CN113368669B - 一种水气分离的结构件 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水气分离的结构件，包括底座，所述底座的前侧开设有进气孔和溢水孔，且溢水孔的前端安装有单向阀，所述底座靠近进气孔的一侧开设有冷凝水通道，且冷凝水通道与溢水孔连通，所述底座顶部开设有排气孔，所述排气孔的底部开设有连接孔，且连接孔与冷凝水通道连通，所述排气孔底部开设有导流孔，所述导流孔位于连接孔前侧。本发明通过设有U形管，当水气经过进气孔、导流孔和U形管后，水气在U形管的引导下吹在冷却水的表面，此时水气中的水与冷却水汇聚在一起，而水气中的气体则通过排气孔被收集，当冷凝水通道内的水位上升一定高度后，单向阀开启，从而使得多余的水能够流出，进而实现了对水气的快速分离。

Description

一种水气分离的结构件

技术领域

本发明属于水气分离技术领域，特别涉及一种水气分离的结构件。

背景技术

灭菌蒸汽质量测试是欧盟CGMP多年以来的要求，同时也得到许多国家和世界制造业的采用，普遍采用ISOEN258标准，我国2010年制定的药品GMP指南也采用ISOEN258标准，灭菌蒸汽质量测试装备最核心的结构是水气分离结构，ISOEN258规定的灭菌蒸汽质量测试装置中的水气分离结构主要包括漏斗、冷却水容器和导流管；测试开始前，先在冷却水容器中装满凉除气水，并将漏斗倒扣在冷却水容器中，接着将导流管伸入漏斗的底部，测试开始后，蒸汽样本经冷凝后通过导流管流入漏斗内，此时非凝结气体上升被收集，而蒸汽样本中的水则与冷却水容器内的水融合在一起，从而达到水气分离的目的。

但是上述装置只适合在实验室使用，不能满足工业现场的使用需求，同时灭菌蒸汽中的非凝结气体的含量对灭菌效果有很大的影响，蒸汽质量测试过程中水气分离的精确度严重影响测试结果，而现有的水气分离装置一般都是通过滴定管来收集非凝结气体，通过量筒或烧杯来收集溢出的冷凝水，但由于气体具有较强穿透性、液体具有较强沾粘性，因此现有技术很难精确、快速分离水气混合物并完全收集，同时由于传统水气分离主体结构件间安装、和操作都较为复杂，因此给操作人员带来一定困难。

因此，发明一种水气分离的结构件来解决上述问题很有必要，其安装和操作都较为简单，同时还能够提高水气分离的精确度。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种水气分离的结构件，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种水气分离的结构件，包括底座，所述底座的前侧开设有进气孔和溢水孔，且溢水孔的前端安装有单向阀，所述底座靠近进气孔的一侧开设有冷凝水通道，且冷凝水通道与溢水孔连通，所述底座顶部开设有排气孔，所述排气孔的底部开设有连接孔，且连接孔与冷凝水通道连通，所述排气孔底部开设有导流孔，所述导流孔位于连接孔前侧，且导流孔与进气孔连通，所述导流孔顶部开口处固连有连接管，所述连接管的顶部设有U形管，所述U形管与连接管相对的一端为漏斗形设计，且该端内部设有密封装置；所述密封装置包括环形密封板，所述环形密封板的顶部与对应位置的U形管内壁间固连有多个第一伸缩杆，且第一伸缩杆上套接有弹簧，环形密封板底部对应的所述U形管内壁上固连有多个条板，与条板对应位置的所述连接管外管壁上固连有拨杆。

进一步的，所述U形管远离连接管一端的底部滑动套接有活动管，所述活动管靠近底部的内壁上水平固连有固定杆，且固定杆的底部固连有第二伸缩杆，所述第二伸缩杆的底部固连有悬浮球，且悬浮球位于连接孔中，所述第二伸缩杆不可伸缩部分的表面铰接有多个导流板，多个导流板的底部设有同一圆板，且圆板固定套接在第二伸缩杆可伸缩的部分上。

进一步的，所述活动管靠近顶部的前后侧位置对称固连有固定板，且固定板的顶部滑动插接有L形限位杆，所述L形限位杆的顶部与U形管固连。

进一步的，环形密封板顶部对应的所述U形管内壁上固连有第一密封圈，所述第一密封圈的底部固连有第二密封圈，且第二密封圈底部对应的所述环形密封板的顶部开设有与之相匹配的密封槽。

进一步的，所述单向阀所能承受的压力大于当冷凝水通道内充满水时所产生的压力，且小于当水与排气孔顶部齐平时水产生的压力。

进一步的，所述悬浮球到连接孔内壁间的距离大于条板的长度，且悬浮球的浮力大于活动管和多个导流板的重力之和。

进一步的，所述条板包括倾斜段a和水平段b，且水平段b远离倾斜段a一端的顶部固连有挡板，所述水平段b的顶部开设有凹槽，且凹槽与拨杆相匹配，多个所述条板关于环形密封板的圆心旋转对称。

进一步的，所述活动管的底部始终位于连接孔外，且活动管的长度等于限位杆的长度。

进一步的，所述导流板的长度大于活动管的半径，且导流板与第二伸缩杆可伸缩部分的夹角始终为锐角。

本发明的技术效果和优点：

1、相对传统的水气分离装置，本发明的结构更加简单，安装更加便利，同时操作难度低，便于工业现场的水气分离；

2、本发明通过设有U形管，当水气依次经过进气孔、导流孔和U形管后，水气在U形管的引导下吹在冷却水的表面，此时水气中的水与冷却水汇聚在一起，而水气中的气体则通过排气孔被收集，当冷凝水通道内的水位上升一定高度后，单向阀开启，从而使得多余的水能够流出，进而实现了对水气的快速分离；

3、本发明通过设有密封装置，使用前，先将U形管密封装置的一端置于连接管的顶部，同时使条板与拨杆保持错位状态，接着向下按压U形管，当拨杆的底部高于条板的顶部时，使U形管转动一定角度，从而使得拨杆能够与条板卡接在一起，从而将连接管与U形管牢牢的连接在一起，同时环形密封板与第一密封圈紧密贴合在一起，而第二密封圈则卡接在密封槽内，进而保证了连接管与U形管之间的气密性；

4、本发明通过设有导流板，当水气吹在导流板上时，水气在导流板的作用下沿着导流板的表面倾斜的吹在连接孔的内壁上，此时，水气中的水沿着连接孔的孔壁流入冷凝水通道内，进而避免了因水气直接与冷却水接触造成的冷却水飞溅；

5、本发明通过设有悬浮球，随着冷凝水通道内的水位持续上升，悬浮球通过第二伸缩杆推动活动管向上运动，从而使得活动管的底部不会被水淹没，进而避免因活动管底部被冷却水淹没而产生气泡。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书和附图中所指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的主视图；

图2是本发明中底座的俯视图；

图3是本发明的侧面剖视图；

图4是本发明中图3的A部放大图；

图5是本发明中图3的B部放大图;

图6是本发明中图3的C部放大图。

图中：1、底座；2、进气孔；3、溢水孔；4、单向阀；5、冷凝水通道；6、排气孔；7、连接孔；8、导流孔；9、连接管；10、U形管；11、密封装置；111、环形密封板；112、第一伸缩杆；113、弹簧；114、条板；114a、倾斜段；114b、水平段；12、拨杆；13、活动管；14、第二伸缩杆；15、悬浮球；16、导流板；17、圆板；18、L形限位杆；19、第一密封圈；20、第二密封圈；21、挡板。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供了如图1-6所示的一种水气分离的结构件，包括底座1，所述底座1的前侧开设有进气孔2和溢水孔3，且溢水孔3的前端安装有单向阀4，所述底座1靠近进气孔2的一侧开设有冷凝水通道5，且冷凝水通道5与溢水孔3连通，所述底座1顶部开设有排气孔6，所述排气孔6的底部开设有连接孔7，且连接孔7与冷凝水通道5连通，所述排气孔6底部开设有导流孔8，所述导流孔8位于连接孔7前侧，且导流孔8与进气孔2连通，所述导流孔8顶部开口处固连有连接管9，所述连接管9的顶部设有U形管10，所述U形管10与连接管9相对的一端为漏斗形设计，且该端内部设有密封装置11；所述密封装置11包括环形密封板111，所述环形密封板111的顶部与对应位置的U形管10内壁间固连有多个第一伸缩杆112，且第一伸缩杆112上套接有弹簧113，环形密封板111底部对应的所述U形管10内壁上固连有多个条板114，与条板114对应位置的所述连接管9外管壁上固连有拨杆12。

如图3和图5所示，所述U形管10远离连接管9一端的底部滑动套接有活动管13，所述活动管13靠近底部的内壁上水平固连有固定杆，且固定杆的底部固连有第二伸缩杆14，所述第二伸缩杆14的底部固连有悬浮球15，且悬浮球15位于连接孔7中，所述第二伸缩杆14不可伸缩部分的表面铰接有多个导流板16，多个导流板16的底部设有同一圆板17，且圆板17固定套接在第二伸缩杆14可伸缩的部分上；当冷凝水通道5内的水位不断上升并通过连接孔7与悬浮球15接触时，悬浮球15在浮力的作用下托动第二伸缩杆14收缩，而圆板17在第二伸缩杆14的带动下托动多个导流板16使其向上偏转，当第二伸缩杆14停止收缩时，多个导流板16在圆板17的支撑下挡在活动管13的底部，从而使得经活动管13吹出的水气沿着导流板16的表面倾斜的吹在连接孔7的内壁上，此时，水气中的水沿着连接孔7的孔壁流入冷凝水通道5内，进而避免了水气直接与冷却水接触，造成的冷却水飞溅，而水气中的气体则通过排气孔6被收集；随着冷凝水通道5内的水位持续上升，悬浮球15通过第二伸缩杆14推动活动管13向上运动，从而使得活动管13的底部不会被水淹没，进而避免了因活动管13底部被冷却水淹没而产生气泡。

如图4所示，所述活动管13靠近顶部的前后侧位置对称固连有固定板，且固定板的顶部滑动插接有L形限位杆18，所述L形限位杆18的顶部与U形管10固连；当活动管13沿着U形管10上下运动时，L形限位杆18能够使活动管13运动得更加平稳。

如图3和图6所示，环形密封板111顶部对应的所述U形管10内壁上固连有第一密封圈19，所述第一密封圈19的底部固连有第二密封圈20，且第二密封圈20底部对应的所述环形密封板111的顶部开设有与之相匹配的密封槽；当U形管10与连接管9连接在一起时，第一密封圈19和第二密封圈20能够增加二者之间的气密性。

如图3所示，所述单向阀4所能承受的压力大于当冷凝水通道5内充满水时所产生的压力，且小于当水与排气孔6顶部齐平时水产生的压力；当冷凝水通道5内的水位低于排气孔6的顶部时，单向阀4能够保持关闭状态，当冷凝水通道5内的水位高于排气孔6顶部位置时，单向阀4能够打开，从而避免冷凝水在排气孔6内存积。

如图5和图6所示，所述悬浮球15到连接孔7内壁间的距离大于条板114的长度，且悬浮球15的浮力大于活动管13和多个导流板16的重力之和；当需要转动U形管10，使条板114与拨杆12卡接到一起时，悬浮球15能够在连接孔7内以连接管9的圆心为轴转动一定角度，且不会被连接孔7的孔壁阻挡，当连接孔7内的水位上升时，悬浮球15能够托动活动管13上升，同时还能通过圆板17使多个导流板16向上偏转一定角度。

如图3和图6所示，所述条板114包括倾斜段114a和水平段114b，且水平段114b远离倾斜段114a一端的顶部固连有挡板21，所述水平段114b的顶部开设有凹槽，且凹槽与拨杆12相匹配，多个所述条板114关于环形密封板111的圆心旋转对称；当拨杆12沿着条板114的倾斜段114a运动到水平段114b时，挡板21能够避免拨杆12与条板114分离，同时凹槽能够对拨杆12进行锁定，从而保证U形管10与连接管9连接的稳定性。

如图3和图4所示，所述活动管13的底部始终位于连接孔7外，且活动管13的长度等于限位杆的长度；当水气从活动管13吹出时，水气始终能吹在冷却水的表面，从而避免因活动管13被冷却水淹没而产生气泡。

如图3、图4和图5所示，所述导流板16的长度大于活动管13的半径，且导流板16与第二伸缩杆14可伸缩部分的夹角始终为锐角；当水气混合物经过U形管10吹在导流板16上时，水气混合物能够沿着导流板16的表面倾斜的吹在连接孔7的内壁上，并最终沿着连接孔7的孔壁流入冷凝水通道5内，从而避免了水气直接与冷却水接触，造成的冷却水飞溅。

工作原理：由于现有的水气分离装置一般都是通过滴定管来收集非凝结气体，通过量筒或烧杯来收集溢出的冷凝水，但由于气体具有较强穿透性、液体具有较强沾粘性，因此现有技术很难精确、快速分离水气混合物并完全收集，同时由于传统水气分离主体结构件间安装、和操作都较为复杂，因此给操作人员带来一定困难，因此本发明主要解决的是如何在降低安装和操作难度的同时，提高水气分离的精确度；具体采取的措施及使用过程如下：使用前，先将U形管10密封装置11的一端置于连接管9的顶部，同时使条板114与拨杆12保持错位状态，接着向下按压U形管10，使得环形密封板111能够在连接管9的挤压下向第一密封圈19靠近，而弹簧113和第一伸缩杆112则在环形密封板111的挤压下开始收缩，随着U形管10的持续下降，当拨杆12的底部高于条板114的顶部时，使U形管10以连接管9的圆心为轴转动一定角度，从而使得拨杆12能够沿着条板114的倾斜段114a向水平段114b运动，当拨杆12与挡板21接触时，停止转动并松开U形管10，此时弹簧113由于反作用力使得环形密封板111与第一密封圈19紧密贴合在一起，而第二密封圈20则卡接在密封槽内，从而保证了连接管9与U形管10之间的气密性，同时拨杆12在弹簧113的作用下与条板114卡接在一起，从而使得连接管9与U形管10能够牢牢的连接在一起；

当需要对水气进行分离时，先向冷凝水通道5内注满冷却水，接着将水气通入进气孔2内，进入进气孔2内的水气经导流孔8进入U形管10内，并在U形管10的引导下吹在连接孔7内，当水气与冷却水接触时，水气中的水与冷却水汇聚在一起，而水气中的气体则通过排气孔6被收集，随着水气分离过程的持续进行，当冷凝水通道5内的水位沿着连接孔7上升到排气孔6的顶部位置时，单向阀4开启，从而使得多余的水能够流出，通过上述方式实现了对水气的快速分离。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种水气分离的结构件，包括底座（1），其特征在于：所述底座（1）的前侧开设有进气孔（2）和溢水孔（3），且溢水孔（3）的前端安装有单向阀（4），所述底座（1）靠近进气孔（2）的一侧开设有冷凝水通道（5），且冷凝水通道（5）与溢水孔（3）连通，所述底座（1）顶部开设有排气孔（6），所述排气孔（6）的底部开设有连接孔（7），且连接孔（7）与冷凝水通道（5）连通，所述排气孔（6）底部开设有导流孔（8），所述导流孔（8）位于连接孔（7）前侧，且导流孔（8）与进气孔（2）连通，所述导流孔（8）顶部开口处固连有连接管（9），所述连接管（9）的顶部设有U形管（10），所述U形管（10）与连接管（9）相对的一端为漏斗形设计，且该端内部设有密封装置（11）；所述密封装置（11）包括环形密封板（111），所述环形密封板（111）的顶部与对应位置的U形管（10）内壁间固连有多个第一伸缩杆（112），且第一伸缩杆（112）上套接有弹簧（113），环形密封板（111）底部对应的所述U形管（10）内壁上固连有多个条板（114），与条板（114）对应位置的所述连接管（9）外管壁上固连有拨杆（12）；

所述U形管（10）远离连接管（9）一端的底部滑动套接有活动管（13），所述活动管（13）靠近底部的内壁上水平固连有固定杆，且固定杆的底部固连有第二伸缩杆（14），所述第二伸缩杆（14）的底部固连有悬浮球（15），且悬浮球（15）位于连接孔（7）中，所述第二伸缩杆（14）不可伸缩部分的表面铰接有多个导流板（16），多个导流板（16）的底部设有同一圆板（17），且圆板（17）固定套接在第二伸缩杆（14）可伸缩的部分上。

2.根据权利要求1所述的一种水气分离的结构件，其特征在于：所述活动管（13）靠近顶部的前后侧位置对称固连有固定板，且固定板的顶部滑动插接有L形限位杆（18），所述L形限位杆（18）的顶部与U形管（10）固连。

3.根据权利要求2所述的一种水气分离的结构件，其特征在于：环形密封板（111）顶部对应的所述U形管（10）内壁上固连有第一密封圈（19），所述第一密封圈（19）的底部固连有第二密封圈（20），且第二密封圈（20）底部对应的所述环形密封板（111）的顶部开设有与之相匹配的密封槽。

4.根据权利要求1所述的一种水气分离的结构件，其特征在于：所述单向阀（4）所能承受的压力大于当冷凝水通道（5）内充满水时所产生的压力，且小于当水与排气孔（6）顶部齐平时水产生的压力。

5.根据权利要求1所述的一种水气分离的结构件，其特征在于：所述悬浮球（15）到连接孔（7）内壁间的距离大于条板（114）的长度，且悬浮球（15）的浮力大于活动管（13）和多个导流板（16）的重力之和。

6.根据权利要求5所述的一种水气分离的结构件，其特征在于：所述条板（114）包括倾斜段（114a）和水平段（114b），且水平段（114b）远离倾斜段（114a）一端的顶部固连有挡板（21），所述水平段（114b）的顶部开设有凹槽，且凹槽与拨杆（12）相匹配，多个所述条板（114）关于环形密封板（111）的圆心旋转对称。

7.根据权利要求5所述的一种水气分离的结构件，其特征在于：所述活动管（13）的底部始终位于连接孔（7）外，且活动管（13）的长度等于限位杆的长度。

8.根据权利要求7所述的一种水气分离的结构件，其特征在于：所述导流板（16）的长度大于活动管（13）的半径，且导流板（16）与第二伸缩杆（14）可伸缩部分的夹角始终为锐角。

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