CN108779955B - 用于装载和卸载冷冻干燥机器的设备 - Google Patents

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Abstract

一种用于将容器(100)装载到冷冻干燥机器(50)内或将容器从冷冻干燥机器卸载的移动设备，冷冻干燥机器设置有冷冻干燥腔室(51)，冷冻干燥腔室具有用于接收和支撑所述容器(100)的至少一个搁架(52)，所述移动设备包括用于推动所述容器(100)的推杆(2)和用于沿移动方向(A)移动所述推杆(2)通过所述冷冻干燥腔室(51)的移动装置(3)；所述移动装置(3)包括至少一个刚性互锁链条线性致动器(4)，刚性互锁链条线性致动器具有可沿所述移动方向(A)移动的第一移动刚性互锁链条(43)并设置有连接到所述推杆(2)的第一操作端部(14)。

Description

用于装载和卸载冷冻干燥机器的设备
技术领域
本发明涉及用于装载/卸载冷冻干燥机器的移动系统和设备，并且其特别提及一种可以安装在工业冷冻干燥机器上的移动设备，该移动设备用于将包含待被冷冻干燥的产品的容器装载到工业冷冻干燥机器中，或将包含待被冷冻干燥的产品的容器从工业冷冻干燥机器卸载。本发明还涉及一种冷冻干燥机器，其包括用于移动该容器的这种设备。
背景技术
已知的冷冻干燥机器通常包括冷冻干燥腔室，其适于容纳多个容器，诸如瓶子、小瓶、安瓿或容器等，其中存在待被冷冻干燥的物质或产品，例如药品或食品。腔室连接到制冷单元和空气抽吸单元(真空泵)，以便被制冷并且相对于外部大气压力被压降。冷冻干燥过程(也被称为冷空气干燥)实际上采用低温和高的压降值(真空)来升华产品中所含的水，并使后者即产品干燥。
工业冷冻干燥机器的冷冻干燥腔室包括多个搁架，这些搁架以一个在另一个的顶部上的方式布置并且垂直地间隔开，其中容器可以并排放置而成排设置。特定的移动设备允许在冷冻干燥腔室内垂直地移动搁架，以便将每个搁架设置成在腔室的进入开口的前面装载或卸载容器。
装载设备设置在开口的前面，用于将容器从供应输送器推动到冷冻干燥腔室的一个搁架上，容器在供应输送器上并排布置。装载设备可以在腔室内一次移动一排容器，一排接一排地重复操作，直到搁架装满，或者装载设备可以在腔室内移动多排，例如待被放置在搁架上的全部数量的容器。
设置在冷冻干燥腔室相对侧处的卸载设备设置成用于在冷冻干燥过程完成后将容器一排接一排地或全部一起推动到腔室外，将容器从搁架通过同一进入开口移动到输送器。
每个装载或卸载设备包括横向推杆，其具有与搁架宽度大致相同的长度，以便与整排容器和驱动机构接合，以使横向推杆在整个搁架深度上移动通过冷冻干燥腔室。
如已知的那样，由于冷冻干燥产品所要求的无菌要求，用于药物用途的工业冷冻干燥机器通常至少部分地插入到受控的无菌气氛腔室中。出于相同的无菌原因，用于装载/卸载容器的设备也必须被放置在无菌冷冻干燥机器的腔室内，或者在任何情况下被放置在与无菌腔室相邻且连接的特定绝缘体中。
装载/卸载设备的尺寸导致显著地增加冷冻干燥机器的总体尺寸，并且可能对冷冻干燥机器在生产设备内的定位或插入方面产生严重的约束和限制。
还必须考虑到，由于无菌腔室的成本，无论是对于用于构建它们而言还是用于维持它们中的无菌环境而言，随着冷冻干燥机器的整体尺寸增加，用于装载/卸载容器的设备可能会显著影响冷冻干燥机器的成本及其维护。
已知的装载/卸载设备通常包括能够移动容器的横向推杆的气动或液压或电动筒管。然而，由于这些筒管的活塞或梁的长度必须与冷冻干燥腔室的深度或长度大致相同以便允许在冷冻干燥机器的搁架的整个深度上移动容器，上述装载/卸载装置特别庞大，因此不适合在无菌腔室内在无菌环境中使用。
发明内容
本发明的一个目的是改进可连接到冷冻干燥机器的已知移动设备，该移动设备用于将包含待被冷冻干燥的产品的容器装载到冷冻干燥机器中或将包含待被冷冻干燥的产品的容器从冷冻干燥机器卸载。
另一个目的是提供一种移动设备，该移动设备允许以精确和有效的方式将容器移动到冷冻干燥机器的内部和外部，并且具有特别紧凑的尺寸，以便减小其冷冻干燥机器的总尺寸。
再一个目的是实现一种具有简单和便宜的结构和构造、同时结实且可靠的移动设备。
又一个目的是提供一种移动设备，其特别适于在无菌环境中使用，能够减少并基本上消除在运行期间容器和/或产品的污染或丧失无菌性的风险。
在本发明的第一方面，提供根据权利要求1所述的一种移动设备，其用于将容器装载到冷冻干燥机器内或将容器从冷冻干燥机器卸载。
在本发明的第二方面，提供根据权利要求9所述的一种冷冻干燥机器，其包括根据第一方面的移动设备。
附图说明
参考示出非限制性示例性实施例的附图，将更好地理解和实现本发明，其中：
-图1是根据本发明的移动设备在第一排容器的装载阶段中(部分示出)的平面示意图，该移动设备用于将容器装载到冷冻干燥机器内或将容器从冷冻干燥机器卸载；
-图2是图1所示设备的侧视示意图；
-图3和图4分别是图1所示设备在第一排容器的后续装载阶段中的平面图和侧视示意图；
-图5至图8是图1所示设备在冷冻干燥机器的冷冻干燥腔室中在多排容器的后续装载阶段中的平面示意图；
-图9至图16是图1所示设备在容器从冷冻干燥腔室的后续卸载阶段中的平面图和侧视示意图；
-图17和图18是图1所示设备在容器通过移动设备从冷冻干燥机器离开的后续离开阶段的平面图。
具体实施方式
参照图1至图18，示意性地示出移动设备1，该移动设备1布置成用于将容器100装载到已知类型且未详细示出的冷冻干燥机器50或类似物内，或用于从冷冻干燥机器50或类似物卸载容器100，冷冻干燥机器50或类似物配备有冷冻干燥腔室51，冷冻干燥腔室51具有适于接收和支撑容器100的一个或多个搁架52，或具有容器放置在其上的未示出的托盘，容器包含待被冷冻干燥或已冷冻干燥的物质或产品，通常为药品或食品。冷冻干燥机器50还包括容器100的收集平面10，收集平面10放置在冷冻干燥腔室51的进入开口58的前面并且布置成支撑容器100，使得移动设备1插入到冷冻干燥腔室51内或一旦冷冻干燥过程完成，从冷冻干燥腔室51取出移动设备1。
提供已知类型的移动设备54，55，用于移动进入或离开收集平面10的容器100。
在所示的实施例中，移动设备包括使容器100朝向收集平面10移动的第一入口输送器54和使容器100离开和远离收集平面10移动的第二出口输送器。
在未示出的一个变型中，移动设备可包括单个输送器，在该输送器旁边，收集平面10布置在冷冻干燥机器的进入开口58处。
移动设备1包括推杆2和移动装置3，推杆2布置成接合并推动容器100(或容器100所放置在其上的托盘)，移动装置3用于沿移动方向A移动上述推杆2通过冷冻干燥腔室51以便插入或取出容器100。
以下描述将涉及容器100直接放置在搁架52上并且推杆2直接接合这种容器100的情况，但是意图是本发明也适用于容器放置在相对托盘上的情况。换言之，根据本发明的移动设备1可以不加区别地直接接合和推动容器100或者是支撑容器100的托盘。
推杆2例如包括扁平细长杆，该扁平细长杆设置有相对的第一和第二壁2a，2b，第一和第二壁2a，2b是平坦的并且布置成与容器100(或容器100放置在其上的托盘)接触。推杆2的长度与冷冻干燥机器50的搁架52的宽度大致相同。
移动装置3包括至少一个刚性互锁链条线性致动器，其具有可沿移动方向A移动的移动刚性互锁链条并且设置有固定到推杆2的操作端部。
这种致动器例如在专利EP 2700844中公开，并由Tsubakimoto Chain Co.以商品名Zip Chain
Figure BDA0001802217470000051
制造和交易。
具体地，移动装置3包括至少一个第一刚性互锁链条线性致动器4，其具有可沿移动方向A移动的第一移动刚性互锁链条43并且设置有连接到推杆2的第一操作端部14。
在所示实施例中，移动装置3具体包括一对第一刚性互锁链条线性致动器4，其固定到推杆2的相对端部21，22。
每个第一线性致动器4包括相应的一对链条41，通常为滚子链条类型，为柔性的，相互连接并固定在操作端部14处，并且至少在第一线性致动器4的缩回位置可单独地在相应的壳体42内卷绕。柔性链条41可以在自身上缠绕多次，以减少壳体42的累赘(encumbrance)。
上述柔性链条41在朝向彼此移动时可在其间相互联接和连接，以便形成可变长度(取决于其链条41的解卷程度)的第一移动刚性互锁链条43，其可沿移动方向A移动并且设置有第一操作端部14。具体地，每个链条41由相应的齿轮44接合和移动，以便在相应的壳体42内卷绕或解卷，并联接到另一个链条41以形成第一刚性互锁链条43。通过已知类型且未在图中示出的电动马达使齿轮44以相同的速度一起旋转。
第一移动刚性互锁链条43对于挠曲是刚性的，并且除了牵引力之外还能够支撑压缩力，换言之，能够支撑甚至显著的峰值载荷，而不需要由滑动引导件横向支撑。因此，如在下文的描述中更好地解释的那样，第一线性致动器4的第一移动刚性互锁链条43能够沿移动方向A以两种方式(装卸和卸载)移动和推动推杆以及在搁架52上的所有可接收的容器100。
此外，根据本发明的设备的移动装置3包括至少一个第二刚性互锁链条线性致动器5，该第二刚性互锁链条线性致动器5具有第二移动刚性互锁链条53并且布置成使推杆2围绕旋转轴线X至少在降低位置L和升高位置R之间旋转，其中在降低位置L所述推杆2布置成接合并推动容器100，而在升高位置R推杆2不与容器100接合并且不与容器100相互作用。旋转轴线X相对于移动方向A横向，特别是相对于移动方向A基本正交。
有利地，第二刚性互锁链条线性致动器5大致类似于第一刚性互锁链条线性致动器4。
在所示实施例中，除了一对刚性互锁链条线性致动器4之外，移动装置3还包括在推杆2的相对端部21，22上操作的一对第二刚性互锁链条线性致动器5。
每个第二线性致动器5与第一线性致动器4相邻。
有利地，每个第二线性致动器5布置在相应的第一线性致动器4下方。
替代地，第二线性致动器5可以布置在上方，即放置在相应的第一线性致动器4的顶部上。
移动设备1包括至少一个移动元件6，例如附接到第一线性致动器4的第一操作端部14的一对移动元件6。每个移动元件6围绕旋转轴线X可旋转地支撑固定到推杆2的端部21，22的相应支撑臂7。
每个第二刚性互锁链条线性致动器5包括可沿移动方向A移动的相应的第二移动刚性互锁链条53，并且设置有通过传动装置8，9连接到支撑臂7的第二操作端部15，以便使得支撑臂7以及因此使得推杆2围绕旋转轴线X旋转通过传动装置8，9。
每个移动元件6的传动装置例如包括轮9，轮9可旋转地固定在移动元件6内并通过柔性连接元件8(特别是在单向上为柔性的链条元件)连接到相应的第二线性致动器5的第二操作端部15。柔性连接元件8围绕轮9部分地缠绕并固定，轮9通过从移动元件6(图2)的侧壁6a离开的销11支撑相应的支撑臂7。
如图9至图16中的细节所示，沿着第二线性致动器5的第二移动刚性互锁链条53的移动方向A的线性移动确定柔性连接元件8围绕相应轮9的缠绕或解卷，以及确定相应轮9以及因此支撑臂7和推杆2围绕旋转轴线X从降低位置L到升高位置R的旋转，以及反之亦然。
移动设备1包括容纳外壳12，第一和第二刚性互锁链条线性致动器4，5被容纳在容纳外壳12中，并且相应的第一和第二移动刚性互锁链条43，53突出通过该容纳外壳12，该容纳外壳12连接到移动元件6以及横向推杆2的端部21，22的支撑臂7。
为了保护其中设置冷冻干燥机器50的环境的无菌性，特别是为了避免容器100和容纳在其中的产品的污染，柔性容纳元件46，56(例如折叠元件)设置成用于密封地包围和容纳移动刚性互锁链条43，53。更确切地，相应的第一折叠元件46包含相应的第一线性致动器4的第一刚性互锁链条43，所述第一折叠元件46被密封地固定到容纳外壳12的第一端部和移动元件6的第二端部。
类似地，相应的第二折叠元件56包含相应的第二线性致动器5的第二刚性互锁链条53，所述第二折叠元件56密封地固定到容纳外壳12的第一端部和移动元件6的第二端部。
本发明的移动设备1的可连接到冷冻干燥机器50用于装载或卸载包含待被冷冻干燥或已冷冻干燥的产品的容器100的功能设置用于冷冻干燥机器50的装载过程，其包括在下文中参考图1至图8描述的多个连续阶段。
在起始阶段中(图1和图2)，容器100的排101通过移动装置54，55设置在冷冻干燥腔室51的进入开口58处。在该起始阶段中，横向推杆2处于降低位置L，且在缩回位置D更远离冷冻干燥腔室51以允许容器100通过，第一线性致动器4和第二线性致动器5布置在它们相应的缩回位置。
在随后的阶段中(图3和图4)，启动第一线性致动器4，以便沿移动方向A移动推杆2，以将瓶子100的排101朝向冷冻干燥腔室51推动步距p(基本上等于容器100主体的一个直径)。以与第一线性致动器4协调的方式启动第二线性致动器5，以将推杆2保持在降低位置L，其中在降低位置L推杆2的第一平坦和细长的壁2a与容器100接触。
在随后的阶段中(图5)，推杆2由第一线性致动器4返回到缩回位置D，以允许在收集平面10上定位在容器100的另一排101，该容器100的另一排101与容器的前一排101并排放置。
然后移动推杆2以便将容器100的两排101朝向冷冻干燥腔室51的进入开口58推动，推杆2的路程或移动总是等于步距p。上述两个阶段重复，推杆2被带回到缩回位置D并因此沿移动方向A以等于步距p的行程移动，直到它实现由冷冻干燥腔室51的单个搁架52支撑的一组容器100排101(参见图4-6)。
一旦完成一组排101，推杆2以额外的行程(即具有比步距p大的步距的行程)移动，以将该组的容器100排101完全推动到冷冻干燥腔室51内(参见图7)。
必须指出的是，两个相邻排101的容器100可以彼此交错设置，以便减小两排之间的步距。
在为便于参考而示出的附图中，搁架52接收三排101容器100。
一旦用适当排101的容器100完成冷冻干燥机器50的装载，则推杆2被第一线性致动器4带回到缩回位置D，第二线性致动器5以与第一线性致动器4协调的方式操作，例如用于保持推杆始终处于降低位置L(参见图8)。
因此，可以关闭冷冻干燥腔室51以进行容器100中产品的冷冻干燥。
一旦冷冻干燥过程结束，冷冻干燥腔室51的进入开口58则打开，以允许通过卸载冷冻干燥机器50的程序来卸载或取出容器100，该程序包括下文参考图9至图18描述的多个连续阶段。
在推杆2处于缩回位置D的起始阶段中，一对第二线性致动器5以协调的方式启动，以使推杆2围绕旋转轴线X从降低位置L旋转到升高位置R(图9和图10)。以这种方式，在随后的阶段期间，推杆2可以通过第一线性致动器4以不与容器100相互作用的方式移动通过冷冻干燥腔室51到达冷冻干燥腔室51中的内部延伸位置E。在推杆2沿移动方向A的移动期间，第二线性致动器5以与第一线性致动器4协调的方式启动，以便将上述推杆2保持在升高位置R。
当推杆2到达延伸位置E时，第二线性致动器5启动以便通过轮9和柔性元件8使得推杆2围绕旋转轴线X在降低位置L旋转，其中在降低位置L与第一壁2a相对的第二平坦和细长的壁2b与先前插入到搁架52上的第一排101的容器100接触(图13和图14)。
在随后的阶段中，推杆2通过第一线性致动器4沿移动方向A移动，以便卸载或取出冷冻干燥腔室51的容器100(图15和图16)。
具体地，如图12至图17中所示，推杆2通过第一线性致动器4根据从延伸位置E开始的额外行程阶段沿移动方向A移动，从延伸位置E开始的额外行程阶段需要将排101的组带到移动设备54，55，特别是将待被卸载的容器100的第一排101带到第二输送器55。
如图17和图18中所示，一旦额外行程阶段完成，则推杆朝向缩回位置D的移动以步距p发生，以便允许容器100的排101从冷冻干燥机器50通过第二输送器55一次一个地离开。在推杆2的移动期间，第二线性致动器5以与第一线性致动器4协调的方式启动，以便将推杆保持在所需的降低位置L。
由于本发明的移动设备1，因此可以将包含待被冷冻干燥/已冷冻干燥的产品的容器100以快速和精确的方式装载到工业冷冻干燥机器50的冷冻干燥腔室51中，或以快速和精确的方式从工业冷冻干燥机器50的冷冻干燥腔室51卸载包含待被冷冻干燥/已冷冻干燥的产品的容器100。
除了保证移动容器100的推杆2的精确和可靠的移动之外，包括刚性互锁链条线性致动器4，5的移动装置3具有特别紧凑的尺寸，以便减少其冷冻干燥机器的总累赘(encumbrance)。由于在每个线性致动器4，5中，在功能上形成相应的移动刚性互锁链条43，53的两个柔性链条可以在相应的壳体42内在其自身上单独地缠绕，即使考虑到移动刚性互锁链条43，43的相当的长度，线性致动器的牵累也非常有限，这允许推杆在冷冻干燥腔室51内移动冷冻干燥腔室51的整个长度或深度。
使用第二线性致动器5使推杆2围绕旋转轴线X在降低位置L和升高位置R之间旋转允许以有效且简单的方式使用其推杆2，用于将容器100推动和装载到冷冻干燥腔室51内部，以及一旦在冷冻干燥过程完成后用于将容器100从冷冻干燥腔室51中取出和卸载。
由于每个第二线性致动器5与第一线性致动器4的类型大致相同并且可以放置在第二线性致动器4的下方，因此移动设备1的尺寸保持减小和容纳范围内。
使用密封封闭线性致动器4，5的移动刚性互锁链条43，53的容纳柔性元件46，56(例如折叠元件)允许保护冷冻干燥机器50布置在其中的环境的无菌性，并且具体地避免容器100和包含在容器中的产品的由上述线性致动器4，5的机构引起的污染。
在替代的未示出的实施例中，根据本发明的移动设备可以应用于包括冷冻干燥腔室51的、具有在冷冻干燥机器腔室的相对壁上获得的两个进入开口的冷冻干燥机器。详细地，根据本发明的第一移动设备可以布置在第一进入开口处，以及根据本发明的第二移动设备可以布置在第二进入开口处，第二进入开口布置在第一进入开口的前面。
第一移动设备可有利地设置成用于将容器装载在冷冻干燥腔室51内，而第二移动设备可有利地设置成用于将冷冻干燥腔室51内的容器卸载。
换言之，替代实施例提供了用于装载容器的前推杆和用于卸载容器的后推杆，前推杆和后推杆通过上述类型的相应的刚性互锁链条线性致动器移动。
在这种替代实施例中，相应移动设备的推杆不必是可旋转的，因此，可以省略上述第二刚性互锁链条线性致动器。

Claims (8)

1.用于将容器(100)装载到冷冻干燥机器(50)内或将容器(100)从冷冻干燥机器(50)卸载的移动设备(1)，冷冻干燥机器(50)设置有冷冻干燥腔室(51)，冷冻干燥腔室(51)具有用于接收和支撑所述容器(100)的至少一个搁架(52)，所述移动设备(1)包括用于接合并推动所述容器(100)的推杆(2)和用于沿移动方向(A)移动所述推杆(2)通过所述冷冻干燥腔室(51)的移动装置(3)，其中所述移动装置(3)包括至少一个第一刚性互锁链条线性致动器(4)，第一刚性互锁链条线性致动器(4)具有沿所述移动方向(A)移动的第一移动刚性互锁链条(43)并设置有连接到所述推杆(2)的第一操作端部(14)，其特征在于，所述移动装置(3)还包括至少一个第二刚性互锁链条线性致动器(5)，第二刚性互锁链条线性致动器(5)设置成使所述推杆(2)围绕旋转轴线(X)至少在降低位置(L)和升高位置(R)之间旋转，其中在降低位置(L)所述推杆(2)布置成接合并推动所述容器(100)，而在升高位置(R)所述推杆(2)不与所述容器(100)相互作用，所述旋转轴线(X)相对于所述移动方向(A)横向，特别是相对于所述移动方向(A)基本正交，所述移动设备(1)包括用于容纳所述第一和第二刚性互锁链条线性致动器(4，5)的容纳外壳(12)，所述第一和第二移动刚性互锁链条(43，53)突出通过所述容纳外壳(12)；
其中，所述移动设备(1)包括至少一个移动元件(6)，所述移动元件(6)附接到所述第一刚性互锁链条线性致动器(4)的所述第一操作端部(14)并且围绕所述旋转轴线(X)可旋转地支撑固定到所述推杆(2)的一端部(21，22)的支撑臂(7)。
2.根据权利要求1所述的移动设备(1)，其特征在于，所述移动装置(3)包括连接到所述推杆(2)的相对端部(21，22)的一对第一刚性互锁链条线性致动器(4)。
3.根据权利要求1所述的移动设备(1)，其特征在于，所述第二刚性互锁链条线性致动器(5)包括第二移动刚性互锁链条(53)，所述第二移动刚性互锁链条(53)设置有通过传动装置(8，9)连接到支撑臂(7)的第二操作端部(15)，所述第二移动刚性互锁链(53)可沿移动方向(A)移动，以便使得推杆(2)围绕旋转轴线(X)通过所述传动装置(8，9)旋转。
4.根据权利要求1所述的移动设备(1)，其特征在于，所述第二刚性互锁链条线性致动器(5)与所述第一刚性互锁链条线性致动器(4)相邻，特别是布置在所述第一刚性互锁链条线性致动器(4)的下方或上方。
5.根据权利要求1所述的移动设备(1)，其特征在于，所述第一刚性互锁链条线性致动器(4)包括相应的一对滚子链条(41)，一对滚子链条(41)为柔性的，在操作端部(14)处相互连接，并且至少在所述第一刚性互锁链条线性致动器(4)的缩回位置可单独缠绕在相应的壳体(42)内，所述滚子链条(41)当朝向彼此移动时相互联接，以便形成具有可变长度并可沿移动方向(A)移动的所述移动刚性互锁链条(43)。
6.根据权利要求1所述的移动设备(1)，其特征在于，包括用于密封地包围和容纳相应的移动刚性互锁链条(43，53)的至少一个柔性容纳元件(46，56)。
7.一种冷冻干燥机器，其包括：冷冻干燥腔室(51)，其配备有至少一个搁架(52)以接收和支撑容器(100)；以及根据前述任一权利要求所述的移动设备(1)，所述移动设备(1)用于将所述容器(100)装载到所述冷冻干燥腔室(51)内或将所述容器(100)从所述冷冻干燥腔室(51)卸载。
8.根据权利要求7所述的冷冻干燥机器，其特征在于，包括第一移动设备和第二移动设备，所述第一移动设备布置在所述冷冻干燥腔室(51)的第一进入开口处以将容器装载到所述冷冻干燥腔室(51)内，以及所述第二移动设备布置在所述冷冻干燥腔室(51)的第二进入开口处以将所述容器从所述冷冻干燥腔室(51)卸载，所述第一进入开口布置在所述第二进入开口的前面。
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