一种无菌灌装用定量泵的制作方法

一种无菌灌装用定量泵
【技术领域】
1.本发明涉及一种灌装设备，尤其涉及一种无菌灌装用定量泵。


背景技术：

2.现有的灌装用定量泵包括泵体和柱塞，泵体内设有柱塞腔，柱塞滑动安装在柱塞腔内，柱塞腔的一端设有敞口，当柱塞向着远离敞口方向运动时，可将物料从敞口吸入柱塞腔内，随后柱塞向着敞口方向运动以将柱塞腔内的物料推出进行灌装，由于柱塞腔的横截面积一定，因此设定柱塞的运动距离可实现吸入定量物料的效果，由此实现定量灌装。
3.在定量泵使用一段时间后，需要对柱塞腔进行高温清洗，在高温清洗过程泵体和柱塞会发生热胀变形，即柱塞腔会因泵体的热胀而产生收缩，这样一来，便会出现柱塞卡在柱塞腔内无法滑动的现象，进而影响了定量泵的正常使用。


技术实现要素：

4.本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术的不足而提供一种无菌灌装用定量泵，既能够提升无菌灌装生产的安全性，避免物料被污染以及发生变质，又能在灌装前快速降低泵体和柱塞温度，以使柱塞和泵体恢复至常态，进而确保定量泵能正常使用。
5.为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
6.一种无菌灌装用定量泵，包括泵体和柱塞，所述泵体内设有柱塞腔，所述柱塞滑动安装在柱塞腔内，所述柱塞腔包括自上向下分布的正压隔离腔和灭菌腔，所述灭菌腔和正压隔离腔通过气密封件隔离，所述灭菌腔的侧壁自上向下设有杀菌气体入口和杀菌气体出口，所述正压隔离腔的侧壁设有无菌空气入口，所述正压隔离腔的上端设有敞口，所述定量泵还包括围绕在所述正压隔离腔外侧并用于容纳冷却液的冷却腔，所述冷却腔位于所述敞口与无菌空气入口之间，所述冷却腔的腔壁连接有进液管和出液管。
7.在上述无菌灌装用定量泵中，所述定量泵还包括套装在所述泵体外侧的冷却套，所述冷却套与所述泵体的外周侧之间形成所述冷却腔，所述进液管和出液管设于所述冷却套上。
8.在上述无菌灌装用定量泵中，所述泵体的外周侧设有上限位台阶和下限位台阶，所述冷却套夹装在所述上限位台阶和下限位台阶之间。
9.在上述无菌灌装用定量泵中，所述冷却套的上端与所述上限位台阶焊接，所述冷却套的下端与所述下限位台阶焊接。
10.在上述无菌灌装用定量泵中，所述泵体的外周侧设有环形凹槽，所述环形凹槽与所述冷却套配合形成所述冷却腔，所述冷却套的外表面与所述下限位台阶的外表面平齐。
11.在上述无菌灌装用定量泵中，所述冷却套包括独立加工成型的左半套和右半套，所述左半套和右半套焊接形成所述冷却套。
12.在上述无菌灌装用定量泵中，所述进液管位于所述出液管上方。
13.在上述无菌灌装用定量泵中，所述泵体包括上泵体和下泵体，所述正压隔离腔设
于所述上泵体内，所述灭菌腔设于所述下泵体内，所述上泵体密封安装在固定板的顶部，所述下泵体密封安装在固定板的底部，所述固定板设有供所述柱塞贯穿的过孔。
14.在上述无菌灌装用定量泵中，所述灭菌腔的底部和顶部分别设有第一穿孔和第二穿孔，所述柱塞包括杆部和设于杆部上端的柱塞头，所述杆部贯穿第一穿孔和第二穿孔，所述柱塞头位于所述正压隔离腔内，所述气密封件为设于所述第一穿孔与所述杆部之间以及所述第二穿孔与所述杆部之间的泛塞密封圈。
15.在上述无菌灌装用定量泵中，所述灭菌腔用于容纳杀菌气体，所述杀菌气体为气化双氧水或高温水蒸汽。
16.本发明的有益效果：
17.1、本发明中的无菌灌装用定量泵使用时，先在正压隔离腔内不间断通入无菌空气，由于柱塞始终与柱塞腔密封配合，因此无菌空气被封装在正压隔离腔内位于柱塞下方的空间内，随着无菌空气量的增加，正压隔离腔内的气压会逐渐增大，然后通过杀菌气体入口向灭菌腔内持续通入杀菌气体，并保持正压隔离腔内的气压大于灭菌腔内的气压，此时灭菌腔内的杀菌气体在压差的作用下无法渗透进入正压隔离腔内，由此避免了杀菌气体进入正压隔离腔内破坏物料；而灭菌腔内的杀菌气体在压差的作用下向下流动并对位于灭菌腔内的部分柱塞杆的杆部进行杀菌消毒，随后由杀菌气体出口排出，通过对灭菌腔内的柱塞杆的杆部进行杀菌消毒，可防止细菌进入正压隔离腔内，由此防止了细菌污染物料，由此可知，通过杀菌气体形成的气体灭菌屏障以及无菌空气形成正压隔离屏障，可以对柱塞上方用于盛放物料的柱塞腔形成恒久的无菌隔离，由此提升了无菌灌装生产的安全性，避免物料被污染以及发生变质；另外，本发明中的定量泵还包括围绕在正压隔离腔外侧并用于容纳冷却液的冷却腔，冷却腔位于敞口与无菌空气入口之间，冷却腔的腔壁连接有进液管和出液管，如此一来，在高温清洗完成后，通过向冷却腔内通入冷却液，可实现对泵体和柱塞的快速降温，以使泵体和柱塞在灌装前恢复至常态，进而确保了定量泵能正常使用；最后，在灌装物料时还可通过冷却液对物料进行降温，以使物料维持一定的温度。
18.2、定量泵还包括套装在泵体外侧的冷却套，冷却套与泵体的外周侧之间形成冷却腔，进液管和出液管设于冷却套上。与通过一体成型的方式加工出冷却腔相比，这样设计，可便于冷却腔的加工成型，进而降低加工难度和制造成本。
19.3、泵体的外周侧设有上限位台阶和下限位台阶，冷却套夹装在上限位台阶和下限位台阶之间。如此设计，能够对冷却套进行上下方向上的定位，以方便后期冷却套与泵体的固定连接。
20.4、冷却套的上端与上限位台阶焊接，冷却套的下端与下限位台阶焊接。如此设计，既能实现冷却套两端与上限位台阶和下限位台阶的各自密封连接，又能提升冷却套的安装可靠性。
21.5、泵体的外周侧设有环形凹槽，环形凹槽与冷却套配合形成冷却腔，冷却套的外表面与下限位台阶的外表面平齐。如此设计，能够提升定量泵的外观。
22.6、冷却套包括独立加工成型的左半套和右半套，左半套和右半套焊接形成冷却套。如此设计，可方便冷却套套装在泵体外侧，由此降低了冷却套的组装难度。
23.7、进液管位于出液管上方。如此设计，可方便冷却液顺畅流入到出液管处，由此提升了冷却效率。
24.8、泵体包括上泵体和下泵体，正压隔离腔设于上泵体内，灭菌腔设于下泵体内，上泵体密封安装在固定板的顶部，下泵体密封安装在固定板的底部，固定板设有供柱塞贯穿的过孔。如此设计，不仅能够实现定量泵安装固定在机架上，还提升了定量泵的安装稳定性。
25.9、灭菌腔的底部和顶部分别设有第一穿孔和第二穿孔，柱塞包括杆部和设于杆部上端的柱塞头，杆部贯穿第一穿孔和第二穿孔，柱塞头位于正压隔离腔内，气密封件为设于第一穿孔与杆部之间以及第二穿孔与杆部之间的泛塞密封圈。如此设计，可提高气密封件的密封性能以及使用寿命，以此避免杀菌气体从第一穿孔和第二穿孔处发生泄漏。
26.本发明的这些特点和优点将会在下面的具体实施方式、附图中详细的揭露。
【附图说明】
27.下面结合附图对本发明做进一步的说明：
28.图1为本发明优选实施例中无菌灌装用定量泵的剖视图；
29.图2为本发明优选实施例中泛塞密封圈的剖视图；
30.图3为图1中a的局部放大示意图；
31.图4为本发明优选实施例中无菌灌装用定量泵与灌装转阀配合的剖视图。
32.附图说明：
33.010、阀体；011、阀腔；0111、进料口；0112、侧出料口；0113、底部出料口；020、阀芯；021、阀杆；022、阀头；0221、出料通道；100、泵体；110、上泵体；111、上限位台阶；112、下限位台阶；113、环形凹槽；120、下泵体；121、上限位环；122、下限位环；123、上夹块；124、下端板；125、下夹块；130、正压隔离腔；131、无菌空气入口；132、敞口；140、灭菌腔；141、杀菌气体入口；142、杀菌气体出口；143、第一穿孔；144、第二穿孔；200、柱塞；210、杆部；220、柱塞头；300、固定板；310、过孔；400、气密封件；410、本体；420、弹性橡胶圈；430、安装环；500、冷却套；510、进液管；520、出液管；600、冷却腔。
【具体实施方式】
34.下面结合本发明实施例的附图对本发明实施例的技术方案进行解释和说明，但下述实施例仅为本发明的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其他实施例，都属于本发明的保护范围。
35.参照图1至图4所示，本优选实施例中的无菌灌装用定量泵，包括泵体100和柱塞200，泵体100内设有柱塞腔，柱塞200滑动安装在柱塞腔内，泵体100包括上泵体110和下泵体120，上泵体110密封安装在固定板300的顶部，下泵体120密封安装在固定板300的底部，柱塞腔包括自上向下分布的正压隔离腔130和灭菌腔140，灭菌腔140用于容纳杀菌气体，杀菌气体为气化双氧水或高温水蒸汽，优选温度较低的气化双氧水。其中正压隔离腔130设于上泵体110内，正压隔离腔130的侧壁设有无菌空气入口131，正压隔离腔130的上端设有敞口132，敞口132与灌装转阀的底部出料口对接，灭菌腔140设于下泵体120内，灭菌腔140的侧壁自上向下设有杀菌气体入口141和杀菌气体出口142，固定板300上设有过孔310，过孔310连通正压隔离腔130和灭菌腔140，灭菌腔140的底部设有与外界连通的第一穿孔143，灭菌腔140的顶部设有与过孔310连通的第二穿孔144。
36.柱塞200包括杆部210和通过螺纹连接在杆部210顶部的柱塞头220，杆部210贯穿第一穿孔143、第二穿孔144和过孔310，以使柱塞头220位于正压隔离腔130内，而杆部210与第一穿孔143之间、杆部210与第二穿孔144之间还分别设有气密封件400，设于第二穿孔144处的气密封件400隔离灭菌腔140和正压隔离腔130，设于第一穿孔143处的气密封件400隔离灭菌腔140和外界，以此防止灭菌腔140内的灭菌气体发生泄漏。
37.为了提升气密封件400的密封性能和使用寿命，本实施例中的气密封件400优选为泛塞密封圈，气密封件400包括本体410、弹性橡胶圈420和凸设在本体410外周侧的安装环430，本体410的上下两端面分别设有环形的v型卡槽，弹性橡胶圈420卡装在v型卡槽内，且弹性橡胶圈420凸出本体410的端面，而下泵体120的内壁凸设有上限位环121和下限位环122，上限位环121与下限位环122之间形成上述灭菌腔140，上限位环121与固定板300之间设有上夹块123，下限位环122与下端板124之间设有下夹块125，其中设于第二穿孔144处的气密封件400的安装环430夹装固定在上限位环121与上夹块123之间，而设于第一穿孔143处的气密封件400的安装环430夹装固定在下限位环122与下夹块125之间。
38.此外，定量泵还包括套装在泵体100外侧的冷却套500，冷却套500位于敞口132与无菌空气入口131之间，冷却套500与上泵体110的外周侧之间形成冷却腔600，冷却腔600围绕在正压隔离腔130外侧并用于容纳冷却液，冷却套500上连接有进液管510和出液管520，进液管510和出液管520均与冷却腔600连通，且进液管510位于出液管520上方，以方便冷却液顺畅流入到出液管520处，由此提升了冷却效率；另外，与通过一体成型的方式加工出冷却腔相比，这样设计，可便于冷却腔600的加工成型，进而降低加工难度和制造成本。
39.为了方便冷却套500固定在泵体100的外侧，本实施例中上泵体110的外周侧设有上限位台阶111和下限位台阶112，冷却套500套装在上泵体110外侧后夹装在上限位台阶111和下限位台阶112之间，随后将冷却套500的上端与上限位台阶111焊接密封，冷却套500的下端与下限位台阶112焊接密封，由此通过上限位台阶111和下限位台阶112可对冷却套500进行上下方向上的定位，方便了冷却套500与上泵体110的焊接；此外采用焊接的方式实现冷却套500与上泵体110连接密封，还能在保证密封性能的情况下，提升冷却套500的安装可靠性。
40.为了能够实现将冷却套500套装在上泵体110的外侧，本实施例中冷却套500包括独立加工成型的左半套和右半套，左半套和右半套套接在上泵体110外侧后两端对接并通过焊接形成冷却套500。
41.此外，本实施例中上泵体110的外周侧设有环形凹槽113，环形凹槽113与冷却套500配合形成冷却腔600，冷却套500的外表面与下限位台阶112的外表面平齐。如此设计，不仅能够提升定量泵的外观，还能增大冷却腔600的容量，进而提升冷却速率。
42.如图4所示，为了详细说明本实施例中无菌灌装用定量泵的使用过程，与定量泵配合使用的灌装转阀包括阀体010和阀芯020，阀体010内设有阀腔011，阀芯020活动安装在阀腔011内，阀腔011的侧壁设有进料口0111和侧出料口0112，阀腔011的下端敞开形成底部出料口0113，底部出料口0113与敞口132对接，阀芯020包括阀杆021和安装在阀杆021底部的阀头022，阀头022内设有出料通道0221，出料通道0221具有入口和出口，入口设于阀头022的侧面，出口与底部出料口0113始终保持连通，灌装时，转动阀芯020，使入口与进料口0111对应连通，并同时通过阀头022封堵侧出料口0112，此时定量泵的柱塞200向下运动至设定
的距离，以使物料经进料口0111、出料通道0221流入正压隔离腔130位于柱塞头220上方的空间内，即实现定量吸料，随后转动阀芯020，使入口与侧出料口0112对应连通，并同时通过阀头022封堵进料口0111，此时定量泵的柱塞200向上运动并推动物料经出料通道0221从侧出料口0112排出，由此实现了定量灌装。
43.其中，需要说明的是，在无菌灌装用定量泵使用时，先在正压隔离腔130内不间断通入无菌空气，由于柱塞头220始终与正压隔离腔130密封配合，因此无菌空气会被封装在正压隔离腔130内位于柱塞头220下方的空间内，随着无菌空气量的增加，正压隔离腔130内的气压会逐渐增大，然后通过杀菌气体入口141向灭菌腔140内持续通入杀菌气体，并保持正压隔离腔130内的气压大于灭菌腔140内的气压，此时灭菌腔140内的杀菌气体在压差的作用下无法渗透进入正压隔离腔130内，由此避免了杀菌气体进入正压隔离腔130内破坏物料；而灭菌腔140内的杀菌气体在压差的作用下向下流动并对位于灭菌腔140内的部分杆部210进行杀菌消毒，随后由杀菌气体出口142排出，通过对灭菌腔140内的杆部210进行杀菌消毒，可防止细菌进入正压隔离腔130内，由此防止了细菌污染物料，由此可知，通过杀菌气体形成的气体灭菌屏障以及无菌空气形成正压隔离屏障，可以对柱塞头220上方用于盛放物料的正压隔离腔130形成了恒久的无菌隔离，由此提升了无菌灌装生产的安全性，避免物料被污染以及发生变质；另外，本实施例中的定量泵在高温清洗完成后，通过向冷却腔600内通入冷却液(例如冷却水)，可实现对泵体100和柱塞200的快速降温，以使泵体100和柱塞200在灌装前恢复至常态，避免柱塞200卡在柱塞腔内，进而确保了定量泵能正常使用；最后，在灌装物料时还可通过冷却液对物料进行降温，以使物料维持一定的温度。
44.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，熟悉该本领域的技术人员应该明白本发明包括但不限于附图和上面具体实施方式中描述的内容。任何不偏离本发明的功能和结构原理的修改都将包括在权利要求书的范围中。