CN112858565B - 一种多功能催化分解测试平台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多功能催化分解测试平台，其特征在于，包括支撑框架和主体，主体固定在支撑框架上；主体包括新风组件、腔体组件、风机组、催化分解过滤器组件、风管组件、循环风管、外置式过氧化氢发生器，新风组件、腔体组件、风机组、催化分解过滤器组件、风管组件依次连接，风管组件通过循环风管与新风组件连接；风管组件上设有末端保护装置；外置式过氧化氢发生器分别连接腔体组件、风机组、末端保护装置。与现有技术相比，本发明的有益效果是：极大的节约了空间及成本，功能多样性，适用于快速灭菌的开发的各种工艺。

Description

一种多功能催化分解测试平台

技术领域

本发明涉及一种多功能催化分解测试平台，属于隔离器技术领域。

背景技术

随着隔离器技术的不断发展，工业步伐的不断加快，客户对快速灭菌的需求越来越高，市场上对快速灭菌系统的开发也愈发激烈。现有过氧化氢闪蒸灭菌系统(简称VHP)渐渐暴露出灭菌时间过长，H₂O₂用量过高等不足，为了适应激烈的市场竞争，提高灭菌效率，需要对现行的过氧化氢灭菌系统进行优化改进。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：如何减小过氧化氢灭菌系统的体积，增加适用于快速灭菌的功能。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供了一种多功能催化分解测试平台，其特征在于，包括支撑框架和主体，主体固定在支撑框架上；主体包括新风组件、腔体组件、风机组、催化分解过滤器组件、风管组件、循环风管、外置式过氧化氢发生器，新风组件、腔体组件、风机组、催化分解过滤器组件、风管组件依次连接，风管组件通过循环风管与新风组件连接；风管组件上设有末端保护装置；外置式过氧化氢发生器分别连接腔体组件、风机组、末端保护装置。

优选地，所述的风管组件与循环风管之间通过软连接连接；风机组与催化分解过滤器组件之间通过软连接连接。

优选地，所述的新风组件包括第一中效过滤器、第一蝶阀、VHP闪蒸室、VHP蒸发组件、压缩空气注入口、新风风机、回风壳，第一中效过滤器(中效过滤器采用过滤效率在90％以上的F系列，高效过滤器的采用过滤效率在99.995％以上的H14或U系列)、VHP闪蒸室、新风风机接通，第一中效过滤器与VHP闪蒸室之间通过第一蝶阀连接；第一中效过滤器与新风风机均固定在回风壳上。

优选地，所述的腔体组件包括新风高效过滤器、腔体、PC玻璃、手套口、气密封圈、氧浓度探头、网口板、VHP腔内闪蒸室、VHP发生组件；腔体的顶部设有新风高效过滤器，腔体的一侧外壁为PC玻璃，PC玻璃上设有手套口，腔体上与PC玻璃相邻的一侧壁上设有气密封圈，腔体的一侧内壁上设有氧浓度探头，腔体的底部设有网口板，网口板的下方设有VHP腔内闪蒸室，VHP腔内闪蒸室内设有VHP发生组件。

优选地，所述的风机组包括第一离心风机、温湿度探头、过滤器安装壳、风管、第二离心风机、排风壳；第一离心风机的一端依次连接过滤器安装壳、风管、第二离心风机的一端，第二离心风机的另一端连接排风壳。

优选地，所述的催化分解过滤器组件包括第三过滤器安装壳和第四过滤器安装壳、过滤器测试样品工装；第三过滤器安装壳和第四过滤器安装壳连接，第三过滤器安装壳和第四过滤器安装壳内设有过滤器测试样品工装。

优选地，所述的风管组件包括第二蝶阀、第二蝶阀安装法兰、风管、加热棒安装板、加热棒、视窗、皮托管；风管的一侧固定有第二蝶阀安装法兰，第二蝶阀安装法兰的两端分别固定有一个第二蝶阀，风管的另一侧上设有视窗、加热棒安装板，加热棒安装板上设有加热棒，风管上还设有皮托管。

优选地，所述的末端保护装置包括排风口、保护过滤器、第五过滤器安装壳、第一软管、卡箍、比例电动球阀、卡盘弯头；第五过滤器安装壳的一端连接有保护过滤器，保护过滤器上设有排风口，第五过滤器安装壳的另一端通过第一软管连接卡盘弯头，第一软管内设有比例电动球阀；第一软管的外侧设有卡箍。

优选地，所述的外置式过氧化氢发生器包括第二中效过滤器、第二软管、轴流风机、第三软管、外置式VHP发生室、过滤器、过滤器密封盖、非标三通管、气动球阀、直角弯管、第四软管、三通、第五软管；第二中效过滤器通过第二软管连接轴流风机的一端，轴流风机的另一端通过第三软管依次连接外置式VHP发生室、过滤器的一端，过滤器的另一端设有过滤器密封盖，过滤器密封盖连接非标三通管的一端，非标三通管的另外两端分别通过一个气动球阀连接直角弯管和三通，三通的一端连接第五软管，直角弯管连接第四软管。

优选地，所述的软连接包括2个卡盘和硅胶软管，2个卡盘分别设于硅胶软管的两侧。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：在有限的空间内，集成了多工况的闪蒸系统：顶部闪蒸系统，底部闪蒸系统和外置闪蒸系统，适用于仅全送全排、仅循环、全送全排+循环等多种工况，集成了催化分解研发模块、外置可移植VHP模块、雾化模块、空气加热模块、风量实时监测模块、尾端人员保护模块等等实用性模块，预留了各种浓度传感器，压差传感器，温度传感器，风速传感器的安装接口，极大的节约了空间及成本，功能多样性，适用于快速灭菌的开发的各种工艺。

附图说明

图1为一种多功能催化分解测试平台的主视图；

图2为一种多功能催化分解测试平台的左视图；

图3为支撑框架的示意图；

图4为主体的示意图；

图5为新风组件的示意图；

图6为腔体组件的示意图(一)；

图7为腔体组件的示意图(二)；

图8为风机组的示意图；

图9为催化分解过滤器组件的示意图；

图10为风管组件的示意图(一)；

图11为风管组件的示意图(二)；

图12为末端保护装置的示意图；

图13为循环风管的示意图；

图14为外置式过氧化氢发生器的示意图；

图15为软连接的示意图。

具体实施方式

为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。

本发明提供了一种多功能催化分解测试平台，属于性能测试集成平台，主要用于对快速灭菌开发提供平台支持，如图1、图2所示，其包括支撑框架1和主体2两部分。主体2固定在支撑框架1上。

如图3所示，支撑框架1包括第一方管架101、第二方管架102、第三方管架103、第四方管架104、底脚支撑105、吊环106、第一支撑架107、第二支撑架108、显示板109、新风维修板110、钢化玻璃门111、过氧化氢储藏室112。第二方管架102与第四方管架104相互连接，且并列设于地面上；第一方管架101固定在第二方管架102上，第三方管架103固定在第四方管架104上，第一方管架101与第三方管架103相互连接。

其中，第一方管架101、第二方管架102、第三方管架103、第四方管架104由40mm×40mm方管焊接制作；吊环106用于吊装使用；第一支撑架107设于离心风机上；第二支撑架108设于轴流风机上；显示板109主要安装一些PAO检测口以及压差表；新风维修板110用于进新风和安装平板电脑；钢化玻璃门111用于传递物料。

如图4所示，主体2包括新风组件201、腔体组件202、风机组203、催化分解过滤器组件204、风管组件205、末端保护装置206、循环风管207、外置式过氧化氢发生器208、软连接209。新风组件201、腔体组件202、风机组203、催化分解过滤器组件204、风管组件(205)依次连接，风管组件(205)通过循环风管207与新风组件201连接；风管组件205上设有末端保护装置206；外置式过氧化氢发生器208分别连接腔体组件202、风机组203、末端保护装置206；风管组件205与循环风管207之间通过软连接209连接；风机组203与催化分解过滤器组件204之间通过软连接209连接。

如图5所示，新风组件201主要包括第一中效过滤器201-1、过滤器安装板201-2、第一蝶阀201-3、第一蝶阀安装法兰201-4、VHP闪蒸室201-5、VHP蒸发组件201-6、压缩空气注入口201-7、新风风机201-8、密封垫201-9、回风壳201-10。第一中效过滤器201-1固定在第一中效过滤器安装板201-2的一侧上，第一中效过滤器安装板201-2的另一侧与第一蝶阀安装法兰201-4的一侧固定连接，第一蝶阀安装法兰201-4上安装有第一蝶阀201-3，第一蝶阀安装法兰201-4的另一侧与VHP闪蒸室201-5的一侧固定连接，VHP闪蒸室201-5内设有VHP蒸发组件201-6，VHP闪蒸室201-5上设有压缩空气注入口201-7，VHP闪蒸室201-5的另一侧与新风风机201-8连接，新风风机201-8通过密封垫201-9固定在回风壳201-10上，第一中效过滤器安装板201-2固定在回风壳201-10上。新风风机201-8、VHP闪蒸室201-5与第一中效过滤器201-1接通，VHP闪蒸室201-5与第一中效过滤器201-1之间通过第一蝶阀201-3连接。

如图6、图7所示，腔体组件202主要包括新风高效过滤器202-1、腔体202-2、PC玻璃202-3、手套口202-4、气密封圈202-5、氧浓度探头202-6、网口板202-7、VHP腔内闪蒸室202-8、VHP发生组件202-9。腔体202-2的顶部设有新风高效过滤器202-1，腔体202-2的一侧外壁为PC玻璃202-3，PC玻璃202-3上设有手套口202-4，腔体202-2上与PC玻璃202-3相邻的一侧壁上设有气密封圈202-5，腔体202-2的一侧内壁上设有氧浓度探头202-6，腔体202-2的底部设有网口板202-7，网口板202-7的下方设有VHP腔内闪蒸室202-8，VHP腔内闪蒸室202-8内设有VHP发生组件202-9。腔体202-2上还设有外置式过氧化氢注入口202-a、压差、温湿度和防水插座接口202-b、浓度探头进线口202-c，VHP腔内闪蒸室202-8上设有过氧化氢进液管口202-d。

如图8所示，风机组203主要包括软连接法兰203-1、第一离心风机203-2、温湿度探头230-3、第一过滤器安装壳203-4、第二过滤器安装壳203-5、风管203-6、第二离心风机203-7、风机连接法兰203-8、排风壳203-9；第一离心风机203-2的一端依次连接第一过滤器安装壳203-4、第二过滤器安装壳203-5、风管203-6、第二离心风机203-7的一端，第二离心风机203-7的另一端通过风机连接法兰203-8连接排风壳203-9，第一离心风机203-2的一端设有软连接法兰203-1，第一过滤器安装壳203-4上设有温湿度探头230-3，第一过滤器安装壳203-4和第二过滤器安装壳203-5上均设有第一过滤器压差检测口203-a。

如图9所示，催化分解过滤器组件204主要包括第三过滤器安装壳204-1和第四过滤器安装壳204-2、过滤器测试样品工装204-3；第三过滤器安装壳204-1和第四过滤器安装壳204-2连接，第三过滤器安装壳204-1和第四过滤器安装壳204-2内设有过滤器测试样品工装204-3，第三过滤器安装壳204-1和第四过滤器安装壳204-2上分别设有第二过滤器压差检测口204-a。

如图10、图11所示，风管组件205主要包括2个第二蝶阀205-1、第二蝶阀安装法兰205-2、风管205-4、加热棒安装板205-5、加热棒205-6、视窗205-7、皮托管205-8；风管205-4的一侧固定有第二蝶阀安装法兰205-2，第二蝶阀安装法兰205-2的两端分别固定有一个第二蝶阀205-1，风管205-4的另一侧上设有视窗205-7、加热棒安装板205-5，加热棒安装板205-5上设有加热棒205-6，风管205-4上还设有皮托管205-8；风管205-4上还设有风管固定螺钉205-a、空气温度探头口205-b、温湿度&浓度探头进线口205-c、挂杆固定螺钉口205-d、平衡气压接口205-e，加热棒安装板205-5上还设有加热棒表面温度探头进线口205-f。

如图12所示，末端保护装置206主要包括排风口206-1、保护过滤器206-2、第五过滤器安装壳206-3、第一软管206-4、卡箍206-5、比例电动球阀206-6、90°卡盘弯头206-7；第五过滤器安装壳206-3的一端连接有保护过滤器206-2，保护过滤器206-2上设有排风口206-1，第五过滤器安装壳206-3的另一端通过第一软管206-4连接90°卡盘弯头206-7，第一软管206-4内设有比例电动球阀206-6，第一软管206-4的外侧设有卡箍206-5。

如图13所示，为循环风管207的结构示意图。

如图14所示，外置式过氧化氢发生器208主要包括第二中效过滤器208-1、中效过滤器固定块208-2、第二中效过滤器安装板208-3、第二软管208-4、轴流风机208-5、第三软管208-6、外置式VHP发生室208-7、过滤器208-8、过滤器密封盖208-9、非标三通管208-10、气动球阀208-11、直角弯管208-12、第四软管208-13、三通208-14、第五软管208-15；第二中效过滤器208-1通过中效过滤器固定块208-2固定在第二中效过滤器安装板208-3上，第二中效过滤器208-1通过第二软管208-4连接轴流风机208-5的一端，轴流风机208-5的另一端通过第三软管208-6依次连接外置式VHP发生室208-7、过滤器208-8的一端，过滤器208-8的另一端设有过滤器密封盖208-9，过滤器密封盖208-9连接非标三通管208-10的一端，非标三通管208-10的另外两端分别通过一个气动球阀208-11连接直角弯管208-12和三通208-14，三通208-14的一端连接第五软管208-15，直角弯管208-12连接第四软管208-13；三通208-14的一端的第三端为压缩空气注入口208-c，过滤器密封盖208-9上设有第二温度和压差检测口208-b，外置式VHP发生室208-7上设有第一温度和压差检测口208-a。

如图15所示，软连接209主要包括2个卡盘209-1和硅胶软管209-2，2个卡盘209-1分别设于硅胶软管209-2的两侧，主要用于风机组203和催化分解过滤器组件204连接、风管组件205和循环风管207连接。

根据使用需求，主体2中安装一些传感器及外购件。使用到的传感器主要有重量传感器(过氧化氢实时重量)、温度传感器(加热盘温度、空气温度、催化分解过滤器上下游温度)、湿度传感器(腔体湿度、催化分解过滤器上下游湿度)、过氧化氢浓度传感器(催化分解过滤器上下游浓度)、氧浓度传感器(腔体氧含量)、压差传感器(腔体压力、过滤器压差)、位置传感器(门开关状态、阀开关状态)等等。使用到的外购件有风机、过滤器、阀岛、蝶阀、球阀、节流阀、调压阀、平板电脑、PLC系统、加热棒、门铰链、门锁、卡箍卡盘、手套等等。

本发明为集成一体化，本发明的平台是基于现行的无菌传递窗隔离器对过氧化氢汽化单元、过氧化氢分解单元进行集成改进。汽化单元，除了原有的过氧化氢汽化单元，增设两种过氧化氢汽化单元，一种在腔体底部汽化蒸发，探究腔体上端发生和下端发生的优劣势，一种为外置注入式单元，便于开发便携可移动式过氧化氢注入单元。另外增加雾化喷头安装口，便于探究雾化发生和汽化发生的优劣势。分解单元可分为催化分解和加热分解。催化分解根据通风模式的不同又分为全送全排通风和循环通风，加热分解主要是利用内置空气加热装置进行空气加热分解，和循环通风协同使用。各种分解模式均可交叉控制，便于适用于各种灭菌通风方案。集成超大催化分解过滤器安装组件空间，可根据不同的过滤器大小、结构进行模块设计和快速安装，在预留的空间结构中，可支持500mm×500mm×300mm(长×宽×高)的过滤器安装使用。

在隔离器行业，根据时间划分，过氧化氢灭菌流程可分为注入时间-灭菌时间-分解时间三个阶段。快速灭菌开发主要从注入和分解两方面进行优化。

注入

该平台提供了2种注入方式：加热闪蒸和雾化喷射。加热闪蒸分为蒸发盘加热和过氧化氢注入2个阶段，为了优化掉蒸发盘加热，节省注入的时间，提供了雾化喷射方式注入。加热闪蒸包括三个位置：标准东富龙爱瑞思闪蒸、腔体内部闪蒸、外置式闪蒸注入。可以分别探究不同位置注入方式的优劣性以及不同工况的适用性。

分解

分解时间占了整个灭菌时间的大部分。本平台提供了2种分解模式，2种通风工作模式。分解模式分为加热分解和催化分解。为了实现加热分解对温度的使用要求，在风管内部布有5根加热棒，实现最高可达375℃的表面温度；催化分解主要是利用填充或涂覆有催化剂(一般主要成分为二氧化锰)的过滤器进行加快分解，平台提供预留500mm×500mm×300mm(长×宽×高)的过滤器安装空间。工作模式分为全送全排和循环通风。分解模式和通风模式可随意结合使用，探究快速灭菌最优方案。

Claims (7)

1.一种多功能催化分解测试平台，其特征在于，包括支撑框架(1)和主体(2)，主体(2)固定在支撑框架(1)上；主体(2)包括新风组件(201)、腔体组件(202)、风机组(203)、催化分解过滤器组件(204)、风管组件(205)、循环风管(207)、外置式过氧化氢发生器(208)，新风组件(201)、腔体组件(202)、风机组(203)、催化分解过滤器组件(204)、风管组件(205)依次连接，风管组件(205)通过循环风管(207)与新风组件(201)连接；风管组件(205)上设有末端保护装置(206)；外置式过氧化氢发生器(208)分别连接腔体组件(202)、风机组(203)、末端保护装置(206)；

所述的新风组件(201)包括第一中效过滤器(201-1)、第一蝶阀(201-3)、VHP闪蒸室(201-5)、VHP蒸发组件(201-6)、压缩空气注入口(201-7)、新风风机(201-8)、回风壳(201-10)，第一中效过滤器(201-1)、VHP闪蒸室(201-5)、新风风机(201-8)接通，第一中效过滤器(201-1)与VHP闪蒸室(201-5)之间通过第一蝶阀(201-3)连接；第一中效过滤器(201-1)与新风风机(201-8)均固定在回风壳(201-10)上；

所述的腔体组件(202)包括新风高效过滤器(202-1)、腔体(202-2)、PC玻璃(202-3)、手套口(202-4)、气密封圈(202-5)、氧浓度探头(202-6)、网口板(202-7)、VHP腔内闪蒸室(202-8)、VHP发生组件(202-9)；腔体(202-2)的顶部设有新风高效过滤器(202-1)，腔体(202-2)的一侧外壁为PC玻璃(202-3)，PC玻璃(202-3)上设有手套口(202-4)，腔体(202-2)上与PC玻璃(202-3)相邻的一侧壁上设有气密封圈(202-5)，腔体(202-2)的一侧内壁上设有氧浓度探头(202-6)，腔体(202-2)的底部设有网口板(202-7)，网口板(202-7)的下方设有VHP腔内闪蒸室(202-8)，VHP腔内闪蒸室(202-8)内设有VHP发生组件(202-9)；

所述的外置式过氧化氢发生器(208)包括第二中效过滤器(208-1)、第二软管(208-4)、轴流风机(208-5)、第三软管(208-6)、外置式VHP发生室(208-7)、过滤器(208-8)、过滤器密封盖(208-9)、非标三通管(208-10)、气动球阀(208-11)、直角弯管(208-12)、第四软管(208-13)、三通(208-14)、第五软管(208-15)；第二中效过滤器(208-1)通过第二软管(208-4)连接轴流风机(208-5)的一端，轴流风机(208-5)的另一端通过第三软管(208-6)依次连接外置式VHP发生室(208-7)、过滤器(208-8)的一端，过滤器(208-8)的另一端设有过滤器密封盖(208-9)，过滤器密封盖(208-9)连接非标三通管(208-10)的一端，非标三通管(208-10)的另外两端分别通过一个气动球阀(208-11)连接直角弯管(208-12)和三通(208-14)，三通(208-14)的一端连接第五软管(208-15)，直角弯管(208-12)连接第四软管(208-13)。

2.如权利要求1所述的一种多功能催化分解测试平台，其特征在于，所述的风管组件(205)与循环风管(207)之间通过软连接(209)连接；风机组(203)与催化分解过滤器组件(204)之间通过软连接(209)连接。

3.如权利要求1所述的一种多功能催化分解测试平台，其特征在于，所述的风机组(203)包括第一离心风机(203-2)、温湿度探头(230-3)、过滤器安装壳、风管(203-6)、第二离心风机(203-7)、排风壳(203-9)；第一离心风机(203-2)的一端依次连接过滤器安装壳、风管(203-6)、第二离心风机(203-7)的一端，第二离心风机(203-7)的另一端连接排风壳(203-9)。

4.如权利要求1所述的一种多功能催化分解测试平台，其特征在于，所述的催化分解过滤器组件(204)包括第三过滤器安装壳(204-1)和第四过滤器安装壳(204-2)、过滤器测试样品工装(204-3)；第三过滤器安装壳(204-1)和第四过滤器安装壳(204-2)连接，第三过滤器安装壳(204-1)和第四过滤器安装壳(204-2)内设有过滤器测试样品工装(204-3)。

5.如权利要求1所述的一种多功能催化分解测试平台，其特征在于，所述的风管组件(205)包括第二蝶阀(205-1)、第二蝶阀安装法兰(205-2)、风管(205-4)、加热棒安装板(205-5)、加热棒(205-6)、视窗(205-7)、皮托管(205-8)；风管(205-4)的一侧固定有第二蝶阀安装法兰(205-2)，第二蝶阀安装法兰(205-2)的两端分别固定有一个第二蝶阀(205-1)，风管(205-4)的另一侧上设有视窗(205-7)、加热棒安装板(205-5)，加热棒安装板(205-5)上设有加热棒(205-6)，风管(205-4)上还设有皮托管(205-8)。

6.如权利要求1所述的一种多功能催化分解测试平台，其特征在于，所述的末端保护装置(206)包括排风口(206-1)、保护过滤器(206-2)、第五过滤器安装壳(206-3)、第一软管(206-4)、卡箍(206-5)、比例电动球阀(206-6)、卡盘弯头；第五过滤器安装壳(206-3)的一端连接有保护过滤器(206-2)，保护过滤器(206-2)上设有排风口(206-1)，第五过滤器安装壳(206-3)的另一端通过第一软管(206-4)连接卡盘弯头，第一软管(206-4)内设有比例电动球阀(206-6)；第一软管(206-4)的外侧设有卡箍(206-5)。

7.如权利要求2所述的一种多功能催化分解测试平台，其特征在于，所述的软连接(209)包括2个卡盘(209-1)和硅胶软管(209-2)，2个卡盘(209-1)分别设于硅胶软管(209-2)的两侧。

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