CN101094642B - 用于装注胶囊的机器和过程 - Google Patents

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Abstract

一种用来装注胶囊(CS)或类似物的机器(1000)。机器(1000)具有多个支座组件(10)，除了用于供电及/或通信的外部连接的装置以外，每个支座组件都整合有电容传感器(14)和可能的其它装置，如蓄能装置(17)和微处理器(15)。

Description

用于装注胶囊的机器和过程
技术领域
本发明涉及一种用于装注胶囊或类似物(如香囊)特别是药物胶囊的机器。
背景技术
在制药行业中，公知一种机器可用精确剂量的至少一种药品装注进胶囊的底壳，并用对应的顶壳闭合所述底壳以得到作为最终产品的各个完整胶囊。
传统上是通过在电子机械天平上称量输出的胶囊来控制正确的产品剂量。这种系统有两个主要缺点。第一，被称量的胶囊的内容物的精度受到固有限制，这是由于称量了完整的胶囊并且假设皮重值是生产者声称的名义值或批量平均值，而不是每个单一空胶囊的实际重量。第二，由于电子机械天平的速度限制，使用一个天平的话只能用于样品控制。对于100％的生产控制，需要一批并联的天平以在它们之间分开输出的胶囊。
已在申请人制造的这种类型的某些机器中对以上方法做出了相当大的改进，并且其中称量由两个分开的测点完成，其都是电容操作的。
如上所述，由于此类机器中重要之处是所述胶囊内容物的称量，所以第一测点称量空胶囊(皮重)，第二测点称量完整的胶囊；并且，基于第一测点的信息，使用适当的算法确定所述内容物的净重。
已通过多年的实践改善的这种方法提供了高的速度，并且因此提供了100％的生产控制和实际内容物的精确称量。任何包含了给定公差范围之外的产品量的胶囊会被自动排除系统排除。
目前，这些技术改进仅在假设设备的制造以及测量的执行和处理方面得到充分关注的情况下才是满意的。例如，由于测量是在快速旋转的传送轮上进行的，其中所述胶囊保持在所述轮的内腔，所以要求保证足够的测量精度，特别是，精确的机械公差，运送轮的平稳移动，以及各腔内胶囊的精确定位。
此外，这种方法仅提供用来控制胶囊或类似物内产品的总重量。在多成分产品的情况下(包含多种成分的产品，所述多种成分被连续计量供入所述胶囊)，区分单一成分的重量使得机械复杂化并且在每一计量操作的下游提供了另外的称量测点。
因此提供了本发明用以改进构成部分上述胶囊装注机器的至少一种构件。
在目前使用的机器上，胶囊在它们被装注时通过多个带孔的圆柱形部件(支座组件)传送，每一部件仅容纳胶囊的底壳。
讨论的构件是“支座组件”，在此定义为“用于容纳各底壳的适当定形的中空圆柱形部件”。
当容纳在所述支座组件内时，所述底壳装注有至少一种产品，其形态可以是粉末、颗粒、片状物、微片状物、液体或凝胶体。
换言之，胶囊的各底壳首先安置在所述机器传送的每一底座组件之中，然后在一个或多个连续步骤中装注所需的产品；并且被装满的底壳然后用顶壳闭合以形成相应的胶囊。
需要指明的是，在申请人目前采用的方法中，首先称量整个空胶囊(皮重)，然后将其打开、装注、闭合并再次称量(毛重)。
发明内容
另一方面，在根据本发明的解决方案中，单独用所述底壳代表毛重，因此所述底壳先在空的状态下进行称量(皮重)，然后在被最后闭合之前装注后进行称量(毛重)。在多成分产品的情况中，计量的产品在每一计量操作后进行称量，并且每种单独成分的重量数据通过适当处理测得的电容差得到。
本发明的目的主要是提供一种用于装注胶囊或类似物特别是药物胶囊的机器，其中现有技术的常规支座组件由多个改进的支座组件取 代，每个组件整合有至少一个相应的电容元件。
依赖于工业及/或经济上的选择，每一支座组件还可以整合机械及/或电子部件以电容称量如下所述的内容物。
通过电容称量所述底壳，首先在空的状态下(皮重)，然后在装注后(在每个装注步骤，在有多个计量操作的情况下)，有可能借助于电子处理器的适当处理精确算出净重，并且确定其是否在设定的公差范围之内。
因此，根据本发明，提供了一种如权利要求1所述的用于装注胶囊或类似物的机器。
附图说明
以下将参考附图通过实例对本发明的非限制性实施例进行说明，其中：
图1示出了根据本发明的用于装注胶囊或类似物的机器中采用的支座组件的第一实施例；
图2示出了根据本发明的用于装注胶囊或类似物的机器中采用的支座组件的第二实施例；
图3示出了如图1或2所示的支座组件应用的第一实例；
图4示出了如图1或2所示的支座组件应用的第二实例。
具体实施方式
除了这种类型机器的常用零件之外——其在文献中有详细说明——根据本发明的机器包括多个支座组件；以及多个电子装置，用来通过适当的耦合元件来与所述支座组件通信并为其供能。可以整合或不整合在所述支座组件中的电子装置用来控制所述系统，并且用来与所述支座组件和机器的其它部件会话，特别是控制机器整体运行的电子中央控制单元。
图1示出了根据本发明的支座组件10的第一实施例。
支座组件10包括主体11，其内形成有支座12，支座成形为容纳胶囊(图1未示出)的各底壳(图1未示出)。
通道13形成在支座12的底部12a之内，作为推杆(或压缩空气喷射)的通道以将装满的胶囊(图1未示出)从支座12推出。
电容式传感器14嵌在主体11中，并且包括两个或多个活性金属板14a，以及处于活性金属板14a外部的屏蔽板14b。
电容式传感器14电气连接到电子装置15——优选地，尽管不是必需地，基于低功率微处理器——其如以下详细说明的那样，用来调节电容式传感器14的信号，用来与所述机器上的其它电子装置(图1未示出)进行外部通信，并且用来为支座组件10的零件供能。
在图1的实施例中，例如，所述通信及能量供给功能通过无线电信号和天线16执行，所述天线16用于无线连接到容纳在所述机器上并与固定电子装置(图1未示出)电气连接的其它适当设计的天线(图1未示出)。
这种技术与识别(RFID)系统中通常使用的所谓的“发射应答器”装置中所用的技术相似。
支座组件10还包括蓄能元件17用于储存外部电源，并且形式为例如高容量电容(十分之几法拉)或公知的电池。
利用蓄能元件17，供电、指令接收、测量和数据传输能够异步完成，与大多数发射应答器的同步完成相反。
图2示出了第二实施例，其中任何与第一实施例共有的部件用相同的附图标记表示。因此，简单起见，对于两实施例中共有的任何部件，请读者参考图1的描述。
在图2的第二实施例中，储存元件17借助于例如环形式的触点18充电，所述环按程序临时接触定位在所述机器适当点上的集电靴(未示出)；并且支座组件10和外部之间的数据传输通过适当的光电子装置19光学执行。
由于支座组件10可移动，通过允许在支座组件10从一个测点(未示出)行进至另一测点时进行所需测量，蓄能元件17极为重要。
这与本领域的公知状态相比毫无疑问地具有优势，其中测量是在很短的时间间隔内完成的，亦即在所述底壳行经固定传感器的板时。更长的测量时间可用于进行多次测量，以减少噪音和任何其它干扰的影响，并且因此得到更精确的最终测量。
除了用移动的支座组件10供能及数据传输之外，固定的电子装置也提供系统的整体控制，用来处理传入的电子测量，并且用来与所述机器进行接口以直接控制所述公差范围之外的任何胶囊的排除，并且也可能为进一步处理(例如排除统计、数据归档等)提供外部测量数据。
对于本领域的任何技术人员显而易见的是，图1中的第一实施例中的某些装置可用图2中的第二实施例的其它装置取代。特别是，第二实施例中的光信号可被图1中的第一实施例中的无线电信号替代；并且，在图2的实施例中，通信和充电可使用相同的接触环同时完成。
系统在以下说明的步骤中运行，在特定元件执行多种功能的意义上，其在时间和功能方面可部分或完全重叠。例如，所述支座组件可使用相同的物理通道进行供能和数据传输。
简要地，所述功能如下：
-供电和可能的储存；
-信息接收(如转换开始指令的接收)；
-测量；以及
-从所述支座组件至固定电子装置的信息传输(例如测量值的传输)。
更具体地，参考图1的实施例，上述功能如下：
(A)适当的接收天线(例如，包括在所述支座组件外缠绕至少一圈的线圈)沿所述支座组件的路径电磁连接到适当定位在所述机器上的固定天线，并由所述固定天线供给给定量的无线电频率能量，其在整流 后为所述支座组件上的电子装置供能；蓄能元件(例如高容量电容)的存在允许所述支座组件上的电子装置即使在没有能量供给的区段也可运行；
(B)所述支座组件可在无线电频率接收频道上接收信息，例如转换开始指令，所述频道同样可用于能量供给(见点(A))；
(C)通过适当的信号控制所述支座组件上的传感器，所述支座组件上的电子元件能够执行一次或多次表明内容物材料重量的电容测量；
(D)在传输频道(其也可与所述电源系统共享或独立)上，所述装置可应答传入的信息，特别是通过为固定在机器上的电子装置提供执行的测量结果；并且通过这些测量，机器上的电子装置可使用适当的方法计算所述支座组件的瞬时内容物的重量变化，以计算出如前所述的底壳内的药品量。
备选地，功能(A)可通过接触系统执行，功能(B)和(C)可通过适当的光电装置或相同的接触系统执行。
为了简化所述支座组件的识别，可为每一支座组件分配一个地址，该地址在初始编程阶段永久记忆在固定在机器上的电子装置中。
与所述支座组件通信的双向频道的存在允许更多的功能，如“标定”(意味着支座组件的参数永久存储在所述处理器或地面系统中)，或对所述支座组件处理器进行软件升级或修改，如果这是为所谓的IAP(应用编程)设计的话。
图3示出了在支座组件10和多个固定在机器上的电子装置之间的交互处理的第一实例。
交互总体上能够分为四个步骤，清晰起见，将其描述为好像单独执行一样，尽管至少某些步骤明显可以同时进行。
-在第一步C(C＝充电)，被系统以箭头V的方向传送的支座组件10行经固定在机器上的电子装置100；更具体地，支座组件10行经耦合元件101(例如，如果能量由无线电频率或感应供给的话，为合适定向的细长线圈)，或，在图2的第二实施例中，沿元件101滑动以对蓄 能元件17(也可见图1和图2)充电的触点18。
-在第二步F(F＝装注)，支座组件10被装注(例如，插入空的底壳，或将给定量的药品置入所述底壳内)。
在第三步S(S＝开始)，支座组件10经由接口元件103(也构成部分装置100)接收来自中央控制单元102(也形成部分固定电子装置100)的测量开始指令；并且所述测量在行进距离M上完成。
在第四步R(R＝读取)，支座组件10经由接口元件104被询问并将行进距离M上完成的测量值传输至中央控制单元102。
通过在适当的位置为所述机器装备用来与一侧的支座组件10和另一侧的中央控制单元102通信的元件101、103、104，可在所述机器上重复几次步骤(F)、(S)、(R)以及，如果需要的话，充电步骤(C)。
例如，S和R测点可紧接每个装注步骤以通过减法确定每个步骤的产品重量。
实际上，如果所述胶囊仅装注一种产品，所述顺序将执行两次：第一次是在空的底壳上，第二次是在包含了产品的底壳上，如图4所示。
图4示出了在支座组件10和多个固定在机器上的电子装置之间的交互过程的第二实例。
更具体地，在图4中，C1表示对支座组件10充电的步骤；F1表示将底壳FN插入支座组件10内的步骤；S1表示测量开始指令步骤；M1表示称量底壳FN的步骤。在读取步骤R1，系统读取底壳FN的重量值，并且将其传输至装置100。C2表示进一步对支座组件10充电的步骤；F2、S2、M2和R2表示与以上相同的步骤，但涉及从例如漏斗TR为底壳FN装注产品P。装置100然后通过计算在R2和R1得到的值之间的差异算出底壳FN中产品P的重量。
本领域的任何技术人员显然明白，可对包括底壳FN、产品P和顶壳CP的完整胶囊进行第三测量(图4)。
如所述，所有的或部分上述步骤可以重叠。更具体地，充电和测量开 始指令步骤C和S可在一个测点执行，并且读取步骤R相对于接下来的装注步骤可与步骤C和S合并，因此简化了机器上的元件，如图4所示，其中F1和F2表示两个连续的装注步骤，并且M1和M2是相关的测量步骤。
固定电子装置100、支座组件10、用来传送支座组件10的装置(未图示)、用来为底壳FN装注产品P的装置TR、用来将顶壳CP施加到底壳FN上的装置和用来排除胶囊CS的装置，构成了根据本发明的用来装注胶囊或类似物的机器1000(图3和4)的一部分。
更具体地，中央控制单元102以公知的方式控制由构成机器1000一部分的装置所执行的所有操作，即使这些操作未在附图中示出。
与图1至4所示的解决方案相反，可以方便地采用更简单的解决方案(未图示)，其中所述支座组件仅仅整合了一个在材料装载时为其称重的电容传感器。在这种情况中，所述支座组件包括少量，如果有的话，电子元件，并因此与所述机器上的电子元件协作(见下文)。
这种变化因此基于仅装备有电容传感器并按照待测量物体的特征设置和确定尺寸的支座组件，其中所述电容传感器包括适当定位在所述支座组件之内的板(形式为金属板或涂层)。所述板将正常地安置在与所述支座组件同轴的圆柱面上。
这些板将连接到一系列例如形式为与所述支座组件同轴的环的外部电极，以与定位在机器测点上的适当元件(电刷)建立电连接；并且所述接触部件将被连接以调节机器上的与所述支座组件相对的电子装置。
给定了机器的特征，以下是两个完全非限制性的解决方案，通过它们在所述支座组件和机器上的电子装置之间建立接触以执行测量。
这些方案由于每种都采用了其中一种胶囊目前在此类机器的不同部分，亦即，平移的支座组件内，或在由气动吸料系统保持所述胶囊的传送轮上，进行传送的方法而使其应用得到简化。
在第一解决方案中，测量在所述支座组件行经固定测点时执行，其 中所述测点装备有电刷或弹性触点，其适当成形以短暂地接触所述支座组件上的环，但不足以执行所述测量。
在第二解决方案中，所述支座组件在轮上传送一定的距离，其中所述轮的外围形成有凹槽支座，每个支座通过标准系统保持各自的支座组件。
由于所述支座组件相对于传送元件是静止的，所述环因此可被多个弹簧触点静态接触，所述触点例如与那些使用在电子电路测试系统中称为针床(bed of nails)的那些触点相似。在这种情况中，调节电子装置——或其部分——必须设置在所述传送轮上并且用公知的手段连接到地面部分，例如滑动接触、旋转变压器和/或无线电系统，如日益普遍采用的达到IEEE标准802.11和802.15的无线连接。
对于与所述支座组件内的传感器的连接，又一实施例(未图示)采用了一种感应系统，其包括适当嵌入所述支座组件本体中替代所述接触环的线圈。利用这种系统，必须采用机械的、电的和也可能是适当的电子的步骤以得到充分独立于感应耦合所引起的变化的测量。为了达到这个目的，做好准备将由所述感应耦合系统提供的部分电子电路定位在所述支座组件内。在该情况中，该解决方案可被视为图1-4中支座组件的简化变更。
利用所述支座组件上的微处理器，在测量精度方面和例如在确定单一成分(壳及内容物及/或在具有不同介电特性的成分的混合物的情况中的内容物的成分)的重量方面，能够进行更复杂的测量。
例如，以下能被执行：
-多频测量(多频技术)；
-矢量测量(确定电容及损耗角)；和
-在传感器包括两个以上电极的情况下，在不同的电极对之间多次测量。
在后一种情况(两个以上电极)中，使用与在“电容层析成像”中所用相似的方法，在内容物测量精度方面可得到两个重要成果：
-关于所述底壳内产品的空间分布，所述内容物重量测量具有更大的独立性；以及
在内容物(产品)的贡献和所述容器(壳)的贡献之间，在一个测量位置中，具有一定量的辨别能力。
另一优势是该测量可在机器及/或其局部的通信和能量供给功能停止时执行。其尤其重要之处在于，不论是否安全屏蔽所述成分，对于最大精度而言，灵敏的测量例如电容测量应在无任何其它活动的情况下执行。特别是通信，如果其包含无线电场和LED控制作为光学传输系统的一部分，是一种相当灵敏的操作。
与公知的系统相比，另一优势在于所述皮重——仅包括所述底壳而不是整个胶囊——现在更轻了(约是所述重量的一半)，所以皮重测量中的任何误差(在考虑到所述壳的材料相对于所述内容物具有高介电常数时尤其重要)对净重测量产生的影响更小。
另一优势在于，在多个连续步骤装注所述胶囊的机器中，该技术可用来确定每个步骤置入的产品量。

Claims (12)

1.一种用来装注胶囊(CS)的机器(1000)；所述机器(1000)包括：
-传送装置，用来传送至少一个支座组件(10)；
-装填装置，用来将各底壳(FN)装填在所述至少一个支座组件(10)中；
-用来评估容纳在所述至少一个支座组件(10)中的空的所述底壳(FN)的重量的评估装置；
-装注装置(TR)，用来将至少一种产品(P)装注在所述底壳(FN)中；
-用来评估装满的所述底壳(FN)的重量的评估装置；
-电子装置，用来确定所述空底壳(FN)和所述底壳(FN)在每个装注步骤后的重量之间的差异，以确定置入所述底壳(FN)中的实际产品(P)量；
-用来将顶壳(CP)施加到所述装满的底壳(FN)上的装置；
-用来将重量不在可接受的范围内的任何装满的胶囊(CS)从机器(1000)中排除的装置；
所述机器(1000)的特征在于所述至少一个支座组件(10)整合有至少一个电容传感器(14)。
2.如权利要求1所述的机器(1000)，其特征在于所述至少一个支座组件(10)还整合有用于通过机器上的装置传输能量及/或数据的机械的及/或电子的装置。
3.如权利要求2所述的机器(1000)，其特征在于所述至少一个支座组件(10)还整合有蓄能装置(17)。
4.如权利要求3所述的机器(1000)，其特征在于所述至少一个支座组件(10)还包括能量接收装置(16；18)。
5.如权利要求4所述的机器(1000)，其特征在于所述能量接收装置(16)不接触耦合元件(101)而接收能量。
6.如权利要求4所述的机器(1000)，其特征在于所述能量接收装置(18)通过接触耦合元件(101)接收能量。
7.如权利要求2所述的机器(1000)，其特征在于所述至少一个支座组件(10)整合有至少一个微处理器(15)。
8.如权利要求7所述的机器(1000)，其特征在于所述数据是光电子数据。
9.如权利要求7所述的机器(1000)，其特征在于每个支座组件(10)分配有永久记忆在所述固定在机器上的电子装置(100)中的地址。
10.一种在支座组件(10)和多个固定在机器上的电子装置之间交互的过程；所述过程包括以下步骤：
-第一步C(C-充电)，其中沿给定方向(V)行进的普通支座组件(10)行经固定在机器上的电子装置(100)；更具体地，支座组件(10)行经用来将能量传输到蓄能元件17的耦合元件(101)；
-第二步F(F-装注)，其中通过插入空底壳或一定量的药品装填所述支座组件(10)；
-第三步S(S-开始)，其中所述支座组件(10)经由第一接口元件(103)接收来自从中央控制单元(102)的测量开始指令，并且所述测量在给定的行进距离(M)上执行；
-第四步R(R-读取)，其中所述支座组件(10)经由第二接口元件(104)被询问并将给定行进距离(M)上完成的测量值传输至中央控制单元(102)。
11.如权利要求10所述的过程，其中通过允许与一侧的支座组件(10)和另一侧的中央控制单元(102)进行通信的耦合元件(101)、第一接口元件(103)和第二接口元件(104)，所述第二、第三和第四步(F、S、R)和可能的第一步(C)重复多次。
12.如权利要求10或11所述的过程，其中所述四个步骤(F，S，R，C)中的至少两个步骤被同时执行。
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