CN103261849A - 粉末定量配给设备以及粉末定量配给方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种粉末定量配给设备(1)，该粉末定量配给设备包括：限定粉末定量配给体积(3)的定量配给室(2)，该定量配给室(2)能够通过排出口(11)排空，其中，为使从粉末供给管路(10)中抽吸的粉末（9）通过限定了定量配给室(2)边界的膜(5)而向定量配给室(2)施加负压(8)。根据本发明建议，膜(5)相对于排出口(11)可移动地布置，以便调节粉末定量配给体积(3)和/或排空定量配给室(2)。

Description

粉末定量配给设备以及粉末定量配给方法

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的粉末定量配给设备，所述粉末定量配给设备包括限定粉末定量配给体积的定量配给室，所述定量配给室可通过排出口排空，其中，为使粉末从粉末供给管路中抽吸通过限定了定量配给室边界的膜而向定量配给室施加负压。 

本发明此外涉及一种根据权利要求16所述的尤其用于运行根据本发明的构思所形成的粉末定量配给设备的粉末定量配给方法，其中粉末借助于负压被抽吸到由膜限定边界的、具有排出口的定量配给室内。 

背景技术

从本发明人的EP0937004B2中已知一种用于气动输送粉末的设备和方法，其中设备具有柱形室，在所述室内可借助于负压从粉末供给管路中抽吸粉末，其中定量配给室通过膜被提供以负压。静止地布置的膜在此防止了将粉末抽吸到负压管路内的任务。定量配给室在此在排空前在抽吸阶段时不完全地以粉末填充。已知的设备是带有预先给定的室体积的运输设备，其中被抽吸的粉末仅通过室的压力空气加载而通过下方排出口排空。尤其，如果将用于粉末的抽吸时间选择为很长且因此使得定量配给室内的粉末严重被压实，则在定量配给室排空时存在困难。 

从本发明人的EP0789230B1中已知一种构造复杂的用于粉末定量配给的定量配给设备，其中定量配给体积可调节。 

带有悬挂地布置的柔性膜的粉末定量配给设备在US3,391,963中描述。膜锁定在活塞上，所述活塞与膜一起在泵室填充以粉末时被移动。在室排空时，移动在相反的方向上进行，且作为结果的敲击负责将附着在膜上的粉末震落。 

另外的粉末定量配给设备在EP1790958A1、WO02/02168A1、DE0937004B2以及EP0789230B1中描述。 

发明内容

从现有技术出发，本发明的技术问题是给出尽可能简单地构造的用于精确的体积定量配给粉末形物质的粉末定量配给设备，其中，粉末定量配给体积可以以简单的方式可调节和/或其中，可靠地避免了排空问题。 

此外，该技术问题在于给出相应地改进的用于运行粉末定量配给设备的方法。 

此技术问题在粉末定量配给设备方面以权利要求1的特征解决，且在方法方面以权利要求16的特征解决。 

本发明的有利的扩展在从属权利要求中给出。在本发明的范围内包含包括至少两个在说明书、权利要求和/或附图中公开的特征的全部组合。为避免重复，根据设备公开的特征适用于且可要求根据方法公开的特征。根据方法公开的特征也适用于且可要求根据设备公开的特征。 

本发明首先基于这种考虑：对于精确的定量配给，有利的是定量配给室通过足够长的抽吸时间完全地填充以来自粉末供给管路的粉末。但由此产生的问题是定量配给室内相对高的粉末压实，而带有相应地又由此导致的排空问题。进一步已知，对于一定的定量配给应用，有利的是以定量配给设备不总是只可定量配给确定的、预先给定的(不可改变的)粉末量，而是可调节待定量配给的粉末体积。 

为解决前述问题的至少一个，优选地为解决两个问题，本发明建议：与现有技术不同，将限定了定量配给室边界的，尤其是在背离排出口的侧上限定了定量配给室边界的膜-所述膜首先应防止粉末抽吸到负压提供管路内且因此构造为使空气可通过但粉末不可通过-布置为不是静止的，而是使其与膜支架可相对于定量配给室的排出口移动，以便根据第一方面借助于膜通过膜在排出口的方向上的移动(与膜支架一起移动)将所抽吸的粉末体积通过排出口压出，和/或根据第二方面改变或尽可能精确地调节粉末定量配给体积且因此定量配给室体积，其中膜在抽吸过程中相对于排出口所处的位置可改变。基本上，可在粉末定量配给设备中仅实现前述两个方面的一个，其中优选的是实现两个方面。 

膜支架是与定量配给室间隔的部件，且优选地，膜仅固定在膜支架上(且不固定在定量配给室壁上)。优选地，膜以其外周边缘固定在膜支架上。在膜支架移动时，整个膜与之一起移动。 

施加到定量配给室的真空(负压)的程度或大小可优选地与不同的粉末匹配-所述负压应优选地可足以将定量配给室通过抽吸粉末而完全地填充以粉末。 

尤其对于定量配给室设计为不可借助于膜通过压出粉末而排空的情况，所抽吸的粉末可优选地，例如仅使用来自定量配给室的压力空气排空。在需要时，如果膜提供用于排空定量配给室或布置为可移动的，则也可辅助地使用压力空气。也可提供压力空气接管，以将附着的粉末从膜去除。优选地，压力的大小可调节。 

尤其合适的是，为在粉末抽吸阶段期间实现定量配给室的完全填充，将粉末供给管路尽可能靠近室底部或背离膜的室端部地通入定量配给室内，这例如可通过如下方式实现，即使得粉末供给管路直接在定量配给室排出口上方通入定量配给室内，或可替代地通过如下方式实现，粉末在抽吸阶段期间通过排出口抽吸，如在下文中仍将解释。 

在膜的构造方面存在不同的可能性。膜的主要任务是限定了定量配给室体积的边界且同时通过优选地刚性的膜避免在负压供给的方向上抽吸粉末，以此膜必须以已知的方式实现，膜至少在施加以相应的压力差异时虽然对于空气可通过，但对于粉末至少很大程度上、优选地完全地不可通过。已证明尤其合适的是，膜具有支撑层，例如毛毡层或线支架，在其面朝定量配给室内侧的一侧上布置有实际的过滤层。 

在膜的抽吸位置的具体实现方面，即膜的相对位置方面-所述相对位置是在粉末抽吸期间膜相对于排出口所处的位置-存在不同的可能性。基本上，在本发明的扩展中建议且优选的是，调节分级地例如通过螺杆传动实现，其中根据替代的实施变体，调节在不连续的步骤中(限定的级)例如通过提供锁定装置实现。 

尤其简单以及有效的且不易受干扰的改变前述抽吸位置的可能性在于为膜配设有可优选地手动操作的螺杆传动装置，其中膜可通过螺杆驱动装置的操作相对于出口位置移动。为此，优选的是使得膜如在后文中仍所解释可相对于优选地柱形的定量配给室周壁移动。柱形优选地理解为圆柱形，其中柱体也能以不同于圆形的底面实现，例如以椭圆形或星形底面实现。 

尤其，当膜为排空定量配给室而通过促动器可移动时，膜的抽吸位置由止动位置限定或预先给定，该止动位置限定膜在离开排出口方向上的移动运 动，膜和/或膜支架和/或运动的促动器部分在排空过程之后通过促动器、优选地通过线性驱动器抵靠或移回在所述止动位置上。前述的尤其是上方的用于膜和/或膜支架和/或可运动的促动器部分（例如活塞）的止动位置可例如通过限定止动位置的止动元件的移动，例如通过螺杆传动装置的手动移动而改变或调节。代替手动驱动、尤其通过止动元件的移动来移动前述止动位置的，也可为此实现自动驱动，例如旋转或直线驱动。 

更尤其优选的是，为相对于排出口移动膜，为膜提供促动器，尤其是线性驱动器，优选气动或液压活塞缸驱动器，其中当然也可提供替代的旋转驱动器，所述旋转驱动器的旋转运动被转化为膜的平移运动。优选地，促动器用于使膜在排出口的方向上移动，以便因此在抽吸过程之后将所抽吸的粉末体积通过排出口压出。作为补充或备选，促动器可提供用于调节膜在粉末抽吸期间相对于排出口所处的抽吸位置，即相对位置，其中为此尤其优选的但非强制的是，在此情况中膜的此抽吸位置不是对于膜和/或膜支架的(通过可调节的止动元件实现的)止动位置所预先给定的位置，而是替代地由线性驱动器保持限定可填充的定量配给体积的相对位置。在提供气动驱动器作为线性驱动器的情况中，优选的是为此在两个相互背离的侧上提供可施加以压力空气的气动驱动器，以用于调节且优选地受控地无冲击地保持此抽吸位置。为最小化控制成本，当然且替代地可通过移动可任选的止动元件而改变抽吸位置。 

为实现通过膜的对于定量配给室的选择的排空，尤其优选的是促动器在排空时移过至少一个移动距离，所述移动距离为排出口距处于其抽吸位置的膜的距离的至少四分之一，优选地为其至少一半，进一步优选地为其至少四分之三，或优选地为其整个距离。 

如前文所解释，为移动膜，促动器可用于调节膜的抽吸位置且优选地也通过实现控制回路而主动地保持膜的抽吸位置。尤其对于这种情况：抽吸位置不通过限制膜或促动器的移动运动的用于膜的止动件(止动元件)限定，优选的是，为促动器配设有控制装置，所述控制装置这样控制促动器，使得促动器将膜相对于排出口移动到预先给定的、例如存储和/或可存储在非易失性存储器内的相对位置，且优选地可控地，例如通过气动线性驱动器的活塞的合适的压力和/或背压施加而将此位置固定。 

如前所示意，合适的是，通过膜可为定量配给室施加以压力空气，以便 在排空过程时或之后或在清洁循环期间从膜中去除附着的粉末，和/或通过膜支持定量配给室的排空，和/或仅通过使用压力空气(即，无膜的移动)排空定量配给室。 

被证明尤其合适的是，为膜配设有优选地活塞状的膜支架，在所述膜支架上固定有膜。在此，膜优选地通过膜支架相对于排出口的移动而被移动。膜支架可形成为单件，但优选地由多个部分组成的构件，尤其形成为使得膜在两个尤其在轴向方向上可相互以螺纹方式连接的膜支架之间夹紧。膜支架可根据第一替代方案是促动器的直接的部分，尤其是用于移动膜的活塞/缸驱动器的直接的部分，或根据第二替代方案与此促动器通过机械联接件有效连接。膜支架部分可例如相互螺纹连接、相互粘合或压紧、或相互焊接，或以另外的方式相互固定。 

为防止粉末被抽吸到膜支架与定量配给室的周壁之间的径向区域和/或设置于膜支架的背离定量配给室的一侧上的区域内优选的是，膜支架在膜相对移动时相对于定量配给室的优选圆柱形的连续周壁的是密封的。基本上，为此可在周壁和膜支架之间提供至少一个环形密封件(弹性体密封件)。但尤其优选的是，密封效果优选地完全地通过膜支架和周壁的材料组合的选择来实现，因此可省去间隔的弹性体密封件。 

这可优选地通过如下方式实现，定量配给室的周壁由比膜支架更具有弹性的材料形成。为此优选地，定量配给室周壁由塑料、尤其是由PTFE形成，且膜支架例如由金属形成。可替代地实现相反的结构(金属周壁/塑料膜支架)。 

进一步优选的是，尤其在无弹性环密封件的实施变体中，膜支架通过优选的金属的环部分、优选地通过至少两个在膜的移动方向上(尤其是柱形定量配给室的纵向轴线方向上)间隔开的环部分支承在周壁上，以及借助于至少一个环部分沿周壁(密封地)滑动。 

尤其优选的是粉末定量配给装置的另外的实施变体，其中优选地长形延伸的活塞形膜支架具有至少一个优选地中心的尤其优选地仅一个通道，通过所述通道可为定量配给室(通过膜)提供以用于抽吸粉末的负压，或提供以过压(压力空气)。在此，在通道上且因此在膜支架上连接了负压供给管路和/或压力空气供给管路，所述管路与膜支架一起在膜支架的移动运动中相对于排出口移动。 

优选地，定量配给室的排出口配设有封闭装置，所述封闭装置保证在抽吸阶段期间粉末可从定量配给室到达粉末容纳容器内。对于在抽吸阶段期间通过排出口供给粉末的情况，封闭装置应可构造为，使得它在排空阶段期间断开粉末供给管路和定量配给室之间的连接。 

进一步地，本发明涉及一种粉末定量配给方法，尤其是用于运行根据本发明的构思所形成的前述粉末定量配给设备的方法，其中方法的核心在于通过定量配给室的负压施加来抽吸粉末。根据本发明在此关键的是使膜相对于排出口移动，以便调节定量配给体积和/或将所抽吸的粉末从定量配给室压出。 

附图说明

本发明的另外的优点、特征和细节从如下的优选实施例的描述中以及根据附图得到。各图为： 

图1示出了在抽吸阶段期间的粉末定量配给装置的示意性图示， 

图2示出了在排空阶段期间根据图1的粉末定量配给装置，和 

图3示出了膜支架/膜以及定量配给室-周壁的部件组合的图示。 

具体实施方式

在附图中，相同的元件且带有相同功能的元件以相同的附图标号标记。 

在图1和图2中示出了例如用于粉末形药品定量配给的粉末定量配给装置1，尤其以便在随后的方法步骤中将定量配给的粉末量压制为药片。 

粉末定量配给设备包括圆柱形的连续的定量配给室2，所述定量配给室2的体积等于(待定量配给的)粉末定量配给体积3。定量配给室2在周侧以由塑料、在此由PTFE形成的内周为圆柱形的连续周壁4限定边界。在该附图的上方，定量配给室2由对于待定量配给的粉末不可通过但对于空气可通过的膜5以及在此为空心柱形的保持所述膜5的多件式膜支架6限定边界。 

在中空柱形的膜支架6内形成了纵向延伸的通道7，通过所述通道7，定量配给室2通过膜5可被施加以负压8，以通过此方式在抽吸阶段期间将粉末9从粉末供给管路10抽吸到定量配给室内。在所示的实施例中，粉末供给管路10布置为使其通过提供在定量配给室2的背离膜5的侧上的排出口11与定量配给室2连接，所述连接使得在定量配给室2被施加以负压时， 粉末从粉末供给管路10中通过排出口11被抽吸。在替代的未详尽地图示的而是仅示意处的解决方法中，通过箭头24示意的粉末供给通道12在膜5和开口11之间的区域内导引到定量配给室2内，优选地直接与开口11或与定量配给室2的底部相邻地导引到定量配给室2内。 

排出口11配设有滑阀形式的封闭装置12，所述滑阀可在至少两个、在此仅两个移动位置之间垂直于随后将解释的膜5的移动方向移动，即在图1中所图示的关闭位置和在图2中所图示的排空位置，在所述关闭位置中定量配给室2虽然与粉末供给管路10连接但不能够排空，在所述排空位置中提供在滑阀或封闭装置12内的在粉末供给管路10和排出口11之间的连接通道13不以排出口11覆盖且替代地使封闭装置12的贯通开口14与排出口11这样地对齐，使得粉末9或所抽吸的粉末定量配给体积3通过贯通开口14排空，优选可被机械地压出到未图示的容器内。 

对于粉末供给管路10不通入封闭装置12内的情况，可省去连接通道13，其中在抽吸位置中排出口11被完全封闭。 

根据替代的未图示的变体，作为滑阀的替代使用可旋转的元件、优选地使用可旋转的盘(未图示)作为封闭装置，所述可旋转的元件在至少一个位置上优选地具有用于排空定量配给室的贯通开口，且在另一个旋转位置中优选至少这样地封闭了排出口11，使得排出口11不可向容器内排空。 

如从图1中所示，活塞形的膜支架6与促动器15机械地联接，所述促动器15在此是气动活塞缸单元，包括缸16和可拉出的活塞17，可借助于活塞17将膜支架6与膜5一起相对于排出口11在定量配给室2的柱形周壁4内在轴向方向上移动，即在图1中所图示的、活塞5在抽吸粉末期间所处的抽吸位置，以及在图2中所图示的、在排出口11的方向上的移动位置。此外，可见这还在抽出的活塞17上。在所示的实施例中，由膜5和膜支架6构成的组合移动靠近排出口11，以便由此粉末体积3机械地通过排出口和处于排空位置中的封闭装置11的通孔14压出。该借助膜5的机械排空过程可以用压力空气18辅助，该压力空气18可以经过通向膜5的通道7和通过该膜5流入定量配给室中。 

在图2中所图示的、结束的排空过程之后，膜5又移动返回到图1中图示的抽吸位置中。 

在根据图1和图2的粉末定量配给设备1中，抽吸位置，即在抽吸粉末 时膜5与膜支架6相对于排出口11所处的并因此可调节粉末定量配给体积3的相对位置(或膜在排空过程之后移动返回到的位置)。为此，促动器15与合适的控制装置连接，所述控制装置通过活塞的相应的压力施加控制抽吸位置。在此，额定抽吸位置优选地存储在控制装置的非易失性存储器内，且更优选地可预先给定，使得此设备可定量配给不同的粉末定量配给体积。 

根据替代的未图示的变体，膜5的抽吸位置不通过促动器15的合适的控制来实现，而是通过用于促动器15的活塞17或膜支架6的上方止动件(止动元件)的手动或被促动的移动而实现。 

在图3中详细示出了膜支架6以及膜5。膜5在下方或外部膜支架部分19和可螺旋在所述下方膜支架部分19的内螺纹内的上方膜支架部分20之间被轴向夹紧，在所述上方膜支架部分20中形成了用于压力空气和/或负压的通道7以用于相应地为定量配给室2供给。 

可见，膜支架6，确切而言下方膜支架部分19(作为替代或补充，上方膜支架部分20)直接地，即在中间不布置弹性体环形密封件而密封地支承在在此由PTFE形成的定量配给室2的柱形的周壁4上，且在膜5在轴向方向上的移动运动时沿所述周壁4在其上滑动。在所示的实施例中，膜支架6由金属形成，例如由铝或不锈钢形成，且在下方环形区域21内以及轴向地与之间隔的上方环形区域22内在径向方向上密封地支承在周壁4上。 

可见，在此与通道7成角度地在膜支架6上提供了接管23，在所述接管23上可连接负压和/或过压供给装置。 

附图标号列表 

1  粉末定量配给设备 

2  定量配给室 

3  粉末定量配给体积 

4  周壁 

5  膜 

6  膜支架 

7  通道 

8  负压 

9  粉末 

10 粉末供给管路 

11 排出口 

12 封闭装置 

13 连接通道 

14 贯通开口 

15 促动器 

16 缸 

17 活塞 

18 压力空气 

19 下方膜支架部分 

20 上方膜支架部分 

21 下方环形区域 

22 上方环形区域 

23 接管 

24 箭头 。

Claims (16)

1.一种粉末定量配给设备，包括：限定粉末定量配给体积(3)的定量配给室(2)，所述定量配给室(2)能够通过排出口(11)排空，其中，为使从粉末供给管路(10)抽吸的粉末（9）通过限定了所述定量配给室(2)边界的膜(5)而向所述定量配给室(2)施加负压(8)，其特征在于，所述膜(5)与其上固定有膜(5)的膜支架(6)一起以可相对于所述排出口(11)移动的方式布置，以便调节粉末定量配给体积(3)和/或排空定量配给室(2)。

2.根据权利要求1所述的粉末定量配给设备，其特征在于，所述膜(5)在抽吸粉末(9)期间相对于排出口(11)所处的相对位置可无级地或以限定的级别调整。

3.根据权利要求2所述的粉末定量配给设备，其特征在于，所述膜(5)在抽吸粉末(9)期间相对于所述排出口(11)所处的相对位置可自动地调节，或可手动地尤其通过可手动操作的螺杆传动调节，尤其能够通过限定了用于所述膜(5)和/或膜支架(6)和/或可运动的促动器部分的止动位置的止动元件的移动而调整。

4.根据前述权利要求中一项所述的粉末定量配给设备，其特征在于，为了使膜(5)相对于所述排出口(11)的移动，为所述膜(5)配设有促动器(15)，尤其是线性驱动器，优选为气动或液压的活塞缸驱动器，或电动线性驱动器。

5.根据权利要求4所述的粉末定量配给设备，其特征在于，所述膜(5)能够由所述促动器(15)在排出口(11)的方向上移动经过一个移动距离以便将粉末体积从所述定量配给室(2)排空，所述移动距离为在抽吸期间所述排出口(11)与所述膜(5)的相对位置之间的距离的至少四分之一，优选地至少一半，进一步优选至少四分之三。

6.根据权利要求4或5所述的粉末定量配给设备，其特征在于，为所述促动器(15)配设有控制装置，所述控制装置这样控制所述促动器(15)，使得所述促动器将所述膜(5)移动到预先给定的、例如存储和/或能存储在存储器内的相对位置上，在所述相对位置处抽吸所述粉末(9)。

7.根据权利要求6所述的粉末定量配给设备，其特征在于，所述控制装置这样地控制所述促动器(15)，使得所述促动器将所述膜尤其通过控制回路受控地保持在所述相对位置中。

8.根据前述权利要求中一项所述的粉末定量配给设备，其特征在于，所述定量配给室(2)通过所述膜(5)施加有压力空气(18)，以便优选从所述定量配给室(2)中排空粉末体积或通过所述膜(5)的移动有助于粉末体积的排空。

9.根据前述权利要求中一项所述的粉末定量配给设备，其特征在于，其上固定有所述膜(5)的膜支架(6)是活塞状的单件或由多部分组成的构件。

10.根据权利要求9所述的粉末定量配给设备，其特征在于，所述膜支架(6)在所述膜(5)相对移动时相对于所述定量配给室(2)的优选圆柱形的周壁(4)密封。

11.根据权利要求10所述的粉末定量配给设备，其特征在于，所述定量配给室(2)的周壁(4)由比优选金属的膜支架(6)具有更大弹性的材料形成，尤其由塑料形成，优选由PTFE形成。

12.根据前述权利要求中一项所述的粉末定量配给设备，其特征在于，所述膜支架(6)通过至少一个优选金属的环形区域(21、22)，优选通过至少两个在移动方向上间隔的优选金属的环形区域(21、22)直接地支承在所述定量配给室(2)的周壁(4)上。

13.根据前述权利要求中一项所述的粉末定量配给设备，其特征在于，所述膜支架(6)具有至少一个，优选仅一个通道(7)，能够通过所述通道(7)为所述定量配给室(2)提供用以抽吸粉末(9)的负压(8)或提供过压。

14.根据前述权利要求中一项所述的粉末定量配给设备，其特征在于，所述膜(5)在轴向上夹紧地容纳在所述膜支架(6)的两个优选地可相互以螺纹方式连接的膜支架部分(19、20)之间。

15.根据前述权利要求中一项所述的粉末定量配给设备，其特征在于，为所述排出口(11)配设有尤其是可平移移动的滑阀形式的或可旋转的优选盘形元件形式的封闭装置(12)，借助所述封闭装置(12)可释放所述排出口(11)以用于排空所述定量配给室(2)，和/或借助所述封闭装置(12)能断开和/或建立所述粉末供给管路和所述定量配给室(2)之间的连接。

16.一种尤其用于运行根据前述权利要求中一项所述的粉末定量配给设备(1)的粉末定量配给方法，其中，所述粉末(9)借助于负压(8)被抽吸到由膜(5)限定边界的、具有排出口(11)的定量配给室(2)内，其特征在于，所述膜(5)能与膜支架(6)一起相对所述排出口(11)移动，以调节定量配给体积和/或将所抽吸的粉末体积从所述定量配给室(2)压出。

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