CN111085299A - 一种无菌破碎进料阀 - Google Patents

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何晓华
李美松
王阳权
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Abstract

一种无菌破碎进料阀,其包括一个外壳,一个设置在所述外壳中且一体加工成型的破块机构,以及一个驱动所述破块机构的同步驱动机构。所述外壳包括一个壳体,一个设置在所述壳体中的进料腔室,两个分别设置在壳体两端且连通所述进料腔室的进出料筒。所述破块机构包括两个穿设在所述进料腔室中且一端穿过壳体的转轴,若干个间隔设置在所述每个转轴上且一一对应的齿环,若干个设置在两个齿环之间的让位缺口,以及至少三个圆周设置在所述齿环上的破块齿。本无菌破碎进料阀采用一体式结构的破块机构,减少破块机构之间的缝隙以及死角位置,有效避免粉末残留和细菌滋生,破碎充分,下料均匀,设备寿命更长。

Description

一种无菌破碎进料阀
技术领域
本发明属于机械技术领域,特别是一种无菌破碎进料阀。
背景技术
随着社会医疗水平的不断提高,新药品的研发生产速度不断加快,这些新技术药品也对生产环境提出了更加苛刻的要求。为了生产出安全、卫生的药品,药企对制药车间的卫生管理极为重视,不但要有严格执行的制药过程卫生管理,同时在建立制药车间时,必须设计建造完全符合相关卫生要求的新型封闭式原料粉碎装置。
例如,中国专利文献公开了一种封闭式原料粉碎装置[申请号:201610779319.8],包括:进料槽、壳体、破碎滚筒、液压升降板、料车及驱动所述破碎滚筒的驱动机构;所述进料槽固定设置于所述壳体正上方,所述破碎滚筒滚动固定于所述壳体内,所述破碎滚筒位于所述料车正上方,所述液压升降板固定设置于所述壳体正下方,所述料车设置于所述升降板正上方,所述料车与所述壳体可拆卸连接;所述进料槽上端设有能够开合的进料槽挡板;所述破碎滚筒设有三个等距设置的滚筒齿;所述料车外表面与所述壳体内表面相切。
该发明所述的封闭式原料粉碎装置可实现对原料的封闭粉碎和粉碎后的封闭输出,有效提高了原料粉碎的卫生安全程度,最终保证了药品生产的产品质量。但是仍存在以下几点问题:
1.破碎的物料有局限性,破碎不充分且下料部均匀。
2.该封闭式原料粉碎装置较大,破块机构非一体成型,内部死角、缝隙较多,不易于内腔清洁,破碎物料易残留,细菌滋生,无法达到药用无菌要求。
3.物料同时破块粉碎,驱动设备无法瞬时达到需要最大功率容易造成破碎不充分的问题,更使转轴能承受更大的剪切力、扭矩和冲击载荷容易导致设备损坏。
发明内容
有鉴于此,本发明提供了一种无菌破碎进料阀,以解决上述问题。
一种无菌破碎进料阀,其包括一个外壳,一个设置在所述外壳中且一体加工成型的破块机构,以及一个驱动所述破块机构的同步驱动机构。所述外壳包括一个壳体,一个设置在所述壳体中的进料腔室,两个分别设置在壳体两端且连通所述进料腔室的进出料筒。所述破块机构包括两个穿设在所述进料腔室中且一端穿过壳体的转轴,若干个间隔设置在所述每个转轴上且一一对应的齿环,若干个设置在两个齿环之间的让位缺口,以及至少三个圆周设置在所述齿环上的破块齿。两个转轴对应齿环上的破块齿依次交错对称设置,同一转轴上的齿环沿转轴周向依次倾斜,迫使同轴相邻齿环上对应的破块齿存有角度差θ,所述角度差θ小于所述同一齿环上相邻破块齿之间所成夹角。所述同步驱动机构包括一个与任意一个转轴穿过壳体的一端连接驱动源,一个设置在连接有驱动源的转轴上的主动齿轮,一个设置在所述未连接驱动源的转轴上且与所述制动齿轮啮合连接的从动齿轮,以及两个嵌装在所述壳体远离驱动源的一端且分别与转轴对应连接的从动轴。所述驱动源驱动其连接的转轴转动,通过主动齿轮与从动齿轮的配合,传动至未连接驱动源的转轴,带动两个转轴均沿转轴两者相邻的一侧向下转动,迫使破块齿远离转轴的一端旋转穿过相邻转轴对应让位缺口。
进一步地,所述破块齿的厚度小于或者等于对应让位缺口沿转轴轴向的宽度。
进一步地,所述破块齿远离齿环的一端设有一个让位平面,所述让位平面旋转穿过对应让位缺口且位于两个转轴连心线位置时,所述让位平面与所述相邻的转轴外壁相切。
进一步地,所述转轴与壳体之间设有一个密封结构一,所述密封结构一包括一个设置在所述壳体供转轴穿过的安装孔,以及一个嵌装在所述安装孔中且套设在所述转轴上的双唇密封圈一。
进一步地,所述从动轴与壳体之间设有一个密封结构二,所述密封结构二包括一个设置在所述壳体供从动轴穿过的安装槽,以及一个嵌装在所述安装槽中且套设在所述从动轴上的双唇密封圈二。
进一步地,所述安装孔远离双唇密封圈一的一侧设有一个一个套设在所述转轴上的轴承一。
进一步地,所述安装槽二远离双唇密封圈二的一端设有一个套设在所述从动轴上的轴承二。
进一步地,所述同轴相邻齿环上对应的破块齿的角度差θ在5°至10°之间。
进一步地,所述破块齿的宽度径向向外逐渐变小。
进一步地,所述同一齿环相邻破块齿之间形成一个破碎空间,所述破块齿的一侧还设有一个沿转轴旋转方向的前端的切割部,所述破块齿的远离切割部一侧还设有一个沿转轴旋转方向的后端的抵顶部。
与现有技术相比,本发明提供的无菌破碎进料阀采用一体式结构的破块机构,减少破块机构之间的缝隙以及死角位置,有效避免粉末残留和细菌滋生,具有较好的密封性,无需拆卸进料阀结构即可对进料腔室进行清洗,同时通过两个转轴上对应齿环上的破块齿沿转轴周向依次倾斜,使同轴相邻齿环上对应的破块齿存有角度差θ,使得破块机构在破块时,由破块机构的一端的破碎空间依次交错闭合,即进行破碎物料操作,同步驱动机构可以逐步增加破碎功率,破碎充分,下料均匀,而且可以避免物料同时破块粉碎,防止出现同步驱动机构无法瞬时达到需要最大功率从而造成破碎不充分的问题,更是避免转轴能承受更大的剪切力、扭矩和冲击载荷导致设备损坏等问题。
附图说明
图1为本发明提供的一种无菌破碎进料阀的结构示意图。
图2为图1的无菌破碎进料阀所具有的除去外壳后的结构示意图。
图3为图1的无菌破碎进料阀所具有的沿转轴轴向剖面示意图。
图4为图1的无菌破碎进料阀所具有的破块机构处沿转轴径向剖面示意图。
图5为图1的无菌破碎进料阀所具有的主动齿轮与从动齿轮处沿转轴径向剖面示意图。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施例进行进一步详细说明。应当理解的是,此处对本发明实施例的说明并不用于限定本发明的保护范围。
请参阅图1至图5,其为本发明提供的一种无菌破碎进料阀的结构示意图。一种无菌破碎进料阀,主要用于无菌环境药品等物料的粉碎,其包括一个外壳10,一个设置在所述外壳10中且一体加工成型的破块机构20,以及一个驱动所述破块机构20的同步驱动机构30。可以想到的是,本无菌破碎进料阀还包括其他一些功能组件以及具体结构,例如,电源模块,安装结构,密封结构等,其均为本领域人员所习知的技术,故在此不再一一详细说明。
所述外壳10包括一个壳体11,一个设置在所述壳体11中的进料腔室12,两个分别设置在壳体11两端且连通所述进料腔室12的进出料筒13。在本实施例中,所述壳体11由不锈钢材料制得,所述进出料筒13的两端设置法兰盘,并由法兰盘和其他外部结构通过卡箍连接或者法兰连接形成密封连接,保证进料腔室12的进出料口的密封性,即可实现连续不断的进料破碎效果。
所述破块机构20包括两个穿设在所述进料腔室12中且一端穿过壳体11的转轴21,若干个间隔设置在所述每个转轴21上且一一对应的齿环22,若干个设置在两个齿环22之间的让位缺口24,以及至少三个圆周设置在所述齿环22上的破块齿23。两个转轴21上的齿环22旋转所形成的工作空间呈两个圆柱体状且相邻端略有重合,可以想到的是,所述两个转轴21上的齿环22旋转所形成的工作空间与所述进料腔室12的内壁相匹配。在本实施例中,转轴21、齿环22、破块齿23一体压铸成型,即为一体式结构,可以减少破块机构20之间的缝隙以及死角位置,避免破碎物料残留导致细菌滋生。
在本实施例中,所述同一齿环22上有8个破块齿23且相邻破块齿23之间所成夹角在0至45度之间。所述同一齿环22相邻破块齿23之间形成一个破碎空间232,所述破块齿23的一侧还设有一个沿转轴21旋转方向的前端的切割部233,所述破块齿23的远离切割部233一侧还设有一个沿转轴21旋转方向的后端的抵顶部244。两个转轴21对应齿环22上的破块齿23依次交错对称设置。可以想到的是,待切割的物料通过进出料筒13进入进料腔室12,掉落至两个转轴21之间呈交错状态的对应破块齿23的抵顶部244上,所述同步驱动机构30驱动两个转轴21均沿转轴21两者相邻的一侧向下转动,迫使破块齿23远离转轴21的一端旋转穿过相邻转轴21对应让位缺口24,不同转轴21上的破块齿23交错使得破碎空间232逐渐减小直至为零,即可完成对物料的破块以及粉碎。同一转轴21上的齿环22沿转轴21周向依次倾斜,迫使同轴相邻齿环22上对应的破块齿23存有角度差θ,所述角度差θ小于所述同一齿环22上相邻破块齿23之间所成夹角。设置角度差θ,使得破块机构20在破块时,由破块机构20的一端的破碎空间232依次交错闭合,即进行破碎物料操作,通过沿转轴轴向的点破碎动作代替原有的,同步驱动机构30可以逐步增加破碎功率,而且可以避免物料同时破块粉碎,防止出现同步驱动机构30无法瞬时达到需要最大功率从而造成破碎不充分的问题,更是避免转轴21能承受更大的剪切力、扭矩和冲击载荷导致设备损坏等问题。本实施例中,所述同轴相邻齿环22上对应的破块齿23的角度差θ在5°至10°之间。限制角度差θ的大小,可避免初次破块的物料滑落至其他抵顶部244上,从而导致粉碎不充分,下料不均。所述破块齿23的厚度小于或者等于对应让位缺口24沿转轴21轴向的宽度,所述破块齿23的宽度径向向外逐渐变小。该破块齿23的结构设计,使破块齿23旋转穿过相邻转轴21对应让位缺口24时,破块齿23与让位缺口24之间形成间隙配合,破碎充分,下料均匀,同时避免不同转轴21的破块齿23旋转时形成干涉,减小磨损。所述破块齿23远离齿环22的一端设有一个让位平面231,所述让位平面231旋转穿过对应让位缺口24且位于两个转轴21连心线位置时,所述让位平面231与所述相邻的转轴21外壁相切。通过让位平面231与转轴21外壁的配合,即可保证物料破碎更加充分。
所述同步驱动机构30包括一个与任意一个转轴21穿过壳体11的一端连接的驱动源31,一个设置在连接有驱动源31的转轴21上的主动齿轮32,一个设置在所述未连接驱动源31的转轴21上且与所述制动齿轮啮合连接的从动齿轮33,以及两个嵌装在所述壳体11远离驱动源31的一端且分别与转轴21对应连接的从动轴34。在本实施例中,所述驱动源31选用驱动马达。所述驱动源31驱动其连接的转轴21转动,通过主动齿轮32与从动齿轮33的配合,传动至未连接驱动源31的转轴21,带动两个转轴21均沿转轴21两者相邻的一侧向下转动,迫使破块齿23远离转轴21的一端旋转穿过相邻转轴21对应让位缺口24。可以想到的是,通过主动齿轮32与从动齿轮33的配合,即可使两个转轴21同步逆向旋转,该同步驱动机构30结构简单,驱动方式动力损失小,结合破块机构使得破碎后的物料沿转轴轴向且位于两个转轴之间呈水帘状下料,该下料方式的物料更加分散均匀。另外,为保证同步驱动机构30的无菌性,可以在所述同步驱动机构30的外侧安装有一个外罩,所述外罩与外壳10密封连接。
所述转轴21与壳体11之间设有一个密封结构一40,所述密封结构一40包括一个设置在所述壳体11供转轴21穿过的安装孔41,以及一个嵌装在所述安装孔41中且套设在所述转轴21上的双唇密封圈一42。所述安装孔41远离双唇密封圈一42的一侧设有一个一个套设在所述转轴21上的轴承一42。通过双唇密封圈一42即可实现转轴21在安装孔41中的密封性,在转轴21旋转时可以实现动态密封,密封效果更好,通过轴承一42,可作为转轴21在安装孔41的转动支撑点,以使转轴21转动更顺畅。
所述从动轴34与壳体11之间设有一个密封结构二50,所述密封结构二50包括一个设置在所述壳体11供从动轴34穿过的安装槽51,以及一个嵌装在所述安装槽51中且套设在所述从动轴34上的双唇密封圈二52。所述安装槽51二远离双唇密封圈二52的一端设有一个套设在所述从动轴34上的轴承二53。通过双唇密封圈二52即可实现从动轴34在安装槽51中的密封性,在从动轴34旋转时可以实现动态密封,密封效果更好,通过轴承二53,可作为从动轴34在安装槽51的转动支撑点,以使从动轴34转动更顺畅。
通过上述多个密封结构配合,增加了整体结构的密封性,结合一体式的破块机构20,避免进料腔室中的死角结构,无需拆卸进料阀结构,即可对进料腔室进行在线清洗和在线蒸汽灭菌。
以上仅为本发明的较佳实施例,并不用于局限本发明的保护范围,任何在本发明精神内的修改、等同替换或改进等,都涵盖在本发明的权利要求范围内。

Claims (10)

1.一种无菌破碎进料阀,其特征在于:所述无菌破碎阀包括一个外壳,一个设置在所述外壳中且一体加工成型的破块机构,以及一个驱动所述破块机构的同步驱动机构,所述外壳包括一个壳体,一个设置在所述壳体中的进料腔室,两个分别设置在壳体两端且连通所述进料腔室的进出料筒,所述破块机构包括两个穿设在所述进料腔室中且一端穿过壳体的转轴,若干个间隔设置在所述每个转轴上且一一对应的齿环,若干个设置在两个齿环之间的让位缺口,以及至少三个圆周设置在所述齿环上的破块齿,两个转轴对应齿环上的破块齿依次交错对称设置,同一转轴上的齿环沿转轴轴向依次倾斜,迫使同轴相邻齿环上对应的破块齿存有角度差θ,所述角度差θ小于所述同一齿环上相邻破块齿之间所成夹角,所述同步驱动机构包括一个与任意一个转轴穿过壳体的一端连接驱动源,一个设置在连接有驱动源的转轴上的主动齿轮,一个设置在所述未连接驱动源的转轴上且与所述制动齿轮啮合连接的从动齿轮,以及两个嵌装在所述壳体远离驱动源的一端且分别与转轴对应连接的从动轴,所述驱动源驱动其连接的转轴转动,通过主动齿轮与从动齿轮的配合,传动至未连接驱动源的转轴,带动两个转轴均沿转轴两者相邻的一侧向下转动,迫使破块齿远离转轴的一端旋转穿过相邻转轴对应让位缺口。
2.如权利要求1所述的无菌破碎进料阀,其特征在于:所述破块齿的厚度小于或者等于对应让位缺口沿转轴轴向的宽度。
3.如权利要求1所述的无菌破碎进料阀,其特征在于:所述破块齿远离齿环的一端设有一个让位平面,所述让位平面旋转穿过对应让位缺口且位于两个转轴连心线位置时,所述让位平面与所述相邻的转轴外壁相切。
4.如权利要求1所述的无菌破碎进料阀,其特征在于:所述转轴与壳体之间设有一个密封结构一,所述密封结构一包括一个设置在所述壳体供转轴穿过的安装孔,以及一个嵌装在所述安装孔中且套设在所述转轴上的双唇密封圈一。
5.如权利要求1所述的无菌破碎进料阀,其特征在于:所述从动轴与壳体之间设有一个密封结构二,所述密封结构二包括一个设置在所述壳体供从动轴穿过的安装槽,以及一个嵌装在所述安装槽中且套设在所述从动轴上的双唇密封圈二。
6.如权利要求4所述的无菌破碎进料阀,其特征在于:所述安装孔远离双唇密封圈一的一侧设有一个一个套设在所述转轴上的轴承一。
7.如权利要求5所述的无菌破碎进料阀,其特征在于:所述安装槽二远离双唇密封圈二的一端设有一个套设在所述从动轴上的轴承二。
8.如权利要求1所述的无菌破碎进料阀,其特征在于:所述同轴相邻齿环上对应的破块齿的角度差θ在5°至10°之间。
9.如权利要求1所述的无菌破碎进料阀,其特征在于:所述破块齿的宽度径向向外逐渐变小。
10.如权利要求1所述的无菌破碎进料阀,其特征在于:所述同一齿环相邻破块齿之间形成一个破碎空间,所述破块齿的一侧还设有一个沿转轴旋转方向的前端的切割部,所述破块齿的远离切割部一侧还设有一个沿转轴旋转方向的后端的抵顶部。
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