JP6324795B2

JP6324795B2 - 撹拌装置の駆動軸のシール装置

Info

Publication number: JP6324795B2
Application number: JP2014086648A
Authority: JP
Inventors: 好一加藤; 佐藤　誠; 誠佐藤
Original assignee: Satake Chemical Equipment Mfg Ltd
Current assignee: Satake Chemical Equipment Mfg Ltd
Priority date: 2014-04-18
Filing date: 2014-04-18
Publication date: 2018-05-16
Anticipated expiration: 2034-04-18
Also published as: JP2015205239A

Description

本発明は、撹拌容器を貫通して設けられる、往復駆動する駆動軸と該撹拌容器とをシールするシール装置に関する。

従来、撹拌容器を貫通して設けられる、回転駆動する回転軸をシールするシール装置としてはメカニカルシール装置が用いられていたが、回転軸と撹拌容器との間で回転摺動部が存在し、この摺動部分を通じて、外部から撹拌容器内部に異物が挿入（コンタミ）したり、または、内容物が容器外部に漏れてしまうという危険性がある。そのため、医薬や薬品やファインケミカルなどのサニタリー性が重要視される分野では、このようなシール装置は好ましくない。

この回転摺動部の問題点を解決するために、例えば、超電導を利用して、撹拌容器内に挿入した撹拌翼を撹拌容器の底部から浮上させて、該撹拌翼の回転手段と非接触で該回転手段により該撹拌翼を回転させることにより、撹拌容器内の内容物を撹拌させる撹拌装置がある。この撹拌装置によれば、撹拌容器を完全密閉状態で、内容物を撹拌することができるので、コンタミや、内容物が撹拌容器外部に漏れる危険性はない（特許文献１）。

特開２００６−３５０９８号

しかしながら、前記従来の回転翼の回転手段と非接触で撹拌翼を回転させる撹拌装置では、伝達トルクの関係から、撹拌翼を大きくできず、また、撹拌翼のデザインに制約があり、撹拌効率を高めることができないという欠点があった。

本発明はこれらの問題点を解消し、良好の撹拌を実現できる撹拌装置を提供することを目的とする。

前記の目的を達成すべく、本発明は撹拌翼が設けられた、往復駆動手段により往復動する駆動軸が撹拌槽に往復動自在に貫通する、該撹拌槽の開口部と、該開口部を気密に塞ぐ、前記撹拌槽と該駆動軸とに連結固定した、可撓性部材又は弾性部材からなる膜状体と、前記駆動軸の外周面に固定した、前記開口部を塞ぐことができる大きさに形成した鍔部と、互いに当接する該鍔部と前記撹拌槽との各当接面の少なくとも一方の面に設けた、前記鍔部の当接面と前記撹拌槽の当接面とを当接させた時に、前記開口部を気密に塞ぐことができる耐圧部材とよりなることを特徴とする。

本発明によれば、往復駆動する駆動軸を上下動自在に貫通する開口部を、可撓性又は弾力性のある膜状態で塞ぐことにより、容器を完全密閉状態とでき、異物の混入（コンタミ）や、内容物が容器外部に漏れる危険性が無くなる。また、撹拌翼を大きくすることができるなど、適切な流動・撹拌作用を得るための撹拌翼のデザインを自由に設計でき、無菌性と良好な撹拌の両方を実現することができる。

本発明の実施例１の撹拌装置の駆動軸のシール装置において駆動軸が上死点に位置するときの縦断側面図である。該シール装置において駆動軸が下死点に位置するときの縦断側面図である。該シール装置において駆動軸が最上部に位置するときの縦断側面図である。本発明の実施例２の撹拌装置の駆動軸のシール装置の縦断側面図である。

本発明を実施するための形態の実施例を以下に示す。

本発明の実施例１を図１乃至図３によって説明する。

図１は、本発明の実施例１の撹拌装置の駆動軸のシール装置の駆動軸が上死点に位置するときの縦断側面図、図２は、該シール装置の駆動軸が下死点に位置するときの縦断側面図、図３は、該シール装置の駆動軸が最上部に位置するときの縦断側面図を示す。

１は、本発明の撹拌装置の駆動軸のシール装置を示し、２は、該撹拌装置の撹拌槽であり、該撹拌槽２の天井壁２ａには、開口部３が形成されている。

４は、前記開口部３を塞ぐ補助板であり、前記天井壁２ａの上面に気密に固定され、該補助板４の中央部に駆動軸の挿通用の孔４ａが形成されている。

５は、駆動軸であり、該駆動軸５は、前記天井壁２ａの上方に設けられている、例えば、上下駆動装置などの往復駆動装置に垂設されており、その下部は、前記孔４ａを貫通して、前記撹拌槽２内に挿入されている。また、該駆動軸５の径は、前記孔４ａよりも小さく形成され、該駆動軸５が前記孔４ａを上下移動動自在になるように形成されている。

６は、可撓性部材又は弾性部材からなる第１の膜状体を示し、該第１の膜状体６は、孔を有するシート状に形成され、該第１の膜状体６の外縁部は、前記補助板４の例えば、下面に気密に固定され、該第１の膜状体６の内方部の孔縁部は、前記駆動軸５の外周に気密に固定され、該第１の膜状体６により、前記孔４ａが、前記撹拌槽２内において、気密にシールされている。なお、前記第１の膜状体６は、例えばシリコンシートよりなる。

なお、前記第１の膜状体６は、該第１の膜状体６が可撓性部材である場合には、前記補助板４、駆動軸５に弛みをもって固定され、前記駆動軸６が上下往復動しても、該第１の膜状態６が破損しないように形成されている。

７は、可撓性部材又は弾性部材からなる第２の膜状体を示し、該第２の膜状体７は、前記第１の膜状態６と同様、孔を有するシート状に形成され、該第２の膜状体７の外縁部は、前記補助板４の例えば、上面に気密に固定され、該第２の膜状体７の内方部の孔縁部は、前記駆動軸５に気密に固定され、該第２の膜状体７により、前記撹拌槽２外において、気密にシールされている。

なお、前記第２の膜状体７も、前記第１の膜状体６と同様に、該第２の膜状体７が可撓性部材である場合には、前記補助板４、駆動軸５に弛みをもって固定され、前記駆動軸６が上下往復動しても、該第２の膜状態７が破損しないように形成されている。

また、８は、鍔部を示し、該鍔部８は、例えば、前記補助板４と前記第１の膜状体６との間の前記駆動軸５の外周に設けられ、前記補助板４の孔４ａを塞ぐことができる大きさに形成されている。

また、前記鍔部８の上面と、前記補助板４の下面との各当接面の少なくともいずれか一方の面に、耐圧部材９を設け、前記補助板４と前記鍔部８と前記耐圧部材９とにより耐圧手段を形成し、該耐圧手段により、前記駆動軸５を上方に移動させて、前記鍔部８の上面と前記補助板４との下面とを当接させた時に、前記耐圧部材９により前記補助板４の孔４ａを気密に塞ぎ、前記槽内の圧力の抜けを防止できるようにする。そして、後述するように、槽内の圧力が上がっても、前記膜状体６、７の破損を防止することができるようになる。

なお、前記耐圧部材９としては、例えば、テフロン（登録商標）シートやＯリングなどがある。

なお、前記鍔部８を、前記補助板４と前記第１の膜状体６との間の前記駆動軸５の外周に設ける代わりに、前記補助板４と前記第２の膜状体７との間の前記駆動軸５の外周に設けてもよく、前記鍔部８の下面と、前記補助板４の上面との各当接面の少なくともいずれか一方の面に、耐圧部材９を設けるようにしてもよい。

１０は、前記補助板４と前記駆動軸５と前記第１の膜状体６との間に形成された空間室を示し、１１は、前記補助板４に設けた、前記空間室１０と撹拌槽２外とを連通する通気孔である。

次に、本発明の実施例１の作動及びその効果について説明する。

本発明の駆動軸のシール装置においては、前記駆動軸５を、往復動装置により往復動することにより、撹拌槽２内の内容物（被撹拌物）を撹拌することができる。なお、前記駆動軸５を往復動させるときは、前記通気孔１１を閉口させる。

また、図１及び図２に示すように、前記駆動軸５が、往復駆動装置により上下に往復駆動しても、前記第１の膜状体６及び第２の膜状体７がそれぞれ撓み、又は伸びるので、撹拌槽２内の気密状態を保つことができ、外部から撹拌槽内に異物が挿入（コンタミ）したり、または、内容物が槽外部に漏れてしまうという危険性を防ぐことができる。

また、前記第１の膜状体６が破損した場合でも、前記第２の膜状体７により、気密状態を保つことができるので、コンタミや、内容物が槽外部に漏れることを防止できるようになる。

なお、上記撹拌軸５の往復動において、該駆動軸５の上死点においては、耐圧部材９が破損しないよう、前記鍔部８と前記補助板４とは当接しない。

また、撹拌層２内を撹拌前又は、撹拌後において、ＳＩＰスチーム殺菌（蒸気殺菌）を行う場合には、図３に示すように、前記駆動軸５を、前記鍔部８の上面が前記補助板４の下面に当接するまで上げ、前記耐圧手段により、前記補助板４の孔４ａを気密に塞ぐと共に、前記通気孔１１を開口する。

これにより、ＳＩＰスチーム殺菌を行うことにより、前記撹拌槽内が高圧になっても、前記補助板４の孔４ａは塞がれているので、前記第１の膜状体６が、前記補助板４の孔４ａを通じて撹拌槽２外に突出して、圧力により膨れ上がり、破損するというようなことはない。また、同様に、前記第２の膜状態７も圧力により膨れ上がって破損することを防止できるようになる。

なお、前記空間室１０の気体は撹拌槽２内の圧力により、前記通気孔１１を通じて外部に放出される。

なお、本実施例においては、駆動軸５を垂設し、上下方向に移動する例を示したが、前記駆動軸５を横設し、横方向に移動するなど、駆動軸５を任意の方向に向け、該任意の方向に往復移動するようにしてもよい。

図４は、本発明の撹拌装置の駆動軸のシール装置の第２の実施例を示し、この実施例においては、実施例１における第１の膜状体６及び第２の膜状体７に加えて、更に第３の膜状体１２、第４の膜状体１３を設けた例を示す。

なお、１４は、第２補助板であり、該補助板１４は、中央部に前記駆動軸５の挿通用の孔１４ａが形成されている。また、該第２補助板１４は、前記補助板４の上方に設けられる共に、前記補助板４の上面から気密に垂設した筒状部材１５により気密に固定されている。

前記第３の膜状体１２は、前記第１、２の膜状態６、７と同様、孔を有するシート状に形成され、該第３の膜状体１２の外縁部は、前記第２補助板１４の例えば、下面に気密に固定され、該第３の膜状体１２の内方部の孔縁部は、前記駆動軸５に気密に固定されている。そして、前記第２の膜状体７と、前記補助板４と、前記筒状部材１５と、前記第２補助板１４と、前記第３の膜状体１２と、前記駆動軸５との間において密閉空間１６を形成させている。

なお、１７は、前記筒状部材１５に設けた圧力センサであり、該圧力センサ１７により、前記密閉空間１６の圧力をモニタし、該圧力に異常があった場合に、前記第１、第２の膜状体６，７が破損したと判断するようにする。

また、前記第４の膜状体１３は、前記各膜状体６，７、１２と同様に、孔を有するシート状に形成され、該第４の膜状体１３の外縁部は、前記第２補助板１４の例えば、上面に気密に固定され、該第４の膜状体１３の内方部の孔縁部は、前記駆動軸５に気密に固定されている。そして、前記第３の膜状体１２と、前記第２補助板１４と、前記第４の膜状体１３と、前記駆動軸５との間において密閉空間１８を形成させている。

この第２の実施例においては、複数の膜状体により前記開口部３を気密に塞いでいるので、シール装置の耐用期間を延ばすことができる。また、圧力センサにより、膜状体の異常状態を検知することができるようになる。

以上のように、撹拌条件、被撹拌物、耐用期間等により、膜状体の数を調整し、これにより、内容物が撹拌槽２外に漏れたり、又は撹拌槽２内に不純物が入り込むということが防ぐことができる。

本発明の撹拌装置は、医療品関係、食品関係等における撹拌に利用される。

１シール装置
２撹拌槽
２ａ天井壁
３開口部
４補助板
４ａ孔
５駆動軸
６第１の膜状体
７第２の膜状体
８鍔部
９耐圧部材
１０空気室
１１通気孔
１２第３の膜状体
１３第４の膜状体
１４第２補助板
１５筒状部材
１６密閉空間
１７圧力センサ
１８密閉空間

Claims

撹拌翼が設けられた、往復駆動手段により往復動する駆動軸が撹拌槽に往復動自在に貫通する、該撹拌槽の開口部と、
該開口部を気密に塞ぐ、前記撹拌槽と該駆動軸とに連結固定した、可撓性部材又は弾性部材からなる膜状体と、
前記駆動軸の外周面に固定した、前記開口部を塞ぐことができる大きさに形成した鍔部と、
互いに当接する該鍔部と前記撹拌槽との各当接面の少なくとも一方の面に設けた、前記鍔部の当接面と前記撹拌槽の当接面とを当接させた時に、前記開口部を気密に塞ぐことができる耐圧部材とよりなることを特徴とする撹拌装置の駆動軸のシール装置。
前記開口部を気密に塞ぐ膜状体を複数設けたことを特徴とする請求項１に記載の撹拌装置の駆動軸のシール装置。
前記隣接する２枚の膜状体間に形成された密閉空間内の内圧を検知する検知手段を更に有することを特徴とする請求項２に記載の撹拌装置の駆動軸のシール装置。