CN101027216A - 分配少量粉末 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用来把少量粉末分配到容器中的设备，该设备包括：料斗(1)，在使用中的料斗包含待从其分配的粉末；用于料斗的支撑，借此料斗可在使用中保持在容器(8)上方，分配的粉末将被接收在该容器中；至少一个致动器，用来把冲击能量传送到料斗，以便使粉末从其分配；及粉末压实装置，用来提高在容器中粉末的至少一些的紧密度。

Description

分配少量粉末

技术领域

本发明涉及一种用来分配少量粉末的设备和方法。本发明在粉末，特别是粉末形式的药剂，的重量计量中具有具体应用，该粉末按重量分配到诸如胶囊之类的小容器中。

背景技术

粉末的流动特性具有在重力的作用下阻止粉末流过小孔的趋势，例如在包含粉末的筛网中，因为粉末颗粒趋向于聚结成较大颗粒。然而熟知的是，震动料斗使粉末流动。已经表明，对于料斗施加良好限定性质的离散运动可使可重复量的粉末流过孔。

例如，WO-A-01/33176公开了一种用来分配少量颗粒，具体地说特别是粉末形式的少量药剂，的设备和方法。设备使用漏斗状料斗，该料斗在料斗的底座处的隔膜中具有多个孔，形成筛网状元件，在料斗中存在的粉末可以穿过该筛网状元件落下。一种优选方法是水平地轻敲料斗以引起这样一种运动，由此可控制地通过隔膜分配粉末。轻敲由机电致动器实现，该机电致动器把冲击能量传送到料斗，该料斗又使少量颗粒穿过筛网状元件下落并且落到称重测量天平上。致动器是水平定向的螺线管，该螺线管经杆轻敲料斗的侧面，该杆在一个端部处支撑料斗并且具有安装在另一个端部处的螺线管。轻敲动作也可借助于对于致动器动作的竖直分量或料斗的合成运动而进行。分配粉末落入布置在精密称重秤的称重盘上的容器中，从而实时渐进地称重分配粉末，具有分配致动器的反馈控制，从而当已经分配希望重量的粉末时，终止分配。

为了把非常少量的粉末分配到在相对于目标总分配重量的非常精细公差内，穿过筛网孔分配的粉末颗粒具有非常小的直径，这意味着，当各个粉末颗粒在分配之前一起压实成聚结颗粒，聚结物在它们通过孔之前被打散。这意味着，渐进分配到容器中的粉末具有低的堆积密度，并且对应地具有高的堆积体积。这可导致胶囊的过填充问题。当普通胶囊尺寸要求包含具有不同密度的不同药剂、或不同量的同一药剂时，特别容易遭遇这种问题。

需要有一种可避免胶囊的过填充问题的分配系统。

此外，粉末的受控分配通过连续地测量分配粉末的重量和使用计算机程序控制致动器的轻敲动作而实现。这基于来自以前轻敲的以前重量增加计算每次轻敲分配的粉末重量，并且预测为了把总分配重量增大到预定目标值是否需要进一步的轻敲。软件也考虑到在实际产生具体总粉末重量的添加粉末与称重粉末重量实时精确地指示该重量的称重秤之间的任何时间延迟，因为对于称重秤盘达到稳定状态的每次测量之前需要一个时间段，以便进行精确的测量。

然而，这种方法导致粉末的缓慢分配问题，特别是当分配较大量粉末时，导致长测量循环时间。

需要有一种可保持这种已知系统的测量精度而以较快循环时间操作的分配设备和方法。这种较快循环时间把这种分配设备和方法的使用扩展到医药胶囊的大规模商业生产，该医药胶囊在其中包含个别称重和记录量的药剂。需要有这样一种申请。

对于这样一种其中包含个别称重和记录量的药剂的医药胶囊在大规模商业生产中的使用，还需要有一种用来把待填充的空容器自动地进给到称重秤并且从称重秤除去已填充容器的设备和方法，从而使大量容器可迅速和准确地填充有要求重量的粉末。关键是，进给和除去系统不干涉粉末的精确称重，这当药剂正在按重量计量到胶囊中时显然是重要的。

另外，已知系统，在提供用于药剂的目标重量值的获得中的高精度的同时，虽然可通过提供更小的目标重量的公差而改进，但不增加分配循环时间。

发明内容

本发明的目的在于至少部分地克服已知设备和方法的这些问题和满足这些要求。

因而，本发明提供一种用来把少量粉末分配到容器中的设备，该设备包括：料斗，在使用中的料斗包含待从其分配的粉末；用于料斗的支撑件，借此料斗可在使用中保持在分配的粉末要被接收在里面的容器的上方；至少一个致动器，用来把冲击能量传送到料斗，以便使粉末从其分配；及粉末压实机构，用来提高容器中粉末的至少一些的紧密度。

本发明还提供一种用来把少量粉末分配到容器中的方法，该方法包括步骤：在料斗中布置待从其分配的粉末；把料斗支撑在分配的粉末要被接收在里面的容器的上方；由至少一个致动器把冲击能量传送到料斗，由此使粉末从其分配到容器中；以及在该方法中的任何阶段，压实粉末的至少一些，由此提高在容器中的粉末的紧密度。

本发明尤其涉及一种主要用来把粉末形式的药剂分配到诸如胶囊之类的小容器中的重量计量系统。设备优选地包括传送机构，该传送机构以这样一种方式把多个容器依次进给到称重秤的盘上，从而它们在称重秤盘上的同时可填充有粉末形式的药剂，并且然后在完成填充之后依次从盘除去。

用来把容器放置在盘上的传送机构使用横向运动以把容器带到盘的中心上方，并且然后使用竖直运动以把容器安置在盘上，从而盘和其上的容器免于与传送机构的任何接触。

一种尤其优选的布置方案使用旋转传送机构，该旋转传送机构采用旋转运动以依次顺序地把容器带到盘上方，并且然后依据使用的称重秤的类型采用盘或容器任一个的竖直运动，以把容器放到称重秤盘上或从其除去容器。

这种设备因此设置成，待填充的容器可自动地进给到精密称重秤的盘上并且从盘除去。分配系统用粉末逐渐地填充在称重秤盘上的容器，当希望重量的粉末已经放置在容器中时停止。已填充容器然后从盘除去，并且由用于下个填充循环的空容器替换。

为了尽快地进行测量，重要的是，加载和卸载操作要尽可能快，同时对于称重系统的任何干扰最小。

这要求：胶囊在盘上的轻缓放置；胶囊从盘的轻缓除去；以防止粉末洒落的方式的胶囊运动；以及不产生空气运动或加热的快速胶囊运动。

已经开发以实现到和离开盘的移动的传送机构要求：在盘平面中的运动，以把容器带到在盘上方的希望位置；和与盘的平面垂直(或正交)的运动，以把容器降低到盘上和再把它搬走。

优选实施例的传送机构以平稳、安静、可清洁及产生最小洒落粉末的形式实施要求的运动。当机构典型地由不锈钢构造以符合对于医药加工设备的常规法规或要求时，对于机构的任何简化提供降低设备成本和简化操作及清洁使用中的机构的好处。

附图说明

现在参照附图仅作为例子将描述本发明的实施例，在附图中：

图1是来自一侧的、通过粉末分配设备的料斗的示意截面，该粉末分配设备使用在用来把粉末分配到容器中的本发明的方法和设备中；

图2是来自一侧的、通过粉末分配设备的料斗和轻敲装置的示意截面，该粉末分配设备使用在用来把粉末分配到容器中的本发明的方法和设备中；

图3是来自一侧的、按照本发明的传送机构的第一实施例的示意图，该传送机构用来把容器加载到在填充设备下方的称重天平盘上和从其卸载容器；

图4是按照本发明的旋转传送机构的第二实施例的示意平面图，该旋转传送机构用来把容器加载到在填充设备下方的称重天平盘上和从其卸载容器；

图5是来自一侧的、图4的旋转传送机构的示意图；

图6是图4的旋转传送动机构的部分放大示意平面图，示出在旋转圆盘传送带和用于容器的载体之间的相互关系；

图7是在图6的旋转圆盘传送带和载体的部分的线A-A上的示意侧视剖视图；

图8是来自一侧的、通过在用来把粉末分配到容器中的本发明的方法和设备中使用的压实设备的示意图；

图9是曲线图，表示当使用图8的设备时在测量重量与时间之间的关系；

图10是来自一侧的、通过在用来把粉末分配到容器中的本发明的方法和设备中使用的压实设备的另一个实施例的示意图；

图11是曲线图，表示当使用图10的压实设备时在测量重量与时间之间的关系；

图12是来自一侧的、通过在用来把粉末分配到容器中的本发明的方法和设备中使用的压实设备的另一个实施例的示意图；

图13(a)、(b)、(c)、(d)及(e)是来自一侧的示意图，示出在按照本发明另一个实施例用来用粉末填充容器的过程方案中的顺序步骤；

图14(a)、(b)、(c)及(d)是示意平面图，示出在按照本发明另一个实施例用来把粉末分配到容器中的过程中的顺序步骤；

图15是曲线图，表示对于图14的过程在测量重量与时间之间的关系；以及

图16(a)、(b)、(c)及(d)是示意平面图，示出在按照本发明另一个实施例用来把粉末分配到容器中的过程中的顺序步骤。

具体实施方式

图1示意性地示出在本发明的方法和设备中使用的精密粉末计量系统的分配头。这种分配头由WO-A-01/33176得知。

参照图1，装置包括用于粉末，例如对于经粉末吸入器向病人肺脏给药所使用的药剂，的料斗1。料斗1总体为有截头圆锥形式，使较大端部2敞开并且在最上部。较小端部3由板4封闭，在该板4中形成有多个孔5，由此形成筛网。当粉末7放置在料斗1中时，一些粉末7可能开始穿过孔5落下，但此后，通常，粉末流动停止，因为粉末7堵塞在孔5中。通过对于与粉末特性相匹配的适当尺寸的选择能使得穿过孔5的粉末7的流动是可控制的和可重复的。典型地，孔在从100微米至2000微米的范围中。

为了使用用于精密分配的设备，用于粉末7的容器8放置在板4的下方，并且料斗1在其侧壁9上在位置6处被轻敲。轻敲可以处于由以受控速度行进的质量的冲击生成的形式。料斗1和粉末7的生成运动使粉末7在冲击之后的小时间段中穿过在板4中的孔5，此后粉末流动停止。因而作为每次轻敲的结果，离散量的粉末7可控制地分配到容器8中。

为了准确地分配粉末7的希望总量，多次轻敲用来填充每个容器8，并且分配到容器8中的粉末7的总重量被实时地测量，从而一分配要求量，就可停止轻敲。

图2示出在用来把粉末分配到容器中的本发明中使用的粉末分配设备的具体料斗和轻敲装置。在这个实施例中，截头圆锥料斗20在其较小下端部22处具有筛网21，并且具有用来接收待穿过筛网21分配的诸如药剂之类的松散粉末24的较大上端部23。料斗20由悬臂25支撑，该悬臂25抵靠料斗20的侧壁26附装或承载。在悬臂25内提供纵向取向的空腔27，并且在空腔27中布置机电致动器。

机电致动器可以具有在WO-A-01/33176中公开的致动器的结构和操作，该专利的公开通过参考包括在这里。具体地说，致动器可以包括可激励成在单个方向上克服弹簧的偏置力运动的螺线管，从而在悬臂上施加轻敲力。然而，在当前说明的实施例中，作为例子，致动器是双作用螺线管，可激励成可在两个相反方向上克服两根弹簧相对应一根的偏置力依次运动。

因而，在这个实施例中，在空腔27中以纵向相互隔开的构造布置螺线管30的一对纵向取向的第一和第二螺线管线圈28、29，包括机电致动器。线圈28、29刚性地附装到悬臂25上。螺线管30的衔铁31包括纵向延伸本体，该纵向延伸本体具有中央衬套32和两个相对的第一和第二突出部分33、34，突出部分33、34每个都在线圈28、29的相应一个内延伸，并且使衬套32对中地布置在两个线圈28、29之间。如果希望，则可以设置一对相对螺旋压缩弹簧(未示出)，使每根弹簧都位于衬套32与相应线圈28、29之间，由此在衔铁31上没有任何致动力时把衔铁31推到中央位置中。第一和第二突出部分33、34具有相应第一和第二端部壁35、36，当衔铁31处于中央位置中时，该第一和第二端部壁35、36与空腔27的相应第一和第二端面37、38彼此间隔开。

当第一电流脉冲通过第一线圈28时，衔铁31向空腔27的第二端面38加速，并且端部壁36冲击第二端面。冲击动量由悬臂25传递到料斗20和其中的松散粉末24，并且使粉末24的离散量落入在使用中位于料斗20的筛网21下面的容器39中。此后，当第二电流脉冲通过第二线圈28时，衔铁31向空腔27的第一端面37加速，并且端部壁35冲击第一端面。冲击动量同样由悬臂25传递到料斗20和其中的松散粉末24，并且使粉末24的离散量落入容器39中。因而，两个线圈28、29的交替激励使衔铁31以交替方式在相反方向上运动。

借助于这种布置，有可能沿悬臂25在任一方向上轻敲料斗20。因而，或者通过交替在与依次粉末分配动作相对应的依次轻敲步骤中的轻敲方向，或者可替换地通过在单个轻敲步骤中始终使用及时紧密分离的一对轻敲以实现单个粉末分配动作，可以发生粉末分配。

为在料斗20和其中的松散粉末24上产生冲击的螺线管30的使用，允许通过控制驱动螺线管30的第一和第二线圈28、29的电压而改变冲击的大小。因而即使机械布置引起在与两个线圈28、29的激励有关的向前和反向轻敲大小或作用之间的某种差别，整个累积效果也可通过不同的向前和反向驱动电压而平衡。通过改变脉冲宽度，即接通每个线圈28、29的时间段，可实现相同的效果。

在本发明的其它实施例中，有利的可能是，在某些例子中使用不同的致动器布置以刺激粉末流动，并且这样为了对于该布置的最佳性能将改变平均激励方向的装置。可替换地，致动器可以仅具有单个线圈，从而衔铁仅在单个方向上冲击料斗。

尽管包括料斗冲击机构的致动器在所说明的实施例中描述为螺线管，但这仅是一种可能的致动器。可替换致动器可以包括电动机和凸轮；压电致动器；或音圈直线致动器。可替换布置可包括竖直取向螺线管或链接，从而使螺线管的水平动作使料斗具有对于轻敲动作的竖直以及水平响应。

按照本发明，待用来自料斗的粉末填充的容器在它们正在被如此填充的同时，分配在称重秤的称重天平盘上。

图3示出如以上描述的那样用来把容器加载到在料斗和致动器系统下方的称重天平盘上和从其卸载容器的传送机构。典型地包括用来包含粉末药剂的胶囊的底部半部的容器42，每个都安装在相应载体41上，该载体41具有布置的环形凸缘51，从而使载体41可由传送臂44竖直的升起。

在其载体41中的空容器42在诸如输送带55之类的运输系统上被带到重量分配头，该重量分配头包括料斗和致动器。用来传送载体41的传送臂44移动到拾取位置43，插入在凸缘51的下方，并被升起以从皮带45除去在载体41中、由臂44支撑的容器42。传送臂44然后横向运动，直到它在称重天平盘48的中心的上方。臂44然后降低，直到载体41安置在盘48的上表面46上。臂44向下传送较小额外量，从而使臂44没有与盘48或载体41的进一步接触。

在这时，容器42可用于由填充系统47(包括上文描述的料斗和致动器系统)填充，而其重量同时由称重秤52测量。当填充完成时，传送臂44升起以从称重秤盘48除去载体41和其中的容器42，并且然后传送臂44被水平地移动到放下位置49，在该处载体41位于第二输送带50的上方。在这时，载体41被降低，使载体41摆脱与传送臂44的接触，从而使载体41安置在第二输送带50上。传送臂44然后自由地返回到拾取位置43，以在随后的容器填充循环中重复填充/称重过程。

图4和5示出如以上描述的那样用来把容器加载到在料斗和致动器系统下方的称重天平盘上和从其卸载容器的可替换的旋转传送机构，该旋转传送机构使用旋转圆盘传送带(或旋转圆盘)用来在旋转圆盘传送带周围的相应角位置处保持多个载体/容器，而不是与在图3的实施例中所采用的一对输送带有关的用来一次保持一个载体/容器的传送臂。

图4和5示出该机构的主要组件。已经预先安装在载体61中的待填充的进来容器与载体61一起放置在绕旋转圆盘传送带形式的旋转传送机构60圆周布置的多个孔63的选择的一个孔中。孔63保持载体61在外部圆周的特定角位置处，并且当旋转传送机构60运动时保持在特定方向上。孔63和相关载体61的优选结构更详细地表示在图6中。

图6以放大视图仅示出旋转传送机构60的一部分，其中仅示出由孔63构成的两个载体位置，而旋转传送机构60在其上可以具有与要求的一样多的用于载体61的孔63。图7更详细地示出孔63的和载体61的结构。在旋转传送机构60中的孔63每个都具有与旋转圆盘传送带60的外部圆周70连通的槽62，载体61的中央部分64可通过该槽62，以允许载体61的纵向轴线对中在孔63的中央圆形部分69中。每个孔63的中央圆形部分69和槽62像钥匙孔状结构。孔63的圆形部分69的上边缘80形成锥度，以与载体61的顶部凸缘67的边缘66的圆锥的对应角度相匹配。因而不用支撑，载体61可坐在孔63的中央圆形部分69中，由重力保持到位及由旋转圆盘传送带60的边缘80和载体61的顶部凸缘67的边缘66的接触表面的锥形形状对中在孔63中。

载体61的平底座65形成比中央区域64大的直径，从而当载体61的底座被向上推动或由诸如盘48的上表面46之类的平表面支撑时，载体61将稳定地安置在该平表面上。如果载体61相对于传送机构60这样升起，从而使凸缘67的锥度边缘66与孔63的圆形部分69的上边缘80刚好不再接触，那么载体61将摆脱与传送机构的任何接触，并且完全、稳定和可靠地安置在载体61下面的平支撑表面上。

载体61的上部68成形为接收待填充的容器。在所说明的情况下，这处于用来保持药剂的胶囊的一半81的形式。在载体61加载在传送机构60的孔63中之前，如此到来的待填充胶囊可以在加载站59处通过放置在传送机构60中已经到位的载体61中或通过由分离机构(未示出)放置在载体61中而加载到传送机构60中。

一旦容器在相应载体61中到位，绕竖直轴线84自由转动的传送机构60就可转换角度，以把未填充容器运动到其在称重秤盘48上方的填充位置83。整个传送机构60然后可以降低足以使载体61的底座65接触称重秤盘48的上表面46的距离。

在传送机构60上的其它胶囊和载体61如布置的那样保持到位，因为在它们下面没有表面，否则它们在传送机构60降低时会接触这些表面。

在填充之后，传送机构60升起，由此把载体61重新安置在传送机构60的相应孔63中。因而，当下个未填充胶囊被移动到盘48上时，先前填充的胶囊被移动到其被除去的卸载站82。

加载和卸载机构都可利用诸如在胶囊填充线上找到的传统胶囊处理系统。在某些情况下，优选的可能是，把胶囊帽的施加并入到填充本体，同时填充本体仍然在传送机构上，从而保证在运输期间不丢失粉末。在这种情况下，可使载体设计符合这种要求。

传送机构的角度转换、升起及降低可由伺服电机驱动器或直线致动器完成，以能够实现平滑和准确运动。

按照本发明的一个方面，已经分配到容器，例如明胶胶囊的一半，中的例如药剂的粉末，在粉末处于容器中的同时，经受压实步骤。压实通过把力直接或间接地施加到粉末颗粒上而实现，从而增加在容器中粉末的颗粒密实度。压实可以间断地或连续地执行。当压实间断地执行时，压实可以在把额外粉末分配到容器中的依次分配步骤之间执行。当压实连续地执行时，它可以在把粉末分配到容器中期间执行。在容器中粉末的压实可以通过物理接触在容器中的粉末而直接地实现，从而把它压下成较紧密密实的形式，由此增加在容器中粉末的堆积密度，并且从而减小其堆积体积。例如，竖直往复运动柱塞可以用来在容器中的粉末上推下，由此压实它。当压实间接地实现时，容器本身或用于容器的载体可以在一个或多方向上一次或定期地轻敲，或者可替换地，在容器中的粉末可以经受振动，例如超声波振动。这使已经分配到容器中的粉末在其自重下在重力的作用下沉降，从而增加其紧密密实度，由此增加其堆积密度和减小其堆积体积。

参照图8和9，示出有按照本发明的压实设备和方法的一个实施例。在这个实施例中，诸如粉末药剂之类的粉末102待分配到其中的容器100典型地包括用来包含粉末药剂的明胶胶囊的底部半部。容器100安装在载体104中，该载体104可以具有以上所描述的构造。在分配和称重步骤中，载体104安置在称重秤的称重天平盘108的上表面106上。在这种构造中，容器100可由诸如上文描述的料斗和致动器系统之类的重量分配头填充，同时其重量在分配步骤期间由称重秤测量，直到实现、测量及记录目标重量。

在这个实施例中，容器100和/或载体104由作用在其上的一个或多个轻敲元件110、112断续或连续地额外轻敲。每个轻敲元件110、112可以在任何适当的方向上，例如水平地(如由在图8中的箭头A所示)或竖直向下地(如由在图8中的箭头B所示)或在其之间的任何角度或在多个方向上，作用在容器100和/或载体104上。每个轻敲元件110、112可以通过专用致动器(未示出)或由普通致动器(未示出)或由构造成轻敲料斗114的致动器(如图2中的致动器30)运动。

可替换地，也如图8中所示，可以构造和布置料斗114，从而使料斗114的一部分(如向下悬挂管115)或连接到其上的额外轻敲元件接合容器100和/或载体104，从而当料斗114通过致动器30运动以便使粉末102穿过筛网116分配到容器100中时，料斗114也把轻敲力施加到容器100和/或载体104上，由此使已经分配在容器100中的粉末沉降。

如示出分配粉末102的测量重量与时间之间的关系的图9中所示，在这个具体实施例中，可以有初始分配阶段(分配#1)，其中料斗114由致动器30重复地轻敲从而渐进地仅把粉末102的总目标量的大体预定部分分配到容器100中。此后，第一分配阶段被停止，并且在第一压实阶段(轻敲#1)中，例如通过对于容器100和/或载体104的轻敲压实已经分配的粉末102。在这个压实阶段期间，对于容器100和/或载体104的轻敲引起容器100和其内装物的测量重量的波动。然后接着有第二分配阶段(分配#2)，其中把粉末102的总希望重量的额外部分分配到容器100中，并且接着这个阶段，是第二压实阶段(轻敲#2)，其中通过轻敲容器100和/或载体104再次压实已经分配的粉末102。这个工序可以重复多次。在称重过程的终点，有其中把粉末102的最终量分配到容器100中的最终分配阶段(最终分配)和其中分配粉末的总重量由称重秤称重的最终称重(最终称重)阶段。

在通过致动器30的料斗114的运动引起对于容器100和/或载体104的轻敲运动的布置中，在压实阶段期间，额外的粉末可以分配到容器100中，作为料斗114的这种运动的结果。

按照本发明的第二实施例，如图10和11中所示，当保持容器100的载体104布置在称重秤盘108上时，在容器100中的分配粉末102经受例如来自一般由在图10中的扬声器元件代表的振动元件116的外部振动，该振动引起在容器100中的粉末102的非接触振动。施加到粉末102上的振动力引起颗粒沉降成更紧密的密实形态，由此增加粉末的堆积密度。振动具有的频率选择成使其不影响称重秤的操作，例如具有20,000Hz或更大频率的超声波振动。超声波振动例如由在图10中示意表示的透镜元件118选择性地聚焦到容器100上。在把粉末102分配到容器100中期间，振动可以或者定期地，或者如图11中所示连续地，传给在容器100中的粉末102。

参照图11，这张图示出在容器100中的粉末102的分配和称重期间在测量重量与时间之间的关系。粉末102连续地分配到容器100中，并且分配重量由称重秤连续地测量。在分配阶段期间，已经分配的粉末连续地经受振动，由此引起连续沉降和已经分配到容器中的粉末的堆积密度的相应增大。当称重秤借助于其有关软件和处理器已经计算出已经分配了要求重量的粉末102时，分配被停止，接着是，在过去足以允许天平的称重秤稳定到最终稳定读数的时间段之后，测量粉末102的最终稳定重量。在最终稳定重量的称重之前终止超声波振动，由此保证准确地确定最终稳定重量。

在另一个实施例中，如图12中所示，已经分配到容器100中的粉末102经受物理压实。在粉末102已经从料斗114分配到在载体104-该载体继而布置在称重秤盘108上-中携带的容器100中之后，压实元件120，例如在图14中所示的柱塞，插入容器100中，由此物理地压下和压实在容器100中的粉末102。物理压实步骤在分配和称重循环中可以进行一次或多次。尽管在已经测量最终稳定重量之前，物理压实可以在分配循环的终点进行，但这不是优选的，因为有可能压实元件120通过从容器100偶然地除去粉末102的一些而从目标值偶然地减小实际重量。典型地，分配和压实步骤的工序与在图9中表示的相同。

按照本发明的另外方面，容器中粉末的压实通过把粉末的预压实体布置到容器中而实现，从而用粉末目标重量的大体预定部分填充容器，并且此后通过从重量分配器头的料斗分配粉末的剩余部分而完成把容器填充到希望最终目标重量。按照这个方面，除提供实现容器中的全部粉末的较高堆积密度的好处之外，另外这个方面还提供好处的令人惊奇的组合，这些好处不仅可增加填充容器的速度，而且也可提高实现要求目标重量的精度。

图13(a)、(b)、(c)、(d)及(e)示出在按照本发明另一个实施例用来用粉末填充容器的过程方案中的顺序步骤。

参照图13(a)，包括用来包含粉末药剂的明胶胶囊的底部半部的容器100初始布置在载体104中，载体104又支撑在称重秤的称重秤盘108上。空容器100和其有关载体的皮重由称重秤104测量。然而特别是例如当已知容器100的重量的任何制造公差很小、并且特别是在填充胶囊最终胶囊重量的目标公差内时，这个步骤是选择性的，并且可以省略。

在第二步骤中，容器100用粉末体部分地填充。这个粉末体在具有比在最终分配和重量称重步骤中使用的通过分配在料斗114外的粉末可实现的堆积密度高的堆积密度的意义上已经被预压实。粉末的预压实体已经优选地按体积测量，从而具有受控体积。可替换地，本体已经按重量测量，从而具有受控重量。在任一种情况下，体的近似体积或重量已经选择，从而构成例如按重量占待分配到容器100中的粉末的总目标重量的80至95％的比例。

当粉末体已经按体积测量时，体优选地处于粉末塞的形式，该粉末塞已经使用在本技术中称作“剂量器(dosator)”的粉末分配设备形成并且分配到容器100中，该粉末分配设备传统地用在用粉末药剂填充明胶胶囊的技术中。

参照图13(b)和(c)，剂量器122包括管124，典型地圆筒形管，该管在其中布置有纵向往复运动活塞部件120。在用受控体积的粉末填充管124之前，活塞部件126退回，并且管124竖直地定向，借此管124的底部敞开端部128限定在管124中的体积129的最下部分，用来接收受控体积的粉末塞。在这种构造中的剂量器122被向下推到包含粉末132的粉末床130中。在床130中的粉末132均匀地分散，并且如在本技术中熟知的那样，在床中的粉末132的诸如密度、流动性质、温度等等之类的性质被小心地控制，从而当剂量器122被向下推到粉末床130中至预定深度时，粉末的可重复特定体积134被引入和保持在管124的底部体积129中，作为粉末塞。剂量器122进入粉末床130中的向下推动使密实程度的粉末形成在管中的粉末塞134。典型地，塞134的体积不由活塞的位置限定，而是由粉末132的性质、管124的尺寸及剂量器管124进入粉末床130中的推动的速度、力及深度限定。

当剂量器管124以这种方式已经用粉末塞134填充时，剂量器管124从粉末床130升起，并且横向运动到在图13(d)中所示的容器100上方的位置。活塞126然后被向下推动由此把预压实粉末的塞134推出管124，从而它在重力下落在容器100中作为预形成塞134。优选地，容器100和有关载体104在这个步骤期间不携带在称重秤盘108上。然而，容器和有关载体仍然可以由称重秤携带，该称重秤用来测量空容器100的皮重。

此后，如图13(e)中所示，携带粉末的预压实塞134的容器100和其有关载体104移动(例如由上文描述的移动设备)到第二称重秤的称重秤盘136，在该处粉末102的剩余部分从料斗114分配到容器100中，并且如上文描述的那样，粉末102的总量被称重以实现最终希望目标重量。

这个实施例提供如下优点：与仅使用分配器轻敲头和重量称重系统填充容器100相比，较大量的给定粉末102可包含在诸如明胶胶囊之类的容器100中，因为粉末的初始塞134相对于最终分配到容器100中以便提供在容器100中的总粉末的最终重量测量重量的精确测量的粉末被预压实。这被实现而不损害称重最终重量的精度和实现目标最终重量的精度。而且，整体的分配速度增加，因为与仅使用分配器轻敲头和重量称重系统把对应量的粉末分配到容器100中相比可减少使用剂量器122把粉末的预成型塞134分配到容器100中占用的时间而不牺牲称重精度。

参照图14至15说明本发明的另外实施例。该实施例是图13的先前实施例的变型，在这个实施例中，采用两个称重秤，一个用来称重来自剂量器头的预压实粉末的按体积测量的初始体积的最终稳定重量，并且第二个此后测量分配到容器中的粉末总量的最终稳定重量，包括来自分配器轻敲头的料斗的按重量测量的剩余部分。两个称重秤借助于诸如上文描述的之类的容器传送机构同步地操作，该容器传送机构构造成顺序地把容器首先输送到第一称重秤，并且然后输送到第二称重秤，借此当前面容器正在第二称重秤上称重时，紧在其上游的后面的容器正在第一称重秤上称重。

具体地参照图14(a)、(b)、(c)及(d)，这些图示意地示出在按照本发明这个实施例的过程中的顺序步骤。首先参照图14(a)，示意地示出两个称重秤。第一称重秤140与剂量器122有关，该剂量器122布置成(如上文描述的那样)把预压实粉末塞134沉积在容器100中，该容器100携带在载体104中，该载体104又布置在第一称重秤140上。第二称重秤142适于与包括用来把粉末102分配到容器100中的料斗114的重量轻敲分配器结合操作，该容器100已经接收粉末塞134，第二称重秤142布置成称重累积沉积到容器100中的粉末102的最终总重量。如在图14中示意地示出的那样，使用诸如上文描述的之类的移动设备(未示出)把多个容器100顺序地首先移动到第一称重秤140上，并且然后移动到第二称重秤142上。在图14中，为了说明目的示出三个容器100，并且对于本领域的技术人员将立刻明白的是，为了容器100的顺序填充，连续序列的容器100可以进给到第一和第二称重秤140、142。

参照附图，第一容器100a由传送系统初始地输送到第一称重秤140上。如关于先前实施例描述的那样，容器100a的皮重然后由第一称重秤140测量。然后，预压实粉末塞134由剂量器122沉积到容器100a中，例如把容器填充有待填充到容器100a中的总粉末量的按重量的从80％至95％，最典型地约90％。第一称重秤140然后用来测量部分填充的容器100a的最终稳定重量。

此后，部分填充的容器100a在传送步骤中从第一称重秤140传送到第二称重秤142，并且同时传送机构在对应传送步骤中把下个跟随空容器100b传送到第一称重秤上。再后跟随的空容器100c也由传送机构移动到紧在第一称重秤140上游的位置中。

然后，在第二填充步骤中，粉末的最终剩余量使用料斗114填充到部分填充的容器100a中以达到填充容器100a的希望目标重量，并且第二称重秤142用来测量填充容器100a的最终稳定重量。第二称重秤142不仅接收部分填充的容器，而且也从第一称重秤140接收涉及部分填充的容器100a的最终稳定重量的信息。同时，布置在第一称重秤140上的下个跟随容器100b由剂量器122部分地填充，并且部分填充的容器100b的最终稳定重量被称重。

在随后的传送步骤中，前面完全填充的、并且具有现在已测量的最终重量的容器100a被从第二称重秤142移开，并且容器100a例如由在明胶胶囊的底部半部上方的明胶胶囊的顶部半部封闭。同步地，跟随的部分填充的容器100b传送到第二称重秤142上，并且再后面的空容器100c传送到第一称重秤140上。工序然后被重复，直到填充所有容器100。

图15示出由第一和第二称重秤140、142所测量的重量与时间之间的关系。实线代表前面容器100a的重量，并且虚线代表后面容器100b的重量。在初始传送步骤中，最前面容器100a被移动到第一称重秤140上。一旦天平已经稳定，就记录容器的空(皮)重。然后，剂量器122把粉末预压实体134分配到容器100a中，由称重秤140测量的重量允许变稳定，及然后测量最终稳定重量。这个步骤要求：第一时间段，用来允许空胶囊稳定；和第二时间段，用来(a)分配来自剂量器122的粉末塞134、(b)允许测量重量再次变稳定以及(c)记录部分填充的容器100a的最终稳定重量。在下个步骤中，前面部分填充的容器100a被从第一称重秤140移动到第二称重秤142，并且同时紧在上游的空容器100b使用传送机构移动到第一称重秤140。在随后分配和称重步骤中，上游的部分填充的容器100a由料斗114按重量填充到要求计算量，重量被渐进地称重，并且最终重量允许在称重秤142上变稳定，此后由第二称重秤142进行最终重量测量。同时，其紧在下游的容器100b由剂量器122部分地填充，并且部分填充的容器100b的最终稳定重量由第一称重秤140确定。用来填充两个容器100s和100b的这两个步骤同步地操作，并且需要的总时间由两个步骤中的较长步骤确定，从而使此后的传送步骤也可同步地操作。对于一系列待填充的容器100重复这个步骤序列。

使用这个实施例的步骤序列，可以看到，尽管每个容器100可以大体占用与对于先前实施例相同的时间来填充有希望最终量的粉末，但通过使借助于第一称重秤140的剂量器122和借助于第二称重秤142的包括料斗114的重量轻敲头的操作及其之间的移动同步，填充的容器100以近似两倍在先前实施例中的速率从最终、第二、称重秤142移开。因此，填充和称重了的容器100的生产率近似加倍。

然而令人惊奇地，即使速度已经增大，在容器中的粉末100的实际重量相对于目标重量值的精度也增大。这是因为在最后填充的容器100中粉末总重量的由重量轻敲头已经分配的比例典型地是在容器100中的粉末总重量的从5％至20％，由于剂量器122已经分配待填充到任何容器100中的粉末总量按重量的从80至95％。对应地，在任何分配和重量称重步骤中由料斗114分配的和按重量称重的粉末量与仅使用重量轻敲分配器分配所有粉末相比被减少。因而，要求每次轻敲由重量轻敲分配器(具体地说，包含筛网116的料斗114)分配的粉末的重量可被减少，这例如通过把料斗和其有关筛网构造成使在料斗114上每次轻敲分配较小量的粉末而实现。最具体地说，筛网网眼尺寸可以减小，筛网面积可以减小及/或者在料斗114上的轻敲力可以减小。这又导致如下结果：由于每次轻敲的重量被减小，所以可更加准确地控制分配到容器100中的粉末的总重量。例如，如果每次轻敲的重量从2x微克减小到x微克，则在容器100中的粉末的总重量可分配到x微克而不是2x微克的公差内。

在这个实施例中，代替使用剂量器122，可以采用第二重量轻敲头，但构造成每次轻敲分配的重量比与第二称重秤142有关的重量轻敲头的每次轻敲分配的重量显著大。

相对于图16(a)、(b)、(c)及(d)说明本发明的又一个实施例，这些图示出在粉末分配过程中的顺序步骤。在这个实施例中，单个称重秤与剂量器和重量轻敲分配器结合采用，该剂量器和重量轻敲分配器在分配粉末时选择性地横向运动到称重秤上方，并且在不分配时远离称重秤。

如图16(a)中所示，在这个实施例的过程的第一步骤中，待填充的容器100与有关载体104一起使用诸如上文描述的之类的移动设备布置在称重秤152的称重秤盘150上。容器100和其载体104的皮重由称重秤152测量。在这个步骤中，剂量器122和包括料斗114的重量轻敲分配器都远离称重秤152。在图16(b)中所示的第二步骤中，剂量器122横向运动到称重秤152上携带的容器100的上方，并且预压实粉末的按体积测量的塞134由剂量器122沉积到容器100中。在图16(c)中所示的第三步骤中，剂量器122从容器100除去，并且与其同步地，重量轻敲分配器的料斗114移动到容器100上方，此后容器100被填充到粉末的要求重量。此后，在图16(d)中所示的最终步骤中，料斗114从称重秤152除去，使称重秤的盘150稳定，并形成填充容器100的最终稳定重量。填充容器100此后由移动设备(未示出)从称重秤盘除去，并且为了在随后循环中的填充，待填充的随后空容器100沉降到称重秤盘上。

同样，与现有技术相比，这个实施例提供总量粉末具有较大堆积密度并且此后更密实的优点。此外，由于包括料斗114的重量轻敲分配器仅用来部分地填充容器100，所以这导致每次轻敲从料斗114分配减小重量的粉末，这又导致实现填充容器100的、与希望目标重量相关的更准确的最终重量。

Claims (43)

1.一种用来把少量粉末分配到容器中的设备，该设备包括：料斗，在使用中的料斗包含待从其分配的粉末；用于料斗的支撑件，借此料斗可在使用中保持在容器上方，所述分配的粉末将被接收在所述的容器中；至少一个致动器，用来把冲击能量传送到所述料斗，以便使所述粉末从其分配；及粉末压实机构，用来提高在所述容器中的所述粉末中的至少一些的紧密度。

2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述粉末压实机构包括在所述粉末已经分配到所述容器中之后用来压实所述粉末的粉末压实装置。

3.根据权利要求2所述的设备，其中，所述粉末压实装置包括用来轻敲所述容器的至少一个轻敲元件。

4.根据权利要求3所述的设备，其中，所述至少一个轻敲元件适于直接地轻敲所述容器。

5.根据权利要求4所述的设备，其中，所述至少一个轻敲元件包括所述料斗的一部分。

6.根据权利要求4所述的设备，其中，所述轻敲元件适于通过轻敲所述容器的载体而间接地轻敲所述容器。

7.根据权利要求3至6任一项所述的设备，还包括用来控制所述至少一个致动器和所述至少一个轻敲元件的操作的控制机构。

8.根据权利要求7所述的设备，其中，所述控制机构适于交替地操作所述至少一个轻敲元件和所述至少一个致动器。

9.根据权利要求2所述的设备，其中，所述压实装置包括用来振动所述容器的振动器装置。

10.根据权利要求9所述的设备，其中，所述振动器装置包括远离所述容器布置的超声波辐射源。

11.根据权利要求9所述的设备，还包括用来同步地控制所述至少一个致动器和所述超声波辐射源的控制机构。

12.根据权利要求2所述的设备，其中，所述粉末压实机构包括用来向下推压到分配到所述容器中的粉末上的可往复运动元件。

13.根据权利要求12所述的设备，其中，所述可往复运动元件包括柱塞。

14.根据权利要求1所述的设备，其中，所述粉末压实机构包括用来在所述粉末已经分配到所述容器中之前压实粉末的粉末压实装置，并且所述设备还包括用来在所述粉末从所述料斗分配到所述容器中之前把压实粉末分配到所述容器中的分配装置。

15.根据权利要求14所述的设备，其中，所述粉末压实装置和所述分配装置一起包括用来形成按体积测量的量的压实粉末和把其分配到所述容器中的共用装置。

16.根据权利要求15所述的设备，其中，所述共用装置包括具有底部敞开端部的管和布置在所述管中的可往复运动柱塞。

17.根据权利要求14至16任一项所述的设备，还包括用来选择性地把所述容器从第一位置移动到第二位置的容器传送机构，在该第一位置处，所述容器布置成从所述分配装置接收压实粉末，在该第二位置处，所述容器布置在称重秤上，并且在该第二位置处布置容器以便把粉末从所述料斗分配到其中。

18.根据权利要求14至16任一项所述的设备，还包括用来在称重秤上携带的容器上方和远离其的相应第一和第二位置之间分别移动所述料斗和所述分配装置的第一和第二移动装置。

19.根据权利要求14至16任一项所述的设备，还包括第一和第二称重秤及传送机构，该传送机构适于把一系列容器传送到所述第一称重秤上、从所述第一称重秤传送到所述第二称重秤上、及将这些容器传送而离开所述第二称重秤。

20.根据权利要求19所述的设备，其中，当容器在所述第一称重秤上时，所述粉末压实机构适于把预压实粉末分配到该容器中。

21.根据权利要求20所述的设备，其中，当容器在所述第二称重秤上时，所述料斗适于把粉末分配到该容器中。

22.根据权利要求19至21任一项所述的设备，其中，所述传送机构适于同步地传送相继的数个容器。

23.根据权利要求19至22任一项所述的设备，其中，所述第一和第二称重秤适于同步地称重相应容器。

24.一种用来把少量粉末分配到容器中的方法，该方法包括如下步骤：在料斗中布置待从其分配的粉末；把所述料斗支撑在所述分配的粉末将被接收在里面的容器的上方；由至少一个致动器把冲击能量传送到所述料斗，由此使粉末从其分配到所述容器中；及在方法中的任何阶段，压实所述粉末中的至少一些，由此提高所述在容器中的粉末的紧密度。

25.根据权利要求24所述的方法，包括在所述粉末已经分配到所述容器中之后压实所述粉末。

26.根据权利要求25所述的方法，其中，所述压实步骤包括轻敲所述容器，由此使粉末在容器中沉积。

27.根据权利要求26所述的方法，包括直接地轻敲所述容器。

28.根据权利要求27所述的方法，其中，所述料斗的一部分轻敲所述容器。

29.根据权利要求26所述的方法，包括通过轻敲所述容器的载体来间接地轻敲所述容器。

30.根据权利要求25至29任一项所述的方法，还包括交替地进行轻敲所述容器和从所述料斗分配粉末。

31.根据权利要求25所述的方法，其中，所述压实步骤包括振动所述容器。

32.根据权利要求31所述的方法，其中，所述容器通过超声波辐射振动。

33.根据权利要求32所述的方法，其中，冲击能量到所述料斗的输送和通过超声波辐射进行的所述振动是同步的。

34.根据权利要求25所述的方法，其中，通过向下推压到分配到所述容器中的粉末上而压实所述粉末。

35.根据权利要求24所述的方法，包括：在所述粉末已经分配到所述容器中之前压实所述粉末；以及在把所述粉末从所述料斗分配到所述容器中之前把所述压实粉末从分配装置分配到所述容器中。

36.根据权利要求35所述的方法，包括形成按体积测量的量的压实粉末和把其分配到所述容器中。

37.根据权利要求35或权利要求36所述的方法，还包括选择性地把所述容器从第一位置移动到第二位置，在该第一位置处，所述容器布置成从所述分配装置接收压实粉末，在该第二位置处，所述容器布置在称重秤上，并且在该第二位置处布置所述容器以便把粉末从所述料斗分配到所述容器中。

38.根据权利要求35或权利要求36所述的方法，还包括在称重秤上携带的容器上方和远离其的相应第一和第二位置之间分别移动所述料斗和所述分配装置。

39.根据权利要求35或权利要求36所述的方法，还包括：把一系列容器传送到第一称重秤上、从所述第一称重秤传送到第二称重秤上、及将这些容器从所述第二称重秤传送走；当容器在所述第一称重秤上时把预压实粉末从所述分配装置分配到该容器中；及当部分填充的容器在所述第二称重秤上时把粉末从所述料斗分配到该容器中。

40.根据权利要求39所述的方法，包括同步地传送相继的数个容器。

41.根据权利要求39或权利要求40所述的方法，包括在所述第一和第二称重秤上同步地称重相应容器。

42.一种大体如在上文参照附图描述的那样用来把少量粉末分配到容器中的设备。

43.一种大体如在上文参照附图描述的那样用来把少量粉末分配到容器中的方法。

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