CN106800268B - 一种放射性同位素药剂自动灌装系统 - Google Patents

一种放射性同位素药剂自动灌装系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种放射性同位素药剂自动灌装系统。该系统包括灌装工作台和控制台，所述的灌装工作台设置在防护箱内，所述的控制台设置在防护箱外并与灌装工作台连接，该系统还包括设置在灌装工作台进料口处的药剂罐存放模块、灌装工作台上的自动抓取模块、药剂罐处理模块、称重灌装模块以及灌装工作台出料口处的成品输送模块，各模块分别与所述的控制台连接；首先自动抓取模块抓取药剂罐存放模块内的药剂罐至药剂罐处理模块进行开封处理，接着将药剂罐运送至称重灌装模块进行自动灌装，然后将药剂罐运送至药剂罐处理模块进行密封处理，最后将药剂罐运送至成品输送模块进行运输处理。与现有技术相比，本发明具有灌装精度高、系统安全可靠等优点。

Description

一种放射性同位素药剂自动灌装系统
技术领域
本发明涉及一种灌装系统，尤其是涉及一种放射性同位素药剂自动灌装系统。
背景技术
随着科学技术的发展，与原子能研究与应用的进步，放射性同位素已广泛应用于医学临床诊断与治疗当中，特别是对大病重病的早期发现与诊断有着特别明显的效果。然而放射性同位素的生产与分装确一直由人工隔着厚厚铅保护罩手工操控机械臂来完成，由于这种人工操作的不便，精度不高，容易造成昂贵药液的损耗，残尾料的危害，剂量精准的误差，封装不严的危害，由于辐照危害没有明显声、光、味等物理化学现象，特别是对分装转运过程中操作人员长期存在辐照风险，对生产操作人员造成极大伤害。因此，国内外也有诸多设计，用设备来替代人工完成这项危险工作。但是由于放射性同位素生产的特殊性，很少有全面各工艺集成的设计，或多或少需要人工的介入，从而增加操作人员的风险。而且常见的蠕动泵分装与气体背压式分装，对分装剂量的控制也容易造成误差，从而影响临床诊断治疗的效果，也可能增加患者受辐照的危害。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种放射性同位素药剂自动灌装系统。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种放射性同位素药剂自动灌装系统，包括灌装工作台和控制台，所述的灌装工作台设置在防护箱内，所述的控制台设置在防护箱外并与所述的灌装工作台连接，该系统还包括设置在灌装工作台进料口处的药剂罐存放模块、灌装工作台上的自动抓取模块、药剂罐处理模块、称重灌装模块以及灌装工作台出料口处的成品输送模块，各模块分别与所述的控制台连接；
首先自动抓取模块抓取药剂罐存放模块内的药剂罐至药剂罐处理模块进行开封处理，接着将药剂罐运送至称重灌装模块进行自动灌装，然后将药剂罐运送至药剂罐处理模块进行密封处理，最后将药剂罐运送至成品输送模块进行运输处理。
所述的药剂罐存储模块包括移动板、设置在移动板上的多个药剂罐定位槽和移动气缸，所述的移动板设置在灌装工作台上，所述的移动气缸连接控制台和移动板，药剂罐存储块可自动进入和退出灌装工作台，实现自动化，无需人工参与，减少对工作人员的辐照危险。
所述的自动抓取模块包括三轴机械手和机械爪，所述的机械爪固定在三轴机械手上，所述的三轴机械手固定在工作台上并连接至控制台，所述的控制台控制三轴机械手在灌装工作台上沿X轴、Y轴和Z轴方向进行运动，三轴机械手能在灌装工作台灵活运动，实现全自动处理。
所述的药剂罐处理模块包括并排设置的取盖压盖单元、取塞压塞单元和轧盖单元；
药剂罐灌装前，取盖压盖单元和取塞压塞单元依次对药剂罐进行取外盖和取内塞，药剂罐灌装后，取塞压塞单元、取盖压盖单元和轧盖单元依次对药剂罐进行压内盖、压外盖以及轧盖处理，设置药剂罐处理模块在灌装前后进行拆封罐处理，保证药剂罐内部洁净，不污染药剂，提高药剂的质量。
所述的称重灌装模块包括称重计量台、重量传感器和灌装单元，所述的重量传感器设置在称重计量台上，所述的灌装单元对应设置在称重计量台上方，所述的重量传感器和灌装单元分别连接至所述的控制台；
药剂罐运送至所述的称重计量台后，控制台控制灌装单元进行灌装，重量传感器检测重量至设定值后，控制台控制灌装单元停止灌装。
所述的灌装单元包括原液罐、灌装缓存罐和气动针阀门，所述的灌装缓存罐通过支架设置在灌装工作台上并通过软管连接原液罐，所述的气动针阀门连接在灌装缓存罐下方，所述的气动针阀门连接控制台，采用气动针阀门微量慢灌，重量传感器定量，且有实际剂量称重实时输出至控制台，灌装剂量精度数据准确可靠。
所述的成品输送模块包括转运定位槽、输送台、输送导轨、运动气缸，所述的输送导轨水平设置在所述的灌装工作台上，所述的输送台安装在输送导轨上并连接至运动气缸，所述的运动气缸连接控制台，所述的转运定位槽固定安装在输送台上；药剂罐灌装并密封处理后，所述的机械爪将药剂罐运送至转运定位槽内，所述的控制台控制运动气缸运动并带动输送台在输送导轨上水平运动，从而将成品输送出防护箱，成品输送模块定期将成品输出。
该灌装系统中还包括灌装清洗模块，该模块包括清洗假杯、残液收集罐，所述的清洗假杯通过支架设置在称重灌装模块附近的灌装工作台上，灌装结束后自动抓取模块抓取清洗假杯套合在气动针阀门阀口进行清洗处理，系统灌装完成后还有自动清理残料与系统清洗功能，清洗后的危害废液也定向收集防护，避免残尾料的辐照危害。
所述的防护箱为铅质防护箱，所述的防护箱上对应于灌装工作台进料口和出料口的位置处分别设置移动门，所述的移动门分别连接控制台，系统运行时实现无人化操作，远离辐射，提高安全性。
所述的转运定位槽设置有多个，并均匀分布在输送台上，设置多个转运定位槽使得一次性能运输多个灌装处理好的药剂罐，也减少了出料口出移动门的开启次数，确保灌装工作台洁净安全。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
(1)通过设置在铅质防护箱内的灌装工作台中各模块配合运行，实现全自动进料、灌装和出料处理，实现无人化操作，减少对工作人员的辐照危险；
(2)灌装工作台内集成药剂罐开封、自动灌装，药剂罐密封、成品输送和灌装清洗，整个工作过程井然有序，提高工作效率。
(3)自动灌装模块采用气动针阀门微量慢灌，重量传感器定量，且有实际剂量称重实时输出至控制台，灌装剂量精度数据准确可靠。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图中，1为三轴机械手，2为机械爪，3为移动板，4为药剂罐定位槽，5为取盖压盖单元，6为取塞压塞单元，7为轧盖单元，8为称重计量台，9为气动针阀门，10为灌装缓存罐，11为灌装清洗模块，12为转运定位槽，13为输送台，14为输送导轨，15为第一导轨，16为第二导轨，17为第三导轨。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例
如图1所示，一种放射性同位素药剂自动灌装系统，包括灌装工作台和控制台，所述的灌装工作台设置在防护箱内，该防护箱为铅质防护箱，所述的防护箱上对应于灌装工作台进料口和出料口的位置处分别设置移动门，所述的移动门分别连接控制台，系统运行时实现无人化操作，远离辐射，提高安全性。所述的控制台设置在防护箱外并与所述的灌装工作台连接。该系统还包括设置在灌装工作台进料口处的药剂罐存放模块、灌装工作台上的自动抓取模块、药剂罐处理模块、称重灌装模块以及灌装工作台出料口处的成品输送模块，各模块分别与所述的控制台连接；首先自动抓取模块抓取药剂罐存放模块内的药剂罐至药剂罐处理模块进行开封处理，接着将药剂罐运送至称重灌装模块进行自动灌装，然后将药剂罐运送至药剂罐处理模块进行密封处理，最后将药剂罐运送至成品输送模块进行运输处理，该实施例中药剂罐为西林瓶，控制台包括PLC控制器和触摸屏等。
其中所述的药剂罐存储模块包括移动板3、设置在移动板3上的多个药剂罐定位槽4和移动气缸，所述的移动板3设置在灌装工作台上，所述的移动气缸连接控制台和移动板3，该实施例中药剂罐定位槽4设置有18个，并分成3行6列均为分布在移动板3上，药剂罐存储块可自动进入和退出灌装工作台，一次性将18个药剂罐运输至灌装工作台实现自动化，无需人工参与，减少对工作人员的辐照危险。
所述的自动抓取模块包括三轴机械手1和机械爪2，所述的机械爪2固定在三轴机械手1上，所述的三轴机械手1包括第一导轨15、第一滑动块、第二导轨16、第二滑动块、第三导轨17和第三滑动块，所述的第一导轨15通过支架沿灌装工作台侧边水平设置，所述的第一滑动块滑动连接第一导轨15，所述的第二导轨16通过第一滑动块滑动连接第一导轨15，且第二导轨16沿水平方向垂直于所述的第一导轨15设置，所述的第二滑动块设置在所述的第二导轨16侧面，所述的第三导轨17通过第二滑动块滑动连接第二导轨16，且第三导轨17沿竖直方向垂直于所述的第二导轨16设置，所述的第三滑动块设置在第三导轨17上，所述的机械爪2连接第三滑动块，各滑动块均连接至控制台，控制所述的第一滑动块在第一导轨15上滑动，从而带动机械爪2沿X轴方向运动，控制所述的第二滑动块在第二导轨16上滑动，从而带动机械爪2沿Y轴方向运动，控制所述的第三滑动块在第三导轨17上滑动，从而带动机械爪2沿Z轴方向运动，三轴机械手1能在灌装工作台灵活运动，实现全自动处理。
所述的药剂罐处理模块包括并排设置的取盖压盖单元5、取塞压塞单元6和轧盖单元7，药剂罐灌装前，取盖压盖单元5和取塞压塞单元6依次对药剂罐进行取外盖和取内塞，药剂罐灌装后，取塞压塞单元6、取盖压盖单元5和轧盖单元7依次对药剂罐进行压内盖、压外盖以及轧盖处理，设置药剂罐处理模块在灌装前后进行拆封罐处理，保证药剂罐内部洁净，不污染药剂，提高药剂的质量。
所述的称重灌装模块包括称重计量台8、重量传感器和灌装单元，所述的重量传感器设置在称重计量台8上，所述的灌装单元对应设置在称重计量台8上方，所述的重量传感器和灌装单元分别连接至所述的控制台，药剂罐运送至所述的称重计量台8后，控制台控制灌装单元进行灌装，重量传感器进行去皮、称重计量，重量传感器检测重量至设定值后，控制台控制灌装单元停止灌装，所有实际称量数据，均在触摸屏上进行显示反馈，所需要的目标分装量，也可以在触摸屏进行设定。所述的灌装单元包括原液罐、灌装缓存罐10和气动针阀门9，所述的灌装缓存罐10通过支架设置在灌装工作台上并通过软管连接原液罐，所述的气动针阀门9连接在灌装缓存罐10下方，所述的气动针阀门9连接控制台，采用压缩气体背压方式，将原液罐中的药剂压入灌装缓存罐10，同时采用控制台控制气动针阀门9微量慢灌，将药剂装入药剂罐中，同时通过重量传感器事实测量药剂瓶重量，并将实际剂药剂量实时输出至控制台，在灌装过程中，原液罐中尾料均全部灌装，没有残留。
所述的成品输送模块包括转运定位槽12、输送台13、输送导轨14、运动气缸，所述的输送导轨14水平设置在所述的灌装工作台上，所述的输送台13安装在输送导轨14上并连接至运动气缸，所述的运动气缸连接控制台，所述的转运定位槽12固定安装在输送台13上，所述的转运定位槽12内设有铅防护罐，药剂罐灌装并密封处理后，所述的机械爪2将药剂罐运送至转运定位槽12内，所述的控制台控制运动气缸运动并带动输送台13在输送导轨14上水平运动，从而将成品输送出防护箱，成品输送模块定期将成品输出。其中所述的转运定位槽12设置有多个，并均匀分布在输送台13上，该实施例中设置6个转运定位槽12，一次性能运输6个灌装处理好的药剂罐，减少了出料口出移动门的开启次数，确保灌装工作台洁净安全。
该灌装系统中还包括灌装清洗模块11，该模块包括清洗假杯、残液收集罐，所述的清洗假杯通过支架设置在称重灌装模块附近的灌装工作台上，灌装结束后自动抓取模块抓取清洗假杯套合在气动针阀门9阀口进行清洗处理，系统灌装完成后还有自动清理残料与系统清洗功能，清洗后的危害废液也定向收集防护，避免残尾料的辐照危害。
该系统的运行过程具体如下：(1)系统运行前将准备灌装的药剂罐(该实施例中为西林瓶)放入药剂罐定位槽4，再将6个铅防护罐放置在转运定位槽12中，关闭防护箱进料口和出料口移动门后启动该灌装系统；(2)放射性同位素原液利用气体背压方式进入灌装缓存罐10；(3)机械爪2依次抓取药剂罐定位槽4中的西林瓶，将西林瓶运送至取盖压盖单元5取出西林瓶外盖，继续将西林瓶运送至取塞压塞单元6取出西林瓶的内塞；(4)机械爪2将西林瓶运送至称重计量台8后，控制台控制灌装单元进行灌装，重量传感器进行去皮、称重计量，重量传感器检测重量至设定值后，气动针阀门9开启进行灌装，此时高精度重量传感器进行去皮称量，重量传感器达到预设值后触发气动针阀门9关闭信号，同时重量传感器将最终实际称量值输出到控制台触摸屏；(5)灌装完毕后机械爪2将西林瓶运送至取塞压塞单元6将西林瓶内塞压入，紧接着机械爪2将西林瓶运送至取盖压盖单元5将西林瓶外盖重新压上，随后将西林瓶运送至轧盖单元7进行西林瓶的轧盖，从而实现西林瓶密封；(6)机械爪将完成产品放置在转运定位槽12中，依次灌装好6瓶产品后，成品输送模块将6瓶产品转移出防护箱从而转移到后续工位。
本系统可依次性进行18瓶产品的灌装，当灌装缓存罐10中原料尾料灌装称量后可对系统进行清洗。具体过程为机械爪将清洗假杯套在气动针阀门9阀口，利用气体背压将灌装缓存罐10中残留液体吹出，残留液体进清洗假杯管道，进一步进入残液收集罐内，接着清洗液经过原料罐背压压入灌装缓存罐10，完成原料罐与供料软管的清洗，最后再通过背压进清洗假杯到残液收集罐，完成灌装缓存罐10及清洗假杯的清洗，工作完成后控制台控制声光报警，通知工作人员。

Claims (10)

1.一种放射性同位素药剂自动灌装系统，包括灌装工作台和控制台，所述的灌装工作台设置在防护箱内，所述的控制台设置在防护箱外并与所述的灌装工作台连接，其特征在于，该系统还包括设置在灌装工作台进料口处的药剂罐存放模块、灌装工作台上的自动抓取模块、药剂罐处理模块、称重灌装模块以及灌装工作台出料口处的成品输送模块，各模块分别与所述的控制台连接；
首先自动抓取模块抓取药剂罐存放模块内的药剂罐至药剂罐处理模块进行开封处理，接着将药剂罐运送至称重灌装模块进行自动灌装，然后将药剂罐运送至药剂罐处理模块进行密封处理，最后将药剂罐运送至成品输送模块进行运输处理。
2.根据权利要求1所述的一种放射性同位素药剂自动灌装系统，其特征在于，所述的药剂罐存储模块包括移动板(3)、设置在移动板(3)上的多个药剂罐定位槽(4)和移动气缸，所述的移动板(3)设置在灌装工作台上，所述的移动气缸连接控制台和移动板(3)。
3.根据权利要求1所述的一种放射性同位素药剂自动灌装系统，其特征在于，所述的自动抓取模块包括三轴机械手(1)和机械爪(2)，所述的机械爪(2)固定在三轴机械手(1)上，所述的三轴机械手(1)固定在工作台上并连接至控制台，所述的控制台控制三轴机械手(1)在灌装工作台上沿X轴、Y轴和Z轴方向进行运动。
4.根据权利要求1所述的一种放射性同位素药剂自动灌装系统，其特征在于，所述的药剂罐处理模块包括并排设置的取盖压盖单元(5)、取塞压塞单元(6)和轧盖单元(7)；
药剂罐灌装前，取盖压盖单元(5)和取塞压塞单元(6)依次对药剂罐进行取外盖和取内塞，药剂罐灌装后，取塞压塞单元(6)、取盖压盖单元(5)和轧盖单元(7)依次对药剂罐进行压内盖、压外盖以及轧盖处理。
5.根据权利要求1所述的一种放射性同位素药剂自动灌装系统，其特征在于，所述的称重灌装模块包括称重计量台(8)、重量传感器和灌装单元，所述的重量传感器设置在称重计量台(8)上，所述的灌装单元对应设置在称重计量台(8)上方，所述的重量传感器和灌装单元分别连接至所述的控制台；
药剂罐运送至所述的称重计量台(8)后，控制台控制灌装单元进行灌装，重量传感器检测重量至设定值后，控制台控制灌装单元停止灌装。
6.根据权利要求5所述的一种放射性同位素药剂自动灌装系统，其特征在于，所述的灌装单元包括原液罐、灌装缓存罐(10)和气动针阀门(9)，所述的灌装缓存罐(10)通过支架设置在灌装工作台上并通过软管连接原液罐，所述的气动针阀门(9)连接在灌装缓存罐(10)下方，所述的气动针阀门(9)连接控制台。
7.根据权利要求1所述的一种放射性同位素药剂自动灌装系统，其特征在于，所述的成品输送模块包括转运定位槽(12)、输送台(13)、输送导轨(14)、运动气缸，所述的输送导轨(14)水平设置在所述的灌装工作台上，所述的输送台(13)安装在输送导轨(14)上并连接至运动气缸，所述的运动气缸连接控制台，所述的转运定位槽(12)固定安装在输送台(13)上；
药剂罐灌装并密封处理后，所述的自动抓取模块将药剂罐运送至转运定位槽(12)内，所述的控制台控制运动气缸运动并带动输送台(13)在输送导轨(14)上水平运动，从而将成品输送出防护箱。
8.根据权利要求6所述的一种放射性同位素药剂自动灌装系统，其特征在于，该灌装系统中还包括灌装清洗模块(11)，该模块包括清洗假杯、残液收集罐，所述的清洗假杯通过支架设置在称重灌装模块附近的灌装工作台上，灌装结束后自动抓取模块抓取清洗假杯套合在气动针阀门(9)阀口进行清洗处理。
9.根据权利要求1所述的一种放射性同位素药剂自动灌装系统，其特征在于，所述的防护箱为铅质防护箱，所述的防护箱上对应于灌装工作台进料口和出料口的位置处分别设置移动门，所述的移动门分别连接控制台。
10.根据权利要求7所述的一种放射性同位素药剂自动灌装系统，其特征在于，所述的转运定位槽(12)设置有多个，并均匀分布在输送台(13)上。
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