close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY6370

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
BY (11) 6370
(13) C1
(19)
7
(51) B 03C 1/00
(12)
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
МАГНИТНЫЙ СЕПАРАТОР
(21) Номер заявки: a 20000790
(22) 2000.08.21
(46) 2004.09.30
(71) Заявитель: Дарашкевич Олег Николаевич (BY)
(72) Авторы: Дарашкевич Олег Николаевич; Бадейко Анатолий Геннадьевич;
Шахненко Павел Павлович (BY)
(73) Патентообладатель: Дарашкевич Олег
Николаевич (BY)
BY 6370 C1
(57)
1. Магнитный сепаратор, содержащий постоянный магнит и рабочую камеру с подводящими и отводящими патрубками для разделяемой и промывной жидкостей, отличающийся тем, что рабочая камера выполнена в виде двух идентичных съемных стерильных
цилиндрических корпусов одноразового использования, закрепленных неподвижно на постоянном магните, при этом каждый из корпусов рабочей камеры выполнен в виде цилиндрической крышки, имеющей канавку, в которую вставлен диск с уплотнением и
возможностью вращения вокруг собственной оси при помощи привода, при этом диски
обоих корпусов выполнены с возможностью вращения в противоположные стороны с
одинаковой скоростью.
2. Сепаратор по п. 1, отличающийся тем, что каждый из корпусов рабочей камеры
закреплен на постоянном магните посредством выступов и канавок, расположенных на
обечайке магнита и внутренней поверхности корпуса.
3. Сепаратор по п. 1, отличающийся тем, что постоянный магнит выполнен в виде
половинки диска с двумя надстроенными частями в виде усеченных секторов в 90° половинной толщины, с ориентацией магнитного поля вдоль центральной оси диска.
Фиг. 1
BY 6370 C1
4. Сепаратор по п. 1, отличающийся тем, что привод вращения дисков выполнен в
виде фрикционного колеса, соприкасающегося с поверхностями обоих дисков.
5. Сепаратор по п. 1, отличающийся тем, что подводящий и отводящий патрубки для
разделяемой жидкости расположены на уровне средней линии корпуса, а патрубки подвода промывной жидкости расположены в верхней части корпуса.
6. Сепаратор по п. 1, отличающийся тем, что отводящий патрубок для промывной
жидкости расположен чуть выше уровня средней линии корпуса.
7. Сепаратор по п. 1, отличающийся тем, что диск в сборе с цилиндрической крышкой образуют замкнутый объем, разделенный выполненной на внутренней части цилиндрической крышки перегородкой серповидной формы, имеющей центральную часть в
форме дуги и периферическую прямую часть.
8. Сепаратор по п. 7, отличающийся тем, что серповидная перегородка имеет плотный контакт по всей своей длине с поверхностью диска при его вращении.
9. Сепаратор по п. 7, отличающийся тем, что центральная часть серповидной перегородки образует карман, имеющий в нижней своей части отводящий патрубок для промывной жидкости.
10. Сепаратор по п. 7, отличающийся тем, что периферическая часть серповидной
перегородки расположена радиально и образует наклонный канал, в конце которого имеется патрубок для отвода магнитозависимых частиц.
(56)
WO 00/01462 A1.
SU 1057074 A, 1983.
SU 1519753 A1, 1989.
SU 1487994 A1, 1989.
SU 1669556 A1, 1991.
RU 2138801 C1, 1999.
JP 10137627 A, 1998.
JP 11076859 A, 1999.
Изобретение относится к области магнитных устройств для разделения компонентов
из жидких смесей. Наиболее перспективно применение данного сепаратора для выделения
из сложных смесей биологически активных компонентов, включая клетки, бактерии, вирусы, их субчастицы и отдельные виды молекул.
Известны устройства, описанные в а.с. СССР № № 1057074, 1487994 А1, 1519753 А1,
1669556 А1, и в патентах Российской Федерации №№ 2106896 С1 и 2146551 С1, содержащие емкость для очищаемой жидкости, подводящий и отводящий патрубки, патрубок
отвода примесей, вращающуюся на роторе магнитную систему и шламосборные элементы. В а.с. № 1554940 А1 магнитная система выполнена в виде сегмента, охватывающего
вращающийся трубопровод.
Однако все эти устройства предназначены прежде всего для очистки технических
жидкостей и непригодны для выделения чувствительных к механическим воздействиям
биологических объектов.
Известно устройство, описанное в патенте США № 4663029, для непрерывного магнитного разделения, состоящее из немагнитной кюветы с замагничивающейся проволокой, установленной около узкой боковой стенки кюветы. Проволока, намагничиваемая
внешним магнитным полем, создает магнитную компоненту поля, поперечную продольной оси проволоки. Магнитный градиент распределяется по всему пространству кюветы и
оказывает воздействие на частицы, проходящие через кювету с потоком жидкости. В за2
BY 6370 C1
висимости от ориентации магнитного поля в кювете диамагнитные и парамагнитные частицы смеси смещаются к противоположным стенкам кюветы и собираются в раздельные
сборники.
Однако данное устройство в реальных условиях работает крайне неэффективно из-за
турбулентностей потока жидкости в кювете.
Описанное в патенте США № 5536475 устройство для магнитного разделения клеток
состоит из двух резервуаров и основания, на котором подвижно закреплена качалка. На
качалке установлен контейнер, в который поступает смесь клеток и суперпарамагнитных
частиц из первого резервуара. При этом в крайних положениях качалки частицы либо
притягиваются с помощью постоянного магнита к стенке контейнера, либо освобождаются в промывную жидкость, поступающую из второго резервуара.
Однако данное устройство непригодно для непрерывного магнитного разделения относительно больших объемов жидких смесей.
Устройство для непрерывного магнитного разделения компонентов из смесей, описанное в патенте США № 6036857, содержит по крайней мере одну разделительную камеру
с множеством каналов и множеством постоянных магнитов. В ней происходит периодическое магнитное удерживание суперпарамагнитных частиц с аффинно присоединившимися
к ним компонентами. Каждый цикл удерживания завершается пространственным отдалением разделительной камеры от постоянных магнитов. При этом удерживаемые компоненты поступают в камеру для регенерации частиц и освобождению связанных с ними
компонентами смеси.
Недостатком данного устройства является цикличность процессов удержания и освобождения компонентов, что требует сложного регулирования потоков исходной смеси,
промывных растворов и разделяемых компонентов.
Известно устройство, описанное в международном патенте № 00/01462, представляющее собой проточную, медленно вращающуюся горизонтальную камеру, состоящую
из нескольких комбинированных магнитных частей. Каждая часть состоит из катушки переменного электрического тока, охватывающей камеру, и пары постоянных магнитов,
расположенных далее по ходу тока жидкости и вращающихся вместе с камерой. Вращение камеры имитирует состояние с низкой гравитацией, резко замедляя процесс седиментации частиц в разделяемой смеси. Этим достигается хороший контакт аффинных
парамагнитных частиц со специфически реагирующими с ними немагнитными компонентами смеси. Градиент переменного магнитного поля, создаваемый катушками переменного тока, обеспечивает поступательные и вращательные колебания суперпарамагнитных
частиц, усиливая перемешивание, в то время как постоянные магниты притягивают эти
частицы к стенкам камеры.
Однако данное устройство имеет существенные недостатки:
высокоэнергоемко и недостаточно эффективно (вследствие высокого потребления
электроэнергии в катушках переменного тока),
не обеспечивает по настоящему непрерывный процесс разделения, т.к. требует периодического повторения циклов магнитного удерживания суперпарамагнитных частиц с последующим их освобождением, путем удаления постоянных магнитов и смыва частиц со
стенок камеры промывной жидкостью,
неудобно для стерилизации рабочей камеры.
Задачей настоящего изобретения является создание эффективного и экономичного в
эксплуатации, удобного для стерилизации магнитного сепаратора, где процесс удерживания суперпарамагнитных частиц на стенках разделительной камеры и удаление удерживаемых компонентов в сборник происходит действительно непрерывно.
Указанная задача в заявляемом магнитном сепараторе, содержащем постоянный магнит и рабочую камеру, подводящие и отводящие патрубки для разделяемой смеси и промывной жидкости, решена тем, что рабочая камера выполнена в виде двух идентичных
3
BY 6370 C1
съемных стерильных цилиндрических корпусов одноразового использования, неподвижно
закрепленных на постоянном магните, каждый из которых выполнен в виде цилиндрической крышки с канавкой, в которую вставлен диск с уплотнением и возможностью вращения вокруг собственной оси при помощи привода, при этом диски обоих корпусов
выполнены с возможностью вращения в противоположные стороны с одинаковой скоростью.
Цилиндрические корпуса закреплены на постоянном магните с помощью выступов и
канавок, расположенных на обечайке магнита и внутренней поверхности корпусов.
Магнит может быть выполнен в виде половинки диска с двумя надстроенными частями в виде усеченных секторов в 90° половинной толщины, с ориентацией магнитного поля вдоль центральной оси диска.
Привод вращения дисков предпочтительно выполнен в виде фрикционного колеса,
соприкасающегося с поверхностями обоих подвижных дисков.
Подводящий и отводящий патрубки для разделяемой жидкости расположены на уровне средней линии корпуса, патрубки подвода промывной жидкости расположены в верхней части корпуса, а патрубок отвода промывной жидкости расположен чуть выше уровня
средней линии корпуса.
Диск в сборе с цилиндрической крышкой предпочтительно образует замкнутый объем, разделенный перегородкой серповидной формы, сформированной на внутренней части
крышки корпуса, имеющей центральную часть в форме дуги и периферическую прямую
часть, причем перегородка имеет плотный контакт по всей своей длине с поверхностью
вращающегося диска, центральная ее часть образует карман, имеющий в нижней своей
части отводящий патрубок для промывной жидкости, а периферическая часть серповидной перегородки расположена радиально и образует наклонный канал, в конце которого
имеется патрубок для отвода магнитозависимых частиц.
На фиг. 1 показан разрез магнитного сепаратора по А-А, на фиг. 2 - разрез по Г-Г, на
фиг. 3 - разрез по Б-Б, на фиг. 4 - разрез по В-В.
Устройство состоит из постоянного магнита, выполненного в виде половинки 1 диска
с двумя надстроенными частями в виде усеченных секторов 2 и 3 в 90° половинной толщины, с ориентацией магнитного поля вдоль центральной оси диска и двух идентичных
корпусов, сочлененных с обечайкой 4 магнита с помощью выступов и канавок 5, расположенных на обечайке и внутренней поверхности корпусов. Корпус представляет собой
цилиндрическую крышку 6, имеющую канавку 7, в которую вставлен диск 8 с уплотнением и возможностью вращения вокруг собственной оси.
Привод вращения дисков выполнен в виде фрикционного колеса 9, соприкасающегося
с поверхностями подвижных дисков 8. Колесо 9 соединено с электродвигателем (на чертеже не указан). Подводящий 10 и отводящий 11 патрубки для разделяемой жидкости расположены на уровне средней линии корпуса, а патрубки подвода 12 и 13 промывной
жидкости расположены в верхней части корпуса. Патрубок 14 отвода промывной жидкости расположен чуть выше уровня средней линии корпуса. При вращении колеса 9 диски
8 вращаются в противоположные стороны с одинаковой скоростью. Вращающийся диск 8
в сборе с цилиндрической крышкой 6 образует замкнутый объем, разделенный перегородкой 15 серповидной формы, сформированной на внутренней части крышки 6 корпуса. По
всей своей длине перегородка 15 имеет плотный контакт с поверхностью вращающегося
диска 8. Центральная часть перегородки, имеющая форму дуги, образует карман, а периферическая прямая часть, расположенная радиально под небольшим углом к средней линии,
образует наклонный канал. В нижней части образовавшегося кармана имеется патрубок 16
для отвода промывной жидкости с остатками несорбировавшихся компонентов разделяемой
жидкости, а в конце наклонного канала - патрубок 14 для отвода магнитозависимых частиц с сорбировавшимися на них компонентами. Разделяемая жидкость протекает вдоль
нижней половины вращающегося диска 8, а промывная жидкость подается двумя потоками
4
BY 6370 C1
через патрубки 12 и 13 на верхнюю половину вращающегося диска 8. Поток жидкости из
патрубка 12 удаляет остатки несорбировавшихся компонентов разделяемой жидкости в
карман и патрубок 16. При протекании разделяемой жидкости через рабочие камеры магнитозависимые частицы притягиваются под воздействием градиента постоянного магнитного поля к внутренней поверхности вращающихся дисков 8 и удаляются из потока
разделяемой жидкости. Жидкость, освобожденная от частиц, через отводящий патрубок 11
собирается в сборник (на чертеже не указан). Вследствие вращения диска частицы достигают положения вне действия градиента постоянного магнитного поля и удерживаются на
поверхности диска вне потока разделяемой жидкости лишь за счет сил адгезии. Под воздействием потока промывной жидкости, поступающей через патрубок 13, слабоудерживаемые частицы смываются на наклонную часть серповидной перегородки 15 и удаляются
из сепаратора.
Фиг. 2
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
172 Кб
Теги
by6370, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа