制藥機(jī)械的密封設(shè)計(jì)

制藥機(jī)械的密封設(shè)計(jì)的重要性

制藥機(jī)械安裝需跨越不同潔凈度級(jí)別的區(qū)域時(shí)，設(shè)備上應(yīng)留出密封隔斷的位置或裝置。藥膏均質(zhì)機(jī)的抽真空工作方式，保證了物料的細(xì)膩和無菌生產(chǎn)。

外置型機(jī)械密封設(shè)計(jì)

外置型機(jī)械密封設(shè)計(jì)是最早的衛(wèi)生泵機(jī)械密封設(shè)計(jì)方案，在機(jī)械密封只能采用石墨這種材料的時(shí)期，細(xì)微的石墨顆粒極易脫落且能透過除菌過濾器，外置機(jī)械密封的設(shè)計(jì)可以有效避免在泵體運(yùn)行中所產(chǎn)生的石墨顆粒進(jìn)入到物料中，從而避免機(jī)械密封帶來的顆粒物污染。圖2.35可以看出，外置型機(jī)械密封的靜環(huán)部分完全浸潤在物料內(nèi)，而動(dòng)環(huán)等組件暴露在泵外。
隨著科技的發(fā)展，石墨等密封材質(zhì)已被碳化硅等高強(qiáng)度材料所取代。向外置型機(jī)械密封設(shè)計(jì)也會(huì)帶來一些無法解決的問題。
在泵蓋和葉輪之間間隙非常狹小，如果物料是水則沒有問題;如果介質(zhì)是含有顆粒的藥液、糖漿或含結(jié)晶體等，物料就極易積存在這個(gè)狹小的空間里，從而導(dǎo)致交叉污染并影響泵腔的清洗效果。
同時(shí)，在靜環(huán)和泵軸之間的間隙非常狹小，機(jī)械密封的動(dòng)環(huán)、靜環(huán)在工作時(shí)摩擦?xí)a(chǎn)生很高的溫度，該間隙可保證相對(duì)低溫的介質(zhì)(如注射用水)對(duì)其進(jìn)行沖洗與冷卻，如果間隙受阻，則會(huì)影響密封面的冷卻效果，容易使機(jī)械密封產(chǎn)生類似“干轉(zhuǎn)”的狀況并降低機(jī)械密封的使用壽命。
另外，物料壓力的作用力和機(jī)械密封的彈力方向相反，當(dāng)物料壓力有波動(dòng)、彈簧的補(bǔ)償力不夠時(shí)，會(huì)導(dǎo)致機(jī)械密封出現(xiàn)不穩(wěn)定甚至嚴(yán)重的泄漏。為了解決上述問題，采用外置型機(jī)械密封設(shè)計(jì)的離心泵進(jìn)行配液系統(tǒng)的物料輸送時(shí)，只能采用外置型雙端機(jī)械密封設(shè)計(jì)進(jìn)行彌補(bǔ)。

圖2.35外置型機(jī)械密封設(shè)計(jì)

外置型雙端機(jī)械密封設(shè)計(jì)會(huì)導(dǎo)致泵的加工成本增加、配液會(huì)路安裝相對(duì)復(fù)雜、運(yùn)行成本和后期維護(hù)費(fèi)用增加。同時(shí)，當(dāng)物料端機(jī)械密封損壞而外置機(jī)械密封未損壞時(shí)，從外觀上可能無法直接、快捷地發(fā)現(xiàn)。當(dāng)藥膏均質(zhì)機(jī)的泵正常運(yùn)行時(shí)，泵腔內(nèi)壓力高，物料可能會(huì)滲漏到內(nèi)、外機(jī)械密封間的腔室內(nèi)，對(duì)泵腔內(nèi)的潔凈不會(huì)產(chǎn)生影響;當(dāng)泵停下來后，內(nèi)、外機(jī)械密封腔室內(nèi)流動(dòng)的沖洗液可能會(huì)滲入到泵腔內(nèi)部，造成不必要的污染。

內(nèi)置型機(jī)械密封設(shè)計(jì)

內(nèi)置型機(jī)械密封設(shè)計(jì)(圖2.36)屬于較先進(jìn)的機(jī)械密封設(shè)計(jì)，其機(jī)械密封的動(dòng)環(huán)、靜環(huán)部分完全浸潤在物料內(nèi)，可實(shí)現(xiàn)良好的自清洗、自冷卻效果，利用物料的壓力保證良好的密封效果。

圖2.36內(nèi)置型機(jī)械密封設(shè)計(jì)

由于密封材料的改進(jìn)，碳化硅材料取代了最早的石墨，使得機(jī)械密封的設(shè)計(jì)可以改進(jìn)為內(nèi)置型設(shè)計(jì)，從而彌補(bǔ)了外置型機(jī)械密封設(shè)計(jì)的缺陷。碳化硅非常脆弱，但其破損時(shí)會(huì)以塊狀出現(xiàn)并被除菌過濾器截留，從而避免了微粉狀石墨顆粒帶來的產(chǎn)品污染。

內(nèi)置型機(jī)械密封在泵蓋和葉輪之間的間隙非常開放，可以輸送幾乎所有的衛(wèi)生行業(yè)的物料，包括產(chǎn)生少量結(jié)晶的藥液和含有少量活性炭顆粒的物料等，而不必?fù)?dān)心顆粒的積存。

即使是內(nèi)置型機(jī)械密封設(shè)計(jì)，在一些特殊情況也需要使用雙端機(jī)械密封設(shè)計(jì)，以便沖洗液進(jìn)入該位置對(duì)動(dòng)靜環(huán)面進(jìn)行沖洗，延長機(jī)械密封的使用壽命。例如，當(dāng)藥膏均質(zhì)機(jī)中的物料存在一定的危險(xiǎn)性或腐蝕性，內(nèi)置型雙端機(jī)械密封可實(shí)現(xiàn)雙重保護(hù)，降低物料泄露風(fēng)險(xiǎn);當(dāng)物料中含有大量的糖分結(jié)晶或顆粒物時(shí)，需采用雙端機(jī)械密封對(duì)間隙進(jìn)行及時(shí)沖洗。雙端機(jī)械密封(圖2.37)管路連接相對(duì)簡單，只需將外接軟管或硬管與泵體雙端機(jī)械密封的管路連接即可。