CN104743339B - 冻干机双行进料的进料系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种冻干机双行进料的进料系统，包括传送带以及与所述传送带相对接的推杆轨道，所述传送带包括两条并列运行的第一传送带和第二传送带，所述第一传送带与所述推杆轨道的对接处设置有第一星形轮，所述第二传送带与推杆轨道的对接处设置有第二星形轮，所述第一星形轮和第二星形轮相对设置，第一传送带和第二传送带上的小瓶在第一星形轮和第二星形轮的旋转下依个传送至所述推杆轨道上。本发明还公开了一种冻干机双行进料的进料方法，通过双星形轮的旋转计数，以及推杆旋转偏置，使得双行小瓶完成排列后推入至板层或缓冲区域。本发明的进料系统及方法极大提高了进料速度、并且具有多层剔除倒瓶的措施。

Description

冻干机双行进料的进料系统及方法

技术领域

本发明主要涉及医药、食品等包装机械领域，特指一种冻干机双行进料的进料系统及方法。

背景技术

冻干机自动进出料通过将半加塞后的西林瓶通过进料集成装置及理瓶装置结合进料推杆送入冻干机搁板，完成冻干工艺周期后由出料推杆结合出料集成装置将西林瓶送出搁板，转入轧盖机及后续工序，整个进出料过程完全由控制系统控制，不需要人工干预，避免了人工接触产品，从而最大限度的防止产品的转运过程中造成的污染，因此自动进出料的使用越来越受到欢迎。

尤其是近些年来随着国内外冻干制剂的迅猛发展，许多制药企业对冻干产品整体生产周期的要求也在不断提高，也就对自动进出料的进料及出料速度提出了更高的要求。目前现有的自动进出料设备一般为单行进料，通过提高传送带与星形轮的运行速度在一定范围内可以提升整体的小瓶进料速度，但幅度有限，一般来说400瓶/min即为该类单行进出料设备的进料极限速度，很难以再有较大的提升。而且随着传送带速度的单方面提升，相应的也提高的轨道中小瓶的倾倒概率，由此而造成的后果有：1、倾倒的小瓶在轨道拐角处被卡住，造成堵塞，后续小瓶传输受阻，如果现场没有操作人员及时干预则会一直停滞，影响整个生产周期的速度；2、倾倒的小瓶如果顺利进入靠近星形轮前端的轨道，会导致旋转中的星形轮与小瓶挤压，严重损坏星形轮的棱角，破坏自动进出料设备。另一方面随着星形轮速度的加快，根据大量实验证明发现也会导致以下问题：1、如果前端因为堵瓶或者缺瓶的原因未能持续平稳高速的传递小瓶，将造成星形轮频繁启停，而对于高速运行状态下的星形轮来说，频繁的启停，增大了定位偏差的风险；2、星形轮处于高速运转状态，运行一段时间后其会形成一定的定位偏差，随着累积时间的增长，该偏差也会相应增大，如此不仅导致定位不准、小瓶排列不整齐、控制不精确，而且也增大了小瓶排行的首尾小瓶未能正常进入推杆轨道区域从而造成被进料推杆挤爆的风险，该风险为致命的风险，对于制药行业来说这样是不可接受的。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种极大提高进料速度的冻干机双行进料的进料系统及方法。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种冻干机双行进料的进料系统，包括传送带以及与所述传送带相对接的推杆轨道，所述传送带包括两条并列运行的第一传送带和第二传送带，所述第一传送带与所述推杆轨道的对接处设置有第一星形轮，所述第二传送带与推杆轨道的对接处设置有第二星形轮，所述第一星形轮和第二星形轮相对设置，所述第一传送带和第二传送带上的小瓶在第一星形轮和第二星形轮的旋转下依个传送至所述推杆轨道上。

作为上述进料系统的进一步改进：

所述第一传送带与第二传送带的两侧均设置有疏导栏栅，各疏导栏栅在第一传送带和第二传送带与推杆轨道的对接处逐渐靠拢并延伸至推杆轨道上。

所述第一传送带和第二传送带上均设置有倒瓶保护装置。

所述倒瓶保护装置包括控制单元、报警单元以及安装在传送带上的第一倒瓶检测元件；沿传送方向上，紧挨星形轮的上游传送带上依次设置有第二倒瓶检测元件及用于剔除倒瓶的剔瓶机构；所述第一倒瓶检测元件检测传送带上持续时间T1内是否有倒瓶并将第一检测信号传递给控制单元，所述控制单元根据第一检测信号发送报警信号给报警单元，当第一倒瓶检测元件检测对应传送带上无倒瓶时，第二倒瓶检测元件检测传送带上是否有倒瓶并将第二检测信号传递给控制单元，控制单元根据第二检测信号控制剔瓶机构的剔瓶动作。

所述剔瓶机构包括气缸，所述气缸的气缸杆前端设置有条块状顶块，所述顶块的正对面设置第二疏导孔，所述气缸根据控制单元的指令将顶块推出，将倒瓶从传送带上经第二疏导孔顶出。

还包括进料推杆、推杆轨道以及设置在所述进料推杆两侧且位于推杆轨道上方的导引板及其驱动件，所述导引板通过一连杆连接驱动件，所述连杆在驱动件的驱动下带动导引板上下升降。

所述连杆的运动轨迹沿竖起方向，且连杆上固定设置有一感应块，顺着连杆的运动轨迹，在连杆运动的极限位置处设置有两个与感应块相配合的位置感应开关。

本发明还公开了一种冻干机双行进料的进料方法，包括以下步骤：

1）进料时，第一星形轮与第二星形轮进行角度初始化，使进料小瓶在两个星形轮的出瓶处呈错开状态；

2）第一星形轮和第二星形轮旋转并计数，当计数数量C1等于设定参数C时，停止星形轮的旋转；

3）推杆轨道的伺服电机旋转偏置角度f，将双行小瓶送至进料推杆的推杆区域并完成排列；

4）将排列的小瓶推入至冻干机板层或缓冲区域，并将实际推入小瓶行数e1加2；

5）进料结束，等待下次进料。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述步骤1）中，第一星形轮的初始化角度为m₀，第二星形轮的初始化角度为n₀，即第一星形轮旋转角度m或第二星形轮旋转角度n后，第一星形轮和第二星形轮的输出端被截住的小瓶所在的豁口棱角切线与推杆轨道传送方向平行。

所述| m₀- n₀|＜180/d，360x/d＜m₀＜90，360x/d＜n₀＜90，其中d为第一星形轮或第二星形轮的豁口数量，x为卡入第一星形轮或第二星形轮豁口与推杆轨道上的小瓶数量。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1、本发明的进料系统采用双行进料及双星形轮理瓶的方式，成倍提高了小瓶传递的速度，进一步提高了进料系统的整体速度。在满足进料系统的要求下，降低了单列输送带的速度，降低了倒瓶故障的概率，减少因此而导致的产品污染及设备损坏的情况。

2、第一传送带与第二传送带的两侧均设置有疏导栏栅，各疏导栏栅在第一传送带和第二传送带与推杆轨道的对接处逐渐靠拢并延伸至推杆轨道上，将前端传送的小瓶平稳的过渡到两星形轮的传送区域，同时将原间隔较大两部分传送带上小瓶逐渐平稳靠拢，便于后续双星形轮的排列与错位。

3、本发明中的倒瓶保护装置包括第一倒瓶检测元件，第一倒瓶检测元件检测传送带上是否有瓶，如果在持续时间T1内没有检测到瓶信号，则可判断传送带的上游出现堵瓶现象或者冻干机的上游设备出现故障，提醒操作人员进入处理，以免影响整个生产周期的速度。当第一倒瓶检测元件检测到瓶信号，则第二倒瓶检测元件检测对应的传送带上是否有瓶，如果无瓶信号，则发出指令至控制单元，控制单元控制剔瓶机构对倒瓶进行剔除，防止倾倒的小瓶进入靠近星形轮前端的轨道，避免与旋转中的星形轮挤压而损坏星形轮的棱角，进而破坏自动进出料设备。

4、本发明中的导引装置，通过在出瓶轨道两侧设置有导引板，在进料推杆进行推进时，由于导引板的两边固定，起到限位的作用，有效保障了奇偶行错位的效果，同时使得出瓶轨道上的小瓶不会因为摩擦等原因而在推进过程中出现滑动，能够避免小瓶在推进过程中被进料推杆与栏栅组件挤爆情况，也避免了因此而导致的产品污染风险及设备损坏。另外在此基础上，能够加快进料推杆的推送速度，进一步提高小瓶进料过程的整体速度。

5、本发明的进料方法同样具有进料系统如上所述的优点。

附图说明

图1为本发明的进料系统的结构示意图。

图2为本发明的进料方法步骤1）对应的进料系统结构示意图。

图3为本发明的进料方法步骤2）对应的进料系统结构示意图。

图4为本发明的进料方法步骤3）对应的进料系统结构示意图。

图5为本发明的进料方法步骤4）对应的进料系统结构示意图。

图6为本发明的进料系统中扭矩传感器的安装结构示意图。

图7为本发明的导引装置结构示意图。

图8为本发明的剔瓶机构结构示意图。

图9为本发明的进料系统的框架结构示意图。

图10为本发明的进料方法的流程示意图。

图中标号说明：1、可编程控制器；2、声光报警器；3、传送带；31、第一传送带；32、第二传送带；4、第一疏导孔；5、第一倒瓶检测元件；6、星形轮；61、转轴；62、联结轴承； 64、第一星形轮；65、第二星形轮；7、第二倒瓶检测元件；8、剔瓶机构；81、顶块；82、第二疏导孔；9、扭矩传感器；10、倒瓶缓冲框；11、上位机；12、栏栅组件；13、小孔；14、小瓶；16、进料推杆；17、推杆轨道；18、导引板；19、连杆；20、驱动件；21、感应块；22、第一位置感应开关；23、第二位置感应开关；24、疏导栏栅。

具体实施方式

以下结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步描述。

如图1至图10所示，本实施例的冻干机双行进料的进料系统，包括传送带3以及与传送带3相对接的推杆轨道17，传送带3包括两条并列运行的第一传送带31和第二传送带32，第一传送带31与推杆轨道17的对接处设置有第一星形轮64，第二传送带32与推杆轨道17的对接处设置有第二星形轮65，第一星形轮64和第二星形轮65相对设置，第一传送带31和第二传送带32上的小瓶14在第一星形轮64和第二星形轮65的旋转下依个传送至推杆轨道17上。本发明的进料系统采用双行进料及双星形轮6理瓶的方式，成倍提高了小瓶14传递的速度，进一步提高了进料系统的整体速度。在满足进料系统的要求下，降低了单列输送带的速度，降低了倒瓶故障的概率，减少因此而导致的产品污染及设备损坏的情况。

如图1所示，本实施例中，第一传送带31与第二传送带32的两侧均设置有疏导栏栅24，各疏导栏栅24在第一传送带31和第二传送带32与推杆轨道17的对接处逐渐靠拢并延伸至推杆轨道17上。将前端传送的小瓶14平稳的过渡到双星形轮6的传送区域，同时将原间隔较大两部分传送带3上小瓶14逐渐平稳靠拢，便于后续双星形轮6排列与错位。

本实施例中，第一传送带31和第二传送带32上均设置有倒瓶保护装置。

如图1所示，本实施例中，倒瓶保护装置包括控制单元、报警单元以及安装在第一传送带31上的第一倒瓶检测元件5；沿传送方向上，紧挨第一星形轮64的上游传送带3上依次设置有第二倒瓶检测元件7及用于剔除倒瓶的剔瓶机构8；第一倒瓶检测元件5检测传送带3上持续时间T1内是否有倒瓶并将第一检测信号传递给控制单元，控制单元根据第一检测信号发送报警信号给报警单元，当第一倒瓶检测元件5检测对应传送带3上无倒瓶时，第二倒瓶检测元件7检测传送带3上是否有倒瓶并将第二检测信号传递给控制单元，控制单元根据第二检测信号控制剔瓶机构8的剔瓶动作，防止倾倒的小瓶14进入靠近星形轮6前端的轨道，避免与旋转中的星形轮6挤压而损坏星形轮6的棱角，进而破坏自动进出料设备。

如图8所示，本实施例中，剔瓶机构8包括气缸，气缸的气缸杆前端设置有条块状顶块81，顶块81的正对面设置第二疏导孔82，气缸根据控制单元的指令将顶块81推出，将倒瓶从传送带3上经第二疏导孔82顶出。

如图7所示，本实施例中，还包括冻干机的进料推杆16、推杆轨道17以及设置在进料推杆16两侧且位于推杆轨道17上方的导引板18及其驱动件20，导引板18通过一连杆19连接驱动件20，连杆19在驱动件20的驱动下带动导引板18上下升降。在进料推杆16进行推进时，由于导引板18的两边固定，起到限位的作用，有效保障了奇偶行错位的效果，同时使得出瓶轨道上的小瓶14不会因为摩擦等原因而在推进过程中出现滑动，能够避免小瓶14在推进过程中被进料推杆16与栏栅组件12挤爆情况，也避免了因此而导致的产品污染风险及设备损坏。另外在此基础上，能够加快进料推杆16的推送速度，进一步提高小瓶14进料过程的整体速度。

本实施例中，连杆19的运动轨迹沿竖起方向，且连杆19上固定设置有一感应块21，顺着连杆19的运动轨迹，在连杆19运动的极限位置处设置有两个与感应块21相配合的位置感应开关。两位置感应开关包括第一位置感应开关22和第二位置感应开关23，第一位置感应开关22用于检测导引板18是否升起，第二位置感应开关23检测导引板18是否降下，通过位置感应开关对导引板18的运动情况进行实时监控，并在导引板18出现异常时及时反馈。

如图6所示，本实施例中，冻干机的星形轮6的转轴61上设置有扭矩传感器9，星形轮6由星形轮驱动电机驱动旋转，扭矩传感器9检测星形轮6的转轴61的扭矩并将扭矩信号传递给控制单元，控制单元根据扭矩信号控制星形轮6的动作。当星形轮6与小瓶14挤压时，星形轮6扭矩增大，扭矩传感器9动作并将检测信号传递给控制单元，控制单元迅速停止星形轮6的旋转，同时发出报警及相应的文字提示，避免星形轮6或其它设备的损坏。

本实施例中，扭矩传感器9安装在星形轮6的转轴61的联结轴承62的端部，其扭矩最大，能够最快检测出扭矩并反馈至控制单元，从而保护星形轮6的棱角不受损坏。

本实施例中，传送带3的拐角处安装有第一疏导孔4，当倒瓶经传送带3传送至此处时，由于传送方向的改变，倒瓶会经第一疏导孔4排出，从而顺利达到剔除倒瓶的目的，有效避免倒瓶中残存的药液随着传送带3的传送而污染更多的传送带3。

本实施例中，第一疏导孔4和第二疏导孔82的下方均设置有用于接收倒瓶的倒瓶缓冲框10。

本实施例中，传送带3两侧设置有栏栅组件12，栏栅组件12上设置有小孔13，第一倒瓶检测元件5和第二倒瓶检测元件7通过对应的小孔13检测传送带3上是否存在倒瓶。

本实施例中，控制单元为可编程控制器1，并连接有上位机11，报警单元为声光报警器2。

本发明还公开了一种冻干机双行进料的进料方法，在进料前，在上位机11的人机界面完成自动进料系统运行所需参数的设定，包括但不限于如第一星形轮64的初始化角度m、第二星形轮65的初始化角度n、旋转奇偶行小瓶14数c、第一星形轮64和第二星形轮65的豁口数量d、冻干机板层最大行数e、推杆轨道17偏置角度f、进料推杆16参数等，在设备各项工作准备就绪，启动设备进行进料模式。

包括以下步骤：

1）进料时，第一星形轮64与第二星形轮65进行角度初始化，使进料小瓶14在两个星形轮6的出瓶处呈错开状态，其状态如图2所示；

2）第一星形轮64和第二星形轮65旋转并计数，当计数数量C1等于设定参数C时，停止星形轮6的旋转，其状态如图3所示；

3）推杆轨道17的伺服电机旋转偏置角度f，将双行小瓶14送至进料推杆16的推杆区域并完成排列，其状态如图4所示；

4）将排列的小瓶14推入至冻干机板层或缓冲区域，并将实际推入小瓶14行数e1加2，其状态如图5所示；

5）进料结束，等待下次进料。

本实施例中，步骤1）中，第一星形轮64的初始化角度为m₀，第二星形轮65的初始化角度为n₀，即第一星形轮64旋转角度m或第二星形轮65旋转角度n后，第一星形轮64和第二星形轮65的输出端被截住的小瓶14所在的豁口棱角切线与推杆轨道17传送方向平行。初始化后的第一星形轮64和第二星形轮65在二者同步旋转后豁口处岀瓶即呈相互错开状态。

本实施例中，| m₀- n₀|＜180/d，360x/d＜m₀＜90，360x/d＜n₀＜90，其中d为第一星形轮64或第二星形轮65的豁口数量，x为卡入第一星形轮64或第二星形轮65豁口与推杆轨道17上的小瓶14数量。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种冻干机双行进料的进料系统，其特征在于，包括传送带（3）以及与所述传送带（3）相对接的推杆轨道（17），所述传送带（3）包括两条并列运行的第一传送带（31）和第二传送带（32），所述第一传送带（31）与所述推杆轨道（17）的对接处设置有第一星形轮（64），所述第二传送带（32）与推杆轨道（17）的对接处设置有第二星形轮（65），所述第一星形轮（64）和第二星形轮（65）相对设置，所述第一传送带（31）和第二传送带（32）上的小瓶（14）在第一星形轮（64）和第二星形轮（65）的旋转下依个传送至所述推杆轨道（17）上；所述第一传送带（31）和第二传送带（32）上均设置有倒瓶保护装置；所述倒瓶保护装置包括控制单元、报警单元以及安装在传送带（3）上的第一倒瓶检测元件（5）；沿传送方向上，紧挨第一星形轮（64）和第二星形轮（65）的上游传送带（3）上均依次设置有第二倒瓶检测元件（7）及用于剔除倒瓶的剔瓶机构（8）；所述第一倒瓶检测元件（5）检测传送带（3）上持续时间T1内是否有倒瓶并将第一检测信号传递给控制单元，所述控制单元根据第一检测信号发送报警信号给报警单元，当第一倒瓶检测元件（5）检测对应传送带（3）上无倒瓶时，第二倒瓶检测元件（7）检测传送带（3）上是否有倒瓶并将第二检测信号传递给控制单元，控制单元根据第二检测信号控制剔瓶机构（8）的剔瓶动作。

2.根据权利要求1所述的冻干机双行进料的进料系统，其特征在于，所述第一传送带（31）与第二传送带（32）的两侧均设置有疏导栏栅（24），各疏导栏栅（24）在第一传送带（31）和第二传送带（32）与推杆轨道（17）的对接处逐渐靠拢并延伸至推杆轨道（17）上。

3.根据权利要求1所述的冻干机双行进料的进料系统，其特征在于，所述剔瓶机构（8）包括气缸，所述气缸的气缸杆前端设置有条块状顶块（81），所述顶块（81）的正对面设置第二疏导孔（82），所述气缸根据控制单元的指令将顶块（81）推出，将倒瓶从传送带（3）上经第二疏导孔（82）顶出。

4.根据权利要求1或2所述的冻干机双行进料的进料系统，其特征在于，还包括进料推杆（16）、推杆轨道（17）以及设置在所述进料推杆（16）两侧且位于推杆轨道（17）上方的导引板（18）及其驱动件（20），所述导引板（18）通过一连杆（19）连接驱动件（20），所述连杆（19）在驱动件（20）的驱动下带动导引板（18）上下升降。

5.根据权利要求4所述的冻干机双行进料的进料系统，其特征在于，所述连杆（19）的运动轨迹沿竖起方向，且连杆（19）上固定设置有一感应块（21），顺着连杆（19）的运动轨迹，在连杆（19）运动的极限位置处设置有两个与感应块（21）相配合的位置感应开关。

6.一种冻干机双行进料的进料方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）进料时，第一星形轮（64）与第二星形轮（65）进行角度初始化，使进料小瓶（14）在第一星形轮（64）和第二星形轮（65）的出瓶处呈错开状态；

2）第一星形轮（64）和第二星形轮（65）旋转并计数，当计数数量C1等于设定参数C时，停止第一星形轮（64）和第二星形轮（65）的旋转；

3）推杆轨道（17）的伺服电机旋转偏置角度f，将双行小瓶（14）送至进料推杆（16）的推杆区域并完成排列；

4）将排列的小瓶（14）推入至冻干机板层或缓冲区域，并将实际推入小瓶（14）行数e1加2；

5）进料结束，等待下次进料。

7.根据权利要求6所述的冻干机双行进料的进料方法，其特征在于，所述步骤1）中，第一星形轮（64）的初始化角度为m₀，第二星形轮（65）的初始化角度为n₀，即第一星形轮（64）旋转角度m或第二星形轮（65）旋转角度n后，第一星形轮（64）和第二星形轮（65）的输出端被截住的小瓶（14）所在的豁口棱角切线与推杆轨道（17）传送方向平行。

8.根据权利要求7所述的冻干机双行进料的进料方法，其特征在于，| m₀- n₀|＜180/d，360x/d＜m₀＜90，360x/d＜n₀＜90，其中d为第一星形轮（64）或第二星形轮（65）的豁口数量，x为卡入第一星形轮（64）或第二星形轮（65）豁口与推杆轨道（17）上的小瓶（14）数量。