CN104995092A - 用于为药瓶加盖和密封的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用盖组件，包括可变形密封环例如套圈，为小瓶加盖和密封的装置(20)和方法。所述装置(20)包括用于固定所述小瓶的基座(24)、加压压板(38)、多个密封辊(32)及相关电子电路和电机。所述压板(38)排列成相对于所述基座(24)移动，于是其啮合所述盖组件并向所述盖组件施力。测力传感器(34)测量施加的力并为所述电子电路提供其指示信号。所述电子电路测定已经施加所需量的力的时间以控制所述辊子(32)的工作，于是所述辊子向所述密封环施力以将所述密封环永久性地卷曲在所述小瓶上。

Description

用于为药瓶加盖和密封的装置和方法

技术领域

本发明总体上涉及用于为中空容器加盖和密封的加盖和密封装置和方法并且更特别地涉及用于为小瓶，例如药瓶加盖和密封的装置和方法。

背景技术

用玻璃瓶包装注射用药物已有60多年的历史。这种小瓶通常由玻璃制成，具有圆柱形颈部，瓶颈端部具有凸缘式瓶口，经瓶颈直通玻璃瓶内部。借助于橡皮塞和铝密封圈或套圈密封颈部。用于密封此类小瓶的技术通常需要移动小瓶，使其压在底部基座和承压块或压板之间。当小瓶压缩到位时，辊子接触到小瓶颈部下面的铝套圈并迫使金属永久性定位，从而将瓶塞固定到位并密封小瓶。简言之，用于实现弹性元件或弹性塞压缩的常用方法为机械驱动和尺寸驱动。具体而言，小瓶上升一定距离进入承压块或压板向盖组件施加压力。使用这种技术，小瓶高度在小瓶生产容差范围内的变化会影响压缩量，以致一些小瓶不能恰当加盖和密封。

因此，需要克服现有技术加盖密封装置的机械/尺寸驱动缺点的加盖和密封装置。本发明解决了这种需求。

发明内容

一方面，本发明提供了一种用于为小瓶加盖和密封的装置。所述小瓶包括空心体和凸缘颈部，所述空心体具有通向内部的开口，所述凸缘颈部围绕在开口周围，所述小瓶凸缘颈部具有一底面。所述盖包括布置以安放在所述小瓶的开口内的弹性塞和布置为卷曲在周围并且紧紧啮合所述小瓶的凸缘颈部以将所述瓶塞固定到位的密封环。所述装置包括一压板、一基座、一测力传感器和至少一个辊子。所述基座布置适用于所述小瓶定向，使得所述小瓶的颈部与所述压板相对。所述基座和所述压板中至少一个布置为在所述瓶塞定位于所述小瓶的开口内之后相对于另一个移动(例如，基座朝向压板移动)，于是所述压板啮合所述瓶塞并向所述瓶塞施力以将所述瓶塞带入所述小瓶的开口内。所述测力传感器布置为确保所述压板和所述基座相互相对移动，为所述瓶塞提供所需量的力以使所述瓶塞牢牢固定在所述小瓶的开口内。所述至少一个辊子布置为向所述密封环施力以将所述密封环卷曲在所述小瓶的颈部上，以在所述小瓶的开口内将所述瓶塞固定到位并从而密封所述小瓶。

另一方面，本发明涉及到一种为小瓶加盖和密封的方法。所述小瓶包括空心体和凸缘颈部，所述空心体具有通向内部的开口，所述凸缘颈部围绕在开口周围，凸缘颈部具有一底面。所述盖包括弹性塞和布置为卷曲在周围并且紧紧啮合所述小瓶的凸缘颈部以将所述瓶塞固定到位的密封环。所述方法主要包括将所述小瓶安放在基座之上、压板之下，使得所述小瓶的颈部与所述压板相对。将瓶塞安放在所述小瓶的开口内，将密封环安放在所述瓶塞和所述小瓶的颈部周围。使所述基座和所述压板中至少一个相互相对移动，使得所述压板向所述瓶塞施力以将所述瓶塞带入所述小瓶的开口内。利用测力传感器确保所述压板和基座相互相对移动，为所述瓶塞提供所需量的力以使所述瓶塞牢牢固定在所述小瓶的开口内。向所述密封环施力以将所述密封环卷曲在所述小瓶的颈部上，以在所述小瓶的开口内将所述瓶塞固定到位并从而密封所述小瓶。

附图说明

图1为根据本发明构造的用于为药瓶加盖和密封的装置的一示例性实施例的一部分的正视图；

图2为沿着图1的线2-2所作的剖视图；并且

图3为图1和图2所示装置的一部分的等距视图。

具体实施方式

现参考附图中的各图，其中相同字符指相同零件，图1示出了根据本发明的一方面构造的用于为小瓶加盖和密封的装置20的一示例性实施例。装置20特别适合用于注射用药物的药瓶，例如小玻璃瓶10加盖和密封，但是也可用于由塑料制成的小瓶。

在描述装置20的细节之前，有必要对小瓶10进行简单的说明。为达到该目的，小瓶主要包括由玻璃或塑料制成的在其中放药品或其他药物或其他产品的空心体。经由贯穿小瓶颈部的开口，提供了进入小瓶主体内部的入口。小瓶颈部的顶部呈唇缘或凸缘形式，具有通常为平面的上表面和有些下凹的表面。若需要，小瓶颈部上开口的内表面可包括倒流环形槽。将小瓶布置为用盖组件密封。盖组件主要包括橡皮塞或其他弹性塞和环形密封圈或套圈。将瓶塞布置为插入小瓶颈部上的开口内。套圈是由任何适合材料，例如铝制成的环形部件，并将其布置为卷曲或变形到小瓶颈部凸缘周围的位置，以将瓶塞固定到位。若需要，盖组件可包括安放在瓶塞上方和套圈内的中心定位防拆封盘。

用于密封小瓶10的装置20主要包括封装所述装置的机械和电气/电子构件的外壳22。所述装置的机械构件主要包括：基座24和可移动密封头组件26。所述基座上边设置有带盖组件的小瓶10；所述可移动密封头组件26位于基座24的上方。密封头组件安装在托架28上并且布置为朝基座向下以向盖组件施加所需的力，以致盖组件的套圈可卷曲到位以完成小瓶的密封。密封头组件的中心纵轴30(图1)与小瓶的中心纵轴同轴并且包括多个等距安放在该轴周围的弹簧偏置辊32(稍后描述)。所述辊子布置为径向向内，以致每个辊子啮合安放在小瓶凸缘下方的套圈边缘的各部分。发生这种情况时，密封头自身绕中心纵轴旋转以使得辊子绕轴呈行星样运动移动，于是每个辊子均沿着套圈边缘滚动以将套圈在小瓶上卷曲到位。此时应注意的是，虽然示例性装置包括多个密封辊，但是可将所述装置配置为仅利用单个密封辊。实际上，可根据本发明将装置构造为利用除密封辊外的机械装置，以在一旦向盖组件施加了所需量的力时就将套圈卷曲到位。

为达到该目的，本发明密封头托架28包括测力传感器34，以测定向盖组件施加的力何时达到要求值，使得套圈可卷曲到位。测力传感器位于密封头托架上部并且布置为向外壳内的电子电路(未示出)提供信号。该电路不但测定向盖组件施加的力达到要求值的时间，而且控制所述装置的工作以在一旦施加了所需量的力时，就将盖组件在小瓶上密封到位。为达到该目的，如下所述，外壳内的电子电路用于向各个电机和其他构件提供适当的电气控制信号，以实现密封操作。

在描述密封头26及其工作之前，有必要对基座24的构造予以简单讨论。所述基座可配置为接受单个小瓶，例如图1所示，为该小瓶加盖和密封，或可布置用于固定多个小瓶，其中所述小瓶依次编号或运至密封头下的位置，在其上密封每个小瓶。在所示示例性实施例中，基座24布置为固定单个小瓶，将小瓶手动载入用于加盖和密封的装置20。具体而言，基座呈圆盘样部件形式，在其上表面具有用于容纳小瓶10底部的凹槽36。在将小瓶安放在基座上的凹槽28内时，小瓶将装满了其内容物，例如药品和置于其上的盖组件。具体而言，盖组件的瓶塞将安放在小瓶颈部的开口内，套圈绕小瓶的凸缘延伸而套圈的底部安放在凸缘下方。

密封头26主要包括承压块或压板38、压杆轴40、此前标识的测力传感器34、辊组件42和凸轮组件44，其全部安装在密封头托架28上。辊组件42包括此前标识的弹簧偏置辊32，其位于主体46内并且围绕中心纵轴30等距隔开。所述辊子与凸轮组件44耦合。凸轮组件44主要包括凸轮致动器板48和凸轮板48A。从凸轮板48A向下延伸出多个凸轮50。凸轮50布置为啮合主体46的部分以在通过凸轮致动器板48使凸轮板48A向下移动时，使辊子朝轴30向内径向移动。凸轮致动器板48布置为通过凸轮致动器伺服电机54提供之力，在凸轮致动器52作用下，向下移动。

压板38布置为以瓶塞和套圈上所需量的力，啮合盖组件的顶部，以恰当地将瓶塞固定在小瓶颈部上的开口内。压板主要包括安装在压杆轴40下端的圆柱形部件。压板38的下表面包括布置为容纳盖组件的中心凹槽。压杆轴40为安装在密封头托架28上的螺杆样部件。压杆轴的上端贯穿测力传感器桥56上的开口并且可相对其移动。测力传感器桥56是固定安装在密封头托架28上并且可随之移动的盘状部件。密封头托架还包括固定到测力传感器桥56下方的压杆轴40上的测力传感器夹板58。测力传感器夹板58包括螺纹加压杆40的一部分贯穿的螺纹开口。因此，测力传感器夹板固定到加压杆并且可随之移动。然而，测力传感器夹板相对于加压杆的位置可调，因为那些部件之间的接头为其配套螺纹。

测力传感器34还安装在密封头托架28上并且位于测力传感器桥56和测力传感器夹板58之间，加压杆40的一部分贯穿测力传感器上的中心开口。测力传感器可为任何类型，例如应变仪、液压、流体静力、电容、压电型等。在一个示例性实施例中，其包括石英测力传感器，例如可从Kistler Group of Switzerland获得并且具有0-20kN量程的Load Washer Type9101。

辊组件42布置为绕中心纵轴30旋转，以致带着每个辊子32绕该轴做行星运动。为达到该目的，电机60安装在密封头托架上并且通过传动带62与辊组件耦合。电机在装置20的电子仪器控制下的工作使得传动带转动，于是辊组件绕轴30转动。

密封头托架28布置为通过密封头托架致动器64(图2)，在相关密封头托架致动器伺服电机66提供的驱动下向下朝小瓶10移动。密封头托架28的移动使得位于加压杆40下端的压板38啮合小瓶上的盖组件。托架28继续向下移动在盖组件上施力。当托架继续向下移动时，压板38接触到盖组件上阻止加压杆40进一步向下移动。相应地，加压杆相对于密封头托架28向上移动，从而相对于密封头托架向上携带夹紧垫58。因为测力传感器桥56固定到密封头托架28上并且测力传感器34位于测力传感器桥56和夹紧垫58之间，所以加压杆和密封头托架之间的相对移动引起测力传感器桥变形。用测力传感器测量测力传感器桥的变形量，提供了向装置20的相关电子仪器施加的力的指示信号。该电子仪器监测测力传感器信号并且当达到所需的力/压力，例如40磅最高压力时，电子仪器向密封头托架致动器伺服电机66提供控制信号以使其停止向下移动密封头托架28。在所述装置的电子仪器向凸轮致动器伺服电机54提供控制信号以促使其工作时，于是该电机使凸轮致动器52向下驱动凸轮致动器板48，从而向下移动凸轮组件44的凸轮板48A。这一动作使凸轮50啮合辊组件42的部分以使弹簧偏置密封辊32朝中心纵轴30向内径向移动，以致所述辊子啮合盖组件套圈的外周部分。同时所述装置的电子仪器向电机60提供控制信号以使其工作。电机60的工作使得与辊组件42啮合的传动带62开始转动，从而转动主体46和其中绕中心纵轴30定位的弹簧偏置辊32。因为密封头的轴30与小瓶10的中心纵轴同轴，所以辊组件42绕轴30的转动使辊子32沿着就在小瓶凸缘下面的套圈边缘滚动。这一动作使套圈永久性地卷曲和变形到位，从而完成了小瓶的加盖和密封。

此时应当指出的是，本文所示和描述的装置的示例性实施例仅仅是可根据本发明的教导构造的许多装置之一。因此，虽然示出了其中压板可移动而基座固定的示例性装置，但是可根据本发明构造其中压板固定而基座可移动的装置。实际上，压板和基座均可移动。重要的是测力传感器用于测定已经向盖组件施加了所需量的力/压力以产生可行密封的时间。关于这一点，正如本领域的技术人员应由上可知那样，使用测力传感器可确定已经向盖组件施加了所需量的力/压力以将其密封到位的时间点，这相对于采用机械和尺寸驱动弹性元件的现有技术而言，具有极大的优势。在现有技术中，小瓶上升一定距离进入承压块或压板。因此，使用该现有技术，小瓶高度在小瓶生产容差范围内的变化影响达到的压缩量。

对比看来，使用本发明的测力传感器测量向盖组件(例如，小瓶/瓶塞/套圈组合)施加的力的量消除了当小瓶具有不同公差时施加的力的量的变化。而且，本发明的测力传感器和相关电路不但记录了力/压力，而且测定了所述辊子要开始起作用将盖密封到位的时间。具体而言，当达到预定的力时，密封机构向下的运动停止并且触发所述辊子以完成密封操作。因此，使用本发明的装置/技术，消除了小瓶高度上的变化。小瓶的变化可视密封机构的运动限度不同而不同并且仍然可以完全密封。

无需更多详尽细节，上述已全面地说明我们的发明，以致其他人可能通过应用当前或未来的知识，在不同服务条件下使用本发明。

Claims (17)

1.用于为小瓶加盖和密封的装置，所述小瓶包括空心体和凸缘颈部，所述空心体具有通向内部的开口，所述凸缘颈部围绕在开口周围，所述凸缘颈部具有一底面，所述盖包括布置以安放在所述小瓶的开口内的弹性塞和布置为卷曲在周围并且紧紧啮合所述小瓶的凸缘颈部以将所述瓶塞固定到位的密封环，所述装置包括一压板、一基座、一测力传感器和至少一个辊子，所述基座布置适用于所述小瓶定向，使得所述小瓶的颈部与所述压板相对，所述基座和所述压板中至少一个布置为在所述瓶塞定位于所述小瓶的开口内之后相对于另一个移动，于是所述压板啮合所述瓶塞并向所述瓶塞施力以将所述瓶塞带入所述小瓶的开口内，所述测力传感器布置为确保所述压板和所述基座相互相对移动，为所述瓶塞提供所需量的力以使所述瓶塞牢牢固定在所述小瓶的开口内，所述至少一个辊子布置为向所述密封环施力以将所述密封环卷曲在所述小瓶的颈部上，以在所述小瓶的开口内将所述瓶塞固定到位并从而密封所述小瓶。

2.根据权利要求1所述的装置，其中所述测力传感器布置为测定向所述瓶塞施加的力的量并且当所需量的力已经施加于所述瓶塞时提供信号指示，于是所述压板和所述基座之间的相对移动暂停。

3.根据权利要求2所述的装置，其中所述信号用于促使所述至少一个辊子的工作。

4.根据权利要求2所述的装置，其中所述测力传感器安放于所述压板上方。

5.根据权利要求1所述的装置，其中所述压板布置为朝向和远离所述基座移动。

6.根据权利要求1所述的装置，其中所述基座布置为朝向和远离所述压板移动。

7.根据权利要求5所述的装置，其中所述基座布置为朝向和远离所述压板移动。

8.根据权利要求2所述的装置，其中所述压板布置为朝向和远离所述基座移动。

9.根据权利要求2所述的装置，其中所述基座布置为朝向和远离所述压板移动。

10.一种用于为小瓶加盖和密封的方法，所述小瓶包括空心体和凸缘颈部，所述空心体具有通向内部的开口，所述凸缘颈部围绕在开口周围，所述凸缘颈部具有一底面，所述盖包括弹性塞和布置为卷曲在周围并且紧紧啮合所述小瓶的所述凸缘颈部以将所述瓶塞固定到位的密封环，所述方法包括：

将所述小瓶安放在基座之上、压板之下，使得所述小瓶的颈部与所述压板相对；

将瓶塞安放在所述小瓶的所述开口内并且将密封环安放在所述瓶塞和所述小瓶的所述颈部周围；

使所述基座和所述压板中至少一个相互相对移动，使得所述压板向所述瓶塞施力以将所述瓶塞带入所述开口内；

利用测力传感器确保所述压板和基座相互相对移动，为所述瓶塞提供所需量的力以使所述瓶塞牢牢固定在所述小瓶的所述开口内；并且

向所述密封环施力以将所述密封环卷曲在所述小瓶的所述颈部上，以在所述小瓶的所述开口内将所述瓶塞固定到位并从而密封所述小瓶。

11.根据权利要求10所述的方法，其中向所述密封环施加所述力在向所述瓶塞施加了所述所需量的力之后完成。

12.根据权利要求10所述的方法，其中所述基座朝向所述压板移动以向所述瓶塞施加所需量的力。

13.根据权利要求10所述的方法，其中所述压板朝向所述基座移动以向所述瓶塞施加所需量的力。

14.根据权利要求10所述的方法，其中所述压板和所述基座均彼此相对地移动以向所述瓶塞施加所需量的力。

15.根据权利要求11所述的方法，其中所述基座朝向所述压板移动以向所述瓶塞施加所需量的力。

16.根据权利要求11所述的方法，其中所述压板朝向所述基座移动以向所述瓶塞施加所需量的力。

17.根据权利要求11所述的方法，其中所述压板和所述基座均彼此相对地移动以向所述瓶塞施加所需量的力。