng)到指定位置后，再次調(diào)整轉(zhuǎn)速，使得推力與浮力之和等于重力，此時(shí)活動(dòng)攪拌槳與攪拌軸的相對(duì)位置再次處于穩(wěn)定狀態(tài)；當(dāng)活動(dòng)攪拌槳的位置過(guò)高時(shí)，反向旋轉(zhuǎn)攪拌軸，使培養(yǎng)液體給予活動(dòng)攪拌槳向下的推力，不斷調(diào)整轉(zhuǎn)速使得活動(dòng)攪拌槳運(yùn)動(dòng)到指定位置后，再次調(diào)整轉(zhuǎn)速，使得推力與重力之和等于浮力，此時(shí)活動(dòng)攪拌槳與攪拌軸的相對(duì)位置再次處于穩(wěn)定狀態(tài)。

29、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益之處在于：

30、通過(guò)設(shè)置活動(dòng)攪拌槳的結(jié)構(gòu)，使得活動(dòng)攪拌槳與攪拌軸之間的相對(duì)位置可調(diào)，可以通過(guò)實(shí)際情況對(duì)活動(dòng)攪拌槳的位置進(jìn)行調(diào)整，以期實(shí)現(xiàn)最佳的攪拌效果；同時(shí)，活動(dòng)攪拌槳被設(shè)置成可由被攪拌物質(zhì)產(chǎn)生的推力調(diào)節(jié)位置的結(jié)構(gòu)，而通過(guò)調(diào)整活動(dòng)攪拌槳的轉(zhuǎn)速可以對(duì)推力的大小進(jìn)行控制，即通過(guò)調(diào)整活動(dòng)攪拌槳的轉(zhuǎn)速可對(duì)活動(dòng)攪拌槳與攪拌軸之間的相對(duì)位置進(jìn)行調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)了在保證無(wú)菌的條件下，對(duì)容納袋內(nèi)的活動(dòng)攪拌槳的位置進(jìn)行調(diào)節(jié)的目的。