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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201711389230.1 (22)申请日 2017.12.21 (71)申请人 郑州飞龙医疗设备有限公司 地址 450001 河南省郑州市高新技术开发 区国槐街8号火炬大厦1502室 (72)发明人 张新民 张寅 李洪涛 申彦魁 (74)专利代理机构 郑州中原专利事务所有限公 司 41109 代理人 张春 (51)Int.Cl. A61L 2/02(2006.01) A61L 2/26(2006.01) (54)发明名称 轻型液体生物制品超高压灭活设备 (57)摘要 本发明提。
2、供一种强度高、 重量轻的轻型液体 生物制品超高压灭活设备， 包括超高压灭活舱及 与超高压灭活舱连通的超高压泵， 超高压泵的出 口连通超高压灭活舱的进水端； 超高压泵的进口 连通冷水机的出水口， 冷水机的进水口连通超高 压灭活舱的出水端； 超高压灭活舱包括灭活舱本 体， 灭活舱本体内部设置圆柱形称为灭活腔的盲 孔； 灭活舱本体的盲孔下方设置与灭活腔连通的 高压液体进出孔； 灭活舱本体外周缠绕纤维复合 材料。 灭活腔上方设置与其配合的上、 下移动的 柱塞杆； 柱塞杆设置在门型架上， 门型架包括两 根横柱， 两根横柱的两个左端缠绕纤维复合材料 和两个右端缠绕纤维复合材料分别形成两根纤 维复合材料竖柱。
3、。 同等强度下本发明质量轻、 体 积小， 容易移动。 权利要求书1页 说明书5页 附图6页 CN 108096590 A 2018.06.01 CN 108096590 A 1.一种轻型液体生物制品超高压灭活设备， 包括超高压灭活舱及与超高压灭活舱连通 的超高压泵， 超高压泵的出口连通超高压灭活舱的进水端； 超高压泵的进口连通冷水机的 出水口， 冷水机的进水口连通超高压灭活舱的出水端； 超高压灭活舱包括灭活舱本体， 灭活 舱本体内部设置圆柱形称为灭活腔的盲孔； 灭活舱本体的盲孔下方设置与灭活腔连通的高 压液体进出孔； 其特征在于： 所述灭活舱本体外周缠绕纤维复合材料。 2.根据权利要求1所述轻。
4、型液体生物制品超高压灭活设备， 其特征在于： 所述灭活腔上 方设置与其配合的上、 下移动的柱塞杆； 柱塞杆设置在门型架上， 门型架包括两根横柱， 两 根横柱的两个左端缠绕纤维复合材料和两个右端缠绕纤维复合材料分别形成两根纤维复 合材料竖柱。 3.根据权利要求1或2所述轻型液体生物制品超高压灭活设备， 其特征在于： 所述缠绕 纤维复合材料， 为包卷纤维织物复合材料、 缠绕纤维织物带复合材料或者缠绕纤维丝束复 合材料。 4.根据权利要求3所述轻型液体生物制品超高压灭活设备， 其特征在于： 所述灭活本体 外表面为圆柱形。 5.根据权利要求4所述轻型液体生物制品超高压灭活设备， 其特征在于： 所述灭活。
5、舱本 体为冷轧钢管， 冷轧钢管的一端固定底部堵头， 构成外表面为圆柱形的灭活舱本体， 底部堵 头上设置通孔为高压液体进出孔。 6.根据权利要求3所述轻型液体生物制品超高压灭活设备， 其特征在于： 所述灭活舱本 体纵截面外轮廓呈工字形。 7.根据权利要求6所述轻型液体生物制品超高压灭活设备， 其特征在于： 所述灭活舱本 体包括冷轧钢管， 冷轧钢管的一端固定底部堵头， 冷轧钢管的两端固定法兰盘， 构成纵截面 外轮廓呈工字形的灭活舱本体， 底部堵头上设置通孔为高压液体进出孔。 8.根据权利要求5或7所述轻型液体生物制品超高压灭活设备， 其特征在于： 所述在灭 活舱本体外周包卷纤维织物复合材料为与冷轧。
6、钢管轴向同宽的纤维预浸料紧密包覆裹卷 在冷轧钢管外表面； 所述在灭活舱本体外周缠绕纤维织物带复合材料或者缠绕纤维丝束复 合材料指纤维预浸料环向缠绕或者螺旋缠绕在冷轧钢管外表面。 权 利 要 求 书 1/1 页 2 CN 108096590 A 2 轻型液体生物制品超高压灭活设备 技术领域 0001 本发明属于医疗设备领域， 具体涉及一种轻型液体生物制品超高压灭活设备。 背景技术 0002 超高压灭菌灭活技术， 又称为超高压技术， 高静压技术， 指将带灭活的物品置于 100-1000MPa的高压和一定的温度下处理一段时间来灭菌的技术。 超高压技术需要配合超 高压装置才能使用， 超高压装置包括超高。
7、压容器和加压装置。 超高压灭活舱即为超高压容 器。 超高压灭活舱需要承受超高压， 保证安全性， 对其结构有很高的要求。 目前的超高压灭 活舱体的结构多为圆筒状， 其内设置圆柱盲孔构成的灭活腔。 超高压灭活舱体的灭活腔一 端的开口连接柱塞杆， 柱塞杆可以左右或者上下移动。 其中， 间接加压的超高压灭活设备的 超高压灭活舱体的灭活腔另一端还连通高压液体进出孔， 高压液体进出孔与加压管道相 连。 为了承受压力， 超高压灭活舱体的侧围、 上端面、 下端面壁厚很大， 而且整个舱体为钢结 构制成， 重量很重， 移动很不方便。 间接加压的超高压灭活舱加压工作时， 柱塞杆需要有足 够的压力压住灭活腔的开口， 。
8、所以柱塞杆处也需要有压紧装置， 即超高压灭活设备的受力 部件也需要比较笨重的钢结构。 0003 专利CN201620464243.5液体生物制品中病原体的超高压灭活设备， 门型架上设置 垂直的第一液压缸， 第一液压缸的活塞杆上固定柱塞杆， 柱塞杆可以上下移动。 门型架还设 置有水平放置的第二液压缸， 第二液压缸的活塞杆上固定U型块。 当柱塞杆向下移动堵住高 压灭活仓的灭活腔开口时， U型块移动卡在柱塞杆与门型架之间。 超高压灭活舱承受高压 时， 向上的压力从柱塞杆经过U型架传递到门型架。 门型架的横杆承受弯矩， 竖杆承受拉力， 需要做成很厚的钢结构， 才能承受。 超高压灭活设备由于超高压的特点。
9、， 结构笨重， 难以移 动。 然而在实际中， 是需要移动超高压灭活设备的。 发明内容 0004 本发明的目的是提供一种强度高、 重量轻的轻型液体生物制品超高压灭活设备。 0005 本发明目的是以下述方式实现的： 一种轻型液体生物制品超高压灭活设备， 包括 超高压灭活舱及与超高压灭活舱连通的超高压泵， 超高压泵的出口连通超高压灭活舱的进 水端； 超高压泵的进口连通冷水机的出水口， 冷水机的进水口连通超高压灭活舱的出水端； 超高压灭活舱包括灭活舱本体， 灭活舱本体内部设置圆柱形称为灭活腔的盲孔； 灭活舱本 体的盲孔下方设置与灭活腔连通的高压液体进出孔； 灭活舱本体外周缠绕纤维复合材料。 0006 。
10、灭活腔上方设置与其配合的上、 下移动的柱塞杆； 柱塞杆设置在门型架上， 门型架 包括两根横柱， 两根横柱的两个左端缠绕纤维复合材料和两个右端缠绕纤维复合材料分别 形成两根纤维复合材料竖柱。 0007 缠绕纤维复合材料， 为包卷纤维织物复合材料、 缠绕纤维织物带复合材料或者缠 绕纤维丝束复合材料。 0008 灭活本体外表面为圆柱形。 说 明 书 1/5 页 3 CN 108096590 A 3 0009 灭活舱本体为冷轧钢管， 冷轧钢管的一端固定底部堵头， 构成外表面为圆柱形的 灭活舱本体， 底部堵头上设置通孔为高压液体进出孔。 0010 灭活舱本体纵截面外轮廓呈工字形。 0011 灭活舱本体包。
11、括冷轧钢管， 冷轧钢管的一端固定底部堵头， 冷轧钢管的两端固定 法兰盘， 构成纵截面外轮廓呈工字形的灭活舱本体， 底部堵头上设置通孔为高压液体进出 孔。 0012 在灭活舱本体外周包卷纤维织物复合材料为与冷轧钢管轴向同宽的纤维预浸料 紧密包覆裹卷在冷轧钢管外表面； 所述在灭活舱本体外周缠绕纤维织物带复合材料或者缠 绕纤维丝束复合材料指纤维预浸料环向缠绕或者螺旋缠绕在冷轧钢管外表面。 。 0013 本发明的有益效果是： 使用纤维复合材料缠绕超高压灭活舱体和需要承压的门型 架， 同等强度下纤维复合材料质量轻、 体积小， 容易移动。 这种结构下可以使用冷轧钢管作 为灭活舱本体， 成本低， 适合大批量。
12、生产。 附图说明 0014 图1为本发明结构原理图。 图2为本申请超高压灭活舱实施例一。 图3为本申请超高 压灭活舱实施例二。 图4为本申请超高压灭活舱实施例三。 图5为本申请实施例四。 图6为环 向缠绕冷轧钢管示意图。 图7为螺旋缠绕冷轧钢管示意图。 图8为门型架结构示意图。 图9为 图8的A-A方向视图。 图10为纤维复合材料竖柱层状结构示意图。 图11为实施例五。 图12为包 卷纤维织物复合材料示意图。 0015 其中， 1为机架， 2为底座， 3为超高压灭活舱， 4为密封环， 5为第一液压缸， 6为柱塞 杆， 7为U型块， 8为第二液压缸， 9为液压泵， 10为第三液压缸， 11为油站。
13、， 12为门型架， 13 为导轨， 14为超高压泵， 15为冷水机， 16为进口， 17为出水口， 18为进水口， 19为出口， 20为三 通阀， 21为进出水口， 23为主缸体， 24为副缸体， 25为隔热套， 26为换向阀， 121为纤维复合材 料竖柱， 122为横柱， 123为临时竖柱， 310为灭活舱本体， 320为灭活腔， 330为纤维复合材料， 340为冷轧钢管， 350为底部堵头， 360为法兰盘， 370为高压液体进出孔， 380为纤维预浸料。 具体实施方式 0016 如图1所示， 一种轻型液体生物制品超高压灭活设备， 包括超高压灭活舱3及与超 高压灭活舱3连通的超高压泵14，。
14、 超高压泵14的出口19连通超高压灭活舱3的进水端， 超高 压泵14的进口16连通冷水机15的出水口17， 冷水机15的进水口18连通超高压灭活仓3的出 水端。 0017 如图2-7所示， 超高压灭活舱3包括灭活舱本体310， 灭活舱本体310内部设置圆柱 形称为灭活腔320的盲孔。 灭活舱本体310的盲孔下方设置与灭活腔320连通的高压液体进 出孔370。 灭活舱本体310外周缠绕纤维复合材料330。 0018 如图1、 8、 9、 10所示， 灭活腔320上方设置与其配合的上、 下移动的柱塞杆6。 柱塞杆 6设置在门型架12上， 门型架12包括两根横柱122， 两根横柱122的两个左端缠绕。
15、纤维复合材 料和两个右端缠绕纤维复合材料分别形成两根纤维复合材料竖柱121。 加工时， 两根横柱 122左端之间和右端之间分别设置临时竖柱123， 然后两根横柱122的两个左端和两个右端 分别缠绕纤维复合材料。 成型后去掉临时竖柱123， 门型架12由两根横柱122和两根纤维复 说 明 书 2/5 页 4 CN 108096590 A 4 合材料竖柱121组成。 纤维复合材料受拉性能良好， 而门型架12主要受拉力， 使用纤维复合 材料竖柱121可以极大的减轻重量。 临时纵柱1213也可以留下， 起支撑横柱122重力的作用。 纤维复合材料竖柱121为一层层缠绕而成具有层状结构， 如图10所示。 。
16、0019 灭活舱本体310外周与两根横柱122的两个左端、 两个右端缠绕纤维复合材料为包 卷纤维织物复合材料、 缠绕纤维织物带复合材料或者缠绕纤维丝束复合材料。 纤维为碳纤 维、 玻璃纤维、 芳纶纤维或其它质量轻、 承受拉力性能好的复合材料。 碳纤维、 玻璃纤维、 芳 纶纤维质量轻。 拉伸强度高， 加工性好， 可以做成不同形态之产品。 0020 如图2-3所示， 灭活舱本体310外表面为圆柱形的2种实施例。 图2为实施例一， 灭活 舱本体310外表面为圆柱形， 其内设置盲孔为灭活腔320， 灭活舱310本体的盲孔下方设置与 灭活腔320连通的高压液体进出孔370。 灭活舱本体310为整体圆柱钢。
17、芯， 整体圆柱钢芯内部 直接镗出盲孔形成灭活腔320。 整体圆柱钢芯外周缠绕纤维复合材料330。 实施例二中， 如图 3所示， 外面缠绕纤维复合材料的灭活舱本体310其厚度比之前全部不锈钢制作的灭活仓体 厚度薄很多， 可以使用冷轧钢管340制作。 为了节约成本， 灭活舱本体310可以为冷轧钢管 340， 冷轧钢管340的一端固定底部堵头350， 构成外表面为圆柱形的灭活舱本体310。 底部堵 头350上设置与灭活腔2连通的高压进出水孔370。 冷轧钢管340的一端固定底部堵头350， 为 冷轧钢管340的一端内螺纹固定底部堵头350或者冷轧钢管340的一端焊接底部堵头350。 冷 轧钢管340。
18、性能好、 价格便宜、 适用于大批量生产。 冷轧钢管340外周缠绕纤维复合材料330。 0021 如图4-5、 11所示， 灭活舱本体310纵截面外轮廓呈工字形的3种实施例。 图4为实施 例三， 灭活舱本体310纵截面外轮廓呈工字形， 其内设置呈盲孔的灭活腔320， 灭活舱310本 体的盲孔下方设置与灭活腔320连通的高压液体进出孔370。 灭活舱本体310为纵截面外轮 廓呈工字形的整体钢芯， 其中间部位直径较小圆柱外周缠绕纤维复合材料330。 用圆柱形的 钢柱先加工成纵截面外轮廓呈工字形的整体钢芯， 然后镗处盲孔作为灭活腔320。 图5中， 实 施例四中， 灭活舱本体310包括冷轧钢管340，。
19、 冷轧钢管340的一端固定底部堵头350， 冷轧钢 管340的两端固定法兰盘360， 构成纵截面外轮廓呈工字形的灭活舱本体310， 使用冷轧钢管 340、 底部堵头350、 法兰盘360可以有效的降低成本。 底部堵头350上设置与灭活腔320连通 的高压进出水孔370。 冷轧钢管340的一端固定底部堵头350， 为冷轧钢管340的一端内螺纹 固定底部堵头350或者冷轧钢管340的一端焊接底部堵头350。 冷轧钢管340的两端固定法兰 盘360， 指冷轧钢管340的两端面与法兰盘360的底面焊接。 图11为实施例五， 与实施例四的 不同之处在于： 冷轧钢管340的两端的外圆周面与法兰盘360内表。
20、面焊接或者螺纹连接， 这 样法兰盘360相当于加强筋， 使灭活舱本体310的强度更高。 灭活舱本体310纵截面外轮廓呈 工字形时， 灭活舱本体310的两端半径大于中间半径， 纤维复合材料330缠绕在灭活舱本体 310半径较小的圆柱外表面。 0022 所有实施例的纤维复合材料330和纤维复合材料竖柱121外表面可以覆盖外壳和 竖柱护罩， 保护纤维复合材料330和纤维复合材料竖柱121， 避免损伤和灰尘等， 也可以使外 观更好看。 外壳或者竖柱护罩可以为塑料或者不锈钢材质。 灭活舱本体310纵截面外轮廓呈 工字形时， 其纤维复合材料330外的外壳的外表面与灭活舱本体310两端的圆柱外表面平 齐。 。
21、0023 如图6、 7、 12所示， 在灭活舱本体310外周包卷纤维织物复合材料为与冷轧钢管340 轴向同宽 （实施例二、 四） 或者或者整体圆柱钢芯 （实施例一） 轴向同宽或者冷轧钢管4轴向 说 明 书 3/5 页 5 CN 108096590 A 5 宽度减去两端法兰盘6宽度同宽 （实施例五） 或者纵截面为工字型的整体钢芯中间直径较小 部分圆柱的轴向同宽 （实施例三） 的纤维预浸料380紧密包覆裹卷在冷轧钢管340或者整体 圆柱钢芯或者整体钢芯的外表面。 在灭活舱本体310外周缠绕纤维织物带复合材料或者缠 绕纤维丝束复合材料指纤维预浸料380环向缠绕或者螺旋缠绕在待缠绕部件外表面。 紧密 。
22、包覆裹卷指在包覆裹卷时加大的张力。 图6为纤维预浸料380环向缠绕示意图。 环向缠绕： 待 缠绕部件绕着自身轴线旋转， 导丝头在待缠绕部件的缠绕区间做平行与轴线的移动。 缠绕 角度通常为85到90度。 待缠绕部件自转一周， 导丝头近似移动一个纤维预浸料8的宽度。 图7 为纤维预浸料380螺旋缠绕示意图。 螺旋缠绕： 根据实验确定最佳缠绕角度， 使纤维复合材 料330均匀且能承受更多的压力。 待缠绕部件绕着自身轴线旋转， 导丝头在待缠绕部件的缠 绕区间做平行与轴线的往复运动。 图12为包卷纤维织物复合材料示意图， 纤维预浸料8一层 层包裹在待缠绕部件外表面。 0024 门型架12的两根横柱122。
23、的左端和右端缠绕纤维复合材料也可以为与纤维复合材 料竖柱121同宽的纤维预浸料380紧密包覆裹卷在两根横柱122的左端或者右端； 或者纤维 织物带复合材料、 纤维丝束复合材料作为纤维预浸料380环向缠绕或者螺旋缠绕在两根横 柱122的左端或者右端。 0025 如图1所示超高压灭活舱3固定在底座2上， 柱塞杆6固定在第一液压缸5的活塞杆 上， 第一液压缸5固定在门型架12上， 门型架12上固定有第二液压缸8， 第二液压缸8的活塞 杆上固定有U型块7。 设U型块7的U口宽度为a， 第一液压缸5的活塞杆的直径为d， 柱塞杆6的 直径为D， 则daD。 这样U型块7可以卡在柱塞杆6和门型架12之间， 。
24、将柱塞杆6的力传导到 门型架12。 0026 超高压灭活舱3的灭活腔320的下部设置容纳液体生物制品的隔热套25， 隔热套25 与灭活腔320间隙配合。 柱塞杆6与灭活腔320之间设密封环4。 底座2与门型架12相对移动。 底座2通过导轨13与机架1连接， 门型架12固定在机架1上， 底座2与第三液压缸10的活塞杆 固定连接， 第三液压缸10固定在机架1上； 或者底座2固定在机架1上， 门型架12通过导轨13 与机架1连接， 门型架12与第三液压缸10的活塞杆固定连接， 第三液压缸10固定在机架1上， 第三液压缸10通过液压泵9与油站11连接。 0027 超高压泵14包括主缸体23， 主缸体2。
25、3两端对称设置有副缸体24， 主缸体23和副缸 体24内均设置有活塞， 活塞通过活塞杆连接， 主缸体23通过液压泵 与油站 连接, 副缸体 24上设置有进口16和出口19， 主缸体23上连接有换向阀26。 超高压泵14的出口19与超高压 灭活舱3的进水端之间的管道中安装有单向阀， 超高压泵14的进口16与冷水机15的出水口 17之间的管道中安装有单向阀。 超高压灭活舱3的进水端和出水端分别为三通阀20的进水 端口和出水端口， 超高压灭活舱3的进出水口21与三通阀20的另一端口连通。 0028 超高压泵的工作原理是： 活塞将主缸体23分为左腔体和右腔体， 调整换向阀26， 使 液压油进入左腔体内。
26、， 推动活塞杆向右移动， 将右侧的副缸体内的冰冷液体注入耐高压容 器内， 同时冰冷液体通过左侧副缸体的进口进入左侧的副缸体内， 使液压油进入右腔体内， 推动活塞杆向左移动， 将左侧的副缸体内的冰冷液体注入耐高压容器内， 同时冰冷液体通 过右侧副缸体的进口进入右侧的副缸体内。 0029 具体实施时： 将被处理的液体生物制品真空封入无菌塑料袋并放入超高压灭活舱 3中， 启动第三液压缸10移动门型架12或底座2， 使得超高压灭活舱3的灭活腔320与柱塞杆6 说 明 书 4/5 页 6 CN 108096590 A 6 对正， 启动第一液压缸5将柱塞杆6伸入超高压灭活舱3的灭活腔320内， 启动第二液。
27、压8缸将 U型块7移动至柱塞杆6与门型架12之间， 启动超高压泵14， 向超高压灭活舱3内注入冰冷液 体。 根据实际需要加压、 降压并循环， 完成灭活过程后， 降压。 同等质量的纤维复合材料和钢 结构， 纤维复合材料如碳纤维和玻璃纤维、 芳纶纤维其抗拉强度远高于钢结构。 超高压灭活 舱3和门型架12受力时， 纤维复合材料330如碳纤维和玻璃纤维、 芳纶纤维受拉力， 其质量轻 且既有良好的力学性能。 需要移动超高压灭活设备时， 因为其质量较轻， 也比较方便。 说 明 书 5/5 页 7 CN 108096590 A 7 图1 图2 说 明 书 附 图 1/6 页 8 CN 108096590 A 8 图3 图4 说 明 书 附 图 2/6 页 9 CN 108096590 A 9 图5 图6 图7 说 明 书 附 图 3/6 页 10 CN 108096590 A 10 图8 图9 说 明 书 附 图 4/6 页 11 CN 108096590 A 11 图10 图11 说 明 书 附 图 5/6 页 12 CN 108096590 A 12 图12 说 明 书 附 图 6/6 页 13 CN 108096590 A 13 。