CN209212984U - 一种用于机械密封的灭菌冷却润滑装置 - Google Patents

一种用于机械密封的灭菌冷却润滑装置 Download PDF

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Abstract

本实用新型提供了一种用于机械密封的灭菌冷却润滑装置。具体地,本实用新型提供了一种用于机械密封的灭菌冷却润滑装置,所述灭菌冷却润滑装置包括:进口管、第一出口管、制水收集罐、第二出口管、温度传感器和冷却单元;并且,所述进口管的第一端与下流体进出口连接,且所述进口管上设有一机封进蒸汽阀;所述第一出口管的第一端与上流体进出口连接且第一出口管的第二端与所述制水收集罐的底部连接;所述第二出口管的第一端与所述制水收集罐的顶部连接,且所述第二出口管上设有一水汽排放阀;以及所述温度传感器和冷却单元位于所述制水收集罐。本实用新型的装置结构简单、加工难度低,且能实现对机械密封的灭菌冷却润滑功能。

Description

一种用于机械密封的灭菌冷却润滑装置
技术领域
本实用新型属于生产设备领域,具体涉及一种机械密封的配套装置。
背景技术
机械密封(mechanical seal)是指由至少一对垂直于旋转轴线的端面在流体压力和补偿机构弹力(或磁力)的作用下以及辅助密封的配合下保持贴合并相对滑动而构成的防止流体泄漏的装置。机械密封是一种旋转机械的轴封装置。比如离心泵、离心机、反应釜和压缩机等设备。由于传动轴贯穿在设备内外,这样,轴与设备之间存在一个圆周间隙,设备中的介质通过该间隙向外泄漏,如果设备内压力低于大气压,则空气向设备内泄漏,因此必须有一个阻止泄漏的轴封装置。且机械密封前需要使密封腔内充满液体。
机械密封可能存在少量密封腔内液体渗出的情况,因此,对于药品食品等具有GMP生产要求的领域,需要对机械密封进行灭菌处理。
综上所述,本领域迫切需要开发一种具有自动灭菌冷却润滑功能的机械密封用的配套装置。
发明内容
本发明的目的就是一种具有自动灭菌冷却润滑功能的机械密封用的配套装置。
在本发明的第一方面,提供了一种用于机械密封的灭菌冷却润滑装置,所述机械密封具有与机械密封的密封座流体连通的上流体进出口(3)和下流体进出口 (4);
其中,所述灭菌冷却润滑装置包括:进口管、第一出口管(321)、制水收集罐(21)、第二出口管(322)、温度传感器(212)和冷却单元;
并且,所述进口管的第一端与下流体进出口连接,且所述进口管上设有一机封进蒸汽阀(23);
所述第一出口管的第一端与上流体进出口连接且第一出口管的第二端与所述制水收集罐的底部连接;
所述第二出口管的第一端与所述制水收集罐的顶部连接,且所述第二出口管上设有一水汽排放阀(25);以及
所述温度传感器和冷却单元位于所述制水收集罐。
在另一优选例中,水汽排放阀开启时,第一出口管、制水收集罐、第二出口管与密封座处于流体连通状态。
在另一优选例中,机封进蒸汽阀开启时,进口管与密封座处于流体连通状态。
在另一优选例中,所述制水收集罐高于密封座。
在另一优选例中,所述制水收集罐的容积≥机械密封润滑所需的液体体积。
在另一优选例中,所述冷却单元用于冷却制水收集罐内的蒸汽和/或冷凝水。
在另一优选例中,所述冷却单元包括:
冷却水进口管(331)、冷却水出口管(332)、位于制水收集罐内的冷却盘管(213),以及设于冷却水进口管的冷却阀(24);
且所述冷却水进口管与冷却盘管的入口端连接,冷却盘管的出口端与所述冷却水出口管连接。
在另一优选例中,冷却阀开启时,冷却水进口管、冷却盘管和冷却水出口管处于流体连通状态。
在另一优选例中,所述制水收集罐还设有一上水位电极(211)。
在另一优选例中,所述进口管包括第一进口管(311)与第二进口管(313);
其中,机封进蒸汽阀设于所述第二进口管;
所述第一进口管的第一端与下流体进出口连接且第一进口管的第二端与所述第二进口管连接。
在另一优选例中,机封进蒸汽阀开启时,第二进口管、第一进口管与密封座处于流体连通状态。
在另一优选例中,所述第一进口管还设有一下水位电极(27),且所述下水位电极低于密封座的底部。
在另一优选例中,所述进口管还包括:与所述第一进口管的第三端连接的废水出口管(312),且所述废水出口管上设有一排污阀(22)。
在另一优选例中,当排污阀开启且机封进蒸汽阀关闭时,密封座、第一进口管与废水出口管处于流体连通状态。
在另一优选例中,所述第二出口管的第二端设有一疏水阀(26)。
在另一优选例中,机封进蒸汽阀和/或水汽排放阀为气动阀门。
在另一优选例中,所述排污阀为气动阀门。
在另一优选例中,所述冷却阀为气动阀门。
在另一优选例中,所述上水位电极和/或下水位电极的位置可以上下调节。
应理解,在本发明范围内中,本发明的上述各技术特征和在下文(如实施例) 中具体描述的各技术特征之间都可以互相组合,从而构成新的或优选的技术方案。限于篇幅,在此不再一一累述。
附图说明
图1为本实验新型用于机械密封的灭菌冷却润滑装置的示意图。
图中各标识如下:
1为机械密封主体、3为密封内腔的上流体进出口、4为密封内腔的密封内腔的下流体进出口;
12为传动轴、13为搅拌轴;
21为制水收集罐、22为排污阀、23为机封进蒸汽阀、24为冷却阀、25为水汽排放阀、26为疏水阀、27为下水位电极;
211为上水位电极、212为温度传感器、213为冷却盘管;
311为第一进口管、312为废水出口管、313为第二进口管、321为第一出口管、322为第二出口管、331为冷却水进口管、332为冷却水出口管。
具体实施方式
发明人经过广泛而深入地研究之后。开发了一种用于机械密封的灭菌冷却润滑装置,该装置结构简单且能在控制系统的控制下自动化无须人工操作地实现制备润滑机械密封用的无菌水、对机械密封灭菌操作、润滑(使机械密封的密封座中充满液体)并冷却机械密封。具体地,主要通过特别设计的制水收集罐以及不同管路上的阀门实现对机械密封的灭菌冷却润滑功能。并基于此完成了本实用新型。
机械密封
机械密封是一种常用于轴封的密封设备,如用于釜的搅拌设备,通常密封座,在使用前需使该密封座充满液体如水即润滑机械密封。
例如,如图1所示,图中的右半边即为与电机连接的传动轴12及搅拌轴13 上的一种机械密封1,机械密封的密封座中的液体可能会渗出影响被搅拌的物料,特别是对于需要严格控制的食品或药物生产领域这将会对物料产生严重污染,因此需要对密封座,以及用于润滑机械密封的液体进行灭菌。
用于机械密封的灭菌冷却润滑装置
本实用新型提供了一种机械密封用的配套灭菌冷却润滑装置,该装置同时具有灭菌、冷却、润滑机械密封的功能。
如图1所示,具体地,本实用新型提供了一种用于具有与密封座流体连通的上流体进出口3和下流体进出口4的机械密封的灭菌冷却润滑装置,所述机械密封包括:进口管、第一出口管321、第二出口管322、制水收集罐21、温度传感器212 和冷却单元,所述冷却单元用于冷却制水收集罐中的蒸汽和/或冷凝水;
其中,所述进口管与下流体进出口连接,且所述进口管上设有一机封进蒸汽阀23,且当机封进蒸汽阀开启时,进口管与密封座处于流体连通状态,此时蒸汽可以进入密封座中;
所述第一出口管的第一端与上流体进出口连接且第一端与所述制水收集罐的底部连接;所述第二出口管的第一端与所述制水收集罐的顶部连接,且所述第二出口管上设有一水汽排放阀25,且当水汽排放阀开启时,第一出口管、制水收集罐、第二出口管与密封座处于流体连通状态,此时多余的蒸汽可以从灭菌冷却润滑装置中排出;
以及所述温度传感器和冷却单元位于所述制水收集罐,优选地,位于所述制水收集罐的顶部。
优选地,所述制水收集罐高于密封座。
优选地,所述制水收集罐的容积≥机械密封润滑所需的液体体积。
在另一优选例中,所述冷却单元包括:冷却水进口管331、冷却水出口管332、位于制水收集罐内的冷却盘管213以及设于冷却水进口管的冷却阀24;所述冷却水进口管与冷却盘管的入口端连接,冷却盘管的出口端与所述冷却水出口管连接;且当冷却阀开启时,冷却水进口管、冷却盘管和冷却水出口管处于流体连通状态,此时冷却水进入冷却盘管并对制水收集罐内的蒸汽和/或冷凝水进行冷却。
在另一优选例中,所述制水收集罐还设有一上水位电极211,其用于检测制水收集罐内的水位,由于密封座与第一进口管流体连通,第一进口管内水位相当于密封座中的水位。
在另一优选例中,所述进口管包括第一进口管311与第二进口管313;机封进蒸汽阀设于所述第二进口管;且所述第一进口管的第一端与下流体进出口连接且第一进口管的第二端与所述第二进口管连接;当机封进蒸汽阀开启时,第二进口管、第一进口管与密封座处于流体连通状态,此时蒸汽能够通过第二进口管及第一进口管进入密封座。
在另一优选例中,所述第一进口管还设有一下水位电极27,其用于检测机械密封的密封座中的水位,且所述下水位电极低于密封座的底部,由于密封座与第一进口管流体连通,第一进口管内水位相当于密封座中的水位。
在另一优选例中,所述进口管还包括与所述第一进口管的第三端连接的废水出口管312,且所述废水出口管上设有一排污阀22;当排污阀开启且机封进蒸汽阀关闭时,密封座、第一进口管与废水出口管处于流体连通状态,此时可以排出密封座中的废水。
在另一优选例中,所述第二出口管的第二端设有一疏水阀(用于将蒸汽系统中的凝结水、空气和二氧化碳气体尽快排出,同时最大限度地自动防止蒸汽的泄漏),具体地,该疏水阀在第二出口管内仅有蒸汽或者仅有蒸汽和少量水时疏水阀处于关闭状态,在第二出口管内存在大量水时疏水阀处于开启状态;使得蒸汽得到了充分利用。
在另一优选例中,冷却阀、排污阀、机封进蒸汽阀和/或水汽排放阀为气动阀门。
在另一优选例中,排污阀、机封进蒸汽阀、冷却阀和/或水汽排放阀由工艺控制系统进行控制。具体地,工艺控制系统根据按工艺要求进行设定的灭菌温度、灭菌时间、结束温度,以及装置中的检测单元(如水位电极、温度传感器) 测得的水位、温度等参数对排污阀、机封进蒸汽阀、冷却阀和/或水汽排放阀进行控制。所述工艺控制系统可以采用常规的工业自动化控制方法,例如PID控制。本实用新型中所用的各个部件(如第一进口管、废水出口管等管道,如、排污阀、疏水阀等阀门)可以采用标准件也可以定制。本实用新型的制水收集罐容积大于机械密封润滑所需的液体量。
本实用新型装置的操作方法
根据工艺要求通过工艺控制系统对各参数进行设定,可设定参数有:灭菌温度、灭菌时间、结束温度,显示参数有:温度(由温度传感器212测得)、水位(由上水位电极211、下水位电极27测得,且水位电极可上下调节检测位置)。各参数设定完成,点击启动开关,本实用新型的装置在工艺控制系统的控制下进入全自动过程控制阶段。
具体地,全自动过程控制包括下述阶段:
(1)排水
通过下水位电极27检测并判断机械密封内的水位,若检测到机械密封的密封内腔中有水,则在工艺控制系统控制下开启排污阀22、水汽排放阀25,使第二出口管322、制水收集罐21、第一出口管321、密封内腔、第一进口管311及废水出口管312处于流体连通状态,从而排出密封内腔中的废水,直至水位电极检测到机械密封的密封内腔中无水,关闭排污阀22。
(2)无菌水制备
步骤(1)排水完成后,在工艺控制系统控制下开启机封进蒸汽阀23和冷却阀24,此时,第二出口管322、制水收集罐21、第一出口管321、密封内腔、第一进口管311及第二进口管313处于流体连通状态,蒸汽即高温水蒸汽从第二进口管313进入制水收集罐中并在制水收集罐内被冷却单元冷凝成为冷凝水即无菌水;直至制水收集罐内无菌水的水位到上水位电极的检测位置时,在工艺控制系统控制关闭冷却阀24。在制备无菌水的过程中,蒸汽同时还对机械密封的密封内腔以及本实用新型的装置进行加热。
(3)灭菌
步骤(2)无菌水制备完成后,蒸汽继续加热机械密封的密封内腔以及本实用新型的装置,直至温度传感器212的测得的温度≥预先设定的灭菌温度。在工艺控制系统的控制下开始灭菌计时,计时结束在工艺控制系统的控制下关闭机封进蒸汽阀23、水汽排放阀25。
(4)冷却
步骤(3)灭菌完成后,在工艺控制系统的控制下自动开启冷却阀24对制水收集罐内的无菌水进行冷却,进而对机械密封进行冷却,直至温度传感器212 的测得的温度≤预先设定的结束温度,在工艺控制系统的控制下关闭冷却阀 24。机械密封的自动灭菌冷却润滑过程完成。
本实用新型的主要优点包括:
本实用新型保证严格密封要求的同时使机械密封对精密轴系的精度影响最小,且延长了机械密封的使用寿命,扩大的机械密封的应用范围,成功的解决了搅拌轴系的无菌控制,符合新版GMP标准。
实施例1
如图1所示,一种用于具有密封内腔以及与密封内腔流体连通的上流体进出口3和下流体进出口4的机械密封1的灭菌冷却润滑装置,该装置包括:
与下流体进出口连接的第一进口管311,及设于所述第一进口管的下水位电极(可调节测量高度);与第一进口管连接的废水出口管312,及设于废水出口管的排污阀22(气动阀门);与第一进口管连接的第二进口管313,及设于第二进口管的机封进蒸汽阀23(气动阀门);以及
与上流体进出口连接的第一出口管321;制水收集罐21(其底部与第一出口管连接),及设于制水收集罐的冷却单元(冷却单元包括冷却盘管213、冷却水进口管331和设于其上的冷却阀(气动阀门),及冷却水出口管332)、上水位电极(可调节测量高度)和温度传感器212;与制水收集罐的顶部连接的第二出口管322,及设于第二出口管上的水汽排放阀25(气动阀门)和设于第二出口管出口端(即第二端)的疏水阀26(英国斯帕沙克,STD液囊)。
在本发明提及的所有文献都在本申请中引用作为参考,就如同每一篇文献被单独引用作为参考那样。此外应理解,在阅读了本发明的上述讲授内容之后,本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改,这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (10)

1.一种用于机械密封的灭菌冷却润滑装置,其特征在于,所述灭菌冷却润滑装置是一种用于机械密封的装置;且所述机械密封具有与机械密封的密封座流体连通的上流体进出口(3)和下流体进出口(4);
其中,所述灭菌冷却润滑装置包括:进口管、第一出口管(321)、制水收集罐(21)、第二出口管(322)、温度传感器(212)和冷却单元;
并且,所述进口管的第一端与下流体进出口连接,且所述进口管上设有一机封进蒸汽阀(23);
所述第一出口管的第一端与上流体进出口连接且第一出口管的第二端与所述制水收集罐的底部连接;
所述第二出口管的第一端与所述制水收集罐的顶部连接,且所述第二出口管上设有一水汽排放阀(25);以及
所述温度传感器和冷却单元位于所述制水收集罐。
2.如权利要求1所述的灭菌冷却润滑装置,其特征在于,所述冷却单元包括:
冷却水进口管(331)、冷却水出口管(332)、位于制水收集罐内的冷却盘管(213),以及设于冷却水进口管的冷却阀(24);
且所述冷却水进口管与冷却盘管的入口端连接,冷却盘管的出口端与所述冷却水出口管连接。
3.如权利要求1所述的灭菌冷却润滑装置,其特征在于,所述制水收集罐还设有一上水位电极(211)。
4.如权利要求1所述的灭菌冷却润滑装置,其特征在于,所述进口管包括第一进口管(311)与第二进口管(313);
其中,机封进蒸汽阀设于所述第二进口管;
所述第一进口管的第一端与下流体进出口连接且第一进口管的第二端与所述第二进口管连接。
5.如权利要求4所述的灭菌冷却润滑装置,其特征在于,所述第一进口管还设有一下水位电极(27),且所述下水位电极低于密封座的底部。
6.如权利要求4所述的灭菌冷却润滑装置,其特征在于,所述进口管还包括:与所述第一进口管的第三端连接的废水出口管(312),且所述废水出口管上设有一排污阀(22)。
7.如权利要求1所述的灭菌冷却润滑装置,其特征在于,所述第二出口管的第二端设有一疏水阀(26)。
8.如权利要求1所述的灭菌冷却润滑装置,其特征在于,机封进蒸汽阀和/或水汽排放阀为气动阀门。
9.如权利要求6所述的灭菌冷却润滑装置,其特征在于,所述排污阀为气动阀门。
10.如权利要求2所述的灭菌冷却润滑装置,其特征在于,所述冷却阀为气动阀门。
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