一种无菌球形过滤洗涤干燥机

技术领域

本发明涉及一种制药设备，具体涉及一种无菌球形过滤洗涤干燥机。

背景技术

在原料药的精制干燥阶段，通常把结晶后的固液混合物通入过滤洗涤干燥机内，母液通过滤网流出，结晶体留在罐体内，进行洗涤去除杂质，然后在真空环境下脱水干燥，最后得到无菌原料药成品。在此阶段中，即要保证全过程的密闭性和无菌性，又要保证其出料率及干燥效率。

目前的过滤洗涤干燥设备通常为锥形或圆筒形罐体，一般为搅拌带动物料，罐体固定，通过罐体的加热换热进行干燥，存在出料残留量大、加热不均匀、加热效率低、工艺管路混乱、底盘拆卸困难等不足之处。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷而提供一种无菌球形过滤洗涤干燥机，它能有效提高物料的加热效率和出料率，并使物料加热均匀。

本发明的目的是这样实现的：一种无菌球形过滤洗涤干燥机，包括支撑座、支腿、物料罐体、搅拌驱动模块、罐体回转驱动模块、旋转密封模块和辅助工艺模块；

所述支撑座包括支撑架和以前高后低的方式设在支撑架的顶面上的搅拌驱动座；

所述支腿设在所述支撑座的后方；

所述包括上罐体、下罐体和锁紧卡箍；所述上罐体和下罐体均为球冠形；所述锁紧卡箍连接在上罐体的下部与下罐体的上部之间，使上罐体和下罐体连接后呈一个球形；

所述上罐体具有上内壁、上中层壁和上外壁，上内壁构成上内腔体，上内壁与上中层壁之间构成上加热腔体，上中层壁与上外壁之间构成上保温腔体；所述上罐体包括上法兰、搅拌器插孔、罐体回转轴套、上热媒进口、上热媒出口、进料口和出料口；所述上法兰同轴地固定在上罐体的下端面上，该上法兰的底面边缘均布地开设若干个定位孔；所述搅拌器插孔径向开设在上罐体的前上部并与上内腔体连通；所述罐体回转轴套与所述搅拌轴插孔同轴地安装在上罐体的后下部的上加热腔体与上保温腔体之间；所述上热媒进口水平向地开设在上罐体的前下部并与上加热腔体连通；所述上热媒出口开设在上罐体的顶部中心并与加热腔体连通；所述进料口径向开设在上罐体的一侧下部并与上内腔体连通；所述出料口径向开设在上罐体的另一侧上部并与上内腔体连通；

所述下罐体具有下内壁、下中层壁和下外壁，下内壁构成下内腔体，下内壁与下中层壁之间构成下加热腔体，下中层壁与下外壁之间构成下保温腔体；所述下罐体包括下法兰、过滤装置、母液出口、下热媒进口和下热媒出口；所述下法兰同轴地固定在下罐体的上端面，该下法兰的顶面边缘均布地固定若干根定位销；所述过滤装置包括固定在下法兰的顶面内缘上的过滤法兰和连接在过滤法兰上并位于下罐体的下内壁的上方的滤网；过滤法兰的内端面、滤网、上法兰的内端面与上罐体的上内壁共同构成一个球形的物料罐体内壁；滤网与下罐体的下内壁之间构成母液收集槽；所述母液出口开设在下罐体的底部中心并与母液收集槽连通；所述下热媒进口开设在下罐体的前下部并与下加热腔体连通；所述下热媒出口开设在下罐体的后上部并与下加热腔体连通；

所述物料罐体设在所述支撑座与所述支腿之间，使所述下罐体上的母液出口垂直向下；

所述搅拌驱动模块包括搅拌驱动电机、减速机、搅拌轴和搅拌桨；所述搅拌驱动电机安装在所述搅拌驱动座内；所述减速机连接在搅拌驱动电机的输出轴上；所述搅拌轴为空心轴，且搅拌轴的前部连接在减速机上，搅拌轴的后部从所述上罐体的搅拌轴插孔中插入物料罐体内；所述搅拌桨设在物料罐体内并安装在所述搅拌轴的后端；所述搅拌桨包括上搅拌桨组件、中搅拌桨组件和下搅拌桨组件；其中，

所述上搅拌桨组件包括主轴套、上桨叶撑杆和连接在上桨叶撑杆的头部的上桨叶；所述主轴套的下端延伸一个Y形安装座；该安装座的两端一一对应地为中桨叶安装座和下桨叶安装座，中桨叶安装座的轴线与主轴套的轴线夹角为15°～45°，所述下桨叶安装座与主轴套同轴，且下桨叶安装座的下端面为与主轴套的轴线夹角为15°～45°的斜面；所述中桨叶安装座的结构与下桨叶安装座的结构相同；所述上桨叶撑杆一体连接在主轴套的下部外壁面上，该上桨叶撑杆与所述主轴套的轴线夹角为15°～45°；

所述中搅拌桨组件包括通过拆装紧固组件安装在所述中桨叶安装座上的中桨叶撑杆和连接在中桨叶撑杆的头部的中桨叶；

所述下搅拌桨组件包括通过拆装紧固组件安装在下桨叶安装座上的下桨叶撑杆和连接在下桨叶撑杆的外端的下桨叶；

所述上桨叶、中桨叶和下桨叶随着所述搅拌轴以球形轨迹旋转；

所述罐体回转驱动模块包括罐体回转电机、罐体回转减速机和罐体回转轴；所述罐体回转电机和罐体回转减速机均安装在所述支腿上，所述罐体回转轴的尾部连接在罐体回转减速机上，罐体回转轴的头部插在所述上罐体上的罐体回转轴套内；

所述旋转密封模块安装在所述搅拌轴的前端头上；

所述辅助工艺模块安装在所述物料罐体的头部。

上述的无菌球形过滤洗涤干燥机，其中，所述搅拌桨的主轴套通过桨轴锁紧件安装在所述搅拌轴上。

上述的无菌球形过滤洗涤干燥机，其中，所述中桨叶安装座为圆柱形，该中桨叶安装座外端面的中心开设一个盲孔，该中桨叶安装座的头部通过一级台阶形成一段外径小于中桨叶安装座的外径的中桨叶安装头，该中桨叶安装头上设有外螺纹；

所述中桨叶撑杆为圆柱体，该中桨叶撑杆的尾部通过一级台阶形成一段直径与中桨叶安装座上的盲孔孔径适配的连接头，该连接头上设有外螺纹；

所述拆装紧固组件包括支撑螺母和锁紧螺母；所述支撑螺母设有与中桨叶撑杆的连接头的外螺纹旋合的内螺纹；所述锁紧螺母的内部内孔面上设有与所述中桨叶安装头上的外螺纹旋合的内螺纹，该锁紧螺母的中部内孔面为内径与所述支撑螺母的外径适配的光面，该锁紧螺母的外部内孔面为内径与所述中桨叶撑杆的外径适配的光面；该锁紧螺母套在所述中桨叶撑杆上，所述支撑螺母螺接在中桨叶撑杆的连接头上并抵在中桨叶撑杆的台阶面上，使锁紧螺母的外部内端面支撑在支撑螺母的外端面上，并在中桨叶撑杆的连接头插入中桨叶安装座的盲孔中后通过锁紧螺母内部的内螺纹螺接在中桨叶安装头上，直到锁紧螺母的内端面抵在中桨叶安装座的台阶面上；

所述下桨叶撑杆的结构与中桨叶撑杆的结构相同，该下桨叶撑杆安装到所述下桨叶安装座上的方式与中桨叶撑杆安装到中桨叶安装座上的方式相同。

上述的无菌过滤洗涤干燥机，其中，所述上桨叶、中桨叶和下桨叶的结构相同并为弯弧板，弯弧板的横截面呈顶面为斜面与底面不平行、两侧面与底面均垂直的四边形，且顶面与一侧面的夹角为钝角120°～160°，或顶面与另一侧面的夹角为锐角20°～60°。

上述的无菌球形过滤洗涤干燥机，其中，所述辅助工艺模块含有工艺旋转接头。

上述的无菌球形过滤洗涤干燥机，其中，所述下罐体的底部还在所述母液出口的外围均布地固定三根支撑柱；所述下法兰的外周面上均布地设有若干根卡箍支撑螺杆。

上述的无菌球形过滤洗涤干燥机，其中，所述物料罐体的下方还设有升降小车，该升降小车包括车体、三个丝杆升降机构、三个支撑座、推车手柄和升降机构驱动摇杆；三个丝杆升降机构与所述下罐体上的三根支撑柱一一对应的设在所述车体上，该三个丝杆升降机构外均套有波纹管；三个支撑座一一对应地安装在三个丝杆升降机构上；所述推车手柄设在所述车体的后表面中部；所述升降机构驱动摇杆设在所述车体的后表面一侧并与三个丝杆升降机构驱动连接。

上述的无菌球形过滤洗涤干燥机，其中，所述锁紧卡箍采用快开三段式卡箍。

本发明的无菌球形过滤洗涤干燥机具有以下特点：

1)搅拌轴采用中空轴，能够通入热水对物料加热；同时物料罐体上设置的加热腔体也对物料进行加热；加热时转动球形物料罐体，物料会沿着球形内壁柔和移动，通过热传导方式加热；在球形物料罐体中的热媒和搅拌轴内热水的共同加热下，多方面提高加热效率。

2)球形物料罐体和搅拌桨的球形运动轨迹，不仅使物料受力更为柔和，还能使物料晶体受热更为均匀稳定，提高球形物料罐体内各个位置物料的同质性，还能避免卫生死角产生；出料过程中，球形物料罐体内的物料可利用重力或者抽真空的方式从出料口落出，同时利用搅拌桨的锐角面把残留在球形物料罐体内壁上的物料刮干净，有效提高了出料率。

3)下罐体与上罐体采用三段式卡箍锁紧，能确保下罐体与上罐体连接的紧密连接，有效避免物料泄露。

4)升降小车上设有同步丝杆升降结构，升降小车上设有与下罐体底部的支撑柱对接的支撑座；升降小车方便了下罐体的拆装与转移，增加了设备的可操作性与便捷性。

附图说明

图1是本发明的无菌球形过滤洗涤干燥机的侧视图；

图2是本发明的无菌球形过滤洗涤干燥机的轴向剖视图；

图3是本发明的过滤洗涤干燥机的物料罐体的透视图；

图3a是本发明的物料罐体中的上罐体的纵剖面图；

图3b是本发明的物料罐体中的上罐体的俯视图；

图3c是本发明的物料罐体中的下罐体的纵剖面图；

图3d是本发明的物料罐体中的锁紧卡箍的透视图；

图4是本发明的搅拌桨的立体分解图；

图4a是图4中的A向视图；

图4b是图4a中P部位的放大图；

图4c是本发明的过滤洗涤干燥机中的搅拌桨的侧视图；

图4d是本发明的搅拌桨中的上搅拌桨组件的结构示意图；

图4e是图4c中B部位的放大图；

图5是本发明的过滤洗涤干燥机中的升降小车的结构示意图；

图6是本发明的过滤洗涤干燥机在出料时的侧视状态图；

图7是本发明的过滤洗涤干燥机在出料时的前视状态图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作进一步说明。

请参阅图1至图7，本发明的无菌球形过滤洗涤干燥机，包括支撑座2、支腿3、物料罐体1、搅拌驱动模块4、罐体回转驱动模块5、旋转密封模块6、辅助工艺模块7和升降小车8。

支撑座2包括支撑架21和以前高后底的方式设在支撑架21的顶面上的搅拌驱动座22，驱动座22内还设置搅拌轴支座23。

支腿3设在支撑座2的后方。

物料罐体1包括上罐体11、锁紧卡箍12和下罐体13；其中，

上罐体11和下罐体13均为球冠形，使上罐体11和下罐体13通过锁紧卡箍12连接后呈一个球形。

上罐体11具有上内壁、上中层壁和上外壁，上内壁构成上内腔体10A，上内壁与上中层壁之间构成上加热腔体11A，上中层壁与上外壁之间构成上保温腔体12A；上保温腔体12A内设有保温材料；

上罐体11包括上法兰110、搅拌器插孔111、罐体回转轴套112、上热媒进口113、上热媒出口114、进料口115和出料口116；其中，上法兰110同轴地固定在上罐体1的下端面上，上法兰110的底面边缘均布地开设三个定位孔；搅拌器插孔111径向开设在上罐体11的前上部并与上内腔体10A连通，该搅拌器插孔111种安装机械密封40；罐体回转轴套112与搅拌轴插孔111同轴地安装在上罐体11的后下部的上加热腔体11A与上保温腔体12A之间；上热媒进口113水平向地开设在上罐体11的前下部并与上加热腔体12A连通；上热媒出口114开设在上罐体11的顶部中心并与加热腔体12A连通；进料口115径向开设在上罐体11的一侧下部并与上内腔体11A连通；出料口116径向开设在上罐体11的另一侧上部并与上内腔体11A连通，出料口116上安装出料阀9。上罐体11的壁面上还设有视镜窗117、温度表118和压力表119。

下罐体13具有下内壁、下中层壁和下外壁，下内壁构成下内腔体10B，下内壁与下中层壁之间构成下加热腔体11B，下中层壁与下外壁之间构成下保温腔体12B，下保温腔体12B内设有保温材料；

下罐体13包括下法兰130、过滤装置、母液出口133、下热媒进口134和下热媒出口135；其中，下法兰130同轴地固定在下罐体13的上端面，下法兰130的外周面上均布地径向安装若干根卡箍支撑螺杆136；下法兰130的顶面边缘均布地固定三根与上法兰110的底面上的三个定位孔一一对应的定位销，通过定位销和定位孔的配合能保证下法兰130与上法兰110连接的角度正确，避免偏移，防止因装卸过程中上法兰110相对下法兰130转动；过滤装置包括固定在下法兰130的顶面内缘上的过滤法兰131和连接在过滤法兰131上并位于下罐体13的下内壁的上方的不锈钢烧结滤网132，过滤法兰131的内端面、滤网132、上法兰110的内端面与上罐体11的上内壁共同构成一个球形的物料罐体内壁；滤网132与下罐体13的下内壁之间构成母液收集槽13B；母液出口133开设在下罐体13的底部中心并与母液收集槽13B连通；下热媒进口134开设在下罐体13的前下部并与下加热腔体12B连通；下热媒出口135开设在下罐体13的后上部并与下加热腔体12B连通。

下罐体13的底部还在母液出口133的外围均布地固定三根支撑柱136。

锁紧卡箍12采用快开三段式卡箍，锁紧卡箍12使上罐体11和下罐体13可拆卸连接；该锁紧卡箍12包括三个卡箍段121、锁紧螺杆124、锁紧螺母123组成，三个卡箍段121的弧度均为120°，每个卡箍段121的两端外表面上各自设有一个凸耳122，锁紧螺杆124插在两个相邻的卡箍段121的凸耳122的连接孔中，锁紧螺母123螺接在锁紧螺杆124上。锁紧螺母123的两端有盖式螺母进行限位，可通过旋转锁紧螺母123对卡箍进行锁紧和放松。在长时间的锁紧和放松的过程中，会对锁紧螺杆124和锁紧螺母123的螺纹产生磨损，会出现咬死或者滑齿的现象，使得上法兰110和下法兰130之间连接的不够紧密，出现密封不好而导致物料泄露的问题，此时只需要更换锁紧螺杆124和锁紧螺母123，即可保持上法兰110和下法兰130之间的紧密连接，大大降低了维修成本。

物料罐体1设在支撑座2与支腿3之间，使下罐体13上的母液出口133垂直向下。

搅拌驱动模块4包括搅拌驱动电机4A、减速机4B、搅拌轴4C和搅拌桨4D；其中，搅拌驱动电机4A安装在搅拌驱动座22内并位于搅拌轴支座23的前方；减速机4B连接在搅拌驱动电机41的输出轴上；搅拌轴4C为空心轴，该搅拌轴4C的前部连接在减速机42上，搅拌轴4C的后部从上罐体11的搅拌轴插孔111中插入物料罐体1内，搅拌轴4C的中部由搅拌轴支座23支撑；搅拌桨4D安装在伸入物料罐体1内的搅拌轴4C上；

搅拌桨4D包括上搅拌桨组件42、中搅拌桨组件43和下搅拌桨组件44：

上搅拌桨组件42包括主轴套420、上桨叶撑杆421和连接在上桨叶撑杆421的头部的上桨叶422；主轴套420通过桨轴锁紧件41安装在搅拌轴4C上；主轴套420的下端延伸一个Y形安装座；该安装座的两端一一对应地为中桨叶安装座430和下桨叶安装座440，中桨叶安装座430与主轴套420的轴线的夹角为15°～45°，下桨叶安装座440与主轴套420同轴，且下桨叶安装座440的下端面为与主轴套420的轴线夹角为15°～45°的斜面，中桨叶安装座430的结构与下桨叶安装座440的结构相同；中桨叶安装座430呈圆柱形，该中桨叶安装座430外端面的中心开设一个盲孔，该中桨叶安装座430的头部通过一级台阶形成一段外径小于中桨叶安装座的外径的中桨叶安装头4300，该中桨叶安装头4300上设有外螺纹；上桨叶撑杆421一体连接在主轴套420的下部外壁面上，该上桨叶撑杆421与主轴套420的轴线的夹角为15°～45°。

中搅拌桨组件43包括通过拆装紧固组件45安装在中桨叶安装座430上的中桨叶撑杆431和连接在中桨叶撑杆431的头部的中桨叶433。

中桨叶撑杆431为圆柱体，该中桨叶撑杆431的尾部通过一级台阶形成一段直径与中桨叶安装座430上的盲孔孔径适配的连接头4310，该连接头4310上设有外螺纹；

拆装紧固组件45包括支撑螺母451和锁紧螺母452；其中，支撑螺母451设有与中桨叶撑杆的连接头4310的外螺纹旋合的内螺纹；锁紧螺母452的内部内孔面上设有与中桨叶安装头4300上的外螺纹旋合的内螺纹，该锁紧螺母452的中部内孔面为内径与支撑螺母451的外径适配的光面，该锁紧螺母452的外部内孔面为内径与中桨叶撑杆431的外径适配的光面；该锁紧螺母452套在中桨叶撑杆431上，支撑螺母451螺接在中桨叶撑杆的连接头4310上并抵在中桨叶撑杆431的台阶面4311上，使锁紧螺母452的外部内端面支撑在支撑螺母451的外端面上，并在中桨叶撑杆的连接头4310插入中桨叶安装座430的盲孔中后通过锁紧螺母452内部的内螺纹螺接在中桨叶安装头4300上，直到锁紧螺母452的内端面抵在中桨叶安装座430的台阶面4301上。

下搅拌桨组件44包括通过拆装紧固组件45安装在下桨叶安装座440上的下桨叶撑杆441和连接在下桨叶撑杆441的外端的下桨叶442；下桨叶撑杆41的结构与中桨叶撑杆431的结构相同，该下桨叶撑杆441安装到下桨叶安装座440上的方式与中桨叶撑杆431安装到中桨叶安装座430上的方式相同。

上桨叶422的结构、中桨叶432的结构和下桨叶442的结构均相同并为弯弧板，弯弧板的横截面的顶面为斜面，即弯弧板的横截面呈顶面与底面不平行、两侧面与底面均垂直的四边形，且顶面与一侧面的夹角为钝角120°～160°，或顶面与另一侧面的夹角为锐角20°～60°。

上桨叶422、中桨叶432和下桨叶442绕主轴套420的轴线以球形轨迹旋转，与球形物料罐体内壁契合，球形轨迹与物料罐体内壁的间隙仅为3mm～5mm。

罐体回转驱动模块5包括罐体回转电机、罐体回转减速机和罐体回转轴；罐体回转电机和罐体回转减速机均安装在支腿3上，罐体回转轴的尾部连接在罐体回转减速机上，罐体回转轴的头部插在上罐体11上的罐体回转轴套112内；罐体回转驱动模块5为物料罐体1转动提供驱动力。

旋转密封模块6安装在搅拌轴4C的前端头上；旋转密封模块6与外部的热水输出设备连接，用于接收热水进入到搅拌轴4C内。

辅助工艺模块7安装在物料罐体1的头部，该辅助工艺模块7含有工艺旋转接头，该工艺旋转接头用于释放物料罐体1在转动过程中工艺管道的扭力。

升降小车8设在物料罐体1的正下方，用于下罐体13的升降及转移；该升降小车8包括车体80、三个丝杆升降机构81、三个支撑座82、推车手柄83和升降机构驱动摇杆84，其中，三个丝杆升降机构81与下罐体13上的三根支撑柱136一一对应的设在车体80的顶部，该三个丝杆升降机构81外均套有波纹管，起到密封作用，避免丝杆上的润滑油泄漏对生产环境造成污染，同时方便清洁；三个支撑座82一一对应地安装在三个丝杆升降机构81上；推车手柄83设在车体80的后表面中部；升降机构驱动摇杆84设在车体80的后表面一侧并与三个丝杆升降机构81驱动连接。

本发明的无菌球形过滤洗涤干燥机，在物料过滤洗涤阶段时，首先将结晶混合物料通过上罐体11上的进料口115输入物料罐体1内，下罐体13上开设的母液出口133外接真空泵，开启真空泵实现真空抽滤，结晶混合物在滤网132上实现固液分离，母液通过滤网132进入下罐体13的母液收集槽13B内由真空泵抽出，物料晶体凝结在滤网132上形成一层粘稠潮湿的滤饼。

在物料干燥阶段，启动罐体回转驱动模块5，使物料罐体1转动90°，让物料柔和地移动至整个物料罐体1的内腔中；热媒从上罐体11上设置的上热媒进口113进入上加热腔12A，从上热媒出口114流出，形成热媒循环，热媒还从下罐体13上设置的下热媒进口134进入下加热腔12B，从下热媒出口135流出，形成热媒循环；热媒通过导流板的导流循环至整个物料罐体1的上加热腔12A和下加热腔12B中，为潮湿的滤饼提供干燥所需的热量。上罐体11上设置的罐体回转轴套112与罐体回转驱动模块5连接，通过罐体回转驱动模块5带动整个物料罐体1回转；搅拌驱动模块4中的搅拌轴4C通过机械密封40与物料罐体1实现密封，由搅拌桨4D以球形轨迹转动将滤饼打散，使物料均匀分布在物料罐体1的内腔中，增大干燥面积；搅拌轴4C的内腔中通过旋转密封模块6通入热水，多方面提高干燥效率，物料罐体1的完全球形内壁使得物料晶体受热更加均匀稳定，提高物料罐体1内各个位置上的物料同质性。

在出料时，通过罐体回转驱动模块5使物料罐体1转动100°，此时出料口116竖直向下(见图6和图7)，开启出料口116上的出料阀9，球形物料罐体1内的物料可利用重力或者抽真空的方式从出料口116落出，同时在驱动搅拌桨4D正转，利用上桨叶422的顶面的、中桨叶432的顶面的和下桨叶442的顶面的锐角把残留在球形物料罐体1内壁上的物料刮干净，通过罐体回转驱动模块5反复转动物料罐体1若干次，能提升出料率。

在下罐体13拆卸过程中，先通过罐体回转驱动模块5将物料罐体1转到原始位置，通过松开锁紧卡箍12的方式实现上罐体11和下罐体13分离，通过推车手柄83将升降小车推到下罐体13的正下方，再顺时针旋转升降机构驱动摇杆84，使三个丝杆升降机构81上升到定位标高，使下罐体13底部的三根支撑柱136一一对应地坐落在三个支撑座82上，然后把升降小车8移出。在下罐体13安装过程中，通过升降小车将下罐体13运到上罐体11的正下方，再同步提升三个支撑座82使下罐体13上升到定位标高范围内，然后通过锁紧卡箍12将下罐体13和上罐体11进行紧固锁死，最后把升降小车8移出。升降小车8极大地方便了下罐体13的拆装与转移，操作简便，流畅高效。

上罐体11上设置的视镜窗117采用钢化玻璃制成的圆形窗，透过视镜窗117便于工作人员对物料罐体1内的物料在干燥过程进行观察。物料罐体1外设有控制开关，该控制开关分别通过信号线与压力表119和温度表118连接，方便工作人员操作，提高工作效率。

以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变型，因此所有等同的技术方案也应该属于本发明的范畴，应由各权利要求所限定。