CN116583383A - 用于在洁净室内操纵封闭件的装置、包括相应装置的洁净室以及用于在洁净室内操纵封闭件的方法 - Google Patents
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Abstract
提出了一种用于在洁净室内、特别是在无菌环境中操纵封闭件(12)的装置(10)、一种具有相应装置(10)的洁净室以及一种用于在洁净室内、特别是在无菌环境中操纵封闭件(12)的方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种具有权利要求1的通用术语的特征的用于在洁净室内操纵封闭件的装置、一种包含具有权利要求8的特征的相应装置的洁净室、以及一种具有权利要求9的特征的用于在洁净室内操纵封闭件的方法。
背景技术
活性药物成分的灌装在特殊的灌装和封盖系统中进行。特别是在无菌灌装及有毒和高效活性成分灌装的情况下，灌装在隔离器或洁净室中在严格的无菌要求下进行。
在灌装和封盖生产线中，振动输送机或离心输送机通常用于供给和对齐松散的封闭件部件。这里，封闭件部件在通道中被引导并且经由挡板被分类。
当用振动输送机或离心输送机供给封闭件部件时，由于供给线上的封闭件部件被卡住，可能发生故障。
这些故障必须通过操作者干预进行纠正。为此，隔离器通常配备有手套端口，其允许操作者手动访问并纠正故障。自动故障排除是不可能的，因为封闭件部件可能在输送机上的任何位点处卡住，因此故障可能在不同位点处发生。
发明内容
本发明的任务是提供一种用于在洁净室内操纵封闭件的装置、一种具有相应装置的洁净室以及一种用于在洁净室内操纵封闭件的方法，利用它们，封闭件可以以过程安全的方式被操纵并且可以施加于例如容器。
所述任务通过根据权利要求1的用于在洁净室(例如，制药机的隔离器)内、特别是在无菌环境中操纵封闭件的装置解决。所述装置包括：
用于接收至少一个封闭件、特别是多个封闭件的盛器。
具有工具的操纵装置、特别是机械臂。所述工具被设计成能够操纵至少一个封闭件。
所述工具可以是真空吸盘、电动或气动夹持器或配备有微结构化聚合物膜(壁虎效应)的末端执行器上的接触表面。
被设计为检测所述盛器内的封闭件的位置、类型(例如，不同尺寸和/或颜色)、取向和/或可能的损坏的传感器装置。同样可以想到的是，传感器装置监测盛器的填充水平。换句话说，传感器装置可以被布置成检测接收在盛器中的封闭件的数量。
所述装置还具有振动装置。所述振动装置被设计成使盛器振动，使得接收在盛器中的封闭件、特别是接收在盛器中的多个封闭件、特别是所有封闭件的取向和/或位置由于振动而改变。
可以想到的是，由于振动，接收在盛器中的封闭件可以仅在盛器的一部分中、但特别是在整个盛器中改变其取向和/或位置。振动装置可以设计成直接振动盛器(借助于直接接触)。还可以想到的是，振动装置可以被设计成间接地使盛器振动，特别是借助于至少一个中间耦合元件(没有直接接触)。
装置的各个部件的数量可以变化。例如，也可以使用几个，特别是两个盛器、操纵装置和/或传感器装置。
所述装置可被用于屏障系统中。所使用的所有部件可以设计成使得它们可以在无菌药物环境中使用。
本发明意义上的洁净室可以是屏障系统，例如，RABS(减少访问屏障系统)、隔离器(例如，无菌或细胞毒性隔离器)或生物安全柜。在这种意义上，洁净室可以被加压以防止或最小化污染侵入的风险。或者，在这种意义上，洁净室也可以在负压下操作，以防止在洁净室中操纵的任何有毒或其它有害物质的逸出。
封闭件可以从料斗系统(例如，线性输送机、袋、容器)移动，特别是倾倒，或手动地输送到盛器上。
例如，盛器可以是平板形的。盛器可以是基本上矩形的。盛器可以被形成为一件式。盛器可具有平坦的接收表面。特别地，盛器可以被配置成使得封闭件可以在整个盛器或其接收表面上自由移动。盛器可以具有界定接收表面的边缘。边缘可以从接收表面的延伸平面突出。边缘可以至少部分地、特别是完全地包围接收表面。边缘可以正交于接收表面的延伸平面定向。
操纵装置可以被设计成能够在整个接收表面之上，特别是在整个盛器之上相对于重力方向移动工具。特别地，操纵装置可以被设计成能够在与接收表面的延伸平面平行的平面内移动工具。特别地，操纵装置被设计成使得其可以在盛器或接收表面的各个位点处、特别是任意位点处拾取或夹持封闭件。
在此上下文中，“操纵”可意指夹持、固定、释放、保持和/或运输。夹持可以意味着在所有三个空间方向上的夹紧固定。
特别地，操纵装置被设计成使得其可以从盛器或接收表面拾取封闭件并将它们运输到另一位置并将它们递送到那里。
可以想到的是，操纵装置具有多个、特别是两个工具。多个工具可以彼此耦合，使得所有工具借助于操纵装置同时且以相同的方式移动。还可以想到的是，操纵装置具有调节装置，利用所述调节装置可以使多个工具相对于彼此移动。
根据进一步的发展，传感器装置可以具有至少一个照明装置。所述照明装置可以被设计成照明盛器。有利地，照明装置是一个或多个LED(发光二极管)，其特别地布置在传感器装置上和/或紧邻传感器装置。照明装置可以被定向成使得盛器和/或接收在盛器中的封闭件被照明，特别是从上方照明。这种照明可以优化封闭件或其位置、类型、取向和/或可能的损坏的检测。
照明装置可以是静态的(即，不可移动)，并且特别地相对于重力方向布置在盛器上方。还可以想到的是，照明装置被设计成可移动，特别是在盛器上方相对于重力方向可移动。以这种方式，可以最佳地调节照明装置以照明封闭件。
传感器装置可以具有用于检测封闭件的至少一个摄像机。所述摄像机可以被设计为在可见和/或不可见光谱范围(例如，红外线、紫外线)中拍摄盛器或接收在盛器中的封闭件(或若干封闭件)的图像和/或视频记录。
可以想到的是，传感器装置被静态地设计(即，不可移动地)并且特别是相对于重力方向布置在盛器上方。还可以想到的是，传感器装置被设计成可移动，特别是在盛器上方相对于重力方向可移动。
传感器装置可以被设计成能够检测盛器的至少一部分、特别是整个盛器。传感器装置可以被设计成能够捕获(检测)、特别是同时捕获(检测)接收在盛器中的所有封闭件。
盛器可以是板的形式。所述盛器可以具有边缘和/或特别地具有壳状或盆状设计。以这种方式，可以以简单的构造方式提供盛器，所述盛器可以牢固地接收一个或多个封闭件。
盛器可以具有结构。所述结构可以被设计成在盛器振动期间影响封闭件的位置和/或取向。所述结构可以被形成为凹部/凹陷和/或隆起，例如，槽状。所述结构可以具有与封闭件互补地形成的凹陷，特别是凹陷与封闭件互补，使得封闭件仅在一个取向上保持在一个凹陷中。特别地，所述装置可以包括一个或多个相应的封闭件。
所述装置可以包括控制装置。所述控制装置可以借助于连接(例如，借助于连接电缆或无线方式)耦合到操纵装置和/或传感器装置。控制装置可以被配置为响应于传感器装置的检测而移动操纵装置和/或操纵装置的工具。换句话说，控制装置可以将操纵装置和/或工具移动到工具可以操纵检测到的封闭件(或多个封闭件)的位置。例如，工具可以移动到刚好在检测到的封闭件之上的位置。以这种方式，可以安全地操纵检测到的封闭件。
控制装置可以是计算机的形式。
所述装置的至少一个元件，特别是所述装置的所有元件可以是耐H2O2(过氧化氢)的、可高压灭菌的和/或防水的。这允许实现借助于H2O2或高压釜的净化。这允许容易且安全的净化或消毒，这优化了装置在无菌环境中的使用。防水元件适于用水冲洗装置。
待解决的任务进一步通过具有权利要求8的特征的洁净室来解决。洁净室包括具有上述特征的装置。
关于利用洁净室可实现的优点，参考在这方面对装置的解释。结合所述装置描述的措施可用于洁净室的进一步设计。
待解决的任务还通过根据权利要求9的一种用于在洁净室(例如，制药机的隔离器)内、特别是在无菌环境中操纵封闭件的方法来解决。所述方法包括以下步骤：
将至少一个封闭件接收在盛器中。封闭件可以从料斗系统(例如，线性输送机、袋、容器)移动，特别是倾倒，或手动地输送到盛器上。封闭件可以分布在整个盛器上。
将盛器设置为振动，使得接收在盛器中的封闭件的取向和/或位置由于振动而改变。振动使得至少单独的封闭件部件“跳跃”到限定位置(例如，从侧躺到封闭件开口朝下的直立位置)。在所述过程中，封闭件可以在整个容器内来回“跳跃”。特别地，这允许封闭件分布在整个盛器(或接收表面)上，尤其是混乱地分布。
检测盛器内的封闭件的位置、类型、取向和/或可能的损坏。特别地，可为此目的而使用传感器装置。
将操纵装置移动到能够操纵检测到的封闭件的位置。优选地，这样的位置位于检测到的封闭件的正上方，使得封闭件可以从上方(例如，借助于夹持器)被夹持。然而，同样可以想到的是，这样的位置相对于检测到的封闭件侧向地布置，使得封闭件可以例如借助于夹持器侧向地被夹持。特别地，操纵装置可以相对于重力方向在盛器上方、特别是整个盛器上方移动。
借助于操纵装置操纵封闭件。这可以包括将封闭件转移到另一操纵装置、将封闭件放置在嵌套中、用封闭件封闭对应的容器和/或进一步运输封闭件。
优选地，上述方法步骤以列出的顺序一个接一个地进行。然而，还可以想到的是，这些方法步骤中的两个或三个同时进行，或者所列出的所有方法步骤同时进行。也可以连续重复方法步骤多次。
由于封闭件已经以期望的取向被夹持/操纵，因此在操纵封闭件时不需要重新夹持，该重新夹持可能需要额外的操纵装置和/或额外的工具。
然而，可以想到的是，可以提供对封闭件的可选的夹持，例如：如果封闭件由于不利的重心而使顶部向下对准，而不是如所希望的那样使顶部向上。
根据进一步的发展，盛器和/或接收在盛器中的封闭件可以被照明，特别是借助于照明装置。这可以优化对封闭件的位置、类型、取向和/或可能的损坏的检测。
根据进一步的发展，具有上述特征的装置可以被用于执行所述方法。或者，所述方法可以在具有上述特征的洁净室中被执行。
关于所述方法可实现的优点，参考关于装置或洁净室的说明。结合装置或洁净室描述的措施可以用于方法的进一步设计。
可以想到的是，盛器可以用作用于具有封闭件的嵌套的托盘。例如，这种嵌套可以配有所有封闭件地放置在容器上。还可以想到的是，封闭件从嵌套中单独拾取并放置在容器上。因此，可以借助于传感器装置、特别是摄像机来检查所有封闭件是否存在于嵌套中和/或正确的封闭件(或部件)是否在嵌套中。可以想到的是，如果具有封闭件的嵌套没有放置在盛器上，而是例如与机械臂一起被保持进入传感器装置的检测场(或摄像机的捕获窗口)，则可以执行所述检查。
附图说明
根据权利要求书的措辞以及根据基于附图的实施例示例的以下描述，本发明的另外的特征、细节和优点是显而易见的。它显示：
图1是装置的透视图。
具体实施方式
图1示出了用于在洁净室内操纵封闭件12的装置10的透视图。装置10具有盛器14。
盛器14被设计为具有边缘27的板28。换句话说，盛器14是盆形或壳形的。盛器14或板28是矩形的。边缘27沿着板28的四个边延伸，换句话说，边缘27包围板28。
盛器14可以牢固地接收多个封闭件12。
装置10还具有操纵装置16。所述操纵装置16被设计成机械臂17的形式。操纵装置16具有工具18。所述工具18被设计成能够操纵封闭件12。
盛器14可以可选地利用机械臂17自动充装。
盛器14可以被设计成是格式相关的。换句话说，盛器14可以根据待接收在其中的封闭件12的类型、尺寸、形状来设计。
盛器14可以被设计成使得其可以手动更换。
图1示出了装置10的状态，其中工具18正在操纵封闭件12。换句话说，封闭件12借助于工具18被保持。
装置10还包括传感器装置20。在当前情况下，所述传感器装置20是摄像机26的形式。照明装置24被布置在摄像机26周围。换句话说，摄像机26被布置在照明装置24内。
可以想到的是，照明装置24与摄像机26分离地形成，特别是布置在距摄像机26一定距离处。例如，照明装置24可以以一定角度从侧面照明盛器14。
在当前情况下，传感器装置20或摄像机26和照明装置24被布置在盛器14上方并且相应地与盛器14对准或在盛器14的方向上对准。以这种方式，盛器14和容纳在其中的封闭件12可以被最佳地照明，并且它们的位置、类型、取向和/或可能的损坏可以以过程安全的方式被检测。可以想到的是，照明装置24可以相对于盛器14调节/改变其相对位置，以更好地照明。
装置10还包括振动装置22。所述振动装置22被设计成使盛器14振动。这使得各个封闭件12来回“跳跃”，从而改变它们的位置或取向。
振动装置22直接布置在盛器14下方。振动装置22具有长方体形状。盛器14被布置在振动装置22上，使得振动装置22形成用于盛器14的基部(保持基部)。
为了影响各个封闭件12的“跳跃行为”或各个封闭件“跳跃”的取向，盛器14具有结构29。在这种情况下，结构29是长条的槽形凹部30的形式。这些仅在图1中示意性地示出。
在当前情况下，凹部30被形成为使得封闭件12仅可以在特定取向上(例如，封闭件开口朝下地)“跳跃”到凹部30中。凹部30被形成为与封闭件12互补。可以想到其它类型的结构，特别是互补结构，例如，也可以提供与封闭件12互补的突起或隆起。可以提供不同类型的结构或突起和/或凹部，例如适于不同类型的封闭件12。
装置10还包括控制装置30。所述控制装置30借助于连接32耦合到操纵装置16和传感器装置20。图1中仅示意性地示出了控制装置30和连接32。
连接32可以是电缆连接。然而，也可以提供无线(例如，无线电、光)连接。
装置10的操作可描述如下：
多个封闭件12放置在盛器14上。这里示出了相同类型或格式的封闭件12。然而，还可以想到的是，不同类型的封闭件12同时放置在盛器14中。
振动装置22使盛器14振动，使得封闭件12在盛器14中来回跳跃。在该过程中，封闭件12改变其位置和/或其取向。封闭件12可以分布在整个盛器14上。
在振动过程之后，摄像机26在盛器14中搜索期望类型且处于期望取向的封闭件12(例如，用于小瓶的塞)。如果没有检测到处于期望取向的封闭件12，则可以重新开始振动过程。可以想到，如果即使在振动过程的一定次数的重复之后也不能检测到期望的取向，则输出故障信号。替代地或附加地，另外的封闭件12可以插入到盛器14中和/或从盛器14移除。例如，盛器14可以被完全清空。
期望类型和取向的封闭件12的位置被传送到控制装置30。所述控制装置30控制操纵装置16或工具18，使得操纵装置16或工具18移动到这样的位置，即从该位置可以操纵或夹持期望类型和期望取向的封闭件12。
可以想到的是，摄像机26已经在盛器14的振动期间检测封闭件12并且将相应的信号发送到控制装置30，使得控制装置30也已经在盛器14的振动期间移动操纵装置16或工具18。
随后，封闭件12可以被进一步处理。下一个处理步骤可以是，例如，直接通过操纵装置16将封闭件12放置在容器(未示出)上，或者将其转移到未示出的另一个操纵装置。封闭件12也可以放置在盛器(例如，嵌套或托盘)或停放位置中。
由于封闭件12已经在期望的取向上被夹持/操纵，因此在封闭件12的操纵期间，可能需要额外的操纵装置和/或额外的工具的重新夹持是不必要的。
可以想到的是，摄像机26检查封闭件12的损坏。通过在振动盛器14时改变封闭件12的取向，借助于摄像机26从尽可能多的侧面、特别是从所有侧面检测封闭件12。因此，重新定位摄像机26和/或改变摄像机26(和/或照明装置20)的取向以便从尽可能多的侧面检测封闭件12是多余的，但是可以附加地提供，以便加速该过程或使其更可靠。
如果检测到封闭件12的损坏，则可以借助于操纵装置16将损坏的封闭件12分拣出来。还可以想到的是，可以提供另外的操纵装置(未示出)用于分拣损坏的封闭件12。
在发生故障的情况下或在运行(批次)完成之后，盛器14可以自动清空。盛器14的排空可以通过操纵装置16、另一操纵装置(未示出)或借助于振动平台来执行。这消除了操作者在屏障系统中手动干预的需要。例如，盛器14也可以倾斜以便排空。
Claims (11)
1.一种用于在洁净室内、特别是在无菌环境中操纵封闭件(12)的装置(10)，包括：
盛器(14)，其用于接收至少一个封闭件(12)；
操纵装置(16)、特别是机械臂(17)，其具有工具(18)，所述工具(18)被设计成能够操纵至少一个封闭件(12)；
传感器装置(20)，其被设计成检测所述盛器(14)内的所述封闭件(12)的位置、类型、取向和/或可能的损坏，
其特征在于
所述装置(10)还包括振动装置(22)，所述振动装置(22)被设计成使所述盛器(14)振动，使得接收在所述盛器(14)中的所述封闭件(12)由于所述振动而改变其取向和/或位置。
2.根据权利要求1所述的装置(10)，其特征在于，所述传感器装置(20)包括至少一个照明装置(24)，所述至少一个照明装置(24)被设计成照明所述盛器(14)。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的装置(10)，其特征在于，所述传感器装置(20)包括用于检测所述封闭件(12)的至少一个摄像机(26)。
4.根据前述权利要求中任一项所述的装置(10)，其特征在于，所述盛器(14)被设计成板(28)的形式，特别是具有凸起边缘(27)，特别是以壳状方式设计。
5.根据前述权利要求中任一项所述的装置(10)，其特征在于，所述盛器(14)包括被配置成在所述盛器(14)的振动期间影响所述封闭件(12)的位置和/或取向的结构(29)。
6.根据前述权利要求中任一项所述的装置(10)，其特征在于，所述装置(10)包括控制装置(30)，所述控制装置(30)借助于连接(32)耦合到操纵装置(16)和/或传感器装置(20)并且适于根据传感器装置(20)的检测移动所述操纵装置(16)和/或操纵装置(16)的工具(18)。
7.根据前述权利要求中任一项所述的装置(10)，其特征在于，所述装置(10)的至少一个元件、特别是所述装置(10)的所有元件被设计成耐H2O2、可高压灭菌和/或防水。
8.一种具有根据权利要求1-7中任一项所述的装置(10)的洁净室。
9.一种用于在洁净室内、特别是在无菌环境中操纵封闭件(12)的方法，所述方法包括以下步骤：
将至少一个封闭件(12)接收在盛器(14)中；
将所述盛器(14)置于振动中，使得接收在所述盛器(14)中的封闭件(12)由于所述振动而改变其取向和/或位置；
特别地借助于传感器装置(20)检测所述盛器(14)内的封闭件(12)的位置、类型、取向和/或可能的损坏；
将操纵装置(16)移动到能够操纵所检测的封闭件(12)的位置；
借助于操纵装置(16)操纵封闭件(12)。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述盛器(14)和/或借助于所述盛器接收的所述封闭件(12)被照明，特别是借助于照明装置(24)被照明。
11.根据权利要求9或权利要求10所述的方法，其特征在于，根据权利要求1-7中任一项所述的装置(10)被用于执行所述方法，或者所述方法在根据权利要求8所述的洁净室中被执行。
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