CN101479173B - 单个提取眼用透镜的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于单个提取眼用透镜的方法和装置，特征是具有一个或多个进口(7)的容槽(3)和可将单个眼用透镜(2)从容槽中取出的真空抓取器(4)，所述进口设计成用于在容槽中产生湍流，其特征在于，所述真空抓取器设计成使得抽吸表面(5)的直径是待抓取的眼用透镜的直径的10％或更小。

Description

单个提取眼用透镜的方法和装置
本发明涉及一种用于单个提取(singulate)眼用透镜尤其是接触透镜/隐形眼镜的方法和装置。该方法和装置适于集成在眼用透镜尤其是接触透镜的自动化生产中。
在已知的用于生产眼用透镜特别是接触透镜的方法中，在各种情况下在制造工具上或在单独的运载器上的单独的位置中将单个透镜输送通过生产过程。
用于生产眼用透镜尤其是接触透镜的一种优选的方法是使合适的预聚物在铸模中发生光化聚合或交联。这些铸模或者是一次性使用的塑料铸模(优选是聚丙烯(PP)或聚乙烯(PE)，但也可以是聚碳酸酯(PC)和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET))，或者是供多次使用的玻璃和/或石英铸模。由合适的预聚物通过光化聚合形成的优选的聚合物是基于聚乙烯醇(PAV)或硅树脂水凝胶的聚合物，但也可以是基于聚乙烯乙二醇(PEG)的聚合物。
在已知的方法中，将铸模这样地或者在合适的工具运载器上引导通过生产过程。在该生产过程中，相对于各透镜每次运送发生在一确定位置与另一确定位置之间。
在自动化过程中，这种设置必然要求过程循环运行。由于各生产步骤时间分离或空间分离，需要相当大的支出。时间分离(即在同一生产线中不同生产步骤之间的生产过程中)需要大的存储区域或高水平的后勤保障。空间分离(即在不同生产步骤之间和/或在不同生产线之间的生产过程中)需要运输和储存许多在它们各自的容器中的单独的透镜。
用于生产眼用透镜的复杂方法越来越要求高度专业化的生产装置。因此在许多情况下希望空间分离生产步骤，以便仅一次或仅在一个地点对高度专业化的生产装置进行投资，并相应地向生产装置供给来自多个地点的半成品。另外还希望生产步骤在时间方面容易地分离，以便增加用于生产不同透镜的生产方法的灵活性。
已知可将眼用透镜尤其是接触透镜大量地紧密堆叠在合适容器内的储存液中。例如，可将几百个眼用透镜堆叠在试管(直径约为15毫米、长度约为10厘米)中的储存液、例如水中。
问题在于(需要)在运输或储存之后从这种高密度缓冲器(high-densitybuffer)中单个提取堆叠的眼用透镜。在本说明书中高密度缓冲器是指其中在储存液中十分紧密地堆叠有多个接触透镜的合适的容器。根据本说明书，合适的储存液是水、含有一种或多种消毒成份的水、盐溶液或缓冲溶液例如盐水(saline)。
EP 1490209B1中公开了一种抓取器(gripper)，该抓取器包括抓取器头部，该抓取器头部具有用于接触透镜的附着表面并具有一个或多个开口，通过所述开口可施加负压力以便将接触透镜抽吸到附着表面上，并可施加过压力以便将接触透镜从附着表面释放。所述抓取器头部包括将多个开口彼此相连的通道。利用设置在抓取器头部中的通道将多个(甚至全部)开口连接，使得一方面当施加负压力时能将接触透镜可靠地抽吸在附着表面上(由于接触透镜同时在多个点处被抽吸在附着表面上)，另一方面(由于同样的原因)当施加过压力时能将接触透镜可靠地和确定地放置到容器中。
US-A-6143210公开了在接触透镜的制造过程中用于抓取和放置操作的另一种真空抓取器结构。所述真空抓取器(US-A-6143210的图7)包括具有体部(72)和头部(73)的喷嘴元件(71)、与中心通道(82)相连的真空源(81)，所述中心通道(82)穿过体部延伸并与喷嘴头部通道(83)相连，所述喷嘴头部通道(83)在喷嘴头部表面(74)中形成一开口(75)。所述抓取器特别设计成用于将接触透镜从模制接触透镜的模具部分中释放出来。
从现有技术(例如EP 0969956B1、EP 1490209B1和US-A-6143210)中已知的抓取器能够从高密度缓冲器中一次抓取多个眼用透镜，但是仅仅以不确定的方式，即，一次(抓取)一个或多个眼用透镜。因此这使得用传统抓取器不确定地抓取一个或多个眼用透镜之后(还需)单个提取眼用透镜的技术问题。
US-A-4181241公开了一种用于单个提取种子(12)的装置，通过真空抓取器(21)可将单个种子(12)从包含水和种子的悬浮液的容槽(11)中取出，其中通过叶片式搅拌器的旋转产生湍流。取样器(probe)(52)的捕获孔(55)的尺寸为种子直径的40％到200％(如在第8栏第62-65行的示例中公开的)。
现在已经发现一种装置适于将一个或多个眼用透镜彼此分离，该装置包括具有湍流的用液体填充的容槽和特别适配的真空抓取器，从而可利用真空抓取器将这些透镜从容槽内的湍流中单个地取出。
图1是高密度缓冲器的示意图，
图2是根据本发明的用液体填充的容槽的示意图，该容槽中容纳有多个接触透镜并具有湍流，
图3a和图3b是根据本发明的用于从湍流中单个提取接触透镜的真空抓取器的示意图，
图4示出了根据本发明一优选实施例的具有喷射装置的容槽，
图5示出了根据本发明一特别优选的实施例的具有喷射装置和用于从下部输送接触透镜的系统的容槽，
图6示出了利用根据本发明的容纳有多个接触透镜且其中具有湍流的用液体填充的容槽以及利用合适的真空抓取器从高密度缓冲器中单个提取接触透镜的试验装置。
图1是容器1的示意图，其中多个接触透镜2非常紧密地堆叠在储存液中。图2是容纳有多个接触透镜2且其中具有湍流的用液体填充的容槽3的示意图。
图3a和图3b示出了用于从湍流中单个提取接触透镜的真空抓取器的两个视图。图3a是侧视图(剖视图)，图3b是真空抓取器的底部放大视图。真空抓取器4具有抽吸表面5，在所示实施例中，该表面具有4个孔。
图4示出了在液体室9中具有湍流的容槽3的优选实施例。液体通过进入管线10被送入环状管路6中，并然后能通过进口7(在一特别优选的实施例中设计成喷嘴)进入容槽3中。所述液体室9还包括通孔8(在一特别优选的实施例中，容槽3在一区域中设计成过滤结构(sieve))，液体可通过该通孔流进出口管线11中。
图5示出了在液体室9中具有湍流的容槽3的特别优选的实施例。液体通过进入管线10被送入环状管路6中，并然后能通过进口7(在一特别优选的实施例中设计成喷嘴)进入容槽3中。所述液体室9还包括通孔8(在一特别优选的实施例中，容槽3在一区域中设计成过滤结构)，液体可通过该通孔流进出口管线11中。另外，从容槽3的下方连接有容器1，其中在储存液中紧密地堆叠有多个接触透镜2。通过活塞12的向上运动，接触透镜2被逐渐地压入液体室9中，在其中被湍流吸纳并能被单个提取。
图6示出了利用根据本发明的具有湍流的用液体填充的容槽和利用合适的抓取器从高密度缓冲器中单个提取接触透镜的试验装置。在第一步骤中，利用传统的抓取器(或者在简化的试验装置中利用具有小抽吸表面的真空抓取器)在点A处抓取一个或多个接触透镜，并在点B处将其放入具有湍流的容槽中。经过短暂的停留时间后(至少1秒钟，优选为5到10秒钟)，驱动具有小抽吸表面的真空抓取器，在随后的步骤中，从点C到点D穿过具有湍流的容槽以便抓取接触透镜。被抓取的第一接触透镜封闭抓取器的小抽吸表面，使得在该步骤中没有其它接触透镜被抓取。然后该真空抓取器将被抓取的接触透镜运送至点E，并在该处将其放置在另一容槽中。真空抓取器多次返回至点C，并执行步骤C到E，直到具有湍流的容槽中没有要抓取的透镜。在这里示出的简化的试验装置中，然后使具有小抽吸表面的相同的真空抓取器返回至点A，以便单个提取下一个或更多的透镜(参见上述从点A开始的步骤)。
权利要求书中说明了用于单个提取眼用透镜尤其是接触透镜的根据本发明的装置和根据本发明的方法。
根据本发明的装置优选包括具有一个或多个进口7的容槽3和可将单个接触透镜2从容槽中取出的真空抓取器，所述进口设计成用于在容槽中产生湍流。
真空抓取器4设计成使得抽吸表面5较小。特别优选具有一个或多个孔的小抽吸表面，更加特别优选具有一个孔的小抽吸表面。真空抓取器的小抽吸表面使得被抓取的第一接触透镜2封闭抽吸表面5，使得在该步骤中没有其它接触透镜被抓取。“小”是指抽吸表面的直径为待抓取的透镜的直径的10％或更小，优选为5％或更小，特别优选为1％或更小。对于直径为15毫米的接触透镜，优选直径为0.5到1.5毫米的抽吸表面。抽吸表面是指抓取器的作用表面，该作用表面的直径由具有抽吸作用的最远的区域限定。对于具有一个孔的抽吸表面，抽吸表面的直径对应于孔的直径。对于具有多个孔的抽吸表面，抽吸表面的直径对应于包围全部孔的圆的直径(参见图3b)。
传统的抓取器主要是具有大抽吸表面的抓取器。利用这种抓取器在一个步骤中从容纳有多个接触透镜的容槽中抓取1到10个透镜。“大”是指抽吸表面的直径为待抓取的透镜的直径的20％或更大，优选为50％或更大，特别优选为80％或更大。传统抓取器的大抽吸表面作用成使得被抓取的第一接触透镜不封闭抽吸表面，从而在一个步骤中从容纳有多个接触透镜的容槽中抓取一个以上的接触透镜。
特别优选具有最少可能的死空间(dead space)(或者没有死空间)的容槽形状，尤其是漏斗状容槽。可以在一个或多个进口处配设一个或多个流出口或溢流口，使得可以更换容槽中的液体。在一特别优选的实施例中，所述一个或多个进口被设计成喷嘴。所述一个或多个流出口或溢流口被设计成一个或多个单独的通孔的形式，或者，在一特别优选的实施例中，所述容槽在至少一个区域中被设计成过滤结构。
容槽壁中的通孔(或者容槽的设计成过滤结构的部分)设计成使得所有的通孔不会同时被透镜封闭。这通过通孔的数量或者通孔的空间布置来实现。可将所述通孔做得很小，以至于透镜不能穿过这些通孔脱出。所述通孔的直径为小于2毫米，优选小于1毫米，特别优选小于0.5毫米。通孔越小，必须在容槽壁中设置的通孔的数量越多，以确保足够的液体通过量。优选至少部分、特别优选最多50％的容槽壁被设计成过滤结构。被设计成过滤结构这部分容槽壁优选为容槽的下部。
另外，容槽构造成具有湍流，使得利用传统抓取器或利用具有小抽吸表面的真空抓取器可将一个或多个透镜放置在其中。
合适的传统抓取器是钳式抓取器或真空抓取器，例如具有大抽吸表面的抓取器。大是指抽吸表面的直径为待抓取的透镜的直径的20％或更大，优选为50％或更大，特别优选为80％或更大。但是，也可设想网或漏勺形式的抓取器。
在一可供选择的优选实施例中，容纳有多个堆叠的透镜的高密度缓冲器从下面与容槽连接。该高密度缓冲器还包括位于堆叠的透镜下方的活塞，通过活塞的向上运动将一个或多个透镜从下面引入所述具有湍流的容槽中。
在另一优选实施例中，容槽装备有能使抓取器上的透镜被冲入容槽内的喷射装置。该喷射装置可设计成布置在容槽的边沿处或上方的一个或多个进口的形式，优选为一个或多个喷嘴的形式，特别优选为容槽边沿处的一圈喷嘴。该喷射装置特别适于将透镜从抓取器冲入容槽内，例如在由于表面力而使(将透镜)放置在容槽中十分困难的情况下。
根据本发明的装置适于集成在眼用透镜尤其是接触透镜的自动化生产装置中。
本发明还涉及一种用于单个提取眼用透镜的方法，其特征在于，利用湍流分离容槽中的多个透镜，并利用具有小抽吸表面的真空抓取器将单个透镜从容槽中取出。优选通过一个或多个进口(优选为一个或多个喷嘴的形式)在容槽中产生湍流。利用具有小抽吸表面的真空抓取器将单个透镜从湍流中取出。
在该方法的一优选实施例中，首先利用传统抓取器或利用具有小抽吸表面的真空抓取器将一个或多个透镜放置在具有湍流的容槽中，然后利用湍流分离透镜，并利用具有小抽吸表面的真空抓取器将透镜从容槽中单个地取出。
在该方法的另一优选实施例中，首先利用传统抓取器或利用具有小抽吸表面的真空抓取器将一个或多个透镜输送至具有湍流的容槽中，然后利用喷射装置将透镜从抓取器上冲下并进入容槽中。然后利用湍流分离透镜，并利用具有小抽吸表面的真空抓取器将透镜从容槽中单个地取出。
在该方法的一特别优选的实施例中，利用传统抓取器或利用具有小抽吸表面的真空抓取器将一个或多个透镜从容纳有多个堆叠的透镜的高密度缓冲器中取出，并放置在具有湍流的容槽内，然后利用湍流分离透镜，并利用具有小抽吸表面的真空抓取器将透镜从容槽中单个地取出。
在该方法的另一特别优选的实施例中，利用传统抓取器或利用具有小抽吸表面的真空抓取器将一个或多个透镜从容纳有多个堆叠的透镜的高密度缓冲器中取出，并输送至具有湍流的容槽内，利用喷射装置将透镜从抓取器上冲下并进入容槽中，然后利用湍流分离透镜并通过具有小抽吸表面的真空抓取器将透镜从容槽中单个地取出。
在该方法的另一特别优选的实施例中，将来自容纳多个堆叠的透镜并从下面与容槽相连的高密度缓冲器的一个或多个透镜利用透镜下方的活塞的向上运动引入具有湍流的容槽内，在其中利用湍流进行分离，并利用具有小抽吸表面的真空抓取器将其从容槽中单个地取出。
在分离之前透镜在容槽中的停留时间是1到10秒钟，优选为2到8秒钟，特别优选为5秒钟。但是，根据方法的要求不同，停留时间也可以很长。
通过负压力将透镜吸附在真空抓取器的附着表面上，从而将透镜从容槽中取出，其理论上与传统真空抓取器的操作模式相对应。当液体部分或全部排空时从液体中或从容槽中、优选从液体中实现从容槽中取出(透镜)。
真空抓取器的末端或者在湍流中保持静止，或者在一优选实施例中由于湍流作用而移动。通过湍流的移动优选沿一路径进行，该路径从容槽一边缘附近的一点处开始、穿过容槽中部到达容槽另一边缘附近的一点。第一点特别优选地对应于真空抓取器的浸入点。如果真空抓取器在湍流中保持静止，则优选不发生在容槽中部，而是特别优选地在容槽边缘与容槽中部之间的一点处。真空抓取器末端的浸入深度取决于容槽的形状和尺寸、湍流状况、以及真空抓取器尤其是真空抓取器末端的设计结构。浸入深度优选较小，即在液体表面附近抽吸透镜。
具有湍流的容槽中的合适的液体是水、含有一种或多种消毒成份的水、盐溶液或缓冲溶液例如盐水、以及有机溶剂例如乙醇。
示例
在实验室试验中，利用传统抓取器将在传统的自动化生产方法中生产出的接触透镜放入试管内。在直径约为15毫米、长度约为10厘米的试管中，将500个透镜堆叠在储存液(水)中。
用根据图6的试验装置进行实验室试验，为了单个提取，使用根据图4的漏斗状容槽，通过在容槽上边沿处布置成环形的多个喷嘴(直径为0.8毫米)将水输送至容槽内，由此在容槽内产生湍流。漏斗状容槽的高度为5厘米，最大直径为4厘米。用水填充容槽至其高度的至少2/3处。该容槽还设计有延伸至其高度的1/2处的通孔，水通过所述通孔进行输送。实验室试验中的流体通过量在0.9到1.1升/分钟之间。
在第一步骤中，利用真空抓取器将1到10个透镜引入漏斗状容槽中。在湍流中保持一短暂的停留时间(5到10秒钟)之后，利用真空抓取器(具有3个抽吸孔，直径分别为0.8毫米，对应于抽吸表面的直径为1.5毫米)一次将单个的透镜从湍流中取出，并输送至单独的包装容器中(每个透镜一个容器)。重复该步骤直到没有剩余要抓取的透镜。然后，利用真空抓取器将另外1到10个透镜引入漏斗状容槽中。
使用传统的自动化方法检查包装容器中是否存在透镜。在进行的多于500个透镜的试验中，为了放置到包装容器中，没有发生一例真空抓取器从湍流中取出透镜失败或者取出多于一个透镜的情况。

Claims (4)

1.用于单个提取眼用透镜的方法，特征是包括：
将眼用透镜放入容槽中；
利用一个或多个进口在容槽中产生湍流；
利用湍流将眼用透镜分离；
提供具有小抽吸表面的真空抓取器，其中，小抽吸表面是指抽吸表面的直径是眼用透镜的直径的10％或更小；以及
利用所述真空抓取器将单个透镜从湍流中取出。
2.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，利用负压力将单个透镜抽吸到真空抓取器的所述小抽吸表面上从而将单个透镜取出，真空抓取器的末端在湍流中保持静止或者由于湍流作用而移动。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，利用传统抓取器或者利用具有小抽吸表面的真空抓取器将一个或多个透镜从容纳有多个堆叠的透镜的高密度缓冲器中取出，并放入具有湍流的容槽内。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，利用容纳有多个堆叠的透镜且从容槽的下面与容槽相连的高密度缓冲器、利用堆叠的透镜下方的活塞的向上移动将一个或多个透镜引入具有湍流的容槽内。
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