CZ302824B6 - Zpusob prenosu jemného prášku a zarízení k provádení tohoto zpusobu - Google Patents

Abstract

Zpusob prenosu jemného prášku zahrnující umístení jemného prášku (20) do násypníku (12), opatreného uvnitr otvorem (18), vibraci vibracním prvkem (28) ve vrstve jemného prášku (20) a zachycení alespon cásti jemného prášku, který opouští otvor uvnitr komory (24), kde není zachycený prášek dostatecne kompaktní, takže se po opuštení komory (24) muže rozprášit, pricemž vibracní prvek (28) se vzdáleným koncem (29) v blízkosti otvoru (18) ve vztahu k prášku (20) v násypníku (12) vibruje ve svislém smeru nahoru a dolu a vzdálený konec (29) vibracního prvku (28) se pohybuje prícne skrz prášek (20) behem vibrace vibracním prvkem (28). Soucástí vynálezu je i zarízení k provádení tohoto zpusobu.

Description

Oblast techniky

Vynález se týká přenosu jemného prášku, zvláště odměřeného množství a zařízení k provádění tohoto způsobu. Konkrétně se tento vynález týká systémů, zařízení a způsobů plnění schránek jednotnými dávkami jemných práškových léků ajejich přenosů, které se zvláště hodí k inhalování.

Dosavadní stav techniky

Účinný způsob podávání léku pacientovi je kritickým bodem každé úspěšné léčby pomocí léků. Existují různé způsoby podávání léků, přičemž každý způsob má svoje výhody a nevýhody. Podávání léku ústy ve formě tablet, kapslí, elixíru apod., je nejvhodnějším způsobem podávání, ale nevýhodou je, že mnoho léku má nepříjemnou chuť, stejně tak velikost tablet, která může působit potíže při polykání. Kromě toho u těchto léků dochází v zažívacím traktu ke snížení jejich účinnosti ještě před tím, než se mohly vstřebat. Toto rychlé snížení účinnosti proteinových léků proteolytickými enzymy v zažívacím traktu je zvláště nepříjemným problémem. Podkožní injekce představují Častý a efektivní způsob systematického podávání léků, včetně podávání proteinů. ale tento způsob není pro pacienta příjemným způsobem a kromě toho manipulace s použitými ostrými jehlami přináší rovněž problémy. Pravidelné a časté píchání injekcí, například inzulínu, není pacientem přijímáno s nadšením, proto byly vyvinuty alternativní způsoby podávání, například transdermálně, nosem, intravaginálně a pulmonámě.

Zvláštnímu zájmu se těší pulmonální způsob podávání léku, který je realizován inhalováním léku ve formě disperze nebo aerosolu, čímž se aktivní lék může dostat až do distálních (alveotámích) oblastí plic. Zjistilo se, že některé léky se alveolámí oblastí snadno vstřebávají přímo do krevního oběhu. Podávání léku pulmonámě se jeví jako velmi nadějný způsob podávání u proteinů a polypeptidů, které se jinou cestou podávají velmi obtížně. Podávání léků pulmonámě je účinné jak u systematického podávání, tak i u lokálního podávání při plic nich onemocnění.

Pulmonámího způsobu podávání léku, systematického i lokálního, nemožno dosáhnout různými přístupy, a to včetně použití mlžných rozprašovačů, měřených dávkových inhalátorů (MDI) a disperzního zařízení pro podávání léku ve formě suchého prášku. Jako velmi slibné zařízením pro podávání proteinů a polypeptidů se jeví disperzní zařízení pro podávání léku ve formě suchého prášku. Mnoho jinak nestálých proteinů a polypeptidů lze trvale skladovat jako lyofilizovaný nebo stříkáním sušený prášek, nebo v kombinaci s vhodnými nosiči. Další výhodou je to, že suché prášky mají mnohem větší koncentraci léčivé látky, než je tomu u tekutých forem.

Schopnost podávat proteiny a polypeptidy ve formě prášků je z mnoha důvodů problematické. Dávkování léků s proteiny a polypeptidy je často riskantní, proto je důležité, aby systém podávání suchého prášku byl schopný přesně a opakovaně podávat určené množství léku. Kromě toho, mnohé proteiny a polypeptidy jsou drahé léky, obvykle několikanásobně dražší než konvenční léky stejné dávky. Proto je schopnost účinně dodávat suchý prášek do cílové oblasti plic, a to s minimální ztrátou léčivé látky, kritickou záležitostí.

U některých aplikací je jemný práškový lék dodáván v malých dávkovačích schránkách do zařízení, které slouží kjeho rozptylování, přičemž víčko schránek, nebo jiné přístupové místo, obvykle používané označení - puchýřovité tobolky, lze propíchnout. Například rozdělovači zařízení popsaná v US patentech 5,785,049 a 5,740,749, jejichž poznatky jsou zde uvedeny pro porovnání, jsou zkonstruována tak, aby mohla zmíněnou schránku přijímat. Po umístění schránky do zařízení, sestava více cestního ejektoru se zásobovací trubicí pronikne víčkem schránky, a tím vytvoří práškovému léku přístup do zařízení. Sestava více cestního ejektoru rovněž vytváří ve

- 1 CZ 302824 B6 víčku ventilační otvor, který umožňuje proudění vzduchu, který vynáší lék ven ze schránky. Hnacím médiem tohoto procesu je proud vzduchu o velké rychlosti, který proudí za část trubice, například k výstupnímu konci, přičemž ze schránky nabírá prášek, vede ho trubicí do proudu vzduchu kde se vytvoří aerosol, který pacientům slouží k inhalaci. Proud vzduchu o velké rychlosti dopravuje prášek ze schránky v částečně rozptýlené (deaglomerované) formě, přičemž k úplnému rozptýlení v mísícím objemu dochází ihned za vstupem vzduchu o veliké rychlosti.

Zvláštní zájem o tento vynález je vyvolán fyzikálními vlastnostmi prášků, které se špatně unáší proudem vzduchu. Takovými prášky jsou například prášky s fyzikálními vlastnostmi, jako například schopnost nechat se unášet vzduchem, které jsou ovládány soudržnými silami mezi jednotlivými částicemi, které tvoří prášek. V takových případech prášek proudí špatně, jelikož se jednotlivé částice nemohou pohybovat vůči sobě nezávisle, ale namísto toho se pohybují ve shlucích mnoha částic. Pokud na tyto částice působí malá síla, potom částice neproudí vůbec. Po zvýšení působící síly na úroveň, která převyšuje hodnotu soudržné síly, prášek se pohybuje ve velkých chomáčích složených z jednotlivých částic. Jestliže je prášek uveden do klidu, velké aglomerace prášku se stále vyskytují, což má za následek nestejnou hustotu prášku s prázdnými oblastmi, nebo s oblastmi s nízkou hustotou, a to mezi oblastmi s velkými aglomeracemi a oblastmi s místním stlačením.

Tento druh chování má tendenci se při zmenšování velikosti částic více projevovat. Je to dáno tím, že při zmenšování částic se hodnota soudržných sil, například Van Der Waalsovy síly, elektrostatické, třecí a jiné síly, bude vůči gravitační síle a setrvačné síle působící na částice s malou hmotností, zvyšovat. Týká se to i tohoto vynálezu, jelikož gravitační a setrvační síly, vyvolané zrychlením a jinými stimulatory, jsou pro postup a pohyb prášku běžně využívány. Například při odměřování jemného prášku před jeho umístěním do jednotky dávkovači schránky, se prášek shlukuje nesouvisle, vytváří prázdná místa a místa s vysokou hustotou, čímž se snižuje přesnost procesu odměřování objemového množství, který se běžně používá při odměřování ve výrobě s vysokou výkonností. Takové nesouvislé shlukování (nekonzistentní aglomerace) je dále nežádoucí v tom, zeje nutné přítomné shluky rozbít na jednotlivé částice, aby se staly částicemi, které je možno rozptýlit, použitelnými pro podávání plícemi. Taková deaglomerace se často vyskytuje v rozprašovacích či rozptylovacích zařízeních, a to vlivem střižných sil vyvolaných proudem vzduchu za účelem vypuzení léku z jednotky dávkovači schránky, nebo jiného kontejneru, nebo jinými mechanismy přenosu síly (ultrazvuk, listy ventilátoru apod.). Pokud jsou malé aglomeráty prášku příliš kompaktní, střižné síly vyvolané proudem vzduchu, nebo jiným rozprašovacím mechanismem, nebudou k efektivnímu rozptýlení prášku na jednotlivé částice dostačující. Některé pokusy zabránit shlukování jednotlivých částic se týkají vytváření směsí více fázových prášků (nosič a ředidlo), kde větší částice (s několikanásobnou velikostí), například o velikosti 50 μπι, se kombinují s menšími částicemi prášku o velikosti od lpm do 5pm. V tomto případě se menší částice spojují s většími částicemi tak, že při zpracovávání a plnění má prášek vlastnosti prášku o velikosti 50 pm. Takový prášek může snadněji proudit a může se snadněji odměřovat. Nevýhodou je vsak to, že oddělování malých částic od velkých částic je obtížné, přičemž výsledná forma prášků je složena převážně z objemnějších složek, které se mohou zachycovat jednak v zařízení, ale i v hrdle pacienta.

Současné způsoby plnění jednotek dávkovačích schránek práškovými léky zahrnují přímé plnění, při kterém se granulovaný prášek vsype přímo do odměmé komory, a to působením gravitační síly (někdy v kombinaci s mícháním a protřepáváním). Po naplnění komory do stanovené výšky se lék z komory vypudí do schránky. U takového postupu s přímým vsypáním se mohou v odměřovací komůrce vyskytnout místa s různou hustotou léku, čímž se snižuje schopnost odměřovací komory správně změřit množství dávky léku. Kromě toho se prášek nachází v granulovaném stavu, který je pro mnoho aplikací nepoužitelný.

Bylo učiněno mnoho pokusů s cílem minimalizovat výskyt různé hustoty, a to stlačením prášku během vkládání, nebo ještě před vložením do odměřovací komory. Takové stlačování není žádoucí, zvláště u prášků s malými částicemi, jelikož se snižuje možnost rozptylování prášku, to znamená, že se snižuje možnost rozdělit prášek na jednotlivé částice a podávat je rozprašovacím zařízením přímo do plic.

Proto je žádoucí poskytnout systém a způsob zpracování prášků, který by překonal, nebo podstatně snížil všechny zmíněné problémy. Takový systém a způsob by měl po rozdělení do dávek a jejich umístění do dávkovačích schránek umožnit přesné a správné odměřování výsledného prášku, a to zvláště pro náplně s malou hmotností. Systém a způsob by měl dále zajistit, aby si jemný prášek v průběhu zpracování zachoval schopnost rozptylování, aby se mohl použít v existujících inhalačních zařízeních, která vyžadují prášek rozmělněný na jednotlivé částice před podáváním plícemi. Systém a způsob by měl dále, z důvodu snižování nákladů, poskytovat možnost rychlého zpracování jemného prášku, aby se dávkovači schránky mohly rychle naplnit jednotkami dávek léku ve formě jemného prášku.

US patent 5,765,607 popisuje zařízení k odměřování výrobku do kontejneru, přičemž toto zařízení zahrnuje odměřovací jednotku, která dodává výrobek do zmíněného kontejneru.

US patent 4,640,322 popisuje zařízení, které přes filtr aplikuje podtlak, který v příčném směru vytahuje materiál přímo z násypky do neotáčející se komory.

US patent 4,509,560 popisuje zařízení určené ke zpracování granulovaného materiálu, které používá k rozmíchání granulovaného materiálu rotující lopatky.

US patent 2,540,059 popisuje práškové plnicí zařízení, zahrnující otáčející se míchadlo z drátěné smyčky, které slouží k míchání prášku v násypníku před jeho přímým nasypáním, pomocí gravitace, do odměřovací komory.

Německý patent DE 3607187 popisuje mechanismus dopravy odměřených jemných částic.

Brožura „E-1300 plnič prášků“ popisuje plnič prášků, který je k dispozici u Perry Industries, Corona, CA.

US patent 3,874,431 popisuje zařízení sloužící k plnění kapslí práškem. Zařízení používá jádrovací trubky umístěné na otáčející se věži.

Britský patent 1,420,364 popisuje sestavu membrány umístěnou v odměřovací dutině, používané k odměřování suchých prášků.

Britský patent 1,309,424 popisuje plnič prášků s odměřovací komorou s hlavou pístu, která se používá k vytvoření záporného tlaku v komoře.

Kanadský patent 949,786 popisuje plnič prášků s odměřovací komorou ponořenou do prášku. K naplnění komory práškem se využívá podtlak.

Podstata vynálezu

Podstatou vynálezu je způsob přenosu jemného prášku, který zahrnuje umístění jemného prášku do násypníku, opatřeného uvnitř otvorem; vibraci vibračním prvkem ve vrstvě jemného prášku; a zachycení alespoň části jemného prášku, který opouští otvor uvnitř komory, kde není zachycený prášek dostatečně kompaktní, takže se po opuštění komory může rozprášit, přičemž vibrační prvek se vzdáleným koncem v blízkosti otvoru ve vztahu k prášku v násypníku vibruje ve svislém směru nahoru a dolů; přičemž vzdálený konec vibračního prvku se pohybuje příčně skrz prášek během vibrace vibračním prvkem. V dalším kroku se vibrační prvek připojí k ultrazvukovému trychtýři a přitom krok vibrace zahrnuje uvedení do činnosti ultrazvukového trychtýře. Vibrační prvek vibruje s frekvencí v rozsahu od 1000 Hz do 180 000 Hz. Koncová část má připoCZ 302824 B6 jenou koncovou součást, která vibruje nad komorou a která je ve svislém směru oddělená od komory na vzdálenost v rozmezí od 0,01 mm do 10 mm. Koncová součást je ve svislém směru oddělená od komory mezerou v rozmezí od 0,01 mm do 10 mm. Během vibrace vibračním prvkem se pohybuje vzdáleným koncem vibračního prvku napříč otvoru. Součástí způsobu je i to, že s dále zahrnuje pravidelné zarovnávání povrchu prášku uvnitř násypní ku. Krok zarovnávání úrovně prášku obsahuje umístění vyčnívajícího prvku na vibrační prvek v místě vzdáleném od vzdáleného konce vibračního prvku a množství odměřovacích komor se seřídí s otvorem a pohyb vibračního prvku probíhá podél otvoru nad každou komorou. Jemný prášek obsahuje lék složený z jednotlivých částic o střední velikosti od Ιμηι do 100 μπι a krok zachycování jemného prášku dále io obsahuje protahování vzduchu skrz komoru, která je umístěná pod otvorem, přičemž procházející vzduch pomáhá vypudit jemný prášek do komory. V dalším kroku se zachycený jemný prášek přepravuje z komory do nádržky, přičemž přeprava jemného prášku zahrnuje zavedení stlačeného plynu do komory k vypuzení zachyceného prášku do nádržky. Nastaví se množství zachyceného prášku pro stanovení množství pro jednotku dávky. Krok nastavení se provádí umístěním tenké desky pod násypníkem, kdy deska má otvor seřízený s komorou a dále se pohybuje komorou vůči desce, přičemž se seškrabává přebytečný prášek z komory. Násypníkem je primární násypník, přičemž krok umístění jemného prášku se provádí přenosem prášku ze sekundárního násypníku do primárního zásobníku. Přenos prášku do primárního zásobníku se provádí vibrováním sekundárního zásobníku. Součástí způsobu je vydávání prášku z komory a změna rozměrů komory.

Dále je podstatou vynálezu zařízení k přenosu jemného prášku způsobem, obsahující násypník s otvorem, uzpůsobený k přijetí jemného prášku a alespoň jednu komoru, která je pohyblivá po zajištění umístění komory do těsné blízkosti otvoru. Zařízení dále obsahuje vibrační prvek s blízkým koncem a vzdáleným koncem, přičemž vibrační prvek je umístěný uvnitř násypníku tak, že vzdálený konec se nachází v blízkosti otvoru. Motor vibrátoru k vibraci vibračním prvkem ve svislém pohybu nahoru a dolů uvnitř jemného prášku a mechanismus k pohybování vibračním prvkem nad komorou během vibrace vibračním prvkem. Zařízení zahrnuje rotační prvek mající množství komor umístěných po vnějším obvodu, které jsou srovnány do jedné úrovně s otvorem, přičemž pohybovací mechanismus je přizpůsobený k přemísťování vibračního prvku podél otvojo rů a k zajištění přechodu vibračního prvku nad každou komorou. Pohybovací mechanizmus obsahuje pohonný mechanismus pro lineární pohyb k přemísťování vibračního prvku podél otvorů rychlostí menší než 100 cm/s, motor vibrátoru k vibraci vibračním prvkem frekvencí v rozmezí od 1000 Hz do 180 000 Hz. Součástí motoru vibrátoru je ultrazvukový trychtýř k zajištění vibrace prvku ve směru nahoru a dolů vůči prášku. Vibrační prvek má válcovitý tvar o průměru v roz35 mezí od 1,0 mm do 10 mm. Zařízení dále obsahuje koncovou část na vzdáleném konci vibračního prvku, přičemž koncový prvek vystupuje radiálně z vibračního prvku, prvek k zarovnání povrchu prášku, který je rozprostřený nad koncovou částí. Komora je umístěná v rotačním prvku, který v první poloze odpovídá umístěn komory do jedné řady s otvorem a v druhé poloze odpovídá umístění komory do jedné řady s přijímací nádržkou. Zařízení dále obsahuje množství násypníku umístěných nad množstvím rotačních prvků, z nichž každý obsahuje množství komor, a dále obsahuje průchozí trubkový otvor ve dnu komory a je zabezpečený zdroj vakua ke komunikací s průchozím trubkovým otvorem k asistenci pří vypuzování prášku z násypníku do komory. Přes průchozí trubkový otvor je rozprostřen filtr. Zařízení obsahuje zdroj stlačeného plynu ke komunikaci s průchozím trubkovým otvorem k vypuzení zachyceného prášku z komory do nádržky a re45 gulátor k ovládání spínače zdroje plynu a zdroje podtlaku, dále obsahuje desku umístěnou pod násypníkem, přičemž deska je opatřená otvorem, který je seřízený do jedné úrovně s komorou, přičemž komora ve vztahu k desce je pohyblivá a je uspořádaná k seškrabování přebytečného prášku z komory. Zařízení má dále primární násypník a sekundární násypník, umístěný nad primárním násypníkem k přenosu prášku do primárního zásobníku a posouvací mechanizmus k vibraci sekundárního zásobníku.

-4CZ 302824 B6

Přehled obrázků na výkresech

Obr. 1 znázorňuje boční pohled na příčný řez vzorového zařízení pro dopravu jemného prášku, a to podle tohoto vynálezu, obr. 2 znázorňuje pohled najeden konec zařízení zobrazeného na obr. 1, obr. 3 znázorňuje podrobnější pohled na komoru zařízení z obr. 1, zobrazující vibrační tyč přemisťovanou nad komorou v souladu s tímto vynálezem, obr. 4 znázorňuje perspektivní pohled zleva na vzorový systém zařízení pro dopravu prášku podle tohoto vynálezu, obr. 5 znázorňuje perspektivní pohled zprava na systém z obr. 4, obr, 6 znázorňuje příčný řez systémem z obr. 4, obr. 7 schematicky znázorňuje alternativního zařízení pro dopravu jemných prášků, a to podle tohoto vynálezu, obr. 8 schematicky znázorňuje další alternativní zařízení pro dopravu jemných prášků, a to podle tohoto vynálezu, obr. 9 schematicky znázorňuje ještě další alternativní zařízení pro dopravu jemných prášků, a to podle tohoto vynálezu, obr. 10 znázorňuje perspektivní pohled na další provedení zařízení pro dopravu jemných prášků, a to podle tohoto vynálezu, obr. 11 znázorňuje příčný řez zařízením z obr. 10, který je vedený podél čáry 11-11, obr. 12 znázorňuje příčný řez zařízením z obr. 10, který je vedený podél čáry 12-12, obr. 13 znázorňuje zvětšený pohled na rotační prvek zařízení z obr. 10, obr. 14A schematicky znázorňuje mechanismus škrabáku, který slouží k seškrabávání nadbytečného prášku z komory rotačního prvku, obr. 14B znázorňuje pohled na konec mechanismu škrabáku z obr. 14A, v okamžiku namontování nad rotačním prvkem, obr, 14C znázorňuje perspektivní pohled na alternativní mechanismus škrabáku, který slouží k seškrabávání nadbytečného prášku z komory rotačního prvku, a to podle tohoto vynálezu, obr. 15 znázorňuje perspektivní pohled na zvláště preferovaný systém dopravy prášků podle tohoto vynálezu.

Příklady provedení vynálezu

Vynález poskytuje způsoby, systémy a zařízení pro odměřovanou dopravu jemných prášků do schránek. Dopravované prásky jsou velmi jemné a obvykle mají střední hodnotu velikosti v rozsahu, který zahrnuje hodnoty menší jak 20pm, obvykle menší jak 10pm, lépe od lpm do 5μιη. Vynález lze uplatnit i při velikostech částic prášků s hodnotou nad 50pm. Jemný prášek se může

-5CZ 302824 B6 skládat z množství složek, přičemž obsahuje léky jako proteiny, nukleové kyseliny, uhlovodíky, pufrové soli, peptidy, jiné malé biomolekuly apod. Schránky pro příjem jemného prásku obvykle zahrnují schránky s jednotkou dávky. Schránky jsou určeny ke skladování jednotky dávky léku až do okamžiku jeho aplikace plícemi. Pro vypuzení léku ze schránky lze použít inhalační zařízení popsané v US patentech 5,785,049 a 5,740,794, které již byly dříve zahrnuty pro porovnání. Způsoby realizace vynálezu i v oblasti přípravy léků jsou vhodné i pro jiná inhalační zařízení, která pracují na principu rozprášen í/rozptý lení jemného prášku.

Každá schránka je naplněna přesným množstvím jemného prášku, aby se zajistilo, že pacient obdrží správnou dávku svého léku. Při odměřování a dopravě jemných prášků se s práškem zachází velmi jemně bez stlačování, a to proto, aby celé množství jednotky dávky dodávané do schránky se dalo dostatečně rozptýlit i pro stávající inhalační zařízení. Jemné prášky, připravované podle tohoto vynálezu, se zvláště hodí pro inhalační zařízení pracující s „nízkou energií“ (ale nejsou tím omezené), které se ovládají ručně, nebo pouze na inhalačním principu rozptýlení prášku. Pomocí takového zařízení se prášky stávají s alespoň 20 % hmotnosti schopné rozptýlení nebo přemístění do proudu vzduchu, lépe alespoň z 60 %, nejlépe z 90 %, tak jak je to definováno v US patentu 5,785,094, který již byl zmíněn. Jelikož náklady na výrobu léků ve formě jemných prášků jsou vysoké, musí se prášky odměřovat a dopravovat do schránek s co možná nej menšími ztrátami. Přednost se dává rychlému naplnění schránek daným množstvím dávky, což má zajistit jejich ekonomický způsob výroby.

Podle tohoto vynálezu jsou jemné částice zachycovány v odměřovací komoře, která má velikost odpovídající obsahu jednotky dávky. Způsob, kterému se dává přednost, je založen na průchodu vzduchu komorou, kde tažná síla proudu vzduchu působí na malé aglomeráty, nebo na jednotlivé částice, tak jak je to popsáno v US patentu 5,775,320, který je zde uveden pro porovnání. Tímto způsobem flutdní jemný prášek komoru naplní bez stlačení a bez vytváření prázdných míst. Kromě toho, zachycování prášku tímto způsobem mu umožňuje přesné a opakovatelné odměřování, aniž by přitom docházelo ke snižování jeho schopnosti rozptýlení. Proudění vzduchu komorou se může měnit, aby se zajistilo ovládání hustoty zachyceného prášku.

Po odměření jemného prášku se prášek vypudí do schránky v množství jednotky dávky, přitom vypuzený jemný prášek se může dostatečně rozptýlit, což umožňuje jeho unášení a přeměnu na aerosol ve vířícím proudu vzduchu v inhalačním nebo rozdělovacím zařízení. Proces vypuzování je popsán v US patentu 5,755,320, který byl zařazen pro porovnání. Protrepávání jemného prášku se provádí vibrací vibračního prvku ve vrstvě prášku a v blízkosti nad záchytnou komorou. Přednost se dává tomu, aby vibrační prvek vibroval ve svislém směru, to znamená ve směru nahoru a dolů. Alternativně může vibrační prvek vibrovat i v příčném směru. K vibraci vibračního prvku lze použít různé mechanismy včetně vibračního trychtýře, piezoelektrický ohybový motor, motor, který otáčí vačkou nebo klikovým hřídelem, elektrický solenoid apod. Alternativně se dá k fluidizaci prášku použít i otáčející se smyčka z drátu uvnitř vrstvy prášku. Přednost se dává i protřepávání realizované vibrací vibračního členu uvnitř vrstvy jemného prášku, přitom v některých případech je žádoucí nechat vibrační člen vibrovat přímo nad práškem, a tím ho přivézt do fluidního stavu.

Obr. 1 a 2 znázorňuje příklad provedení zařízení 10, které slouží k odměřování a dopravě jednotky dávky jemného prášku. Zařízení J_0 zahrnuje žlab nebo násypník Γ2, který má horní konec 14 a spodní konec 16. U spodního konce Γ6 dna se nachází otvor J_8. Uvnitř násypní ku J_2 se nachází vrstva jemného prášku 20. Pod násypníkem 12 se nachází rotační prvek 22 s množstvím komor 24, umístěných po svém obvodu. Rotační prvek rotuje tak, aby vyrovnal polohu komor 24 s otvory J_8 a umožnil přesun prášku 20 z násypníku 12 do komor 24.

Nad násypníkem J_2 je umístěn piezoelektrický ohybový motor 26 s připojenou tyčí 28. Piezoelektrický motor 26 je umístěný nad násypníkem 12 tak, že vzdálenější konec 29 tyče 28 se nachází uvnitř vrstvy jemného prášku 20, ale stranou od rotačního prvku 22. Spodní konec 16 násypníku J_2 je umístěn přímo nad rotačním prvkem 22, takže prášek uvnitř násypníku 12 nemů-6CZ 302824 B6 že unikat mezi spodním koncem 16 a rotačním prvkem 22. U vzdálenějšího konce 29 tyče 28 se nachází příčník 30, který je v podstatě kolmý k tyči 28. Příčník 30 je dlouhý jako horní průměry komor 24, aby mohly dojít k protřepávání jemného prášku do komor, tak jak to bude popsáno později.

Na obr. 1 je znázorněno, jak je po aktivaci piezoelektrického ohybového motoru 26, tyč 28 nucena začít vibrovat tam a zpět, ta jak je to označeno šipkami 32. Podle označení šipkami 34 se piezoelektrický motor 26 pohybuje podél délky rotačního prvku 22, čímž se příčníku 30 umožňuje vibrovat nad každou z komor 24.

Podle obr. 3 bude mnohem podrobněji popsán přenos prášku z násypníku 12 (obr. 1) do komory 24. Uvnitř komory 24 je umístěn horní filtr 36 a spodní podpůrný filtr 38. Horní filtr 36 je umístěn v rotačním prvku 22 tak, že se nachází v dané vzdálenosti vůči horní části komory 24- Trubka 40 je spojena s komorou 24, kde uvnitř komory zajišťuje sání, a to během plnění a za přítomnosti stlačeného vzduchu, přičemž dochází k vypuzování prášku z komory 24 způsobem, který je podobný způsobu popsanému v US patentové přihlášce 08/638,515, která je zde uvedena pro porovnání.

Jestliže je zařízení připraveno k plnění, vytvoří se uvnitř průchozí trubky 40 podtlak, který způsobí průchod vzduchu komorou 24. Dále začíná vibrovat tyč 28, tak jak je to znázorněno šipkami 32, a to tehdy, nachází-li se nad komorou 24, kde pomáhá při protřepávání vrstvy prášku 20. Takový postup pomáhá přenášet prášek z vrstvy 20 do komory 24. Při vibraci je tyč 28 posouvána nad komorou 24, tak jak je to označeno šipkami 34. Tímto způsobem dochází i k protřepávání vrstvy prášku 20 nad celou plochou otvoru komory 24. Kromě toho, přesunem tyče 28 se tyčí 28 rovněž pohybuje nad komorami tak, že se mohou naplnit stejným způsobem.

Tak jak je to znázorněno šipkami 42, je tyč 28 ve svislém směru oddělena od rotačního prvku 22 na vzdálenost od 0,01 mm do 10 mm, lépe od 0,1 do 0,5 mm. Tato mezera ve svislém směru má zajistit fluidizaci prášku, který se nacházející přímo nad dutinou, a může být vtažen do komory 24. Podle obr. 4 až 6, bude popsáno provedení systému odměřování a přenosu prášku. Systém 44 odměřování a přenosu prášku je realizován na základě principů již popsaného zařízení 10 na obr. 1 až 3. Systém 44 zahrnuje základnu 46 a rám 48, který slouží k rotačnímu uložení rotačního prvku 50. Rotační prvek 50 zahrnuje množství komor 52 (obr. 6). Rotační prvek 50 s komorami 52 je opatřený podtlakovými a kompresními trubkami, jak je známe z US patentové přihlášky 08/638,515. Stručně řečeno, vytváří se podtlak, který pomáhá k vtažení prášku do komor 52. Po naplnění komor 52 se rotační prvek 50 otáčí tak dlouho, až jsou komory 52 orientovány směrem dolů. V tomto místě prochází komorami 52 stlačený vzduch, který vypuzuje prášek do schránek, například do puchýřovitého systému balení, tak jak je to v oboru obvyklé.

Nad rotačním prvkem 50 je umístěn násypník 54 s prodlouženým otvorem 56 (obr. 6). K rámuje namontováno množství piezoelektrických ohybových motorů 58. Ke každému piezoelektrickému motoru 58 je připevněna tyč 60. Vzorový piezoelektrický ohybový motor je k dispozici u Piezo Systems, lne., Cambridge, Massachusetts, Takový ohybový motor zahrnuje dvě vrstvy piezokeramické látky, přičemž každá vrstva zahrnuje vnější elektrodu. Na vnějších elektrodách se vytvoří elektrické pole, což má za následek, že jedna vrstva expanduje a druhá se smrští.

Tyč 60 je zhotovena z tyče nerezavějících drátů o průměru od 0,127 mm do 2,54 mm lépe od 0,51 mm do 1,01 mm. Pro zhotovení tyče 60 se mohou použít i jiné materiály a geometrické tvary. Například se mohou použít různé tuhé materiály zhotovené z jiných kovů a slitin, z kovové struny, uhlíkového vlákna, plastů apod. Tvar tyče 60 nemusí být kruhový, nemusí mít ani kruhový průřez, ale musí zajistit schopnost protřepávat prášek v blízkosti vzdáleného konce tyče, a to s cílem jeho fluidizace. Kolmý příčník 62 (obr. 6) je připojen ke vzdálenějšímu konci tyče 60. Jeden nebo více příčníků lze (nepovinně) umístit nad vzdálenějším příčníkem, kde pomáhá rozrušit závěje prášku, vytvořené ve vrstvě v průběhu zpracování. Tyč 60 při protřepávání vibruje

- 7 CZ 302824 B6 s frekvencí, která dosahuje hodnot od 5 Hz do 50 000 Hz, lépe od 50 Hz do 5000 Hz, nejlépe od 50 Hz do 1000 Hz,

Piezoelektrické motory 58 jsou připojeny k premisťovacímu mechanismu 64, který tyčí 60 pohybuje podél násypníku 54. Během přemisťování je příčník 62 umístěn svisle nad komorami 52 ve vzdálenosti v rozmezí od 0,01 mm do 0,5 mm. Přemisťovací mechanismus 64 zahrnuje otáčivou hnací kladku 66, která otáčí pásem 68, který je upevněn k plošině 70. Piezoelektrické ohybové motory jsou připevněny na plošinu 70, která se po aktivaci kladky 66 pohybuje nad hřídelem 72. Tímto způsobem mohou být tyče 60, přemísťovány dopředu dozadu uvnitř násypníku 54. takže tyče 60 vibrují nad každou komorou 52. Přemisťovací mechanismus 64 se používá k posunutí tyče 60 nad komory 52 tolikrát, kolikrát je to při plnění komor 52 potřeba. Přednost se dává tomu, aby se tyč 60 pohybovala při rychlosti, která je menší jak 200 cm/s, lépe menší jak 100 cm/s. Tyč přejde nad každou komorou alespoň jednou, přednost se dává dvěma přechodům.

V provozuje násypník 54 zaplněn jemným práškem, který se má dopravit do komor 52. V každé komoře je v době spojení s otvorem 56 vytvořen podtlak. Současně se z důvodu vibrace tyče 60 aktivuje piezoelektrický ohybový motor 58. Přemisťovací mechanismus 64 se aktivuje z důvodu pohybování tyčemi 60 ve směru tam a sem, a to uvnitř násypníku 54, přičemž tyče U60 vibrují. Vibrací tyčí 60 se protřepává jemný prášek tak, aby se snadno přenášel do komory 52. Jestliže jsou komory 52 dostatečně zaplněné, rotační prvek 50 se otočí o 180°, čímž se komory natočí směrem dolů. Při otáčení rotačního prvku 50 čepel umístěná u dna násypníku 54 seškrabává nadbytečný prášek tak, aby každá komora obsahovala pouze stanovenou jednotku dávky jemného prášku.

Jestliže se nachází v poloze orientované směrem dolů, prochází každou komorou 52 stlačený vzduch, který z násypníku vypuzuje jemný prášek do schránek (nejsou znázorněné). Takto se poskytuje výhodný způsob pro přenos jemného prášku, v odměřeném množství, z násypníku do schránek.

Podle obr. 7 bude popsáno alternativní provedení zařízení 74, určeného pro přenos odměřených dávek jemného prášku. Zařízení 74 zahrnuje pouzdro 76 a piezoelektrický substrát 78 upevněný na pouzdru 76. Piezoelektrický substrát 78 zahrnuje množství otvorů 80 (nebo síto). Nad substrátem 78 je umístěn násypník 82 s vrstvou jemného prášku 84. K substrátu 78 je připojen pár elektrických vodičů 86, který slouží k aktivaci piezoelektrického substrátu 78. Jestliže se na vedení 86 střídavě přivede proud, substrát 78 střídavě expanduje a smršťuje se, což způsobuje vibrace, tak jak je to znázorněno šipkami 88. Otvory 80 jsou rovněž nuceny vibrovat, čímž pomáhají protřepávat vrstvu prášku 84 mnohem efektivněji, přičemž prášek propadá otvory 80 do komory. Rotační prvek s komorami, které jsou ve styku se zdrojem vakua a zdrojem tlaku, tak jak to bylo popsáno u předchozích provedení, se může rovněž u zařízení 74 použít a může pomáhat při zachycování jemného prášku a jeho přenášení do schránek.

Další provedení zařízení 100. určeného pro přenos odměřených dávek jemného prášku, je zobrazeno na obr. 8. Zařízení 100 pracuje stejně jako již popsané zařízení JO s tím rozdílem, že piezoelektrický motor je nahrazen motorem 102 s klikou 104, který pohání spojovací hřídel 106. Hřídel 106 je vratným hřídelem a proto tyč 108 vibruje uvnitř násypníku 110, který je naplněný práškem 112. Protřepávaný prášek je zachycován v komoře 114 podobně jako u dříve popsaných provedení. Tyč 108 se může rovněž pohybovat nad komorou 114, a to podobně jako u již popsaných provedení.

Na obr. 9 je zobrazeno další provedení zařízení 120, které rovněž přenáší odměřené množství dávek prášku. Zařízení 120 zahrnuje motor 122, který otáčí drátěnou smyčkou 124. Drátěná smyčka 124 je umístěná ve vrstvě jemného prášku 126 přímo nad komorou 128, Jestliže se drátěná smyčka otáčí, prášek ve fluidním stavuje odnášen do komory 128 podobným způsobem jako u již drive popsaných provedení. Smyčka 124 se může během otáčení pohybovat nad komorou 128 stejně jako u již drive popsaných provedení.

- 8 CZ 302824 B6

Podle obr. 10 bude popsáno další provedení zařízeni 200, které rovněž slouží k dopravě jemného prášku. Zařízení 200 funguje podobným způsobem jako jiná již popsaná provedení, což znamená, že je prášek přenášen z násypníku do odměřovacích komor rotačního prvku. Z rotačního prvku je prášek vypuzován do schránek v dávkových jednotkách.

Zařízení 200 zahrnuje rám 202, který drží rotační prvek 204 tak, že se rotační prvek 204 může otáčet pomocí motoru (není zobrazený), který je upevněný na rámu 202. Rám 202 rovněž nese žlab nebo primární násypník 206, který se nachází nad rotačním prvkem 204. Nad násypníkem 206 se nachází vibrátor 208. Na obr. 11 a 12 jen znázorněno připojení vibračního prvku 210 k vibrátoru 208. Vibrátor 208 je spojen s ramenem 212 pomocí svorky 214. Rameno 212 je střídavě připojeno k přenosové plošině 216. Šroubový motor 217 pohybuje plošinou 216 střídavě sem tam vůči rámu 202. Tímto způsobem se může pohybovat i vibrační prvek 210.

Podle obr. 11 a 12 zařízení 200 dále zahrnuje sekundární násypník 218, který je umístěný nad primárním násypníkem 206. Násypník 218 zahrnuje křídla 219, která umožňují jeho připojení (s možností odpojení) k rámu 202 tím, že se křídla 219 vloží do štěrbin 220. Násypník 218 zahrnuje pouzdro 222 a trubkovitou část 224, ve které je skladován prášek. Z pouzdra 222 vystupuje skluzný žlab 226 a směřuje do násypníku 206, pokud je násypník 218 připojen k rámu 202. Trubkovitá část 224 zahrnuje otvor 228, kterým proudí prášek z trubkovité části 224 dolů žlabem 226. Přes otvor 228 je umístěno síto 230, které v době kdy pouzdro 222 nevibruje, brání prášku proudit žlabem směrem dolů.

K zajištění sekundárního násypníku 218 k rámu 202 se používají západky 232. Při odstraňování sekundárního násypníku 2Í8 se západka do násypníku 218 oddělí a násypník 218 se ze štěrbin 220 vysune. Tímto způsobem je možné násypník 218 odstranit, znovu naplnit, vyčistit, vyměnit apod.

K přenosu prášku z násypníku 228 se rameno 234 spojí s pouzdrem 222, začne vibrovat, a jeho prostřednictvím začne vibrovat i pouzdro 222. K vibraci ramenem 234 se použije motor, který není znázorněn. Podle obr. 12 může pouzdro 222 nepovinně zahrnovat vnitrní otvor 236, který obsahuje blok 238. Přitom jak se pouzdro otřásá, blok 238 vibruje společně s otvorem 236. Jelikož je blok 238 ve styku se stěnami pouzdra 222, přenáší nárazové vlny pouzdrem 222, a tím pomáhá přenášet prášek z trubkovité části 224 přes otvor 228 a přes síto 230. Prášek pak klouže dolů žlabem 226 do násypníku 206. Použití žlabu 226 je výhodné v tom, že trubkovité části 224 umožňuje příčné odsazení od vibrátoru 208, takže vibrátoru 208 nepřekáží v pohybu. Konkrétní výhoda zařazení bloku 238 uvnitř otvoru 236 spočívá v tom, že jakákoliv Částice, generovaná během vibrace bloku 238, bude udržovaná v otvoru 236 a nebude znečišťovat prášek.

Vibrátor je sestaven tak, aby prvkem 210 vibroval ve svislém směru, to znamená směrem nahoru a dolů. Vibrátor 208 zahrnuje jakýkoliv dostupný a prodávaný ultrazvukový trychtýř, například Branson TWI ultrasonic hom. Vibrační prvek 210 vibruje s frekvencí v rozmezí od 1000 Hz do 180 000 Hz, lépe od 10 000 Hz do 40 000 Hz, nejlépe od 15 000 Hz do 25 000 Hz.

Na obr. 12 je nejlépe vidět, jak vibrační prvek 210 zahrnuje koncový prvek 240 přiměřeně tvarovaný tak, aby optimalizoval protřásání jemného prášku v době vibrování prvku 210. Jak je to vidět na obrázku, koncový prvek 240 zahrnuje vnější obvod, který je větší jak obvod prvku 210. Přednost se dává válcovitému prvku 210 s průměrem od 0,5 m do 10 mm. Koncový prvek 240 má rovněž válcovitý tvar s průměrem od 1,0 mm do 10 mm. Je však možné, aby vibrační prvek 210 i koncový prvek 240 měl různý tvar a velikost. Například vibrační prvek 210 může mít kónický tvar. Koncový prvek 240 může mít redukovaný profil, který minimalizuje příčný pohyb prášku při pohybu vibrátoru 208 násypníkem 206. Přednost se dává tomu, aby byl koncový prvek 240 umístěn vertikálně nad rotačním prvkem 204, a to ve vzdálenosti s hodnotou od 0,01 mm do 10 mm, lépe od 0,5 mm do 3,0 mm.

- 9 CZ 302824 B6

Vibrátor pomáhá při přenosu prášku do odměřovacích komor 242 rotačního prvku 204, a to podobným způsobem jako u již popsaných provedení. Konkrétněji, motor 217 se použije k pohybu plošiny 216 tak, že se vibrační prvek 210 může střídavě pohybovat v příčném směru podél násypníku 206. Vibrační prvek 210 současně vibruje ve svislém směru, to znamená radiálně vůči rotačnímu prvku 204 při jeho průchodu nad každou odměrovací komorou 242. Přednost se dává tomu, aby se vibrátor 208 pohybovat příčně podél násypníku 206 rychlostí menší jak 500 cm/s, lépe menší jak 100 cm/s.

Při příčném pohybu vibračního prvku 210 v násypníku 206 může mít vibrační prvek 210 tendenci io tlačit část prášku směrem ke koncům násypníku 206. Takový pohyb práškuje zmírněn vystupujícím povrchem nebo vyčnívajícím prvkem 244 na vibračním prvku 210, a to nad průměrnou výškou hladiny prášku uvnitř násypníku. Tímto způsobem je akumulovaný prášek, s vyšší hladinou než průměrnou, preferenčně mobilizován a odnášen do oblastí násypníku, jejichž hloubka vrstvy prášku je menší. Vyčnívající prvek 244 je umístěn od koncového prvku 240 ve vzdálenosti od 2 mm do 25 mm, lépe od 5 mm do 10 mm. Jako alternativní řešení lze k vibrátoru 208 připojit shrnovací zařízení, například škrabky, které mohou být připojeny jednotlivě, které je taženo nad hladinou prášku, kde pomáhá k jeho urovnání v době, kdy se vibrátor 208 pohybuje podél násypníku. Jako další alternativa připadá v úvahu prodloužený vibrační prvek, například síto, umístěné ve vrstvě prášku, kde pomáhá při zarovnávání povrchu.

Obr. 11 a 12 znázorňuje rotační prvek 204 v poloze plnění, při které jsou odměrovací komory seřazené v jedné řadě snásypníkem 206. Tak jako u jiných provedení, která již byla popsána, jakmile jsou odměřovací komory 242 plněné, otáčí se rotační prvek o 180°, přičemž prášek je z odměřovacích komor 242 vypuzován do schránek. Balicí zařízení od spol. Klóckner je pro zásobování zařízení 200 vrstvou se schránkami nej vhodnější.

Podle obr. 13 bude mnohem podrobněji popsána konstrukce rotačního prvku 204. Rotační prvek 204 zahrnuje buben 246 s předním (čelním) koncem 248 a zadním koncem 250. Na koncích 248 a 250 jsou nasazena ložiska 252 a 254, která bubnu dovolují otáčet se, jestliže je upevněn na rámu. Rotační prvek 204 dále zahrnuje límec 256, zadní sběrný kroužek 258 a přední sběrný kroužek 259, kdy oba zmíněné kroužky jsou upevněny pomocí plynotěsného těsnění. Vstupní otvory vzduchu 260 a 261 se nachází v límci 256. Vstupní otvor vzduchu 260 je prostřednictvím fluida ve styku s párem 242a odměřovacích komor 242, zatímco vstupní otvor vzduchu 261 je prostřednictvím fluida ve styku s párem 242b odměřovacích komor 242. Tímto způsobem lze v každém páru komor 242a nebo 242b vytvořit přetlak nebo podtlak.

Konkrétněji, vzduch ze vstupního otvoru 260 prochází sběrným kroužkem 258, dále otvorem 264 v plochém těsnění 270 a do otvoru 265 ve sběrném potrubí 262. Vzduch dále prochází sběrným potrubím 262 a opouští je párem otvorů 265a, 265b. Otvor 265c a 265d v konzole 270 vede vzduch do komor 242a. Podobně, vzduch ze vstupního otvoru 261 prochází sběrným kroužkem 259, dále otvorem 266 v plochém těsnění 270 a do otvoru (není zobrazený) do sběrného potrubí 262. Vzduch je veden různými otvory ve sběrném potrubí 262 a konzole 270, a to stejným způsobem jak to bylo popsáno u provedení se vstupním otvorem 260, až do průchodu komorou 242b. Tímto způsobem se získaly dva oddělené okruhy. Je výhodnější, aby se jeden okruh mohl zrušit, a to tak, že by se současně všem odměřovacím komorám 242 mohlo poskytnout vakuum nebo tlakový plyn.

Nad sběrným potrubím 262 se nachází výměnný nástroj 274. Odměřovací komory jsou vytvořeny ve výměnném zařízení 274, přitom se mezi výměnným zařízením 274 a konzolou 272 nachází filtry 276, což vytváří spodní konec odměřovacích komor 242. Vzduch může procházet do komor 242 připojením vakua k vstupním otvorům vzduchu 260 nebo 261. Tak jako u jiných provedení, která již byla popsána, je v odměřovacích komorách 242 vakuum, které pomáhá prášek vtahovat do odměřovacích komor 242.

- 10CZ 302824 B6

Buben zahrnuje otvory 278, do kterých je vloženo sběrné potrubí 262, ploché těsnění 270, konzola vzduchu 272 a výměnný nástroj 274. Vačka 280 se dá vložit do otvoru 228. Uvnitř otvoru 278 se otáčí vačka 280, která uvnitř bubnu 246 zajišťuje různé komponenty. Po uvolnění je možné výměnný nástroj z otvoru 278 vysunout. Tím se výměnný nástroj může zaměnit za jiný výměnný nástroj s odměřovacími komorami, které mají jiný rozměr. Tímto způsobem může být přístroj 200 opatřen širokým sortimentem výměnných nástrojů, které uživateli umožní snadnou výměnu komor, a to vložením nového výměnného nářadí 274.

Zařízení 200 dále zahrnuje mechanismus pro stírání nadbytečného prášku z odměřovacích komor io 242. Stírací mechanismus 282 je zobrazen na obr, 14A a 14B, přitom se rovněž používá výraz stěrka. Z důvodu zjednodušení zobrazení se stírací mechanismus 282 na obr. 10 až 12 vynechává.

Na obr. 14A a 14B je rotační prvek 204 zobrazen jen schematicky. Stírací mechanismus 282 zahrnuje tenkou desku 284 s otvory 286, které jsou srovnány do jedné řady s odměřovacími komorami 242, je-li rotační prvek 204 v plnicí poloze. Otvory 286 mají průměr, který je o něco málo větší, než je průměr odměřovacích komor 242. Tím si otvory 286 s odměřovacími komorami 242 nijak nepřekáží. Deska 284 je zhotovena z bronzu a má průměr zhruba 0,076 mm. Deska 284 pruží proti rotačnímu prvku 204, takže k němu po obvodu doléhá. Tím je deska 284 obecně vůči rotačnímu prvku 204 utěsněna, což nadbytečnému prášku brání v úniku mezi deskou 284 a rotačním prvkem 204. Deska 284 je připojena k rámu 202 a zůstává, pri otáčení rotačního prvku, 204 nehybná. Po přenesení prášku do odměřovacích komor 242 se rotační prvek 204 otáčí do rozdělovači polohy. Během otáčení okraje otvoru 286 seškrabávají nadbytečný prášek z odměřovací komory 242 tak, že v komoře zůstává pouze odměřená dávka. Uspořádání stíracího mechanismu 282 je výhodné v tom, že redukuje množství pohyblivých dílů, čímž omezuje vytváření statické elektřiny. Kromě toho, odstraněný prášek zůstává uvnitř násypníku 206, kde je k dispozici pro přenos do odměřovacích komor 242, které již byly vyprázdněny.

Na obr. 14C je znázorněno alternativní provedení stíracího mechanismu, sloužící k stírání nadbytečného prášku z odměřovacích komor 242. Mechanismus zahrnuje pár stíracích čepelí 290 a 292, přičemž v případě, který závisí na směru otáčení rotačního prvku 204, se může použít pouze jedna čepel. Čepele 290 a 292 jsou zhotoveny z tenkého materiálu, například z mosazi o tloušťce 0,13 mm a jsou lehce přitlačeny k rotačnímu prvku 204. Okraje čepelí 290, 292 se kryjí s okraji otvoru v násypníku 206. Po naplnění odměřovacích komor se rotační prvek 204 začne otáčet, přičemž zmíněné čepele 290 a 292 stírají nadbytečný prášek z odměřovacích komor 242.

Podle obr. 10 až 12 bude popsána činnost zařízení 200 při plnění schránek jednotkou dávky jemného prášku. Na počátku je jemný prášek umístěn do trubkovité části 224 sekundárního násypníku 218. Násypník 218 se může, během plnění, vhodným způsobem z rámu 202 odstranit. Pouzdrem 222 se třese nebo vibruje, a to po dostatečně dlouhou dobu, která stačí k přeneseni určeného množství prášku otvorem 228, dále sítem 230 a žlabem 226 do primárního násypníku 206. Rotační prvek se nataví do polohy plnění, při které jsou odměřovací komory 242 vyrovnány v řadě s násypníkem 206. Ve vstupních otvorech 261, 261 se vytvoří vakuum (obr. 13), které protáhne vzduch odměřovacími komorami 242. Vlivem gravitace a pomocí vakua se prášek dostane do odměřovacích komor 242 a zcela je zaplní. Aktivuje se vibrátor 208, který začne vibrovat s vibračním prvkem 210. Ve stejnou dobu i motor 217 pohybuje vibračním prvkem uvnitř komory 206 střídavě sem a tam. Při vibraci prvku 210 koncový prvek 240 vytváří u dna násypníku 206 vzor proudu vzduchu, který prášek protřepává. Při průchodu koncového prvku 240 nad každou odměřovací komorou 242 se vytváří aerosolový mrak, který je pomocí vakua a gravitace vtažen do odměřovací komory 242. Při průchodu koncového prvku 240 nad každou odměřovací komo50 rou 242 se vytváří aerosolový mrak, který je pomocí vakua a gravitace vtažen do odměřovací komory 242. Při průchodu koncového prvku 240 nad odměřovacími komorami 242, ultrazvuková energie, vyzařovaná do odměřovacích komor 242, prášek protřepává již uvnitř odměřovacích komor. To proudu uvnitř dutiny umožňuje odstranit nepravidelnosti vyskytující se v hustotě prášku, které se mohou při plnění objevit. Tento znak je zvláště výhodný vtom, že aglomeráty nebo

I

I

I i

-11CZ 302824 B6 jiné shluky prášku, které mohou v komorách vytvářet prázdná místa, se mohou rozdrobit, což znamená, že se komory mohou zaplnit rovnoměrně.

Po několikanásobném průchodu nad každou odměřovací komorou 242 se rotační prvek otočí o 180° do rozdělovači polohy, při které jsou odměřovací komoiy v jedné radě se schránkami, které nejsou zobrazeny. Při otáčení rotačního prvku 204 se jakýkoliv nadbytečný prášek z odměřovacích komor 242 setre tak, jak to již bylo popsáno. Je-li rotační prvek 204 v rozdělovači poloze, přivádí se vstupními otvory 260, 261 stlačený vzduch, který vypudí jednotku dávky prášku z odměřovací komory 242 do schránek.

Vynález rovněž poskytuje způsob nastavení hmotností plněného prášku, a to pomocí modulování ultrazvukové energie přenášené na vibrátor 210, jestliže přechází nad odměřovacími komorami 242. Tímto způsobem se hmotnosti plněné dávky pro různé odměřovací komory mohou nastavit, a tím kompenzovat nepravidelnosti, které se občas mohou vyskytnout. Tak například, jestliže čtvrtá odměřovací komory neustále produkovala dávku, která měla nízkou hmotnost, může se lehce zvýšit výkon vibrátoru 208 vždy, když prochází nad čtvrtou odměřovací komorou. Ve spojení s automatizovaným, nebo ručním, vážícím systémem a ovládačem se může využít uspořádání, které může vytvořit ovládací systém s uzavřenou smyčkou, který nastaví výkon vibrátoru pro každou odměřovací komoru, čímž se zpřesní dávka plnění.

Podle obr. 15 bude popsáno vzorové provedení systému 300, který odměřuje a dopravuje jemný prášek. Systém 300 pracuje způsobem, který je stejný jako u zařízení 200, ale zahrnuje více vibrátorů a více násypníků, a to pro současné plnění množství schránek dávkovými jednotkami jemného prášku. Systém 300 zahrnuje rám 302. na který je upevněno množství rotačních prvků 304. Rotační prvky mohou být vyrobeny stejně jako rotační prvky 204 a mohou zahrnovat množství odměřovacích komor (nejsou znázorněny), které přijímají jemný prášek. Počet rotačních prvků a odměřovacích komor se může měnit podle konkrétní aplikace. Nad každým rotačním prvkem 304 je umístěn primární násypník 306, který jemný prášek udržuje nad rotačními prvky 304. Nad každým násypníkem se nachází vibrátor 308, který zahrnuje vibrační prvek 310, který uvnitř násypníků 306 protřepává prášek stejným způsobem jako u zařízení 200. Na obrázku není pro zjednodušení zobrazen sekundární násypník, který je stejný jako sekundární násypník 218 u zařízení 200. Sekundární násypník je umístěn nad každým primárním násypníkem 306, přičemž přenáší prášek do násypníků 306 podobně jako u popsaného způsobu u zařízení 200.

Motor 312 (znázorněn je pouze jeden) je připojen ke každému rotačnímu prvku 304, kterým otáčí mezi plnicí polohou a rozdělovači polohou, a to podobně jako u zařízení 200.

Každý vibrátor 308 je připojen k rameni 314 svorkou 316. Ramena jsou připojena ke společnému stupni 318, který zahrnuje skluzné plochy 319, které se mohou pohybovat nad kolejnicemi 321 pomocí šroubu 320 motoru 322. Tímto způsobem se mohou vibrační prvky 310 společně pohybovat v násypnících 306 směrem dopředu a dozadu, a to pomocí zmíněného šroubu motoru 322. Alternativně může být každý vibrátor připojen k samostatnému motoru tak, že se může nezávisle pohybovat.

Rám 302 je připojen k základně 324, která zahrnuje množství prodloužených drážek 326. Drážky 326 jsou upraveny tak, aby mohly přijímat spodní konce schránek 328 vytvořených v desce 330. Tenká deska 330 je poskytována zařízením schopným vyrábět puchýřovitou strukturu, například zařízením od spol. Uhlmann Packaging Machine, model 1040. Rotační prvky 304 zahrnují množství odměřovacích komor, které odpovídá počtu schránek v každé řadě desek 330. Tímto způsobem lze během každého cyklu plnit čtyři řady schránek. Jakmile jsou čtyři řady naplněny, znovu se zaplní odměřovací komory a tenká deska 330 může překročit ke spojení nových Čtyř řad schránek s násypníky 306 dojedná řady.

Jedna konkrétní výhoda systému 300 spočívá v tom, že ho lze plně automatizovat. Tak například ovládač lze připojit k balicímu zařízení, ke zdroji vakua a stlačeného vzduchu, k motoru 322

- 12 CZ 302824 B6 a k vibrátoru 308. Pomocí takového ovládače se tenká deska 330 může automaticky posunout do správné polohy, přičemž motory 312 srovnají odměřovací komory s násypní ky 306 do jedné řady. Následně se aktivuje zdroj vakua, který rozšíří vakuum odměřovacími komorami, zatímco se aktivují vibrátory 308 a motor 322, který uvádí do pohybu vibrátory 308. Po naplnění odměřovacích komor, ovládač aktivuje motory 312, které otáčí rotačními prvky 304 tak dlouho, dokud nejsou se schránkami 328 srovnány do jedné řady. Ovladač pak vyšle signál k přivedení stlačeného vzduchu přes odměřovací komory, odkud jemný prášek vypudí do schránek 328. Po naplnění, ovládač způsobí, že balicí zařízení posune tenkou desku 330 a opakuje celý cyklus. Pokud je to zapotřebí, ovládač může být použít k aktivaci motorů (nejsou zobrazeny), které vibrují se sekundárními násypníky, a to z důvodu přenosu prášku do primárních násypníků 306, tak to již bylo popsáno.

Ačkoliv bylo zobrazeno zařízení s vibrátory, které používají ultrazvukové trychtýře, lze ocenit i použití jiných typů vibrátorů a vibračních prvků, včetně těch které již byly popsány dříve. Dále lze ocenit možnost změny v počtu vibrátorů a velikostí žlabů, a to podle konkrétní potřeby. Ačkoliv byl vynález popsán podrobně s použitím vyobrazení a pomocí příkladů, je zřejmé, že lze v praxi využít jistých změn a modifikací v rámci rozsahu zařazených nároků.

Claims (38)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Způsob přenosu jemného prášku zahrnuje:

   umístění jemného prášku (20) do násypníků (12) opatřeného uvnitř otvorem (18);

   vibraci vibračním prvkem (28) ve vrstvě jemného prášku (20); a zachycení alespoň části jemného prášku, který opouští otvor uvnitř komory (24), kde není zachycený prášek dostatečně kompaktní, takže se po opuštění komory (24) může rozprášit, vyznačující se tím, že vibrační prvek (28) se vzdáleným koncem (29) v blízkosti otvoru (18) ve vztahu k prášku (20) v násypníků (12) vibruje ve svislém směru nahoru a dolů; přičemž vzdálený konec (29) vibračního prvku (28) se pohybuje příčně skrz prášek (20) během vibrace vibračním prvkem (28).
2. 2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se t í m , že v dalším kroku se vibrační prvek (28) připojí k ultrazvukovému trychtýři (208) a přitom krok vibrace zahrnuje uvedení do činnosti ultrazvukového trychtýře (208).
3. 3. Způsob podle nároku 1, vyzn ač uj íc í se tí m , že vibrační prvek(28) vibruje s frekvencí v rozsahu od 1000 Hz do 180 000 Hz.
4. 4. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že koncová část (29) má připojenou koncovou součást (30, 62), která vibruje nad komorou (24).
5. 5. Způsob podle nároku 4, vyznačující se tím, že koncová součást (30, 62) je ve svislém směru oddělená od komory (24) na vzdálenost v rozmezí od 0,01 mm do 10 mm.
6. 6. Způsob podle nároku 5, vyznačující se tím, že koncová součást (30, 62)je ve svislém směru oddělená od komory (24) s mezerou v rozmezí od 0,01 mm do 10 mm.
7. 7. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že během vibrace vibračním prvkem (28) se pohybuje vzdáleným koncem (29) vibračního prvku (28) napříč otvoru (18).

   - 13 CZ 302824 B6
8. 8. Způsob podle nároku 7, vyznačující se tím, že dále zahrnuje pravidelné zarovnávání povrchu prášku (20) uvnitř násypníku (12).
9. 9. Způsob podle nároku 8, vyznačující se tím, že krok zarovnávání úrovně prášku obsahuje umístění vyčnívajícího prvku na vibrační prvek v místě vzdáleném od vzdáleného konce (29) vibračního prvku (28).
10. 10. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že množství odměřovacích komor (242) se seřídí s otvorem a pohyb vibračního prvku (210) probíhá podél otvoru nad každou komorou.
11. 11. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že jemný prášek obsahuje lék složený z jednotlivých částic o střední velikosti od 1 μπι do 100 μιτι.
12. 12. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že krok zachycování jemného prášku dále obsahuje protahování vzduchu skrz komoru (24), která je umístěná pod otvorem (18), přičemž procházející vzduch pomáhá vypudit jemný prášek (20) do komory (24).
13. 13. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, žev dalším kroku se zachycený jemný prášek (20) přepravuje z komory (24) do nádržky.
14. 14. Způsob podle nároku 13, vyznačující se tím, že přeprava jemného prášku zahrnuje zavedení stlačeného plynu do komory (24) k vypuzení zachyceného prášku do nádržky.
15. 15. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se nastaví množství zachyceného prášku pro stanovení množství pro jednotku dávky.
16. 16. Způsob podle nároku 15, vyznačující se tím, že krok nastavení se provádí umístěním tenké desky (284) pod násypníkem (12), kdy deska má otvor (286) seřízený s komorou a dále se pohybuje komorou vůči desce, přičemž se seškrabává přebytečný prášek z komory.
17. 17. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že násypníkem je primární násypník (206), přičemž krok umístění jemného prášku se provádí přenosem prášku ze sekundárního násypníku (218) do primárního zásobníku (206).
18. 18. Způsob podle nároku 16, vyznačující se tím, že přenos prášku do primárního zásobníku (206) se provádí vibrováním sekundárního zásobníku (218).
19. 19. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že jeho součástí je vydávání prášku z komory (24) a změna rozměrů komory.
20. 20. Zařízení k přenosu jemného prášku způsobem podle nároků 1 až 18, obsahující:

    - násypník (12) s otvorem (18), uzpůsobený k přijetí jemného prášku; a

    - alespoň jednu komoru (24), která je pohyblivá pro zajištění umístění komory (24) do těsné blízkosti otvoru (18), vyznačující se tím, že dále obsahuje

    - vibrační prvek (28) s blízkým koncem a vzdáleným koncem (29), přičemž vibrační prvek (28) je umístěn uvnitř násypníku (12) tak, že vzdálený konec (29) se nachází v blízkosti otvoru (18);

    - 14 CZ 302824 B6

    - motor (26) vibrátoru k vibraci vibračním prvkem (28) ve svislém pohybu nahoru a dolů uvnitř jemného prášku; a

    - mechanismus k pohybování vibračním prvkem nad komorou (24) během vibrace vibračním prvkem (28).
21. 21* Zařízení podle nároku 20, vyznačující se tím, že zahrnuje rotační prvek (22) mající množství komor (24) umístěných po vnějším obvodu, které jsou srovnány do jedné úrovně s otvorem (18), přičemž pohybovací mechanismus je přizpůsobený k přemísťování vibračního prvku (28) podél otvorů (18) a k zajištění přechodu vibračního prvku (28) nad každou komorou (24).
22. 22. Zařízení podle nároku 20, vyznačující se tím, že pohybovací mechanismus obsahuje pohonný mechanismus pro lineární pohyb k přemísťování vibračního prvku (28) podél otvorů rychlostí menší než 100 cm/s.
23. 23. Zařízení podle nároku 20, vyznačující se tím, že motor vibrátoru kvibraci vibračním prvkem ve frekvenci v rozmezí od 1000 Hz do 180 000 Hz.
24. 24. Zařízení podle nároku 20, vyznačující se tím, že součástí motoru vibrátoru je ultrazvukový trychtýř k zajištění vibrace prvku ve směru nahoru a dolů vůči prášku.
25. 25. Zařízení podle nároku 24, vyznačující se tím, že vibrační prvek (28) má válcovitý tvar o průměru v rozmezí od 1,0 mm do 10 mm.
26. 26. Zařízení podle nároku 25, vyznačující se tím. že obsahuje koncovou část (30, 62) na vzdáleném konci (29) vibračního prvku (28).
27. 27. Zařízení podle nároku 25, vyznačující se tím, že koncový prvek vystupuje radiálně z vibračního prvku (28).
28. 28. Zařízení podle nároku 25, vyznačující se tím, že obsahuje prvek kzarovnání povrchu prášku, který je rozprostřený nad koncovou částí (30, 62).
29. 29. Zařízení podle nároku 20, vyznačující se tím, že komora je umístěná v rotačním prvku, který v první poloze odpovídá umístění komory (24) do jedné rady s otvorem (18) a v druhé poloze odpovídá umístění komory (24) do jedné řady s přijímací nádržkou.
30. 30. Zařízení podle nároku 29, vyznačující se tím, že dále obsahuje množství násypníků umístěných nad množstvím rotačních prvků, z nichž každý obsahuje množství komor, a dále obsahuje množství vibračních prvků s množstvím vibrátorů k vibraci prvků.
31. 31. Zařízení podle nároku 29, vyznačující se tím, že komora je vytvořena ve formě vyměnitelné součásti a je snímatelně připojená k rotačnímu prvku.
32. 32. Zařízení podle nároku 21, vyznačující se tím, že obsahuje průchozí trubkový otvor (40) ve dnu komory a je zabezpečený zdroj vakua ke komunikaci s průchozím trubkovým otvorem (40) k asistenci při vypuzování prášku z násypníku (12) do komory (24).
33. 33. Zařízení podle nároku 32, vyznačující se tím, že přes průchozí trubkový otvor (40) je rozprostřen filtr (36).
34. 34. Zařízení podle nároku 32, vyznačující se tím, že obsahuje zdroj stlačeného plynu ke komunikaci s průchozím trubkovým otvorem (40) k vypuzení zachyceného prášku z komory (24) do nádržky.

    - 15 CZ 302824 B6
35. 35. Zařízení podle nároku 34, vyznačující se tím, že obsahuje regulátor k ovládání spínače zdroje plynu a zdroje podtlaku.

    5
36. 36. Zařízení podle nároku 20, vyznačující se tím, že dále obsahuje desku (284) umístěnou pod násypníkem, přičemž deska je opatřená otvorem (286), který je seřízený do jedné úrovně s komorou, přičemž komora ve vztahu k desce je pohyblivá a je uspořádaná k seškrabování přebytečného prášku z komory.

    io
37. 37. Zařízení podle nároku 20, vyznačující se tím, že má primární násypník (206) a sekundární násypník (218), který je umístěný nad primárním násypníkem (206) k přenosu prášku do primárního zásobníku (206).
38. 38. Zařízení podle nároku 37, vyznačující se tím, že má posouvací mechanizmus i? k vibraci sekundárního zásobníku.