CN106976574B - 一种中药配方颗粒供料装置及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种中药配方颗粒供料装置，由储料罐、微加料器、计量盘、计量筒、底部封板、触动柄、排料刷、触动键、集料管、接料盒、导流轨组成，整个装置与控制系统连接使用。本发明利用所述装置，将物料的计量方法进行量子化，把所有剂量的计量范围按照最小剂量的整数倍进行划分，根据量子数N换算剂量并设计了专用的计量器，由计量盘中的多元计量筒进行组合，实现广谱而可调的颗粒剂自动化供料，可用于中药配方颗粒智能化配伍。本发明装置结构简单、制备成本低廉、操作方便、运行稳定、计量精度符合要求，适合产业化推广应用。

Description

一种中药配方颗粒供料装置及其应用

技术领域

属于中药制药装置，涉及一种新型颗粒供料装置，尤其涉及一种中药配方颗粒供料装置及其应用。

背景技术

中药配方颗粒是一种新型中药产品。它保证了原中药饮片的全部特征，能够满足医师进行辨证论治，随症加减，药性强、药效高、同时又具有不需要煎煮、直接冲服、服用量少、作用迅速、成份完全、疗效确切、安全卫生、携带保存方便、易于调制和适合工业化生产等诸多优点。

中药配方颗粒的配伍涉及多品种、多剂量的颗粒剂定量取料和混配。因为中药配方颗粒有数百之多，中药处方更是层出不穷，所以，配伍作业需要大量的单调而繁杂的劳动。因此，智能化的无人作业的中药配方颗粒调剂设备一直受到医院的欢迎。

目前，半自动化的中药配方颗粒调剂系统已经成熟并投入使用。其优点在于，设备结构简单，造价低廉，特别适合药店和小规模的药房。其不足之处是，依然离不开人工作业，而且效率低，对于大药房需要多台设备。

到目前为止，国内多家单位和个人研发了各种配方颗粒配伍系统及其关键部件，但是，由于中药配方颗粒的单味用量范围大、品种多和形状不均匀的特点，中药配方颗粒全自动配伍系统的研发难度很大。

和利时公司研制了半自动的配伍系统，并申请了多项专利(ZL200820108668.8，ZL200810114477.7，ZL200820108670.5)。该装置可调剂单味中药并分装到多个药袋里面，然后操作者再取下一个药瓶，再次调剂分装，直到完成药方。该装置的优点是剂量无级可调，结构简单，缺点是需要人工参与，配伍效率低。

三九医药公司的一项专利(申请号：98123341.4)中提出了小袋包装方法，即将配方颗粒小袋包装，剂量恒定，根据处方要求，该装置自动撕取一定袋数，其它味中药也雷同，人工合成一贴中药。这种装置不能按需调剂，只能配取小袋包装的整数倍。

该公司的另一项专利(申请号：201210326094.2)发明了一种基于称重的中药配方颗粒供料装置。该装置的下料器出料口下方有称重装置，中药配方颗粒落到称量装置的托盘上，进行动态称量。质量到达后，托盘和称重传感器转动，将物料倒入导流槽中，完成一次调剂过程。显然，这种装置结构复杂，成本较高，不适合配方颗粒全自动配伍系统使用。

在专利号：ZL02266961.2中采用了转动式颗粒计量方法，螺杆转一圈能下螺纹空间所容的一圈容积的药量，这种装置机械结构简单，最大的问题计量误差较大，同时配方颗粒板结时出药不畅。

在申请号：201510511486.X中提到的药瓶的瓶盖有内层、挡片和外层三层，瓶盖的每一层都有序、均匀排列并且直径、数量相同的若干了空心圆孔，圆孔的开孔位置、排列方式完全一致，上下对应。当挡片移动时，三层空心圆孔重合构成出药通道，通过自动精确控制发药时间达到计量目的。该装置最大的问题也是计量不准确。

孔焕宇的实用新型(03200689.6)提出了一种多个可调节的量杯式供料方法，其容量杯数为36，容量以每0.1g至0.2g为单位递增，递增至最大容积为3g，该装置的优点是计量精度高，结构简单，缺点是容量杯数过多，作业不方便，影响配伍速度。

与现有的技术不同，本专利公开一种新型的中药配方颗粒智能供料装置及其使用方法，为全自动智能化中药配方颗粒配伍系统开发提供了关键设备。该装置的优势在于结构简单、成本低廉、运行稳定、计量精度符合要求，适合产业化推广应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种中药配方颗粒供料装置，该装置由储料罐、微加料器、计量盘、计量筒、底部封板、触动柄、排料刷、触动键、集料管、接料盒和导流轨组成。微加料器与储料罐相连，计量盘位于储料罐下方，可以在供料区和下料区来回转动，排料刷位于计量盘上方，底部封板与计量盘底部活动相连，触动键在计量盘从供料区向下料区转动的途中位置，位于集料管右上方，接料盒位于集料管的正下方，接料盒通过导流轨到达或者离开集料管(9)下方的取料位置。整个装置与控制系统连接使用。

储料罐为不锈钢圆筒，高径比以0.8～1.2为宜，容积为200ml～2500ml，上部可以配有密封盖，防止吸潮，下部为锥形状，以利于出料和减少积料。

微加料器与储料罐相连，采用特殊的震动方式使颗粒剂从储料罐排出，装置配有排料刷。排料刷移动时，各计量筒将装满物料，多余部分被抹平，从而达到定量计量的目的。

计量盘位于储料罐下方，可以在供料区与下料区之间来回转动，实现装料和卸料作业。如附图2所示，计量盘中设有4或5个两端开口的圆柱状容积不等的计量筒，该计量筒直径下大上小，比例系数为0.95～0.98，其目的在于方便出料和减少物料残留。计量筒利用底部封板实现封闭或开放，底部封板为活动状，可以通过触动柄和触动键的作用，使计量筒处于封板和打开状态。当底部封板被打开时，计量筒内的物料将通过集料管落到接料盒内。

导流轨的作用是使得接料盒能通过无人作业方式到达或者离开集料管下方的取料位置。

触动键与计量筒及其触动柄具有一一对应关系。如果触动键到位，那么，计量盘从供料区转动到下料区时，触动键将碰到对应的计量筒的底部封板的柄，推开计量筒的底部封板。如果触动键未到位，它和封板柄就不会接触。触动键状态则通过电磁开关实现，由供料装置的控制系统根据中药处方数据操纵。触动键可以全部到位，也可以部分到位，由此决定每次供料的多少。如同钢琴中键的分布决定音乐，本装置中触动键的分布决定剂量。计量盘从下料区回到供料区时，计量筒的底部封板将全部关闭。

控制系统的作用在于，一方面，它接受上位机的指令和信息；另一方面，它可以控制供料装置的配方颗粒出料过程。控制系统通过电磁开关操纵触动键到位状况，实现配方颗粒的定量出料。自动化控制系统既可以操纵单一中药配方颗粒供料装置，也可以操纵数以百计的多种中药配方颗粒的供料装置，实现广谱而可调的颗粒剂的定量供料，可用于中药配方颗粒智能配伍系统开发。

本发明的另一个目的是提供所述的装置在中药配方颗粒自动配伍作业过程中的应用。应用如下：将物料计量进行量子化处理，由计量盘的多元计量筒进行组合；采用震动方式装料，用排料刷抹平定量；控制与量子化计量筒配套的触动键状态，依靠触动键与触动柄的选择性接触，移动计量筒底部封板，实现广谱而可调式的定量供料。量子化处理包括剂量的量子化和计量筒的量子化，按照最小剂量的份数将颗粒质量剂量转化为量子数N。根据剂量变化范围不同的品种，使用含4个或5个计量筒的计量盘，4个计量筒的量子数i＝1,2,4,8，5个计量筒的量子数i＝1,2,4,8,15。通过更换合适的计量盘调整剂量范围，计量盘的w₀取值选用0.2g，0.5g，1.0g，1.5g或者2.0g。

具体应用步骤如下：

首先，医生要阅读装置说明书和中药配方颗粒资料，了解各种配方颗粒的剂量的量子化范围，根据处方中各种饮片剂量和当量值，选择合适的中药配方颗粒剂量。医生将颗粒剂量输入计算机，计算机可给出各种中药配方颗粒剂量子数N。然后，计算机把这张处方的所有配方颗粒的信息及其量子数N输入供料装置的控制系统，供料装置就下列流程作业。

储料罐打开供料阀，通过微加料器使得量子化计量盘装满配方颗粒，同时，供料装置的控制系统会根据剂量量子数N设定对应的触动键到位。然后，计量盘从供料区转动到下料区，并碰到到位的触动键，导致相应的配方颗粒的底阀打开，引起其中的物料落下，共同汇入下方的接料盒。然后，计量盘下料区转动到供料区，期间那些打开的计量筒底阀又通过碰触方式被关闭，返回到启动状态。如果供料装置又一次得到新的指令，将实施新的作业流程。

具体地说，如果某一种中药配方颗粒的w₀＝0.5g，医生的处方剂量是4.5g，那么，当计算机将作业指令和量子数N＝9信息输入供料装置的控制系统时，后者就会把i＝1和8所对应的触动键到位。然后，装满物料的计量盘从供料区转动到下料区时，就会碰到i＝1和8的触动键，从而打开装料量分别是0.5g和4.0g的两只计量筒的底阀，所装颗粒剂落下，汇入下方接料盒。

不同地，如果，另一种中药配方颗粒w₀＝1g，而医生的处方剂量是7g，那么，计算机告诉供料装置的控制系统的量子数N＝7，后者就会把i＝1，2，4所对应的触动键到位。然后，装满物料的计量盘从供料区转动到下料区时，就会碰到对应的三只触动键，从而打开对应的三只计量筒的底阀。它们的装料量分别是1.0g，2.0g和4.0g，合计为7g。所载颗粒剂落下，共同汇入下方的接料盒。

中药材品种数以百计，中药处方更是层出不穷。因此，针对不同的中药品种和医院长期的用药习惯，供料装置的剂量范围需要因地制宜地选定。对于供料装置，剂量范围调整的方法十分方便，只要更换合适的计量盘，就可以满足不同的中药品种和医院差异化的用药习惯。不同的计量盘的w₀值是不同的。w₀取值的范围可以是0.2g，0.5g，1.0g，1.5g或者2.0g。个别中药的剂量特殊，可以另行设计。

本发明的装置的主要技术特征有二：其一是颗粒剂计量的量子化处理技术，其二是独特的选择性下料装置与方法。正是量子化处理技术和新型的供料装置的有机结合，可以实现根据中药处方的要求，准确而快捷地定量供应中药配方颗粒的目的。

颗粒剂的量子化技术的特征描述如下：为了简化装置供料作业，本发明首先对配伍系统的剂量进行量子化，所有剂量的计量范围是最小剂量的整数倍。假设，某一中药的配方颗粒剂最小剂量为w₀，那么，本供料装置能够提供的剂量是N w₀，其中N称为剂量量子数，N＝1,2,3,…,n。其中，n称为最大剂量量子数，nw₀称为最大供料剂量。对于不同的中药品种，其最小剂量w₀和最大量子数n是不同。一般地，w₀和n可以根据医院处方数据的统计结果而确定。如果某一种中药的配方颗粒的最小剂量w₀＝0.5g，其最大量子数n＝20，那么，该配方颗粒品种的供料剂量分别是0.5g，1.0g，1.5g，…，10.0g。因此，医生可以在0.5～10.0g的范围内，根据患者情况和处方配伍选择合适的剂量。

本发明是为满足中药配方颗粒配伍的全自动设备开发的配套需要，是一种中药装备领域的高端智能装备。

本发明提供的供料装置的特征技术描述如下：为了满足量子化剂量需要，利用本发明装置可以实现一种高效而实用的供料方式，其技术特征是满量装料、卸料调控、多元组合和广谱覆盖。专门设计的量子化计量盘如附图2所示，量子化计量盘包含多个不同容积的计量筒，每个计量筒能够提供剂量固定，其计量误差符合要求。

考虑到中医药处方的特点和多数医院的实际情况，计量盘中量子化计量筒的个数K设计需要兼顾适用和经济的原则。通过大量的资料分析，K以4或5为宜。根据中药配方颗粒的物理性状，供料装置将设计专门计量盘，符合出料和计量的要求。计量筒所载中药配方颗粒的质量w_i要符合量子化要求，都是该配方颗粒的最小剂量的整数倍，即w_i＝ixw₀，其中，计量筒的量子数i为合适的整数。

为了通过多元组合而覆盖中药配方颗粒剂的剂量范围，同时兼顾减少计量筒数量，供料装置的计量筒量子数i的取值具有最优化特征。

对应K＝4的计量盘，4个计量筒量子数i＝1,2,4,8。因此，通过组合方式，其供料量子数N＝1,2,3,…,15。K＝4的计量盘适用于剂量变化范围较小的中药品种。

对应K＝5的计量盘，5个计量筒量子数i＝1,2,4,8,15。因此，通过组合方式，其供料量子数N＝1,2,3,…,30。K＝4的计量盘适用于剂量变化范围较大的中药品种。

本发明公开了一种中药配方颗粒供料装置及其使用方法，其核心技术在于，将颗粒状物料的计量方法进行量子化，即把所有剂量的计量范围按照最小剂量的整数倍进行划分，由计量盘中的多元计量筒进行组合。

与现有的配方颗粒自动化配伍系统的开发思路不同，本发明提出了采用配方颗粒量子化技术，并以此解决随机定量快速微量供料的瓶颈难题。量子化是现代物理学的一个重大成果。它颠覆了经典物理学的理念，认为物理量不是任意连续变化，而是以确定的大小一份一份地进行变化。这种物理量只能采取某些分离数值的特征称为量子化。变化的最小份额称为量子。借鉴量子化学的思路，在配方颗粒自动化配伍系统开发中，本发明创新地提出配方颗粒剂量子化处理的技术思路。配方颗粒剂量子化技术的本质特征在于，先将颗粒剂制成一份一份的最小份额，可称之为配方颗粒量子。

中药配方颗粒品种达数百种之多，加上中医处方注重对症下药，中药处方和配伍更是难以计数，所以中药配方颗粒的剂量需要在一定范围内增加。传统的称重取料方式虽然可以满足剂量变化，但是设备造价高，作业缓慢，不适合全自动智能化配伍系统高效作业。另一方面，容积式计量方式的特点是结构简单、作业稳定、造价低廉，但是固定容积式无法实现剂量的随意变化，容积式则计量误差大、量程较小、作业不稳定，也限制了推广应用。与现有技术思路不同，本发明集合了装置计量精确、结构简单、造价低廉的优点，通过供料量子化和多元组合的集成创新，设计了一种新型中药配方颗粒供料装置，为全自动中药配方颗粒智能配伍系统开发提供关键设备。

附图说明

图1是本发明配方颗粒供料装置结构示意图。

图2是计量盘的布局示意图。其中，左侧K＝5；右侧K＝4。ABCDE为计量筒的编号，分别对应于量子数i＝1,2,4,8,15的计量筒。计量筒的实际体积则根据不同中药配方颗粒的堆密度而定制。相同量子数和最小剂量w₀的计量筒体积不一定相同。

图3是触动键开启计量筒原理的示意图。当计量盘从供料区转动到下料区时，左边的触动键到位，接触到对应的触动柄，打开计量筒的底部封板；右边的触动键未到位，就不会和触动柄接触。

具体实施方式

为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明。

实施例1：

如图1所示，一种中药配方颗粒供料装置，由储料罐1、微加料器2、计量盘3、计量筒4、底部封板5、触动柄6、排料刷7、触动键8、集料管9、接料盒10和导流轨11组成。微加料器2与储料罐1相连，计量盘3位于储料罐1下方，可以在供料区和下料区来回转动，排料刷7位于计量盘3上方，底部封板5与计量盘3底部活动相连，触动键8在计量盘3从供料区向下料区转动的途中位置，位于集料管9右上方，接料盒10位于集料管9的正下方，接料盒10通过导流轨11到达或者离开集料管9下方的取料位置。整个装置与控制系统连接使用。

储料罐1为不锈钢圆筒，高径比以0.8～1.2为宜，容积为200ml～2500ml，上部可以配有密封盖，防止吸潮，下部为锥形状，以利于出料和减少积料。

微加料器2与储料罐1相连，采用特殊的震动方式使颗粒剂从储料罐1排出，装置配有排料刷7。排料刷7移动时，各计量筒4将装满物料，多余部分被抹平，从而达到定量计量的目的。

导流轨11的作用是使得接料盒10能通过无人作业方式到达或者离开集料管9下方的取料位置。

计量盘3位于储料罐下方，可以在供料区与下料区之间来回转动，实现装料和卸料作业。如附图2所示，计量盘中设有4或5个(A-D或A-E)两端开口的圆柱状容积不等的计量筒4，该计量筒4直径下大上小，比例系数为0.95～0.98，其目的在于方便出料和减少物料残留。计量筒4利用底部封板5实现封闭或开放，底部封板5为活动状，可以通过触动柄6和触动键8的作用，使计量筒处于封板或打开状态。当底部封板5被打开时，计量筒内物料将通过集料管9落到接料盒10内。

触动键8与计量筒4及其触动柄6(如附图2所示)具有一一对应关系。如果触动键到位，那么，计量盘从供料区转动到下料区时，触动键将碰到对应的计量筒的底部触动柄6，推开计量筒的底部封板。如果触动键未到位，它和触动柄就不会接触。触动键开启计量筒的方法如附图3所示。触动键状态则通过电磁开关实现，由供料装置的控制系统根据中药处方数据操纵。触动键可以全部到位，也可以部分到位，由此决定每次供料的多少。如同钢琴中键的分布决定音乐，本装置中触动键的分布决定剂量。计量盘从下料区回到供料区时，计量筒的底部封板将全部关闭。

实施例2：

以下是一张治疗痤疮的中药处方：枇杷叶1钱、制桑白皮1钱、熟地黄1钱、当归1钱、瓜蒌1钱、百花蛇草1钱、炒白术1钱、淡竹叶1钱、茯苓1钱、金银花1钱、玫瑰花1钱、甘草1钱。医生将该处方数据输入电脑。

根据药厂提供的各种中药配方颗粒的当量值，电脑自动生成中药配方颗粒处方为：枇杷叶1g、制桑白皮1g、熟地黄1g、当归1g、瓜蒌1g、百花蛇草1.5g、炒白术1g、淡竹叶1g、茯苓1g、金银花1g、甘草0.5g。

电脑显示，这11味药材配方颗粒的最小剂量w₀分别是：枇杷叶0.5g、制桑白皮0.5g、熟地黄0.5g、当归1g、瓜蒌0.5g、百花蛇草0.5g、炒白术0.5g、淡竹叶0.5g、茯苓0.5g、金银花0.5g、甘草0.5g。因此，可以得到各配方颗粒的量子数N。N＝1的品种有：当归和甘草。N＝2的品种有：枇杷叶、制桑白皮、瓜蒌、炒白术、淡竹叶、茯苓、金银花。N＝3的品种有：百花蛇草。

实施例3：

对于实施例1中当归自动供料方法如下：电脑将N＝1和作业指令输入当归的供料装置的控制系统，后者就会把i＝1所对应的触动键到位。然后，装满物料的计量盘从供料区转动到下料区时，就会碰到对应的触动键，从而打开对应的计量筒的底阀。该计量筒的装料量是1.0g，颗粒剂落下，汇入下方的接料盒。

实施例4：

对于实施例1中甘草的供料方法如下：把实施例3的接料盒拿到甘草供料装置的出料处，电脑将N＝1和作业指令输入甘草供料装置的控制系统，后者就会把i＝1所对应的触动键到位。然后，装满物料的计量盘从供料区转动到下料区时，就会碰到对应的触动键，从而打开对应的计量筒的底阀。该计量筒的装料量是0.5g，甘草颗粒剂落下到接料盒，和当归的配方颗粒混合。

实施例5：

对于实施例1中百花蛇草的自动供料方法如下：把实施例4的接料盒拿到百花蛇草的供料装置的出料处。电脑将N＝3和作业指令输入百花蛇草的供料装置的控制系统，后者就会把i＝1和2所对应的触动键到位。然后，装满物料的计量盘从供料区转动到下料区时，就会碰到对应的二个触动键，从而打开对应的计量筒的底阀。1.5g百花蛇草颗粒剂落到同一接料盒，与前面加入的当归和甘草的配方颗粒混合。

实施例6：

对于实施例1中余下8种配方颗粒的供料采用相同方法：依次把接料盒放到供料装置的出料处，电脑将N＝2和作业指令输入指定的供料装置，后者就会把i＝2所对应的触动键到位。然后，装满物料的计量盘从供料区转动到下料区时，就会碰到对应的触动键，从而打开内含1.0g颗粒剂的计量筒的底阀，物料落到接料盒中，与前面的配方颗粒混合。

实施例7：

对于剂量变化范围较小的品种的供料装置，可以K＝4的计量盘。该计量盘有4个容积式计量筒，也配有相应的触动键，编号为ABCD，对应的量子数i＝1,2,4,8。通过多元组合方式，这种装置的供料量子数N＝1,2,3,…,15。因此，可以提供15种剂量，满足医生常规处方剂量选择的需要。K＝4的计量盘的量子数、剂量和触动键的关系如表1所列。

表1量子数、剂量与触动键(K＝4，w₀＝0.5g)

量子数N	剂量w,g	触动键	计量筒数
				1	0.5	A	1
2	1	B	1
				3	1.5	AB	2
4	2	C	1
				5	2.5	AC	2
6	3	BC	2
				7	3.5	ABC	3
8	4	D	1
				9	4.5	AD	2
10	5	BD	2
				11	5.5	ABD	3
12	6	CD	2
				13	6.5	ACD	3
14	7	BCD	3
				15	7.5	ABCD	4

实施例8：

对于剂量变化范围较大的中药品种，供料装置可选择K＝5，即五元组合的计量盘。该计量盘配有5个计量筒，也配有相应的触动键，编号为ABCDE，它们对应的量子数i＝1,2,4,8,15。计算结果表明，通过多元组合方式，该供料装置的供料量子数N＝1,2,3,…,30。因此，能够为医生提供30种剂量选择，满足剂量大幅度变化的中药品种的配伍需要。

Claims (7)

1.一种中药配方颗粒供料装置，其特征在于，由储料罐（1）、微加料器（2）、计量盘（3）、计量筒（4）、底部封板（5）、触动柄（6）、排料刷（7）、触动键（8）、集料管（9）、接料盒（10）、导流轨（11）组成，微加料器（2）与储料罐（1）相连，计量盘（3）位于储料罐（1）下方，排料刷（7）位于计量盘（3）上方，底部封板（5）与计量盘（3）底部活动相连，触动键（8）在计量盘（3）从供料区向下料区转动的途中位置，位于集料管（9）右上方，接料盒（10）位于集料管（9）的正下方，接料盒（10）通过导流轨（11）能自动到达或者离开集料管（9）下方的取料位置；其中计量盘（3）中设有4或5个两端开口的圆柱状容积不等的计量筒（4），计量筒（4）直径下大上小，比例系数为0.95~0.98，计量筒（4）利用底部封板（5）实现封闭或开放；通过组合计量盘（3）的计量筒（4），进行物料计量的量子化处理。

2.根据权利要求1所述的一种中药配方颗粒供料装置，其特征在于，储料罐（1）为不锈钢圆筒，高径比为0.8~1.2，容积为200ml~2500 ml，上部有密封盖，下部为锥形状。

3.权利要求1所述的一种中药配方颗粒供料装置在中药配方颗粒自动配伍作业过程中的使用方法。

4.根据权利要求3所述的使用方法，其特征在于，具体通过以下方法实现：由计量盘（3）的计量筒（4）进行组合，将物料计量进行量子化处理；采用震动方式装料，用排料刷（7）抹平定量；控制与量子化计量筒配套的触动键状态，依靠触动键（8）与触动柄（6）的选择性接触，移动计量筒（4）底部封板（5），实现可调式的定量供料。

5.根据权利要求书4所述的使用方法，其特征在于，量子化处理包括剂量的量子化和计量筒的量子化，按照最小剂量的份数将颗粒质量剂量转化为量子数N。

6.根据权利要求书4所述的使用方法，其特征在于，根据剂量变化范围不同的品种，使用含4个或5个计量筒的计量盘，4个计量筒的量子数i=1,2,4,8，5个计量筒的量子数i=1,2,4,8,15。

7.根据权利要求书4所述的使用方法，其特征在于，通过更换合适的计量盘调整剂量范围，计量盘（3）的w₀取值选用0.2 g，0.5g，1.0g，1.5g或者2.0g。