CN102472394B - 机械密封装置和处理装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供机械密封装置(1)，其在用于在其内部以灭菌状态进行处理的处理容器(2)与将其一端侧从大气侧插入该处理容器(2)内使用的旋转轴(4)之间，在处理容器(2)的外侧沿旋转轴(4)的长度方向从处理容器(2)侧起朝向大气侧在至少两处配置有滑动部(20)，通过该机械密封装置(1)使旋转轴(4)滑动，并且在对处理容器(2)内和各滑动部(20)进行灭菌处理时，对大气侧的滑动部(20)也与其它滑动部(20)一样简便而可靠地进行灭菌处理。其设置有气密区域(30)，使与大气侧的滑动部(20)连通的区域在该滑动部(20)的大气侧沿着整个旋转轴(4)的圆周方向被气密密封，为了对各滑动部(20)进行灭菌，将供给至旋转轴(4)与机械密封装置(1)的装置主体(21)之间的区域即密封流体供给区域(22)的灭菌用气体保持在该气密区域(30)内。
Description
技术领域
本发明涉及在用于以灭菌状态进行处理的处理容器与将其一端插入该处理容器内使用的旋转轴之间使上述旋转轴滑动、设置在处理容器内与大气之间的机械密封装置和处理装置。
背景技术
例如作为用于对处理液等进行搅拌处理的处理装置，例如已知有如下装置：如图9所示，将处理液储存在处理容器100内，并且从处理容器100的大气侧插入在其一端设置有例如搅拌叶片的旋转轴101，通过与旋转轴101的另一侧连接的电动机等使旋转轴101绕轴旋转而进行搅拌的装置。作为上述的搅拌处理，例如如注射液的调制处理、或细胞的培养处理或者用于得到无菌粉末的结晶化等那样的化学处理等那样，存在以不在处理液中混入并不想要的菌的方式进行处理的情况。当在上述装置进行这样的处理时，例如在向处理容器100内填充处理液之前，或者在向处理容器100内填充处理液开始处理之前，例如使用饱和水蒸气等灭菌用气体进行处理容器100内和旋转轴101(搅拌叶片)等的灭菌处理。为了可靠地对装置进行灭菌，该灭菌处理例如通过供给数十分钟100℃以上的饱和水蒸气来进行。
另一方面，作为在上述装置中使旋转轴101相对于处理容器100滑动并且将处理容器100的内部区域与大气气氛之间气密地密封的方法，已知有如专利文献1、2所记载的那样例如使用机械密封件102等的方法。该机械密封件102构成为，在处理容器100侧和旋转轴101侧分别设置有滑动部件103、104，该滑动部件103、104分别具有沿旋转轴101的圆周方向相互滑动的滑动面，通过使这些滑动面彼此滑动，使相对于处理容器100绕轴旋转的旋转轴101滑动。图9中105是收纳这些滑动部件103、104的筐体(外壳)。
此外，为了将处理容器100内与大气之间气密地密封，抑制滑动部件103、104彼此之间的摩擦，并且放掉由于滑动而产生的热，向这些滑动部件103、104的滑动面彼此之间的区域即滑动部110供给密封流体、例如密封气体等。此时，存在为了不使处理液等经由滑动部110从处理容器100内向外部漏出，而使被供给密封气体的区域的压力比处理容器100内的压力高的情况。具体而言，以沿旋转轴101的长度方向例如形成两处上述滑动部110的方式配置滑动部件103、104，构成双机械密封件，在这些滑动部110之间，在旋转轴101与筐体105之间气密地形成有环状区域即密封流体供给区域106，从密封流体供给通路107以比处理容器100内的压力高的压力对该流体供给区域106供给密封气体。因此，被供给至该密封流体供给区域106的密封气体经处理容器100侧的滑动部110仅有少量进入处理容器100内，此外，经大气侧的滑动部110向大气侧漏出。
因此，在如上述那样以不在处理容器100内混入杂菌的方式进行处理的情况下，密封气体也使用清洁的气体。此外，在以使得杂菌不经该密封气体流过的区域(密封流体供给区域106和密封流体供给通路107)的内壁面混入处理容器100内的方式进行处理容器100和旋转轴101的灭菌处理时，将上述饱和水蒸气从密封流体供给通路107供给至密封流体供给区域106，由此，也对该区域进行灭菌处理。因此，对于上述两个滑动部110中的处理容器100侧的滑动部110，从内周侧(处理容器100侧)和外周侧(密封流体供给区域106侧)的双方供给饱和水蒸气，因此，维持该滑动部110中的饱和水蒸气的温度和压力，在与处理容器100内相同的灭菌条件下可靠地进行灭菌处理。
另一方面，关于大气侧(处理容器100的相反侧)的滑动部110，因为从该滑动部110漏出水蒸气的区域的气氛例如是大气气氛，所以，从密封流体供给区域106向大气气氛漏出的饱和水蒸气因为温度和压力逐渐下降而冷凝，因此灭菌作用变弱。因此，就与大气侧相邻的滑动部110而言，不能说被进行与处理容器100侧的滑动部110相同级别的灭菌处理。
但是，关于与该大气侧相邻的滑动部110，也因为经密封流体供给区域106和处理容器100侧的滑动部110与处理容器100内的气氛连通，所以为了可靠地防止杂菌向处理容器100内混入，对该大气侧的滑动部110也需要进行与处理容器100侧的滑动部110相同级别的灭菌处理。关于该大气侧的滑动部110，为了进行与处理容器100侧的滑动部110相同级别的灭菌处理，例如考虑以在从该滑动部110漏出水蒸气使温度和压力下降的情况下也能够维持灭菌处理所需的温度和压力的方式，使供给至密封流体供给区域106的水蒸气的温度和压力比灭菌处理所需的值高的方法，但是在这种情况下，额外地需要用于水蒸气的加热的能量，此外，就构成机械密封部件102的部件而言，需要具有高的耐热性，因此会引起装置的成本上升。进一步，如专利文献3所记载的那样，在以覆盖整个机械密封部件的方式设置保温罩的情况下，需要极大的热能。
此外，已知有将上述机械密封件沿旋转轴的长度方向配置三处的方法，但是对与大气侧相接的滑动部不能同样进行与处理容器100侧的滑动部110相同级别的灭菌处理。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2004-263802
专利文献2：日本特开2001-21045
专利文献3：日本特开2005-133852(图1)
发明内容
发明所要解决的问题
本发明是鉴于这样的情况而完成的，其目的在于提供一种机械密封装置和处理装置，通过在用于以灭菌状态进行处理的处理容器与将其一端插入该处理容器内使用的旋转轴之间沿旋转轴的长度方向从处理容器侧朝向大气侧在至少两处配置有滑动部的机械密封装置，使旋转轴滑动，并且使处理容器内与大气之间气密密封，在对处理容器内和各滑动部进行灭菌处理时，也能够与其他滑动部同样对大气侧的滑动部简便且可靠地进行灭菌处理。
用于解决问题的方法
本发明的机械密封装置使被插入用于以灭菌状态进行处理的处理容器内的旋转轴滑动，并且设置在处理容器内与大气之间，该机械密封装置的特征在于，包括：
旋转轴侧的滑动面，其在所述旋转轴的长度方向相互隔开间隔地配置在至少两处，并且分别沿与旋转轴的长度方向交叉的面，遍及该旋转轴的整周设置；
壳体侧的滑动面，其沿着以覆盖所述旋转轴的周围的方式配置的壳体的内周设置，与所述旋转轴侧的各滑动面滑动；
施力单元，其设置在旋转轴侧的滑动面与壳体侧的滑动面的组中的至少一个组，以将一个滑动面按压向另一个滑动面的方式进行施力，而将所述壳体与旋转轴之间的空间气密密封；
密封流体供给口，其设置在壳体上，从而向作为所述旋转轴与壳体之间的空间，即所述旋转轴侧的滑动面和壳体侧的滑动面的一个组与另一个组之间的空间供给密封流体，使该密封流体在旋转轴侧的滑动面与壳体侧的滑动面之间的间隙流过；
灭菌用气体供给口，其设置在壳体上，从而向所述滑动面的一个组与另一个组之间的空间供给灭菌用气体，使该气体在旋转轴侧的滑动面与壳体侧的滑动面之间的间隙流过；
密封用部件，为了与所述旋转轴侧的滑动面和壳体侧的滑动面的组中的在密封流体的流动方向上位于最下游侧的组的滑动面之间的间隙连通，且在密封流体的流动方向上使该间隙的下游侧的空间成为气密区域，该密封用部件包括包围该下游侧的空间的包围部件和对该包围部件与旋转轴之间进行密封的密封部件；和
排出口，其在所述密封区域开口，排出所述密封流体或灭菌用气体。
优选所述灭菌用气体是饱和水蒸气或杀菌气体，
所述密封部件，构成为气密密封部件，以通过从与所述气密区域连通的滑动面间的间隙向该气密区域漏出的水蒸气来提高该气密区域的压力，而得到饱和水蒸气，或者通过杀菌气体来提高该气密区域的气体浓度，而得到灭菌所需的气体浓度。
优选在上述壳体或上述包围部件，形成有用于将在上述气密区域内冷凝而形成的水排出、或者用于将上述气密区域内的气体排出的排出口。
优选在上述包围部件，形成有用于向上述气密区域供给灭菌用气体的供给口。
本发明的处理装置的特征在于，包括：
用于以灭菌状态进行处理的处理容器；
用于向上述处理容器内供给灭菌用气体的供给口和用于排出的排出口；
其一端侧插入上述处理容器内的旋转轴；和
上述任一项所述的机械密封装置。
发明的效果
本发明是通过在用于以灭菌状态进行处理的处理容器与将其一端从大气侧插入该处理容器内使用的旋转轴之间沿旋转轴的长度方向在至少两处配置有滑动部的机械密封装置，使旋转轴滑动，并且使处理容器内与大气之间气密密封，在向由旋转轴、机械密封装置的壳体和配置在上述至少两处的滑动部围成的空间、即作为被供给密封流体的空间的密封流体供给区域供给灭菌用气体，对处理容器内和各滑动部进行灭菌处理时，形成气密区域，该气密区域与在密封流体的流动方向上位于最下游侧的滑动部的滑动面之间的间隙连通，且密封流体的流动方向上使该间隙的下游侧的空间气密密封，通过密封流体供给区域向该气密区域供给有灭菌用气体。因此，即使对大气侧的滑动部，也能够与处理容器侧的滑动部一样简便而可靠地进行灭菌处理。
附图说明
图1是表示本发明的处理装置的一个例子的概略图。
图2是表示在上述处理装置中使用的机械密封装置的一个例子的纵向截面图。
图3是表示上述机械密封装置的一个例子的立体图。
图4是示意地表示对上述机械密封装置进行灭菌处理的样子的纵向截面图。
图5是示意地表示对上述机械密封装置进行灭菌处理的样子的纵向截面图。
图6是示意地表示在上述机械密封装置滑动支承旋转轴的样子的纵向截面图。
图7是表示上述机械密封装置的其它例子的纵向截面图。
图8是表示上述机械密封装置的其它例子的纵向截面图。
图9是表示现有的机械密封装置的纵向截面图。
具体实施方式
参照图1对适用本发明的机械密封装置1的处理装置进行说明。该处理装置例如是用于对处理液等进行搅拌处理等的装置，其包括：用于储存处理液的处理容器2；用于搅拌该处理容器2内的处理液的搅拌装置3；和用于使搅拌装置3的旋转轴4相对于处理容器2滑动并且使处理容器2内与大气之间气密密封的机械密封装置1。图1中5和6分别是设置在旋转轴4的上端侧和下端侧的电动机等旋转装置和用于搅拌处理液的搅拌叶片。此外，图1中8是叠层在机械密封装置1的上方的轴承，通过该轴承8，相对于机械密封装置1支承旋转轴4。另外，在该图1中，对旋转装置5简化地进行描绘。
该处理装置是用于例如如注射液的调制处理、或细胞的培养处理或者用于得到无菌粉末结晶化等化学处理等那样以不使不想要的菌混入处理液中的方式进行搅拌处理的装置。因此，如后所述，该装置构成为，作为供给至机械密封装置1的滑动部20(密封流体供给趋于22)的密封流体，例如将经过过滤处理的洁净的密封流体例如净化空气(无菌空气)从空气储存部10经由密封流体供给通路11加以供给使用。从空气储存部10向机械密封装置1延伸的密封流体供给通路11分支为第一供给通路11a和第二供给通路11b两个，并分别与机械密封装置1和处理容器2连接。
此外，该处理装置构成为，能够在对处理液进行处理之前等对处理容器2的内部、旋转轴4和搅拌叶片6进行灭菌，进一步地，能够对在机械密封装置1的内部与处理容器2的内部气氛连通的区域(密封流体供给通路11、滑动部20和密封流体供给区域22)也能够进行灭菌。图1中12是储存有灭菌用气体、例如120℃～130℃左右的饱和水蒸气的水蒸气储存部，能够从水蒸气供给通路13经由上述第一供给通路11a和第二供给通路11b分别向机械密封装置1的内部区域和处理容器2内供给饱和水蒸气。
在上述第二供给通路11b和机械密封装置1(后述的排液通路33)，分别连接有用于从处理容器2内和机械密封装置1的内部区域排出气体的排气管路14。图1中15是排水管路，在该排水管路15分别设置有用于将在内部流过的水蒸气中的已经冷凝的水排出并使水蒸气返回装置侧的蒸汽疏水阀S。上述供给通路11a、11b也分别与设置有上述蒸气疏水阀S的排水管路15、15连接，以不向机械密封装置1侧和处理容器2侧供给排水(水)。在与机械密封装置1和处理容器2连接的排水管路15，设置有用于测定在该排水管路15内流过的气体和水蒸气的温度的温度检测部16。另外，如图1所示，各个排水管路15为了容易排出水而设置在处理装置的下方侧。
此外，图1中17是用于测定在供给通路11a、11b内和排液通路33内流过的气体和水蒸气的压力的压力检测部，V是用于进行气体和水蒸气的供给和断开的阀。图1中2a和2b分别是向处理容器2内供给饱和水蒸气的供给口和从处理容器2内将排水(水)排出的排出口，分别在处理容器2的上端侧和下端侧形成。另外，如后所述，处理容器2内的气体经由该供给口2a和已经说明的第二供给通路11b从排气管路14被排放。此外，图1中R1、R2是用于分别调整在密封流体供给通路11内流过的净化空气的压力和在第二供给通路11b内流过的水蒸气的压力的调整器。
接着，参照图2和图3对上述机械密封装置1的内部结构进行说明。机械密封装置1包括装置主体21，该装置主体21是以沿着整个圆周方向隔着间隙包围设置于旋转轴4的周围的套筒7的方式形成为环状的壳体，构成为沿旋转轴4的长度方向从处理容器2侧朝向大气侧在两处配置有滑动部20的双机械密封件。该滑动部20是设置在装置主体21的内周侧的主体滑动部件24与设置在旋转轴4侧(套筒7侧)的旋转滑动部件25的组中的滑动面彼此之间的间隙(缝隙)，并构成为：通过这些组的滑动面分别沿着整个旋转轴4的圆周方向(与旋转轴4的长度方向交叉的面)相互滑动，能够使旋转轴4相对于装置主体21滑动。
在该例子中，沿旋转轴4的长度方向在上下两处沿着全周地配置有主体滑动部件24、24，在这些主体滑动部件24、24之间设置有旋转滑动部件25。此外，旋转滑动部件25包括：以能够上下自由移动的方式设置的两个按压部件26、26；在这些按压部件26、26之间，被固定在套筒7的支承部件27；和施力单元28，其是在按压部件26与支承部件27之间沿旋转轴4的圆周方向分别设置于多处的弹性体例如弹簧等，通过将旋转滑动部件25的滑动面(按压部件26)分别按压在主体滑动部件24的滑动面，使旋转轴4滑动。该旋转滑动部件25的滑动面例如以沿旋转轴4的长度方向相互朝向相反方向的方式配置，大气侧的滑动面和处理容器2侧的滑动面分别朝向大气侧和处理容器2侧。
此外，上述两个滑动部20、20、套筒7的外周面和装置主体21的内周面之间形成为环状的区域构成密封流体供给区域22，通过滑动部20、20从处理容器2侧的处理气氛和大气侧的气氛被区分出来。在该密封流体供给区域22的侧方侧的装置主体21的壁面，开设有用于供给净化空气和饱和水蒸气的密封流体供给口23。在从该密封流体供给口23向侧方侧延伸的已经说明的密封流体供给通路11连接有空气储存部10和水蒸气储存部12。因此，例如当向密封流体供给区域22供给净化空气和饱和水蒸气，使该区域22的内压升高时，抵抗上述施力单元28的施力，按压部件26稍从主体滑动部件24离开，密封流体供给区域22的内部气氛经由处理容器2侧(下侧)的滑动部20与处理容器2的内部气氛连通，此外，经大气侧(上侧)的滑动部20与处理容器2的外部的气氛(后述的气密区域30)连通。如上所述，在该例子中，密封流体供给口23兼作灭菌用气体供给口。
此外，为了气密地堵塞经由上述大气侧的滑动部20与密封流体供给区域22连通的区域，机械密封装置1包括气密用部件38，该气密用部件38包括：从装置主体21的上端部朝向上方沿着整个圆周方向地延伸出的包围部件29；和用于将该包围部件29与套筒7之间沿着着整个圆周方向气密地连接而形成气密区域30的耐压密封部件31。耐压密封部件31例如是以纵向截面形状大致成为コ字型的方式、下端侧的中央部沿着整个圆周方向呈大致矩形开口的环状的密封部件，由PTFE等树脂构成，下端侧的内周边缘和外周边缘分别被按压在内周侧的套筒7和外周侧的包围部件29上，由此，在与套筒7之间滑动并且气密地保持气密区域30。因此，如后所述，如果从密封流体供给区域22经由大气侧的滑动部20向气密区域30漏出水蒸气，则在该气密区域30，压力被维持为正压力，内压逐渐变高，得到饱和水蒸气。
在大气侧的主体滑动部件24形成有用于将在气密区域30冷凝而形成的水和净化空气排出的排出口(排气口)32，从该排出口32延伸的排液通路33通过已经说明的设置有蒸气疏水阀S的排水管路15与未图示的排液部(蒸气漏)连接，此外，通过排气管路14与未图示的气体排气部连接。因此，从密封流体供给区域22向该气密区域30漏出的流体之中，进行灭菌处理时使用的水蒸气的冷凝液(液体)在蒸气疏水阀S从排水管路15排出，并且，水蒸气(气体)被保持在气密区域30，另一方面，在进行搅拌处理时使用的净化空气从排气管路14被排放。此外，用于排出在密封流体供给区域22冷凝而形成的水的排出通路34的一端侧在装置主体21的下表面形成有开口，该排出通路34的另一端侧通过设置有蒸气疏水阀S的排水管路15与未图示的排液部连接。
在装置主体21和包围部件29，分别用于测定密封流体供给区域22和气密区域30内的温度的温度测定部35、36分别沿圆周方向设置有多处、例如四处，能够测定这些区域22、30的水蒸气的温度。
接着，对上述处理装置的作用进行说明。首先，对在该处理装置中，例如在进行搅拌处理之前，对处理容器2的内部区域、旋转轴4、搅拌叶片6和机械密封装置1的内部区域进行灭菌处理的情况进行说明。首先，在向处理容器2内填充处理液之前，使处理容器2气密密封，并且，如图4(a)所示，从水蒸气储存部12经由密封流体供给通路11向密封流体供给区域22和处理容器2内供给饱和水蒸气。此时，通过设置在第二供给通路11b的上流侧的调整器R2，以在可灭菌的范围的压力中比向密封流体供给区域22供给的水蒸气的压力低的压力向处理容器2内供给饱和水蒸气。此处，就饱和水蒸气而言，例如温度和压力分别适当地设定在121℃左右以上和110kPaG(标准规格)左右以上。
通过该饱和水蒸气，密封流体供给通路11、密封流体供给区域22和处理容器2的内部被灭菌。而且，当密封流体供给区域22的内压变高时，如上所述按压部件26稍向支承部件27侧移动，滑动部20开口，饱和水蒸气从密封流体供给区域22经由滑动部20向处理容器2和气密区域30漏出。关于处理容器2侧的滑动部20，因为从内周侧(处理容器2侧)和外周侧(密封流体供给区域22侧)分别被供给灭菌所需的饱和水蒸气，所以该饱和水蒸气的温度和压力被保持，该滑动部20也被灭菌。
另一方面，关于大气侧(上方侧)的滑动部20，因为气密区域30内的温度和压力比密封流体供给区域22低，所以，经由该滑动部20向气密区域30漏出的饱和水蒸气的温度和压力逐渐变低，例如冷凝成水。而且，如果持续向密封流体供给区域22供给饱和水蒸气，则气密区域30通过耐压密封部件31成为气密状态，因此，通过从滑动部20漏出的水蒸气，使该区域30内的温度和压力逐渐变高，如图4(b)所示，与密封流体供给区域22内同样地得到饱和水蒸气。在该气密区域30通过水蒸气的冷凝而生成的水经由设置有蒸气疏水阀S的排水管路15排出。此时，通过设置在排水管路15的温度检测部16，测定各区域22、30和处理容器2内的最低保证温度，确认在各区域22、30和处理容器2内水蒸气是否饱和。
然后，通过设置在排水管路15的温度检测部16确认密封流体供给区域22和气密区域30的温度为灭菌处理所需的温度后，持续供给饱和水蒸气直至经过规定的灭菌时间、例如20分钟以上为止，由此，完成密封流体供给通路11、处理容器2、密封流体供给区域22、旋转轴4、搅拌叶片6和两个滑动部20的灭菌。此处，如上所述，通过在离开机械密封装置1和处理容器2的位置设置温度检测部16并在该温度检测部16测定饱和水蒸气的温度，能够确认在机械密封装置1的内部区域和处理容器2内可靠地保持有灭菌所需的饱和水蒸气。
此时，在温度检测部16、压力检测部17，测定水蒸气的温度和压力，以装置的各部位成为灭菌处理所需的环境的方式调整水蒸气的供给量和供给时间等。在灭菌处理结束时在各区域22、30残存有冷凝液(水)的情况下，如图5所示，例如利用净化空气经由排水管路15排出水。另外，在上述图4仅描绘有机械密封装置1侧(右侧)。
接着，在处理装置中进行搅拌处理的情况下，如图6所示，使旋转轴4绕轴旋转，并且，将净化空气作为密封流体供给至密封流体供给区域22。在这种情况下，也因为密封流体供给区域22的内部区域被保持为比处理容器2内高的压力，所以净化空气经由滑动部20漏出至处理容器2和气密区域30，但是处理容器2侧和气密区域30侧的滑动部20、20中的任一个滑动部20均被可靠地灭菌，因此能够抑制杂菌向处理容器2内混入。此时，从密封流体供给区域22向气密区域30漏出的净化空气经排液通路33向排气管路14排放。
根据上述实施方式，通过在用于以灭菌状态进行处理的处理容器2与将其一端从大气侧插入该处理容器2内使用的旋转轴4之间、沿旋转轴4的长度方向在两处配置有滑动部20的机械密封装置1使旋转轴4滑动，向密封流体供给区域22供给密封流体，使处理容器2与大气之间气密密封，并且设置有气密区域30，该气密区域30在进行处理容器2内和各滑动部20的灭菌处理时使与大气侧的滑动部20连通的区域在该滑动部20的大气侧沿着整个旋转轴4的圆周方向被气密密封，因此，能够以使得被供给至密封流体供给区域22的灭菌用气体在该气密区域30内成为正压力的方式保持气密。因此，对大气侧的滑动部20也能够与处理容器2侧的滑动部20一样简便且可靠地进行灭菌处理。因此，不需要为了进行大气侧的滑动部20的灭菌处理而增加过剩的热能，因此也不需要使机械密封装置1具有过剩的耐热性和复杂的结构，因此能够抑制装置的成本，进行可靠的灭菌处理。此外，对大气侧的滑动部20，因为能够按照与处理容器2内或处理容器2侧的滑动部20相同的灭菌条件进行灭菌处理，所以能够提高对整个装置的灭菌处理的可靠性，并且能够更明确地把握杂菌的污染的风险。
进一步地，在形成气密区域30时，例如在使用饱和水蒸气的灭菌处理中，因为不使用耐压性低的密封件等而使用上述耐压密封部件31，所以在该气密区域30能够容易地提高压力，得到饱和水蒸气。
此处，也可以如图7所示那样，在包围部件29形成用于向气密区域30供给饱和水蒸气的供给口40。在这种情况下，在对上方侧的滑动部20进行灭菌时，当从密封流体供给区域22向气密区域30漏出饱和水蒸气使该气密区域30内的温度和压力变高时，通过从供给口40也供给饱和水蒸气，能够迅速地提高气密区域30内的温度和压力，因此能够迅速地进行灭菌处理。
进一步地，也可以如图8那样，沿旋转轴4的长度方向在两处以上、例如四处设置滑动部20。而且，以覆盖离处理容器2最远的上方侧的滑动部20的方式形成上述说明的气密区域30。在这种情况下，例如也可以在从处理容器2侧起第二处的滑动部20与第三处的滑动部20之间的装置主体21的壁面部，形成从密封流体供给区域22排出密封流体的排出口41。通过这样设置四处滑动部20并且形成排出口41，能够将从自处理容器2侧起的第一处与第二处之间供给的密封流体不向大气排放而回收，因此，例如能够将由于对环境和操作者施加的影响而不易向大气排放的流体、例如空气以外的可燃性流体等作为供向从处理容器2侧起第一处与第二处之间的密封流体使用，而使例如处于从处理容器2侧起第一处与第二处之间的密封流体供给区域22内的气氛形成为与处理容器2内的气氛相同的气氛。
在上述的例子中，作为灭菌用气体使用饱和水蒸气，但是例如也可以为过氧化氢和环氧乙烷(EOG)气体等杀菌气体。在这种情况下，因为气密区域30的内压并不高至能够得到饱和水蒸气的程度，或者因为气密区域30的内压与大气之间的压差并不那么大，所以，作为上述耐压密封部件31，也可以为能够使气密区域30气密的程度的气密密封部件。即使在使用这些灭菌用气体的情况下，也由于以使在气密区域30与密封流体供给区域22之间的滑动部20成为灭菌处理所需的浓度的方式，使灭菌用气体在气密区域30被气密地保持成为规定的压力，因此，能够进行良好的灭菌处理。
此外，作为密封流体，除了净化空气以外，还可以使用无菌的液体。进一步地，作为滑动部20，虽然对使主体滑动部件24的滑动面与旋转滑动部件25的滑动面接触地滑动的机械密封装置1进行了说明，但是也可以在利用密封流体将这些滑动面彼此保持为非接触状态的机械密封装置1中应用本发明。进一步地，还可以代替温度测定部35、36或者与这些温度测定部35、36一起设置测定各区域22、30内的水蒸气的压力的压力测定部。此外，也可以在上述温度检测部16连接记录计，记录温度的履历(变化经过)。
此外，在上述图2中，沿旋转轴4的长度方以向彼此朝向相反方向的方式配置有两个旋转滑动部件25的滑动面，但是对滑动面中的任一个滑动面均可以以朝向下侧或上侧的方式配置。进一步地，对将旋转轴4从上方侧插入处理容器2的处理装置进行了说明，但是也可以从下方侧或侧方侧将旋转轴4插入。进一步地，在滑动部20，以与旋转轴4的长度方向正交的方式形成滑动面，但是也可以按照以旋转轴4为中心轴左右对称的方式使滑动面倾斜，并且按照与旋转轴4的长度方向交叉的方式呈所谓的“ハ”字状形成滑动面。
此外，作为在该处理装置中进行处理的处理液，不仅可以为液体，例如也可以为分散有微粒状的固体的液体、泥浆状或者粉状体、气体等。
符号说明
1 机械密封装置
2 处理容器
3 搅拌装置
4 旋转轴
10 空气储存部
12 水蒸气储存部
20 滑动部
21 装置主体
22 密封流体供给区域
23 密封流体供给口
24 主体滑动部件
25 旋转滑动部件
29 包围部件
30 气密区域
31 耐压密封部件
Claims (4)
1.一种机械密封装置，其使被插入至用于以灭菌状态进行处理的处理容器内的旋转轴滑动，并且设置在处理容器内与大气之间，该机械密封装置的特征在于，包括：
旋转轴侧的滑动面，其在所述旋转轴的长度方向上相互隔开间隔地配置在至少两处，并且分别沿与旋转轴的长度方向交叉的面，遍及该旋转轴的整周地设置；
壳体侧的滑动面，其沿着以覆盖所述旋转轴的周围的方式配置的壳体的内周设置，相对所述旋转轴侧的各滑动面滑动；
施力单元，其设置在旋转轴侧的滑动面与壳体侧的滑动面的组中的至少一个，以向一个滑动面按压另一个滑动面的方式进行施力，而使所述壳体与旋转轴之间的空间气密密封；
密封流体供给口，其设置于壳体，从而向位于所述旋转轴与壳体之间的空间的所述旋转轴侧的滑动面和壳体侧的滑动面的一个组与另一个组之间的空间供给密封流体，使该密封流体在旋转轴侧的滑动面与壳体侧的滑动面之间的间隙流过；
灭菌用气体供给口，其设置于壳体，从而向所述滑动面的一个组与另一个组之间的空间供给灭菌用气体，使该气体在旋转轴侧的滑动面与壳体侧的滑动面之间的间隙流过；
密封用部件，为了与所述旋转轴侧的滑动面和壳体侧的滑动面的组中的在密封流体的流动方向上位于最下游侧的组的滑动面之间的间隙连通，且在密封流体的流动方向上使该间隙的下游侧的空间成为气密区域，该密封用部件包括包围该下游侧的空间的包围部件和对该包围部件与旋转轴之间进行密封的密封部件；和
排出口，其在所述气密区域开口，排出所述密封流体或灭菌用气体，
所述密封部件，其下端侧的内周缘被按压在位于所述密封部件的内周侧的所述旋转轴的套筒上，其下端侧的外周缘被按压在位于所述密封部件的外周侧的所述包围部件上，由此，在与所述套筒之间滑动并且气密地保持所述气密区域，
所述灭菌用气体是饱和水蒸气或杀菌气体，
所述密封部件构成为气密密封部件，从而利用从与所述气密区域连通的滑动面间的间隙向该气密区域漏出的水蒸气来提高该气密区域的压力，而得到饱和水蒸气，或者利用杀菌气体来提高该气密区域的气体浓度，而得到灭菌所需的气体浓度。
2.如权利要求1所述的机械密封装置，其特征在于：
在所述壳体或所述包围部件，形成有用于将在所述气密区域内冷凝而形成的水排出、或者用于将所述气密区域内的气体排出的排出口。
3.如权利要求1所述的机械密封装置，其特征在于：
在所述包围部件，形成有用于向所述气密区域供给灭菌用气体的供给口。
4.一种处理装置，其特征在于，包括：
用于以灭菌状态进行处理的处理容器；
用于向所述处理容器内供给灭菌用气体的供给口和用于排出的排出口；
其一端侧插入所述处理容器内的旋转轴；和
权利要求1所述的机械密封装置。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
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Address after: Kanagawa Prefecture, Japan Patentee after: Nikkei Holding Co.,Ltd. Address before: Tokyo, Japan Patentee before: JGC Corp. |
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| CP03 | Change of name, title or address | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20200707 Address after: Kanagawa Prefecture, Japan Patentee after: JGC Corp. Address before: Kanagawa Prefecture, Japan Patentee before: Nikkei Holding Co.,Ltd. |
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20150401 Termination date: 20200722 |
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |