ES2332292T3 - Aparato y procedimientos de dispensacion y deteccion de polvo. - Google Patents
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Abstract
Aparato (10) de dispensación y de detección de polvo, que comprende: una estructura (24) de soporte de bandeja para alojar una bandeja (22) de cartuchos que contiene cartuchos (20); un conjunto (30) de dispensación de polvo que incluye módulos (54) de dispensación de polvo para dispensar polvo en cartuchos respectivos de un lote de cartuchos de la bandeja de cartuchos; un sistema (32) de transporte de polvo para suministrar polvo a los módulos de dispensación de polvo; un módulo (34) de detección que incluye una pluralidad de células (114) de detección para detectar estados de llenado respectivos de cada uno de los cartuchos del lote de cartuchos, en el que las células de detección están configuradas para detectar de manera individual el estado de llenado de cada uno de los cartuchos durante la dispensación del polvo; y un sistema de control para controlar los módulos de dispensación de polvo como respuesta a los estados de llenado detectados respectivos de cada uno de los cartuchos del lote de cartuchos, de manera que la dispensación del polvo puede terminarse cuando se haya dispensado una cantidad de polvo deseada en cada cartucho.
Description
Aparato y procedimientos de dispensación y
detección de polvo.
Esta invención se refiere a procedimientos y a
un aparato para dispensar y detectar polvo y, más en particular, a
procedimientos y a un aparato para dispensar cantidades de polvo
controladas de manera precisa en múltiples cartuchos y para
detectar de manera individual el estado de llenado de cada uno de
los cartuchos. Un procedimiento y aparato de este tipo se conoce a
partir del documento US 4127054. El polvo puede contener un
medicamento y los cartuchos pueden usarse en un inhalador. Sin
embargo, la invención no está limitada a esta aplicación.
Se ha propuesto suministrar determinados tipos
de medicamentos a pacientes mediante la inhalación de polvo como un
mecanismo de suministro. Un ejemplo particular utiliza
micropartículas de diketopiperazina conocidas como micropartículas
de Technosphere®. Las partículas de Technosphere presentan una
estructura de superficie de plaqueta y pueden cargarse con un
medicamento. Véanse, por ejemplo, la patente estadounidense número
5.352.461, concedida el 4 de octubre de 1994 a Feldstein y col.; la
patente estadounidense número 5.503.852, concedida el 2 de abril de
1996 a Steiner y col.; la patente estadounidense número 6.071.497,
concedida el 6 de junio de 2000 a Steiner y col.; la patente
estadounidense número 6.428.771, concedida el 6 de agosto de 2002 a
Steiner y col.; la patente estadounidense número 6.444.226,
concedida el 3 de septiembre de 2002 a Steiner y col.; y la patente
estadounidense número 6.652.885, concedida el 25 de noviembre de
2003 a Steiner y col. Un uso de estas micropartículas es el
suministro de insulina mediante inhalación. Un inhalador que
presenta un cartucho o cápsula reemplazable que contiene el polvo
del medicamento se utiliza para el suministro de medicamentos.
La administración de medicamentos por inhalación
requiere normalmente una cantidad muy pequeña de polvo en el
cartucho del inhalador. A modo de ejemplo, la aplicación de insulina
utilizando partículas de Technosphere puede requerir una dosis tan
pequeña como 10 miligramos de polvo. Además, la dosis del
medicamento debe ser bastante precisa. Una dosis inferior a la
especificada puede no tener el efecto terapéutico deseado, mientras
que una dosis mayor que la especificada puede tener un efecto
negativo sobre el paciente. Además, aunque las micropartículas de
Technosphere son altamente efectivas para el suministro de
medicamentos por inhalación, su estructura de superficie de
plaqueta hace que el polvo de Technosphere sea cohesivo y algo
difícil de manipular.
En la comercialización del suministro de
medicamentos por inhalación debe producirse de manera eficaz y
económica un elevado número de cartuchos que contienen el
medicamento. En cada cartucho debe suministrarse una dosis precisa
de polvo y la dosis de medicamento debe verificarse en cada
cartucho. Las técnicas y los equipos de fabricación deben tener una
alta capacidad de producción para satisfacer la demanda y deben
poder manipular polvo que sea cohesivo y que, por lo tanto, no
fluya libremente. Las técnicas y los equipos de fabricación
actuales no han resultado ser adecuados para satisfacer estas
demandas.
Por consiguiente, se necesitan procedimientos y
aparatos novedosos para detectar y dispensar el polvo.
Se proporcionan sistemas y procedimientos para
dispensar simultáneamente dosis de polvo controladas de manera
precisa en múltiples cartuchos. El polvo puede contener un
medicamento y los cartuchos pueden utilizarse en inhaladores. El
estado de llenado de cada cartucho, normalmente el peso del polvo,
se detecta durante el llenado, y los módulos de dispensación de
polvo se controlan de manera individual como respuesta al peso
detectado para garantizar una dosis precisa. El sistema funciona a
gran velocidad y puede ser muy compacto para permitir la
realización de operaciones de llenado con unos requisitos mínimos de
espacio.
Según un primer aspecto de la invención, un
aparato de dispensación y de detección de polvo comprende una
estructura de soporte de bandeja para alojar una bandeja de
cartuchos que contiene cartuchos, un conjunto de dispensación de
polvo que incluye módulos de dispensación de polvo para dispensar
polvo en cartuchos respectivos de un lote de cartuchos de la
bandeja de cartuchos, un sistema de transporte de polvo para
suministrar polvo a los módulos de dispensación de polvo, un módulo
de detección que incluye células de detección para detectar estados
de llenado respectivos de cada uno de los cartuchos del lote de
cartuchos, en el que las células de detección están configuradas
para detectar de manera individual el estado de llenado de cada uno
de los cartuchos durante la dispensación del polvo, y un sistema de
control para controlar los módulos de dispensación de polvo como
respuesta a los estados de llenado detectados respectivos de cada
uno de los cartuchos del lote de cartuchos, de manera que la
dispensación de polvo puede terminar cuando se haya dispensado una
cantidad de polvo deseada en cada cartucho.
Los módulos de dispensación de polvo, el sistema
de transporte de polvo y las células de detección pueden
configurarse para dispensar concurrentemente el polvo en el lote de
cartuchos y para detectar concurrentemente el estado de llenado de
cada uno de los cartuchos del lote de cartuchos. Las células de
detección pueden comprender células de detección de peso. La
bandeja de cartuchos puede configurarse para soportar los cartuchos
en una matriz bidimensional de filas y columnas.
El sistema de transporte de polvo puede incluir
un conjunto soplador para desplazar un gas de transporte, un
aireador de polvo para suministrar polvo al conjunto de dispensación
de polvo y un conjunto de tolva para suministrar polvo al aireador
de polvo. El sistema de transporte de polvo puede incluir además un
colector que acopla el gas de transporte desde el conjunto de
dispensación de polvo hasta el conjunto soplador para formar un
sistema de transporte de gas de recirculación de bucle cerrado. El
sistema de transporte de polvo puede incluir un sistema de
acondicionamiento de gas de transporte para controlar la humedad
relativa, la temperatura, o ambas, del gas de transporte.
Cada uno de los módulos de dispensación de polvo
puede incluir un alojamiento que define una entrada de polvo para
recibir polvo desde el sistema de transporte de polvo, una salida de
polvo, y un conducto de suministro de polvo que conecta la entrada
de polvo y la salida de polvo, y un mecanismo de alimentación para
trasladar el polvo a través del conducto desde la entrada de polvo
hasta la salida de polvo.
El mecanismo de alimentación puede incluir una
varilla de alimentación para desplazar el polvo a través del
conducto, un accionador para hacer funcionar la varilla de
alimentación, una válvula para controlar la salida y un accionador
para hacer funcionar la válvula. La varilla de alimentación puede
incluir un árbol y una estructura tridimensional helicoidal que
incluye barras separadas fijadas al árbol. Las barras separadas
pueden presentar una disposición helicoidal en el árbol. La varilla
de alimentación puede comprender además una disposición de uno o
más alambres fijados entre algunas o todas las barras separadas. Los
alambres pueden incluir una o más disposiciones helicoidales
fijadas entre los extremos de las barras y una o más disposiciones
en forma de cheurón fijadas entre las barras en ubicaciones
radiales seleccionadas. En algunas realizaciones, cada alambre está
fijado de manera deslizante a través de orificios en barras
intermedias y está acoplado en cada extremo a una de las
barras.
La varilla de alimentación incluye además un
elemento de descarga fijado al árbol debajo de la estructura
tridimensional helicoidal. En diferentes realizaciones, el elemento
de descarga puede implementarse como una barra modificada que
presenta una configuración de doble hélice, un pasador cilíndrico y
un elemento de soporte utilizados en combinación con un elemento de
orificios o álabes de barrena utilizados en combinación con un
elemento de orificios.
El conjunto de dispensación de polvo puede
incluir un bloque de matriz que presenta una matriz de orificios
verticales. Los módulos de dispensación de polvo pueden montarse en
orificios verticales respectivos del bloque de matriz. El bloque de
matriz puede incluir canales para suministrar polvo a los módulos de
dispensación de polvo. Los módulos de dispensación de polvo pueden
estar provistos de entradas de polvo alineadas con los canales del
bloque de matriz de manera que el polvo se suministre a una fila de
módulos de dispensación de polvo a través de un canal del bloque de
matriz. Cada canal del bloque de matriz puede atravesar el bloque
de matriz para hacer circular de nuevo gas de transporte hacia el
conjunto soplador. Los canales del bloque de matriz pueden tener la
capacidad suficiente para almacenar polvo durante uno o más ciclos
de dispensación de polvo de los módulos de dispensación de
polvo.
El conjunto de tolva puede incluir un cuerpo de
tolva que define un depósito de polvo y un granulador en la parte
inferior del depósito de polvo. El granulador puede comprender un
primer y un segundo rodillo de aglomeración y un primer y un
segundo motor para accionar el primer y el segundo rodillo de
aglomeración, respectivamente. Cada uno de los rodillos de
aglomeración puede estar provisto de una pluralidad de espigas o de
una pluralidad de discos separados.
El conjunto soplador puede incluir un soplador
para desplazar un gas de transporte a través de un sistema de gas
de transporte de recirculación y un dispositivo de separación de
partículas de gas para eliminar aglomerados de polvo del gas de
transporte de recirculación. En algunas realizaciones, el
dispositivo de separación de partículas de gas está implementado
como un separador ciclónico y en otras realizaciones el dispositivo
de separación de partículas de gas está implementado como un
separador de paletas. El soplador puede incluir un impulsor para
desplazar el gas de transporte, un motor de impulsor para hacer
rotar el impulsor y un alojamiento de soplador que contiene al
impulsor y que presenta un orificio de descarga para suministrar el
gas de transporte al aireador de polvo. El conjunto soplador puede
comprender además una varilla de inducción para introducir el gas
de transporte acondicionado en el flujo del gas de transporte.
El aireador de polvo puede incluir un bloque de
colector que define una entrada de polvo, orificios de salida de
polvo acoplados al conjunto de dispensación de polvo y una entrada
de gas acoplada al conjunto soplador. El aireador de polvo puede
incluir además una escoba neumática para suministrar polvo a través
de tubos de subida a los orificios de salida de polvo y una válvula
de vaciado para suministrar una cantidad de polvo desde la entrada
de polvo a la escoba neumática. La válvula de vaciado también sella
el sistema de gas de transporte de bucle cerrado frente al entorno
exterior. El aireador de polvo puede incluir además un colector de
derivación acoplado a los orificios de salida de polvo y una válvula
de traspaso que dirige partes seleccionadas del gas de trasporte
desde la entrada de gas a la escoba neumática y al colector de
derivación.
Según un segundo aspecto de la invención, se
proporciona un procedimiento para dispensar y detectar polvo. El
procedimiento comprende colocar cartuchos en una bandeja de
cartuchos, dispensar concurrentemente polvo en un lote de cartuchos
de la bandeja de cartuchos y detectar concurrentemente un estado de
llenado de cada uno de los cartuchos del lote de cartuchos durante
la dispensación del polvo, de manera que la dispensación de polvo
puede terminar cuando se haya dispensado una cantidad de polvo
deseada en cada cartucho.
Según otro aspecto de la descripción, un
aireador de polvo comprende un bloque de colector que define una
entrada de polvo, orificios de salida de polvo y una entrada de gas
de transporte; una escoba neumática para suministrar polvo a los
orificios de salida de polvo; una válvula de vaciado para
suministrar una cantidad de polvo desde la entrada de polvo a la
escoba neumática; un colector de derivación acoplado a los orificios
de salida de polvo; y una válvula de traspaso para dirigir partes
seleccionadas del gas de transporte desde la entrada de gas a la
escoba neumática y al colector de derivación.
Según otro aspecto de la descripción, un
conjunto de dispensación de polvo comprende un bloque de matriz que
incluye una matriz de orificios verticales y canales horizontales
que cruzan cada uno de los orificios verticales; y módulos de
dispensación de polvo montados en respectivos orificios verticales
del bloque de matriz, presentando cada uno de los módulos de
dispensación de polvo entradas de polvo que se comunican con los
canales del bloque de matriz, en el que el polvo suministrado a los
canales del bloque de matriz se dispensan mediante cada uno de los
módulos de dispensación de polvo.
Según otro aspecto de la descripción, un sistema
de transporte de polvo comprende un conjunto de dispensación de
polvo para dispensar polvo en cartuchos; un conjunto soplador para
desplazar un gas de transporte; y un aireador de polvo para
suministrar polvo arrastrado en el gas de transporte al conjunto de
dispensación de polvo.
Según otro aspecto de la descripción, un módulo
de dispensación de polvo comprende un alojamiento que define una
entrada de polvo para recibir polvo, una salida de polvo, y un
conducto de suministro de polvo que conecta la entrada de polvo y
la salida de polvo; una varilla de alimentación para desplazar polvo
a través del conducto de suministro de polvo; un accionador para
hacer funcionar la varilla de alimentación; una válvula para
controlar la salida de polvo; y un accionador para hacer funcionar
la válvula.
Según otro aspecto de la descripción, un
conjunto soplador comprende un impulsor para desplazar un gas de
transporte; un motor de impulsor para hacer rotar el impulsor; un
alojamiento de soplador que contiene al impulsor y que presenta un
orificio de descarga para el gas de transporte; un colector para
recibir gas de transporte; y un dispositivo de separación de
partículas de gas fijado al colector para acumular aglomerados
arrastrados por el gas de transporte.
Según otro aspecto de la descripción, un aparato
de tratamiento de polvo comprende una estructura de soporte de
bandeja para alojar una bandeja de cartuchos que contiene al menos
un primer lote de cartuchos y un segundo lote de cartuchos; un
subsistema de dispensación para dispensar polvo en un lote de los
cartuchos de la bandeja de cartuchos; y un mecanismo de
posicionamiento de bandeja para mover la bandeja de cartuchos para
colocar secuencialmente el primer y los siguientes lotes de
cartuchos de la bandeja de cartuchos de manera alineada con el
subsistema de dispensación.
Según otro aspecto de la descripción, un
procedimiento para dispensar polvo en un cartucho comprende colocar
un cartucho debajo de un módulo de dispensación que presenta una
tolva que contiene polvo, abrir una válvula que controla a la
tolva, hacer funcionar una varilla de alimentación en la tolva para
dispensar polvo al cartucho a través de la válvula, y cerrar la
válvula cuando se haya alcanzado el estado de llenado deseado del
cartucho.
El funcionamiento de la varilla de alimentación
puede incluir hacer rotar la varilla de alimentación e invertir la
rotación de la varilla de alimentación para acondicionar el polvo en
la tolva. La varilla de alimentación puede hacerse rotar a
velocidades variables y puede agitarse durante la rotación. La
varilla de alimentación puede realizar un movimiento de vaivén,
haciendo que la varilla rote rápidamente en el sentido de las agujas
del reloj y en el sentido opuesto a las agujas del reloj, durante
alguna porción de una o más revoluciones. El procedimiento puede
incluir detectar el peso del polvo en el cartucho y cerrar la
válvula cuando el peso detectado sea igual o mayor que un peso
destino. La apertura de la válvula puede incluir hacer rotar un
elemento de válvula en una dirección seleccionada, y el cierre de
la válvula puede incluir hacer rotar el elemento de válvula en la
misma dirección. La apertura de la válvula puede incluir la
colocación del elemento de válvula en una posición posterior con
respecto a la abertura de boquilla de dispensación.
La varilla de alimentación puede hacerse rotar a
una velocidad máxima seleccionada durante una primera porción de un
ciclo de llenado y después hacerse rotar a una velocidad reducida
durante una segunda porción del ciclo de llenado. La segunda
porción del ciclo de llenado puede iniciarse cuando la cantidad de
polvo dispensada en el cartucho sea igual o superior a un peso
seleccionado. Puede utilizarse un control proporcional y/o un
control integral durante cualquier porción del ciclo de llenado.
Según otro aspecto de la invención, el aparato
de dispensación y de detección de polvo es un sistema modular
altamente compacto que puede hacerse funcionar tanto en un
laboratorio de investigación como en una planta de producción. Esta
característica facilita una aprobación reglamentaria para una
máquina común dando como resultado una reducción en los costes
debida a un soporte técnico común y a inventarios de piezas y de
perfeccionamiento reducidos.
Según otro aspecto de la invención, el aparato
de dispensación y de detección de polvo tiene la capacidad de
llenar cartuchos de inhaladores, inhaladores de un solo uso e
inhaladores compactos de múltiples usos. Esta capacidad puede
conseguirse mediante cambios relativamente menores en el sistema que
suministra contenedores que van a llenarse con el aparato de
dispensación y de detección de polvo.
Para un mejor entendimiento de la presente
invención se hace referencia a los dibujos adjuntos que se
incorporan en este documento como referencia y en los que:
la fig. 1 es una vista en perspectiva de un
aparato de dispensación y de detección de polvo según una
realización de la invención;
la fig. 2 es una vista en despiece ordenado
del aparato de dispensación y de detección de polvo de la fig.
1;
la fig. 3 es una vista vertical parcial en
sección transversal del aparato de dispensación y de detección de
polvo;
la fig. 3A es un diagrama de bloques
esquemático del aparato de dispensación y de detección de polvo;
la fig. 4 es una vista en perspectiva de
módulos de dispensación de polvo, de cartuchos, de una bandeja de
cartuchos y de células de detección de peso;
la fig. 5 es una vista en perspectiva de un
sistema de transporte de polvo;
la fig. 6 es un diagrama en sección
transversal de un bloque de matriz y de un sistema de transporte de
polvo;
la fig. 7 es un diagrama en sección
transversal de una bandeja de cartuchos y de un sistema de
posicionamiento de bandeja;
la fig. 8 es una vista en perspectiva de un
bloque de matriz;
la fig. 9 es una vista en despiece ordenado
del bloque de matriz de la fig. 8;
la fig. 10 es una vista en perspectiva de un
módulo de dispensación de polvo;
la fig. 11 es una vista en despiece ordenado
del módulo de dispensación de polvo de la fig. 10;
la fig. 12 es un diagrama esquemático en
sección transversal del extremo inferior del módulo de dispensación
de polvo;
las figs. 13A y 13B ilustran una varilla de
alimentación según una realización de la invención;
las figs. 14A a 14F ilustran una varilla de
alimentación según otra realización de la invención;
las figs. 15A a 15D ilustran una varilla de
alimentación según una realización adicional de la invención;
las figs. 16A y 16B ilustran una válvula de
llenado en las posiciones abierta y cerrada, respectivamente;
la fig. 17 es un diagrama de bloques de un
circuito de control para un único módulo de dispensación de polvo y
una célula de detección de peso;
la fig. 18 es un diagrama de flujo de un
proceso de dispensación de polvo;
la fig. 19 es un diagrama de flujo de un ciclo
de llenado de cartuchos;
la fig. 20 es una vista en perspectiva del
módulo de detección;
la fig. 21 es una vista en despiece ordenado
del módulo de detección de la fig. 20;
la fig. 22 es una vista en perspectiva de una
primera realización de una sonda de detección de peso;
la fig. 23 es una vista en perspectiva de una
segunda realización de una sonda de detección de peso;
la fig. 24 es una vista en perspectiva de una
primera realización de un aireador de polvo;
la fig. 25 es una vista en despiece ordenado
del aireador de polvo de la fig. 24;
la fig. 26 es una vista en perspectiva de una
escoba neumática utilizada en el aireador de polvo de la fig.
24;
la fig. 27 es una vista en despiece ordenado de
la escoba neumática de la fig. 26;
las figs. 28A a 28C son vistas en sección
transversal del aireador de polvo de la fig. 24;
la fig. 29 es una vista en perspectiva de una
segunda realización de un aireador de polvo;
la fig. 30 es una vista en despiece ordenado
del aireador de polvo de la fig. 29;
la fig. 31 es una vista en perspectiva de una
escoba neumática utilizada en el aireador de polvo de la fig.
29;
la fig. 32 es una vista en despiece ordenado de
la escoba neumática de la fig. 31;
la fig. 33 es una vista en perspectiva de una
primera realización de un conjunto de tolva;
la fig. 34 es una vista en despiece ordenado
del conjunto de tolva de la fig. 33;
la fig. 35 es una vista en perspectiva de una
segunda realización de un conjunto de tolva;
la fig. 36 es una vista en despiece ordenado
del conjunto de tolva de la fig. 35;
la fig. 37 es una vista en perspectiva de una
primera realización de un conjunto de soplado;
la fig. 38 es una vista en despiece ordenado
del conjunto soplador de la fig. 37;
la fig. 39 es una vista en perspectiva de una
segunda realización de un conjunto de soplado;
la fig. 40 es una vista en despiece ordenado
del conjunto soplador de la fig. 39;
la fig. 41 es un diagrama esquemático de un
sistema de acondicionamiento de gas;
la fig. 42 es una vista en perspectiva de un
sistema de suministro de polvo que incorpora una cámara de
detección;
la fig. 43 es una vista en despiece ordenado de
la cámara de detección mostrada en la fig. 42;
la fig. 44 es una representación ilustrada de
un proceso de llenado para el cartucho de un inhalador; y
la fig. 45 es una representación ilustrada de
un proceso de llenado para un inhalador compacto.
\vskip1.000000\baselineskip
Las figs. 1 a 7 muestran un aparato 10 de
dispensación y de detección de polvo según una realización de la
invención. Un objetivo del aparato es dispensar polvo en múltiples
cartuchos 20 y detectar y controlar un estado de llenado de cada
uno de los cartuchos, de manera que cada uno de los cartuchos reciba
una cantidad de polvo controlada de manera precisa. Tal y como se
utiliza en este documento, el término "cartucho" se refiere a
cualquier contenedor o cápsula que pueda contener polvo, normalmente
polvo que contiene un medicamento. Tal y como se utiliza en este
documento, el término "llenado" incluye lleno y parcialmente
lleno, ya que normalmente cada cartucho no se llena a su capacidad
total y, de hecho, puede llenarse solamente en una pequeña fracción
de su capacidad. Tal y como se describirá posteriormente, el aparato
puede utilizarse para llenar un cartucho de inhalador o un
inhalador compacto, pero no está limitado necesariamente al tipo de
contenedor que va a llenarse.
Los cartuchos 20 pueden estar dispuestos en una
bandeja 22 de cartuchos que está situada en una estructura 24 de
soporte de bandeja para su procesamiento. Los cartuchos pueden estar
dispuestos en una matriz de filas y columnas. En un ejemplo, una
bandeja 22 de cartuchos contiene cuarenta y ocho cartuchos 20 en una
matriz de 6x8. La configuración de la bandeja 22 de cartuchos y la
configuración correspondiente del aparato 10 se proporcionan sólo a
modo de ejemplo y no limitan el alcance de la invención. Debe
entenderse que la bandeja 22 de cartuchos puede configurarse para
contener un número diferente de cartuchos y que la bandeja 22 de
cartuchos puede presentar una configuración matricial diferente
dentro del alcance de la invención. En otra realización descrita
posteriormente, la bandeja de cartuchos puede contener 192
cartuchos. La bandeja 22 de cartuchos puede colocarse en una
estructura 24 de soporte y extraerse de la estructura 24 de soporte
mediante un robot.
Los componentes del aparato 10 de dispensación y
de detección de polvo, además de la estructura 24 de soporte de
bandeja, incluyen un conjunto 30 de dispensación de polvo para
dispensar polvo en cartuchos 20, un sistema 32 de transporte de
polvo para suministrar polvo al conjunto 30 de dispensación de polvo
y un módulo 34 de detección para detectar un estado de llenado de
cada uno de los cartuchos 20. El aparato 10 de dispensación y de
detección de polvo incluye además una estructura 40 para montar la
estructura 24 de soporte de bandeja, el conjunto 30 de dispensación
de polvo, el sistema 32 de transporte de polvo y el módulo 34 de
detección, y accionadores 42 para mover el conjunto 30 de
dispensación de polvo y el sistema 32 de transporte de polvo con
respecto a los cartuchos 20.
El conjunto 30 de dispensación de polvo incluye
un bloque 50 de matriz que presenta una matriz de orificios
verticales 52 y un módulo 54 de dispensación de polvo montado en
cada uno de los orificios verticales del bloque 50 de matriz. El
bloque 50 de matriz puede estar configurado para coincidir con la
matriz de cartuchos 20 de la bandeja 22 de cartuchos o con un
subconjunto de los cartuchos de la bandeja de cartuchos. En el
ejemplo anterior de una bandeja de cartuchos que contiene cuarenta
y ocho cartuchos, el bloque 50 de matriz puede presentar una matriz
6x8 de orificios verticales 52 y proporciona un soporte para
cuarenta y ocho módulos 54 de dispensación de polvo. En esta
realización, los módulos 54 de dispensación de polvo están montados
en centros de 2,54 cm (una pulgada). Debe entenderse que puede
utilizarse una disposición de separación diferente dentro del
alcance de la invención. Tal y como se muestra en la fig. 8, el
bloque 50 de matriz incluye además canales 60a, 60b, 60c, 60d, 60e,
60f, 60g y 60h de transporte y almacenamiento de polvo, con un canal
para cada fila de seis módulos 54 de dispensación de polvo en esta
realización. El polvo se suministra mediante el sistema 32 de
transporte de polvo a los módulos 54 de dispensación de polvo a
través de cada canal del bloque 50 de matriz, tal y como se
describirá posteriormente. Preferentemente, cada canal presenta un
volumen suficiente para almacenar polvo para varios ciclos de
dispensación de polvo.
En la realización de las figs. 1 a 7, el sistema
32 de transporte de polvo incluye un primer sistema 32a de
transporte de polvo para suministrar polvo a un primer grupo de
cuatro canales 60a, 60b, 60c y 60d del bloque 50 de matriz y un
segundo sistema 32b de transporte de polvo para suministrar polvo a
un segundo grupo de cuatro canales 60e, 60f, 60g y 60h del bloque
50 de matriz. Cada uno de los sistemas 32a y 32b de transporte de
polvo incluye un conjunto soplador 70 para desplazar un gas de
transporte a través del sistema de transporte de polvo, un aireador
72 de polvo para suministrar polvo al conjunto 30 de dispensación de
polvo y un conjunto 74 de tolva para suministrar polvo a un
aireador 72 de polvo. En otras realizaciones puede utilizarse un
único sistema de transporte de polvo o más de dos sistemas de
transporte de polvo.
El conjunto soplador 70 está acoplado a través
de un tubo 76 a una entrada 78 de gas del aireador 72 de polvo y
genera un flujo de gas de transporte a través de la entrada 78 de
gas. El aireador 72 de polvo incluye una entrada 80 de polvo para
recibir polvo desde el conjunto 74 de tolva. El polvo se suministra
mediante el aireador 72 de polvo a través de cuatro orificios 82 de
salida de polvo a extremos de entrada de canales respectivos del
bloque 50 de matriz. El polvo se transporta a través de los canales
respectivos hasta los módulos 54 de dispensación de polvo de cada
fila del conjunto 30 de dispensación de polvo. El polvo se dispensa
de manera individual en los cartuchos 20 mediante los módulos 54 de
dispensación de polvo tal y como se describirá posteriormente.
Los canales 60a a 60h atraviesan el bloque 50 de
matriz y un colector 84 de aspiración adaptado está acoplado a
extremos de salida de los canales. El colector 84 de aspiración del
primer sistema 32a de transporte de polvo está conectado a extremos
de salida de los canales 60a a 60d, y el colector 84 de aspiración
del segundo sistema 32b de transporte de polvo está conectado a los
extremos de salida de los canales 60e a 60h. El colector 84 de
aspiración devuelve el gas de transporte al conjunto soplador 70
formando de este modo un sistema de transporte de gas de
recirculación de bucle cerrado. En otras realizaciones, el sistema
de transporte de polvo puede utilizar un sistema de transporte de
gas de bucle abierto. Cualquier cantidad de polvo no suministrada a
los módulos 54 de dispensación de polvo o almacenada en los canales
vuelve al conjunto soplador 70 a través del colector 84 de
aspiración. Tal y como se tratará posteriormente, el conjunto 70 de
soplado, en algunas realizaciones, puede incluir un dispositivo de
separación de partículas de gas para retener grandes aglomerados de
polvo, mientras que los pequeños aglomerados de polvo se hacen
circular de nuevo hacia el aireador 72 de polvo para su suministro
al conjunto 30 de dispensación de polvo. Tal y como se tratará
además posteriormente, cada sistema de transporte de polvo puede
incluir una unidad de acondicionamiento de gas para controlar la
humedad relativa y/o la temperatura del gas de transporte de
recirculación.
recirculación.
El sistema 32 de transporte de polvo puede
incluir detectores para determinar el nivel de polvo en diferentes
componentes del sistema de transporte de polvo. El conjunto 74 de
tolva puede incluir un detector de nivel de tolva para detectar el
nivel de polvo en el depósito del conjunto 74 de tolva. El aireador
72 de polvo puede incluir un detector de nivel de válvula de
vaciado para determinar el nivel de polvo en la válvula de vaciado
del aireador 72 de polvo. El conjunto soplador 70 puede incluir un
detector de nivel de aglomerados de gran tamaño. Un detector de
nivel de llenado de dispensación puede ubicarse en el colector 84 de
aspiración del conjunto 70 de soplado. Los detectores de nivel de
polvo pueden utilizar técnicas ópticas para detectar nivel de
polvo, por ejemplo. Los detectores de nivel de polvo pueden
utilizarse para controlar el funcionamiento del sistema 32 de
suministro de polvo y cargar con polvo los módulos 54 de
dispensación de polvo.
El módulo 34 de detección (fig. 20) puede
incluir un alojamiento 100 de detección (fig. 21) y una matriz de
conjuntos 110 de detección montados en el alojamiento 100 de
detección. En la realización ilustrada, cada uno de los conjuntos
110 de detección incluye dos células 114 de detección (fig. 3) y un
sistema de circuitos asociado. Por lo tanto, un conjunto 110 de
detección se utiliza con dos módulos 54 de dispensación de polvo.
En otras realizaciones, cada conjunto de detección puede incluir una
única célula de detección o más de dos células de detección. El
número de conjuntos 110 de detección y la disposición de los
conjuntos 110 de detección en la matriz puede ser tal que las
células 114 de detección coincidan con la configuración de los
cartuchos 20 de la bandeja 22 de cartuchos o con un subconjunto de
los cartuchos de la bandeja de cartuchos. Para el ejemplo de una
bandeja 22 de cartuchos que contiene cuarenta y ocho cartuchos 20 en
una matriz de 6x8 en centros de 2,54 cm (una pulgada), el módulo 34
de detección puede incluir veinticuatro conjuntos 110 de detección
que proporcionan cuarenta y ocho células 114 de detección en una
matriz de 6x8 en centros de 2,54 cm (una pulgada). En la
realización de las figs. 1 a 7, cada una de las células 114 de
detección es un detector de peso para detectar el peso del polvo
suministrado al cartucho 20 respectivo. Una sonda 112 de detección
de peso está fijada a cada una de las células 114 de detección y
hace contacto con un extremo inferior del cartucho 20 a través de
una abertura en la bandeja 22 de cartuchos.
Las celdas 114 de detección detectan de manera
individual el estado de llenado de cada uno de los cartuchos 20
durante la dispensación del polvo, de manera que la dispensación del
polvo puede terminar cuando se haya dispensado la cantidad de polvo
deseada en cada cartucho 20. Las células 114 de detección son
preferentemente detectores de peso que supervisan el peso del
cartucho 20 durante el proceso de dispensación de polvo y tienen
una precisión de 5 a 10 microgramos en la presente realización. Un
haz de equilibrio eléctrico se utiliza normalmente como un detector
de peso en aplicaciones que requieren alta precisión, alta velocidad
y repetibilidad con pesos muy pequeños.
La configuración física del conjunto 110 de
detección de peso es una consideración en sistemas en los que los
módulos 54 de dispensación de polvo están muy próximos entre sí,
tales como en centros de 2,54 cm (una pulgada). Preferentemente,
los conjuntos 110 de detección de peso pueden colocarse en una
matriz que coincida con la configuración de la bandeja 22 de
cartuchos y de los módulos 54 de dispensación de polvo. En una
realización preferida, los conjuntos 110 de detección presentan una
configuración vertical y dos células 114 de detección que están
empaquetadas juntas para formar un conjunto de detección. Los
componentes mecánicos de detección de peso están ubicados en la
parte superior del conjunto, el sistema de circuitos eléctrico está
ubicado debajo de los componentes mecánicos y un conector eléctrico
está ubicado en la parte inferior. Los conjuntos de detección
pueden montarse en una matriz para detectar el peso en centros de
2,54 cm (una pulgada).
En otra realización, un módulo de detección de
peso disponible comercialmente presenta una configuración horizontal
y puede utilizarse en una disposición por niveles de tres niveles
diferentes para una matriz que presenta seis cartuchos por fila. En
la disposición por niveles se utilizan sondas de diferente longitud
para hacer contacto con los cartuchos.
El aparato 10 de dispensación y de detección de
polvo se ha descrito presentando módulos 54 de dispensación de
polvo y células 114 de detección montadas en centros de 2,54 cm (una
pulgada). Debe entenderse que puede utilizarse una mayor o una
menor separación entre los componentes dentro del alcance de la
invención. Además, los componentes del aparato 10 no están montados
necesariamente en una matriz uniforme. Por ejemplo, la separación
entre componentes en la dirección x puede ser diferente de la
separación entre componentes en la dirección y, o una fila de la
matriz puede estar desplazada con respecto a una fila adyacente.
En funcionamiento, la bandeja 22 de cartuchos
que contiene cartuchos 20 se coloca en la estructura 24 de soporte
de bandeja, preferentemente mediante un robot u otro mecanismo
automático. La bandeja 22 de cartuchos desciende de manera que los
cartuchos 20 ascienden desde la bandeja 22 de cartuchos mediante las
sondas 112 de detección de peso de los conjuntos 110 de detección
respectivos y quedan soportados por las sondas 112. La bandeja 22
de cartuchos puede estar provista de aberturas en cada ubicación de
cartucho para permitir que las sondas 112 atraviesen la bandeja 22
de cartuchos y levanten los cartuchos 20. Por lo tanto, cada
cartucho 20 puede pesarse mediante una de las células 114 de
detección sin interferencias con la bandeja 22 de cartuchos. En
algunas realizaciones (figs. 22 y 23), la sonda 112 incluye y un
soporte de tres puntos para el cartucho 20. En otras realizaciones,
la sonda 112 incluye un soporte cilíndrico para el cartucho 20. El
conjunto 30 de dispensación de polvo desciende hasta una posición
de dispensación. En la posición de dispensación, cada módulo 54 de
dispensación de polvo está situado ligeramente por encima y alineado
con uno de los cartuchos 20.
Tal y como se muestra en la fig. 2, una
estructura 40 puede incluir una estructura inferior 40a, una
estructura central 40b y una estructura superior 40c. La estructura
inferior 40a y la estructura central 40b están fijadas a una placa
41 de base. La estructura superior 40c proporciona un soporte para
la estructura 24 de soporte de bandeja, para el conjunto 30 de
dispensación de polvo y para el sistema 32 de transporte de polvo.
El bloque 50 de matriz está conectado a accionadores 42 y se mueve
hacia arriba o hacia abajo cuando se activan los accionadores 42.
El módulo 34 de detección está montado en una posición fija en la
estructura inferior 40a y en la estructura central 40b.
Tal y como se tratará posteriormente, el sistema
32 de transporte de polvo puede hacerse funcionar de manera
continua o a intervalos. Los módulos 54 de dispensación de polvo se
activan para dispensar polvo a los cartuchos 20. La dispensación de
polvo a los cartuchos 20 se realiza concurrentemente, de manera que
todos los cartuchos de la bandeja 22 de cartuchos o un subconjunto
de los cartuchos de la bandeja de cartuchos reciben polvo
simultáneamente. A medida que progresa la dispensación de polvo, se
detecta el peso de los cartuchos 20 mediante las células 114 de
detección respectivas. La salida de cada célula 114 de detección
está acoplada a un controlador. Tal y como se tratará
posteriormente, cada controlador compara el peso detectado con un
peso destino que corresponde a la cantidad de polvo deseada. El
proceso de dispensación de polvo continúa siempre y cuando el peso
detectado sea inferior al peso destino. Cuando el peso detectado
sea igual o superior al peso destino, el controlador ordena que el
módulo 54 de dispensación de polvo correspondiente termine la
operación de dispensación de polvo. Si el peso detectado supera un
peso máximo permitido después del ciclo de llenado, el cartucho
correspondiente puede marcarse como defectuoso. Por tanto, la
dispensación de polvo y la detección del peso se llevan a cabo
concurrentemente para un lote de cartuchos de la bandeja 22 de
cartuchos. El lote puede incluir todos los cartuchos de la bandeja
22 de cartuchos o un subconjunto de los cartuchos de la bandeja de
cartuchos. Un ciclo de dispensación de polvo puede incluir la
dispensación concurrente de polvo en y la detección de peso de un
lote de cartuchos y conseguir una inspección y un control del 100%
de la dispensación de polvo.
En una realización, el número y la separación de
los cartuchos de la bandeja 22 de cartuchos coinciden con el número
y la separación de los módulos 54 de dispensación de polvo del
aparato 10. En otras realizaciones, la bandeja de cartuchos puede
presentar un número diferente de cartuchos y una separación entre
cartuchos que sea diferente de la configuración de los módulos 54
de dispensación de polvo. Por ejemplo, la bandeja de cartuchos
puede configurarse para contener un múltiplo del número de módulos
54 de dispensación de polvo y presentar una menor separación entre
cartuchos que la separación entre los módulos 54 de dispensación de
polvo. Solamente a modo de ejemplo, la bandeja de cartuchos puede
configurarse para contener 192 cartuchos 20 separados en centros de
1,27 cm (media pulgada). Con esta disposición, una matriz 12x16 de
cartuchos en centros de 1,27 cm (media pulgada) ocupa la misma área
que una matriz 6x8 de cartuchos en centros de 2,54 cm (una
pulgada).
Tal y como se muestra en la fig. 7, la bandeja
22 de cartuchos puede desplazarse en una dirección horizontal
mediante un mecanismo 120 de posicionamiento de bandeja para alinear
diferentes lotes de cartuchos con los módulos 54 de dispensación de
polvo. La bandeja 22 de cartuchos está colocada en una estructura 24
de soporte de bandeja para su procesamiento. El mecanismo 120 de
posicionamiento de bandeja incluye un accionador 230 de dirección X
acoplado a la estructura 24 de soporte de bandeja y un accionador
232 de dirección Y acoplado a la estructura 24 de soporte de
bandeja. Por lo tanto, la estructura 24 de soporte de bandeja y la
bandeja 22 de cartuchos pueden moverse en un plano
X-Y horizontal para colocar los lotes de cartuchos
con respecto a los módulos 54 de dispensación de polvo y a las
células 114 de detección.
La bandeja de cartuchos con 192 cartuchos puede
procesarse de la siguiente manera. La bandeja de cartuchos se mueve
desde una posición neutra hasta una primera posición
X-Y (0,0) de manera que un primer lote de 48
cartuchos se alinea verticalmente con la matriz de 48 módulos 54 de
dispensación de polvo. El polvo se dispensa en el primer lote de
cartuchos y después la bandeja de cartuchos se mueve hasta una
segunda posición X-Y (0, 0,5) para alinear un
segundo lote de 48 cartuchos con la matriz de 48 módulos 54 de
dispensación de polvo. El polvo se dispensa en el segundo lote de
cartuchos y después la bandeja de cartuchos se mueve hasta una
tercera posición X-Y (0,5, 0) para alinear un tercer
lote de 48 cartuchos con la matriz de 48 módulos 54 de dispensación
de polvo. La bandeja de cartuchos se mueve después hasta una cuarta
posición X-Y (0,5, 0,5) para alinear un cuarto lote
de 48 cartuchos con la matriz de 48 módulos 54 de dispensación de
polvo. El polvo se dispensa en el cuarto lote de cartuchos para
completar el procesamiento de los 192 cartuchos. En el ejemplo
anterior puede cambiarse el orden de las posiciones de la bandeja y
el orden de los lotes de cartuchos.
Debe entenderse que este proceso puede aplicarse
a diferentes disposiciones de bandeja con una separación diferente
entre cartuchos, con un número diferente de cartuchos, etc. En estas
realizaciones, la bandeja de cartuchos se desplaza en el plano
horizontal para conseguir una alineación entre los lotes de
cartuchos y la matriz de módulos de dispensación de polvo. El lote
de cartuchos coincide normalmente con la matriz de módulos 54 de
dispensación de polvo. Sin embargo, en algunas aplicaciones, el lote
puede tener menos cartuchos que el número de módulos de
dispensación de polvo.
Las figs. 8 y 9 muestran el bloque 50 de matriz.
Tal y como se ha descrito anteriormente, el bloque 50 de matriz
está provisto de canales 60a, 60b, 60c, 60d, 60e, 60f, 60g y 60h de
transporte y almacenamiento de polvo, correspondiéndose un canal
con cada fila de la matriz de módulos 54 de dispensación de polvo.
Cada uno de los canales 60a a 60h se extiende a través del bloque
50 de matriz y cruza los orificios verticales 52 de la fila
correspondiente de la matriz. En la realización de las figs. 1 a 7,
el sistema 32a de transporte de polvo suministra polvo a un lado
del bloque 50 de matriz, y el sistema 32b de transporte de polvo
suministra polvo al lado opuesto del bloque 50 de matriz. Así pues,
las figs. 8 y 9 muestran los extremos de entrada de los canales 60a
a 60d y los extremos de salida de los canales 60e a 60h.
En la realización de las figs. 8 y 9, los
canales 60a a 60h presentan secciones transversales en forma de
ranura y son paralelos. Tal y como se muestra en la fig. 10, cada
uno de los módulos 54 de dispensación de polvo está provisto de una
entrada 130 de polvo en forma de una abertura con forma de ranura
que atraviesa el módulo de dispensación de polvo. Cuando los
módulos 54 de dispensación de polvo están montados en el bloque 50
de matriz, las entradas 130 de polvo están alineadas con el canal
correspondiente del bloque 50 de matriz. Las entradas 130 de polvo
y los canales 60a a 60h presentan preferentemente secciones
transversales del mismo tamaño y forma y están pulidos para
proporcionar superficies interiores lisas. Cada canal del bloque 50
de matriz y las entradas 130 de polvo correspondientes de los
módulos 54 de dispensación de polvo definen un paso a través del
bloque 50 de matriz para el suministro de polvo a cada uno de los
módulos 54 de dispensación de polvo. El polvo se suministra a cada
uno de los módulos 54 de dispensación de polvo a través de la
entrada 130 de polvo. La entrada 130 de polvo está configurada como
una abertura de paso de manera que parte del polvo transportado a
través del canal se suministra al primer módulo 54 de dispensación
de polvo y otra parte del polvo se transporta a través de la
entrada 130 de polvo y del canal del bloque 50 de matriz a módulos
54 sucesivos de dispensación de
polvo.
polvo.
Además, los canales 60a a 60h tienen una función
de almacenamiento de polvo. Los canales 60a a 60h pueden almacenar
una cantidad de polvo mayor que la necesaria para la dispensación en
un único lote de cartuchos. En una realización, el sistema 32 de
transporte de polvo funciona a intervalos. Una cantidad de polvo
suficiente para una pluralidad de lotes de cartuchos 20 se
suministra desde el conjunto 74 de tolva a los canales 60a a 60h.
Después, el polvo se dispensa a varios lotes de cartuchos 20 hasta
que el suministro de polvo en los módulos 54 de dispensación se
vuelva bajo. En otras realizaciones, el polvo se suministra de
manera constante a los canales 60a a 60h, y los canales 60a a 60h
sirven como depósitos intermedios para almacenar el polvo no
dispensado en los cartuchos
20.
20.
El sistema 32 de transporte de polvo neumático
de bucle cerrado introduce las partículas de aglomerado en el
bloque 50 de matriz desde el aireador 72 de polvo. Después, el gas
de transporte se hace circular de nuevo hacia el aireador 72 de
polvo. El gas de transporte puede acondicionarse mediante un gas de
control de proceso secundario que se suministra al conjunto 70 de
soplado.
El bloque 50 de matriz funciona como un
dispositivo dinámico de almacenamiento de polvo que introduce cargas
por lotes o cargas continuas de polvo de medicamento en los módulos
54 individuales de dispensación de polvo. De manera más general, el
bloque 50 de matriz incluye uno o más canales que se utilizan para
transportar aerosoles en polvo y/o lechadas de aglomerado de polvo
de medicamento a una matriz de módulos de dispensación de polvo. El
bloque 50 de matriz puede hacerse funcionar en un sistema de
transporte de gas de bucle abierto o de bucle cerrado. El aireador
72 de polvo y el bloque 50 de matriz fluidifica, arrastra y
transporta polvo de medicamento hacia el interior de los canales
del bloque 50 de matriz.
El bloque 50 de matriz puede proporcionar el
soporte estructural principal para los componentes y susbsistemas
asociados, tales como el aireador 72 de polvo, el conjunto 74 de
tolva, el colector 84 de aspiración y el conjunto 70 de bomba.
Además, el bloque 50 de matriz contiene una matriz de módulos 54 de
dispensación de polvo para dispensar polvo en una matriz de
cartuchos. En una realización preferida, el bloque de matriz incluye
un bloque 132 principal, una placa 134 superior y una placa 136
inferior. Las placas 134 y 136 incluyen juntas tóricas que sirven
como guías y sellos para los módulos 54 de dispensación de polvo.
Este bloque de matriz incluye además cojinetes 140 y empuñaduras
142 de fijación para acoplar el bloque de matriz a los elementos de
estructura.
En funcionamiento, el polvo se transporta a
través de cada uno de los canales 60a a 60h mediante el gas de
transporte y se suministra a cada uno de los módulos 54 de
dispensación de polvo en un proceso de deposición de partículas
controlado. El polvo cae por la acción de la gravedad dentro de cada
uno de los módulos 54 de dispensación de polvo. Cualquier cantidad
de polvo que atraviese el canal sin caer dentro de uno de los
módulos 54 de dispensación de polvo y que no se almacene vuelve a
través del colector 84 de aspiración al conjunto 70 de bomba.
Cada módulo 54 de dispensación de polvo dispensa
polvo dentro de un cartucho 20. La dosis de polvo está normalmente
dentro de un intervalo de 5 a 30 miligramos, pero la dosis no está
limitada a este intervalo.
Tal y como se muestra en detalle en las figs. 10
a 16B, el módulo 54 de dispensación de polvo incluye un alojamiento
150 de dispensación de polvo que presenta una sección 150a de
alojamiento inferior, una sección 150b de alojamiento central, una
sección 150c de alojamiento superior y una cubierta 150d. El
alojamiento 150 de dispensación de polvo puede presentar una
configuración alargada con una pequeña sección transversal para
permitir una distancia de separación corta en el bloque 50 de
matriz. Tal y como se ha indicado anteriormente, los módulos 54 de
dispensación de polvo pueden montarse en centros de 2,54 cm (una
pulgada). La sección 150b de alojamiento central incluye una
entrada 130 de polvo y un conducto cilíndrico 152 que se extiende
hacia abajo desde la entrada 130 de polvo hasta la sección 150a de
alojamiento inferior. La sección 150a de alojamiento inferior
incluye un conducto ahusado 154 que se extiende hacia abajo hasta
una boquilla 158 de dispensación que está dimensionada para ser
compatible con el cartucho 20. El conducto ahusado 154, que puede
tener una forma cónica, proporciona una transición desde la
dimensión del conducto cilíndrico 152 hasta la dimensión de la
boquilla 158 de dispensación. Juntos, el conducto cilíndrico 152 y
el conducto ahusado 154 definen una tolva 156 de dispensación que
contiene el polvo que va a dispensarse. El polvo en la tolva 156 de
dispensación se denomina como un lecho de polvo a granel. La
boquilla 158 de dispensación está configurada para dispensar polvo
en el cartucho 20.
El módulo 54 de dispensación de polvo incluye
además una varilla 160 de alimentación para desplazar el polvo
hacia abajo de una manera controlada a través de la tolva 156 de
dispensación hasta la boquilla 158, un accionador 162 de varilla
para accionar la varilla 160, una válvula 180 de llenado de
dispensación en el extremo inferior de la tolva 156, y un
accionador 182 de válvula para abrir y cerrar la válvula 180. El
accionador 162 de varilla y el accionador 182 de válvula pueden ser
motores en miniatura. El accionador 162 de varilla puede estar
acoplado a la varilla 160 de alimentación mediante un acoplamiento
flexible 186 u otro acoplamiento que pueda proporcionar un
desplazamiento, una agitación vertical de la varilla, o ambos,
además de rotación. El módulo 54 de dispensación de polvo incluye
además una placa 184 de circuito que contiene un sistema de
circuitos para controlar el accionador 162 de varilla y el
accionador 182 de válvula y para comunicarse con el sistema de
circuitos de control que controla el funcionamiento del módulo 54
de dispensación de polvo.
La válvula 180 de llenado puede incluir un
miembro 190 de válvula implementado como un engranaje provisto de
una abertura 191 de válvula situada de manera excéntrica. El miembro
190 de válvula puede montarse en la sección 150a de alojamiento
inferior para rotar alrededor de un eje de manera que la abertura
191 de válvula pueda rotar para alinearse con la boquilla 158 de
dispensación, tal y como se muestra en la fig. 16A, y pueda rotar
para desalinearse con respecto a la boquilla 158 de dispensación,
tal y como se muestra en la fig. 16B. Cuando la abertura 191 de
válvula y la boquilla 158 de dispensación están alineadas o
parcialmente alineadas, la válvula 180 de llenado se abre y el
polvo se dispensa dentro de un cartucho. Cuando la abertura 191 de
válvula no está alineada con la boquilla 158 de dispensación, la
válvula 180 de llenado se cierra y el polvo no se dispensa.
Preferentemente, la válvula 180 de llenado es un tipo que puede
abrirse parcialmente, tal y como se describirá posteriormente.
El miembro 190 de válvula de la válvula 180 de
llenado puede acoplarse al accionador 182 de válvula mediante un
conjunto de accionamiento que incluye un engranaje 192 inferior
engranado con el engranaje del miembro 190 de válvula, un árbol 193
de accionamiento que se extiende desde una parte inferior del módulo
54 de dispensación hasta una parte superior del mismo donde está
montado el accionador 182 de válvula, un engranaje 194 superior
acoplado al extremo superior del árbol 193 de accionamiento y un
engranaje 195 superior acoplado al accionador 182 de válvula. Los
engranajes 194 y 195 superiores están engranados entre sí de manera
que el miembro 190 de válvula se hace rotar cuando se activa el
accionador 182 de válvula.
El engranaje 195 puede estar alineado con el
miembro 190 de válvula, y el engranaje 194 puede estar alineado con
el engranaje 192. Por lo tanto, la posición del engranaje 195 es
indicativa de la posición del miembro 190 de válvula y de la
posición de la abertura 191 de válvula con respecto a la boquilla
158. Un imán acoplado al engranaje 195 superior rota con respecto a
detectores 220 de apertura y cierre (fig. 17) para indicar las
posiciones abierta y cerrada, respectivamente, de la válvula 180 de
llenado.
La fig. 12 muestra un diagrama esquemático en
sección transversal del extremo inferior del módulo 54 de
dispensación de polvo, entre la entrada 130 de polvo y la boquilla
158 de dispensación. Tal y como se muestra, puede considerarse que
la tolva 156 de dispensación presenta una zona 156a de preparación
del lecho de polvo, una zona 156b de compresión del lecho de polvo
y una zona 156c de descarga. La zona 156a de preparación del lecho
de polvo está situada en el conducto cilíndrico 152 por debajo de
la entrada 130 de polvo. La zona 156b de compresión del lecho de
polvo está situada en una parte superior del conducto ahusado 154, y
la zona 156c de descarga está situada en una parte inferior del
conducto ahusado 154.
La varilla 160 de alimentación puede incluir un
árbol 170 en forma de vástago que se extiende de manera axial a
través de la tolva 156 de dispensación. La varilla 160 de
alimentación incluye además uno o más elementos de alimentación
fijados al árbol 170. Los elementos de alimentación desplazan el
polvo desde la entrada 130 de polvo hasta la boquilla 158 de
dispensación de una manera controlada. En la realización de la fig.
12, la varilla 160 de alimentación incluye un elemento 164 de
preparación del lecho de polvo en la zona 156a de preparación del
lecho de polvo, un elemento 165 de compresión del lecho de polvo en
la zona 156b de compresión del lecho de polvo y un elemento 166 de
descarga en la zona 156c de descarga. Ejemplos de los elementos 164,
165 y 166 de alimentación se describirán posteriormente.
Una realización de la varilla 160 de
alimentación se muestra en las figs. 13A y 13B. En las realizaciones
de la varilla de alimentación descritas en este documento, el
elemento 164 de preparación del lecho de polvo y el elemento 165 de
compresión del lecho de polvo están implementados como una
estructura tridimensional helicoidal que incluye una pluralidad de
barras 172 separadas montadas en el árbol 170 y uno o más alambres
fijados a las barras 172 y al árbol 170. Las barras 172 pueden
extenderse radialmente desde el árbol 170 en el conducto cilíndrico
152 y en el conducto ahusado 154. Las barras 172 pueden extenderse
cerca de la pared interior de la tolva 156 sin hacer contacto con
la pared interior. Las barras 172 en el conducto ahusado 154 varían
en longitud para adaptarse a la pared interior cónica del conducto
ahusado 154. Las barras 172 están montadas en el árbol 170 en
diferentes direcciones radiales. En una realización preferida, los
extremos de las barras 172 definen una doble hélice.
En la realización de las figs. 13A y 13B, la
varilla 160 de alimentación incluye diez barras. En este ejemplo,
las barras adyacentes están separadas a lo largo del árbol 170 en
intervalos de 0,32 cm (0,125 pulgadas), y cada barra está rotada 45
grados con respecto a la barra adyacente, excepto para las dos
últimas barras en la parte inferior del árbol 170 que están rotadas
22,5 grados. El diámetro de las barras puede ser el tamaño de
aglomerado preferido, del orden de 0,63 a 1,9 mm (de 0,025 a 0,075
pulgadas). El material de las barras puede ser acero inoxidable u
otro material inerte estructuralmente rígido que sea resistente a la
corrosión, tal como metal, cerámica, plástico, etc. La varilla de
alimentación puede fabricarse a partir de un material conductor o
no conductor, dependiendo de la morfología del polvo. Los materiales
no conductores tales como cerámica, plástico y elastómeros pueden
metalizarse para proporcionar una superficie exterior conductora.
Demasiadas barras hacen que el polvo se compacte con la rotación de
la varilla, mientras que muy pocas barras no soportarán la
configuración de doble hélice. La separación entre las barras y el
ángulo entre barras adyacentes pueden ser inversamente proporcional
al número de barras utilizadas.
Tal y como se ha indicado anteriormente, la
varilla 160 de alimentación incluye alambres fijados a las barras
172. En la realización de las figs. 13A y 13B, los alambres definen
una doble hélice 174, un primer cheurón 176 y un segundo cheurón
178. Tal y como se muestra, la doble hélice 174 incluye un alambre
174a en forma de hélice en o cerca de un extremo de cada barra 172
y un alambre 174b en forma de hélice en o cerca del extremo opuesto
de cada barra 172. Cada alambre 174a, 174b en forma de hélice se
dirige hacia abajo de barra en barra en el sentido de las agujas
del reloj tal y como se ve hacia abajo desde el accionador 162 de
varilla.
El primer cheurón 176 puede incluir un primer
alambre 176a en forma de cheurón fijado a las barras 172 en una
primera separación desde el árbol 170, y el segundo cheurón 178
puede incluir un segundo alambre 178a en forma de cheurón fijado a
las barras 172 en una segunda separación desde el árbol 170. El
primer alambre 176a en forma de cheurón atraviesa un orificio 176b
del árbol 170, y el segundo alambre 178a en forma de cheurón
atraviesa un orificio 178b del árbol 170. Debe entenderse que los
alambres en forma de hélice y los alambres en forma de cheurón no
están fijados necesariamente a cada barra de la varilla 160 de
alimentación. En particular, el primer alambre 176a en forma de
cheurón está fijado a la primera barra (la barra situada más arriba)
y a la quinta barra. El segundo alambre 178a en forma de cheurón
está fijado a la tercera barra y a la séptima barra. El primer y el
segundo cheurón pueden estar separados 90º entre sí.
En la realización de las figs. 13A y 13B, los
alambres en forma de hélice y los alambres en forma de cheurón
están ensartados en orificios de las respectivas barras y están
acoplados en cada extremo. Los alambres en forma de hélice están
situados en o cerca de los extremos de las barras, y los alambres en
forma de cheurón están situados a distancias deseadas desde el
árbol 170. Los orificios de las barras 172 pueden perforarse
mediante herramientas, perforarse con láser o perforarse mediante
mecanizado electroerosivo (edm,
electrical-discharge machining). En una
realización preferida, los orificios de las barras 172 están
perforados mediante edm en ángulos que evitan una curvatura
significativa de los alambres. Por lo tanto, los orificios de cada
barra están alineados aproximadamente con las barras adyacentes.
Esta disposición permite que los alambres se deslicen a través de
los orificios de una manera más o menos libre de modo que las
fuerzas de carga de polvo se distribuyen a lo largo de toda la
longitud de los alambres, reduciendo de ese modo la concentración de
tensión en los alambres que podría provocar roturas. En otras
realizaciones, los alambres pueden acoplarse a las barras mediante
soldadura láser, por ejemplo. En este ejemplo, los alambres en forma
hélice y los alambres en forma de cheurón tienen un diámetro de 0,2
mm (0,008 pulgadas).
La doble hélice 174 puede formarse uniendo los
extremos exteriores de las barras 172 montadas de manera helicoidal
con los alambres 174a y 174b en forma de hélice. Enlazando las
barras 172 con los alambres en ambos extremos exteriores se crea un
patrón de alambre de doble hélice. El patrón de alambre de doble
hélice lleva a cabo tres funciones principales. En primer lugar, el
alambre perimétrico impide que el polvo comprimido se adhiera a las
paredes de conducto, en particular a las paredes del conducto
ahusado 154. En segundo lugar, cuando la varilla 160 rota en el
sentido de las agujas del reloj (mirando hacia abajo desde el árbol
accionador), la doble hélice hace ascender el polvo hasta la
superficie de contacto de la pared de conducto y además los reduce
al intervalo de tamaño de fluidez de aglomerado preferido. En tercer
lugar, cuando la varilla 160 rota en el sentido contrario a las
agujas del reloj, la doble hélice hace descender el polvo a granel a
lo largo del árbol 170, así como a lo largo de las trayectorias
libres de alambres en forma de cheurón, hacia el interior de la
boquilla 158 de dispensación. Además, esta operación giratoria de
alimentación de polvo a granel tiende a desmenuzar discos de polvo
comprimido que se forman de manera horizontal entre las barras
giratorias 172.
La varilla 160 de alimentación utiliza una
estructura tridimensional helicoidal que incluye el árbol 170 como
un soporte central, las barras 172 como elementos transversales
estructurales que forman un patrón helicoidal con una geometría de
extremo inferior ahusado en forma cónica, y los alambres que forman
la doble hélice 174 y un primer y un segundo cheurones 176 y 178,
tal y como se ha descrito anteriormente. La forma cónica invertida
hace que las barras experimenten una transición desde un conducto de
mayor diámetro hasta una boquilla de descarga de polvo de menor
diámetro. Los alambres están fijados a las barras para reducir los
efectos de compresión del polvo a granel y para favorecer el flujo
de la lechada de aglomerado. La varilla 160 de alimentación puede
transportar polvo altamente cohesivo con una precisión de
dispensación de microgramos, controlando al mismo tiempo la
tendencia de compactación del polvo a granel. La compactación del
polvo provoca un bloqueo por la compresión del polvo y esto origina
un atascamiento en la dispensación. La estructura tridimensional
helicoidal proporciona un elemento óptimo de transporte de polvo a
granel que puede transportar y dispensar con precisión todo tipo de
morfologías de polvo desde los fácilmente fluyentes hasta los
altamente cohesivos. Esta capacidad se consigue permitiendo que
sólo una pequeña porción de las fuerzas mecánicas helicoidales se
dirijan hacia abajo hacia el lecho de polvo a granel, controlando
así los efectos de compresión de manera apropiada para las
características individuales del polvo que está dispensándose.
Debido a este control de compresión, es posible transportar polvo
cohesivo desde un conducto de gran diámetro hasta un conducto de
menor diámetro de una manera eficaz.
El árbol 170 forma el árbol de accionamiento
central de la varilla 160 de alimentación. El árbol 170 soporta las
barras 172, la doble hélice 174 y el primer y el segundo cheurones
176 y 178 los cuales, a su vez, transportan el polvo a granel para
una dispensación precisa. El árbol de accionamiento central permite
que el polvo fino fluya a lo largo de su superficie lisa hacia la
boquilla 158 de dispensación.
Las barras 172 son elementos transversales
estructurales que desmenuzan el lecho de aglomerado de polvo
compactado. Las barras 172 también soportan los alambres en forma
de hélice y en forma de cheurón. Además, las barras 172
proporcionan el mecanismo espiral helicoidal necesario para
transportar el lecho de polvo a granel de una manera controlada y
de baja compresión.
Los alambres 176a y 178a en forma de cheurón
proporcionan patrones de corte en el lecho de polvo a granel. Los
alambres están situados para reducir el polvo compactado y para
abrir una trayectoria libre temporal en el lecho de polvo que
permita que pequeñas cantidades de aglomerados de polvo fluyan hacia
abajo a través del lecho de polvo por la acción de la gravedad.
Además, los alambres en forma de cheurón cortan el disco de polvo a
granel que se forma entre las barras 172. Estos discos se crean
mediante fuerzas de compactación progresivas y forman estructuras
suspendidas de polvo aglomerado. Cortando los discos,
preferentemente por la mitad, los discos se vuelven
estructuralmente inestables y empiezan a desmenuzarse y a fluir
hacia abajo llevados por las fuerzas mecánicas de las barras 172
dispuestas de manera helicoidal.
El elemento 166 de descarga (fig. 12) está
contorneado y situado para desmenuzar un disco de compresión de
polvo situado en la boquilla 158 de dispensación. El disco de polvo
se forma cuando la válvula 180 de alimentación está cerrada y la
varilla 160 realiza operaciones de acondicionamiento y de
rastrillaje del polvo a granel. Sin el elemento 166 de descarga
para arrancar y reducir el disco, el disco atascaría la boquilla o
caería dentro del cartucho cuando se abriese la válvula, provocando
probablemente un llenado excesivo del cartucho. El disco de polvo
tiene una gran tendencia a bloquear la boquilla cuando la humedad
ambiental está por encima del 50 por ciento.
Realizaciones del elemento 166 de descarga se
muestran en las figs. 13A y 13B, 14A a 14F y 15A a 15D. Cada una de
las realizaciones utiliza la estructura tridimensional helicoidal de
barras y alambres descrita anteriormente, pero utiliza diferentes
elementos de descarga. El polvo se hace caer a la zona 156a de
preparación del lecho de polvo mediante la rotación de la
estructura tridimensional helicoidal descrita anteriormente. Los
alambres helicoidales exteriores rompen las fuerzas de atracción
entre el polvo y la pared de conducto cilíndrico, y elevan y airean
el lecho de polvo cuando rotan en el sentido contrario. Los alambres
en forma de cheurón cortan y reducen adicionalmente el lecho de
polvo a medida que la estructura tridimensional helicoidal rota. La
zona 156a de preparación del lecho de polvo mejora la fluidez del
lecho de polvo cuando entra en el conducto ahusado de la zona 156b
de compresión del lecho de polvo. La fluidez del polvo se mejora
mediante la capacidad de la estructura tridimensional helicoidal de
formar aglomerados naturales que permiten que el polvo fluya cuando
quede inducido por las fuerzas de la estructura tridimensional
helicoidal. En la zona 156b de compresión del lecho de polvo, el
lecho de polvo aglomerado experimenta una compresión debido a la
reducción de volumen del conducto ahusado. La zona de compresión
aumenta de manera constante la consolidación del lecho de polvo,
mientras que las barras y los alambres continúan reduciendo y
aireando el lecho de polvo. En la zona 156c de descarga, las
aglutinaciones de aglomerados de polvo se reducen adicionalmente y
se descargan a través de la boquilla 158. El elemento de descarga
controla las características de reducción y de dispensación del
polvo. Un control de reducción de polvo inadecuado provoca que se
atasque el orificio de descarga. Un control de reducción de polvo
inadecuado también impide la dispensación del polvo dentro de un
límite de tiempo especificado sin un exceso en la dosis. El
elemento de descarga determina el caudal de dispensación de polvo
final y la consistencia de los aglomerados de polvo.
En la realización de las figs. 13A y 13B, el
elemento 166 de descarga está configurado como una barra 181
modificada. Los dos lados 181a y 181b de la barra 181 modificada se
extienden hacia abajo en una media hélice que gira en el sentido
opuesto a las agujas del reloj, formando de ese modo una doble
hélice. La barra 181 modificada de doble hélice y la doble hélice
174 presentan inclinaciones opuestas. En otras realizaciones, un
lado de la barra modificada está girado hacia arriba en una forma
helicoidal. La barra modificada puede usarse como una hélice en el
sentido de las agujas del reloj o en sentido opuesto a las agujas
del reloj. En algunas realizaciones, la barra modificada puede
construirse en forma de U invertida o en forma de S. La forma en U
funciona mejor para polvo que fluye libremente, mientras que la
forma en S funciona mejor para polvo cohesivo. En la forma en U,
ambos lados de la barra modificada están girados hacia la boquilla
de dispensación. En la forma en S, un lado de la barra modificada
está girado hacia la boquilla de dispensación y el otro lado está
girado hacia arriba.
La barra 181 modificada en forma de doble hélice
de las figs. 13A y 13B funciona como un elemento de polarización
giratorio en el extremo inferior del conducto ahusado. La geometría
de inclinación inversa de la barra modificada añade elevación y
aireación al polvo para controlar la dispensación del polvo y
mejorar la consistencia del polvo. La geometría de inclinación
inversa también dirige el polvo hacia la boquilla durante el ciclo
de rastrillaje. Esto crea un vaciado de polvo inicial de 2 a 4
miligramos al principio del ciclo de dispensación y permite un
mayor tiempo de llenado al final.
Otra realización de la varilla 160 de
alimentación se muestra en las figs. 14A a 14F. En la realización de
las figs. 14A a 14F, el elemento 166 de descarga está implementado
como un pasador cilíndrico 183 montado en el árbol 170 mediante un
miembro 185 de soporte que presenta una forma en U invertida. En la
realización de las figs. 14A a 14F, un disco deflector189 opcional
de múltiples ranuras puede estar situado en la parte superior del
conducto ahusado 154 y fijado a la sección 150a de alojamiento
inferior.
El módulo 54 de dispensación de polvo 54 incluye
además un elemento 187 de orificios montado en el extremo inferior
del conducto ahusado 154. El elemento 187 de orificios puede
presentar uno o más orificios con forma de ranura. En una
realización mostrada en la fig. 14D, un elemento 187a de oficios
incluye dos orificios con forma de ranura que se cruzan para formar
una cruz. En otras realizaciones, los elementos 187b y 187c de
orificios incluyen tres orificios con forma de ranura que se
cruzan, tal y como se muestra en las figs. 14E y 14F. Los orificios
pueden ser relativamente anchos, tal y como se muestra en la fig.
14E, o relativamente estrechos, tal y como se muestra en la fig.
14F. La varilla 160 de avance está situada de tal manera que el
pasador cilíndrico 183 está separado del elemento 187 de orificios
en una distancia inferior al tamaño de aglomerado natural. En
funcionamiento, el pasador cilíndrico 183 rota con respecto al
elemento 187 de orificios, haciendo que el polvo se descargue a
través de los orificios del elemento 187 de orificios.
El disco deflector 189 puede usarse para
controlar la velocidad de avance del lecho de polvo y para reducir
adicionalmente los aglomerados de polvo a medida que entran en el
conducto ahusado. En la zona 156c de descarga, las aglutinaciones
de aglomerados de polvo se reducen y después se extruden mediante el
pasador cilíndrico giratorio 183 a través de los orificios del
elemento 187 de orificios. El mecanismo que incluye el miembro 185
de soporte, el pasador cilíndrico 183 y el elemento 187 de orificios
controla las características de reducción y de dispensación del
polvo. Un control de reducción de polvo inadecuado hace que el
orificio de descarga se atasque. Un control de reducción de polvo
inadecuado impide además la dispensación del polvo dentro de un
límite de tiempo especificado sin un exceso en la dosis. El miembro
185 de soporte y el pasador cilíndrico 183 determinan el caudal de
dispensación de polvo final y la consistencia de los aglomerados de
polvo. El mecanismo que incluye el miembro 185 de soporte, el
pasador cilíndrico 183 y el elemento 187 de orificios puede
configurarse para proporcionar un flujo de polvo y un tamaño de
aglomerado óptimos para una morfología de polvo particular. El
miembro 185 de soporte se desplaza por una muesca perimétrica de la
sección 150a de alojamiento inferior para autocentrar la varilla
160 de alimentación. El pasador cilíndrico 183 en combinación con
el elemento 187 de orificios produce una dispensación de aglomerados
de polvo de baja fuerza. El elemento 187 de orificios proporciona
consistencia a los aglomerados de polvo dentro de un intervalo de
tamaño de aglomerado más preciso.
Una realización adicional de la varilla 160 de
alimentación se ilustra en las figs. 15A a 15D. El elemento 166 de
descarga está implementado como álabes 240 y 242 de barrena
helicoidal fijados al árbol 170. Cada álabe 240, 242 de barrena
realiza aproximadamente un medio giro alrededor del árbol 170. La
longitud axial de los álabes 240 y 242 de barrena puede ser
aproximadamente la mitad de la longitud axial del conducto ahusado
154. Tal y como se muestra, la varilla de alimentación de las figs.
15A a 15D utiliza menos barras que la realización de las figs. 13A
a 13B, y los alambres en forma de hélice y los alambres en forma de
cheurón pueden estar fijados a los bordes superiores de los álabes
240 y 242 de barrena. Los álabes 240, 242 de barrena y la doble
hélice 174 pueden presentar inclinaciones opuestas.
El módulo 54 de dispensación de polvo mostrado
en las figs. 15A a 15D incluye además un elemento 244 de orificios
montado en el extremo inferior del conducto ahusado 154. En la
realización de las figs. 15A a 15D, el elemento 244 de orificios
presenta una forma cónica invertida y está provisto de una
pluralidad de orificios 244a para la descarga de polvo a través de
la boquilla 158. Además, los bordes inferiores de los álabes 240 y
242 de barrena están inclinados para adaptarse al elemento 244 de
orificios cónico invertido. Un cojinete 246 montado en el extremo
inferior del árbol 170 se engancha a una abertura del elemento 244
de orificios y establece una separación deseada entre los álabes
240, 242 de barrena y el elemento 244 de orificios. El cojinete 246
puede ser un material de joyería, tal como un rubí o un zafiro, que
no es contaminante para el polvo de medicamento dispensado. En
funcionamiento, los álabes 240 y 242 de barrena rotan con respecto
al elemento 244 de orificios, haciendo que el polvo se descargue a
través de los orificios del elemento 244 de orificios. En otras
realizaciones, el elemento de orificios puede ser plano, tal y como
se muestra en las figs. 14D a 14F, y los bordes inferiores de los
álabes 240 y 242 de barrena son planos para adaptarse al elemento de
orificios.
Esta realización rota de manera opuesta a las
varillas de alimentación mostradas en las figs. 13A a 13B y 14A a
14F. En la zona 156c de descarga, se obliga a que los aglomerados de
polvo fluyan mediante los álabes de barrena de inclinación
invertida y después se extruden y se granulan mediante la punta de
barrena giratoria a través de los orificios del elemento 244 de
orificios. El mecanismo formado por los álabes de barrena y por el
elemento de orificios controla las características de reducción y
dispensación del polvo. Un control de reducción de polvo inadecuado
hace que el orificio de descarga se atasque. Un control de reducción
de polvo inadecuado impide además la dispensación dentro de un
límite de tiempo especificado sin un exceso en la dosis. El
mecanismo formado por los álabes 240, 242 de barrena y por el
elemento 244 de orificios puede compensar la variabilidad de la
altura de la cabeza fluídica de lecho de polvo, reduciendo de ese
modo la sensibilidad del proceso de dispensación a las condiciones
de la cabeza del lecho de polvo. La doble hélice de medio giro de
los álabes de barrena aísla las fuerzas verticales del lecho
fluídico contra el polvo de la boquilla, eliminando de ese modo los
vectores de fuerza que tienden a compactar el polvo en la boquilla.
El mecanismo formado por los álabes 240, 242 de barrena y por el
elemento 244 de orificios puede configurarse para proporcionar
tamaños de aglomerados de polvo monotónicos y óptimos. El mecanismo
proporciona consistencia a los aglomerados de polvo dentro de un
intervalo de tamaños de aglomerado más preciso. El cojinete 246
proporciona un soporte y alineación a la barrena manteniendo al
mismo tiempo un grosor de membrana de polvo de barrena a
orificio.
En algunas realizaciones, el elemento 166 de
descarga está montado en un orificio en la punta del árbol 170. En
otras realizaciones, el elemento 166 de descarga está implementado
en una punta extraíble del árbol 170. Por ejemplo, un elemento de
descarga de doble hélice puede formarse en una punta extraíble que
está encajada a presión en el extremo del árbol 170. La punta
extraíble puede cambiarse para permitir diferentes morfologías de
polvo.
La siguiente descripción del funcionamiento del
módulo 54 de dispensador de polvo se refiere a operaciones de
rastrillaje y a operaciones de dispensación para las realizaciones
de las figs. 13A y 13B y 14A a 14F. El rastrillaje es una operación
para preparar y reacondicionar un lecho de polvo en una matriz
aireada de manera uniforme y de tamaño de aglomerado preferido,
proporcionando de este modo mejores características de fluidez para
el transporte de polvo a granel. El tamaño de aglomerado preferido
es el tamaño estable y natural de los aglomerados de polvo
cohesivos creados por una operación de volteo del lecho de polvo y
está normalmente en un intervalo de 0,63 a 1,9 mm (de 0,025 a 0,075
pulgadas) de diámetro esférico. El rastrillaje del lecho de polvo
puede realizarse en el modo ascendente o en el modo de alimentación
descendente. Sin embargo, el polvo cohesivo prefiere un rastrillaje
ascendente para conseguir una aireación óptima y una fluidez
mejorada. La dispensación es una operación para transportar polvo a
granel secos de manera similar a la aspersión, cayendo por la
fuerza de la gravedad sin compresión, como una matriz de aglomerados
preferidos, descargándose desde una boquilla de polvo que dispensa
hacia el interior de un cartucho. El aparato de dispensación y de
detección de polvo descrito en este documento puede funcionar con
aglomerados de polvo en un intervalo de 0,13 a 1,9 mm (de 0,005 a
0,075 pulgadas) de diámetro esférico, pero no está limitado a este
intervalo.
La varilla 160 de alimentación rota en el
sentido de las agujas del reloj según se ve desde la parte superior
del módulo 54 de dispensación para rastrillar, acondicionar y airear
el lecho de polvo a granel. La rotación en el sentido de las agujas
del reloj eleva el polvo debido a un vector de flujo ascendente
creado por la doble hélice. En esta operación, la varilla puede
verse como un tornillo, dispuesto de manera vertical cogido por la
cabeza, rotando hacia el interior del polvo. La doble hélice roza
las paredes del conducto y también desplaza los aglomerados
exteriores hacia el centro de la tolva de dispensación. A medida que
la varilla rota, las barras provocan que los aglomerados de gran
tamaño se desmenucen de manera uniforme. Esto airea el lecho de
polvo a granel, creando una mejor consistencia en el lecho.
Para dispensar el polvo, la varilla 160 rota
preferentemente en el sentido opuesto a las agujas del reloj. Las
barras 172 y los cheurones 176, 178 desmenuzan el lecho de polvo y
abren una trayectoria libre para que el polvo fluya a lo largo del
árbol 170. La doble hélice 174 añade un vector de compresión
descendente para conducir el polvo hacia abajo y a través de la
boquilla 158 de dispensación. En otras realizaciones, la varilla
160 rota en el sentido de las agujas del reloj para dispensar el
polvo.
Sin embargo, los aglomerados tienden a ser más
grandes y la tendencia de un llenado excesivo es mucho mayor para
la dispensación de polvo mediante rotación en el sentido de las
agujas del reloj.
En las realizaciones descritas anteriormente,
las barras y los alambres en forma de hélice presentan una
configuración en el sentido de las agujas del reloj según se ve
desde la parte superior. Debe entenderse que la disposición de las
barras y de los alambres de la varilla de alimentación puede
invertirse dentro del alcance de la invención. Por lo tanto, las
barras y los alambres en forma de hélice pueden presentar una
configuración en el sentido opuesto a las agujas del reloj según se
ve desde la parte superior. En esta configuración, la varilla rota
preferentemente en el sentido de las agujas del reloj para dispensar
el polvo.
La siguiente descripción del funcionamiento del
módulo 54 de dispensación de polvo se refiere a operaciones de
rastrillaje y a operaciones de dispensación para las realizaciones
de las figs. 15A a 15D. La varilla 160 de alimentación se rota en
el sentido opuesto a las agujas del reloj según se ve desde la parte
superior del módulo 54 de dispensación para acondicionar el lecho
de polvo a granel y llenar la barrena. La doble hélice 174 añade un
vector de compresión descendente para llevar el polvo hacia abajo y
hacia la boquilla 158 de dispensación. Al mismo tiempo, los álabes
240, 242 de barrena suministran vectores de fuerza ascendente al
polvo para hacer que el polvo en la barrena suba hacia el lecho
superior para su aireación.
Para dispensar el polvo, la varilla 160 de
alimentación rota preferentemente en el sentido de las agujas del
reloj. La rotación en el sentido de las agujas del reloj eleva el
polvo del lecho superior debido a un vector de flujo ascendente
creado por la doble hélice de la estructura tridimensional
helicoidal. En esta operación, la varilla superior puede verse como
un tornillo, dispuesto de manera vertical cogido por la cabeza,
rotando hacia el interior del polvo. La doble hélice roza las
paredes del conducto y también desplaza los aglomerados exteriores
hacia el centro de la tolva de dispensación. A medida que la varilla
rota, las barras provocan que los aglomerados de gran tamaño se
desmenucen de manera uniforme. Esto airea el lecho de polvo a
granel, creando una mejor consistencia en el lecho. Las barras 172
y los cheurones 176, 178 desmenuzan el lecho de polvo y abren una
trayectoria libre para que el polvo fluya a lo largo del árbol
170.
Cuando se inicia la dispensación, el polvo de la
barrena se hace pasar a través de la boquilla mediante los vectores
de fuerza descendente de la barrena. Durante la dispensación, se
suministra polvo adicional debido al polvo aireado que cae desde el
lecho superior.
En la realización descrita anteriormente, las
barras y los alambres en forma de hélice presentan una configuración
en el sentido de las agujas del reloj según se ve desde la parte
superior. Debe entenderse que la disposición de las barras y de los
alambres de la varilla de alimentación puede invertirse dentro del
alcance de la invención. Por lo tanto, las barras y los alambres en
forma de hélice pueden presentar una configuración en el sentido
opuesto a las agujas del reloj según se ve desde la parte superior.
En esta configuración, la varilla rota preferentemente en el
sentido opuesto a las agujas del reloj para dispensar polvo.
En la fig. 17 se muestra un diagrama de bloques
de un controlador para un único módulo 54 de dispensación de polvo
y la célula 114 de detección correspondiente. Preferentemente, los
controles de dispensación de polvo proporcionan una potencia de
cálculo redundante, al nivel más bajo, estratégicamente concentrada.
El módulo 54 de dispensación de polvo incluye un controlador 200 de
dispensación (fig. 17) en una placa 184 de circuito (fig. 11). El
controlador 200 de dispensación puede incluir tres procesadores. Se
proporciona un procesador para el accionador 162 de varilla y para
el accionador 182 de válvula, y se utiliza un procesador para
controlar los LED 224 de estado de control y las entradas de
detector analógicas opcionales. Un procesador 210 de control está
situado en un panel posterior del módulo 34 de detección tal y como
se describirá posteriormente. El sistema utiliza un procesador 210
de control para cada módulo 54 de dispensación y su célula 114 de
detección asociada. El procesador 210 controla las comunicaciones
entre el módulo 34 de detección y el módulo 54 de dispensación, así
como la comunicación externa. Cuando se proporcionan parámetros de
llenado y un comando "iniciar", el procesador 210 de control
proporciona la inteligencia para leer la célula de detección y
ordena que los accionadores de los módulos de dispensación realicen
el llenado de los cartuchos. El procesador 210 de control se
comunica además con un procesador 212 de supervisión a través de una
interfaz de red. El procesador 212 de supervisión proporciona un
control de alto nivel de todos los módulos de dispensación de polvo
y las células de detección.
El controlador de la fig. 17, excepto para el
procesador de supervisión, se repite para cada módulo 54 de
dispensación y célula 114 de detección asociada del sistema. En
ejemplo anterior de una matriz 6x8 de módulos de dispensación, el
sistema incluye 48 controladores. Esta disposición proporciona un
control individual y supervisa la dispensación de polvo en cada
cartucho.
En una realización, el módulo 54 de dispensación
de polvo está configurado y controlado para dispensar de manera
precisa 10,0 mg (miligramos) de polvo en diez segundos. El caudal
medio es de 1,0 mg por segundo a una precisión de +/- 0,3 mg, o del
3 por ciento. El circuito de control toma al menos 20 decisiones por
segundo para el llenado a este caudal. En otras realizaciones, el
circuito de control toma más de 20 o menos de 20 decisiones por
segundo para conseguir una precisión deseada. La geometría de la
varilla de alimentación proporciona una consistencia de flujo
suficiente para conseguir este rendimiento. La varilla de
alimentación divide aglutinaciones de polvo en pequeñas partículas
de aglomerado. La lechada de aglomerado alimentada de manera
mecánica presenta características de flujo que permiten que el
polvo se detenga cuando se pare la varilla de alimentación, con un
derrame de polvo mínimo, lo que provocaría un llenado excesivo del
cartucho.
El circuito de control puede proporcionar los
siguientes controles y funciones.
1. La velocidad de la varilla puede variar desde
0,1 revoluciones por segundo hasta 5 revoluciones por segundo en 50
velocidades diferentes.
2. La varilla puede agitarse durante el llenado.
Durante la agitación, la varilla rota de manera alternativa en el
sentido de las agujas del reloj y después en el sentido opuesto a
las agujas del reloj, tal como, por ejemplo, con un tipo de
movimiento de dos pasos hacia delante/un paso hacia atrás basado en
un factor de agitación programable. Una función "agitación por
debajo del peso" realiza el movimiento de agitación cuando el
peso de llenado es menor que un peso seleccionado. Una función
"agitación por encima del peso" realiza el movimiento de
agitación cuando el peso de llenado es mayor que el peso
seleccionado. Una función "agitación entre" realiza el
movimiento de agitación cuando el peso de llenado está entre dos
pesos seleccionados. Un índice de agitación es la velocidad de
rotación seleccionada durante la agitación. Un peso de agitación es
el peso seleccionado para iniciar o detener la agitación, y puede
seleccionarse un tiempo de agitación mínimo cuando se alcance el
peso de agitación seleccionado. En algunas aplicaciones puede no
utilizarse la agitación.
3. El circuito de control puede abrir y cerrar
la válvula de llenado de dispensación de polvo.
4. El circuito de control puede poner a cero la
célula de detección e iniciar un ciclo de dispensación de polvo, y
puede detener el ciclo de dispensación de polvo.
5. El circuito de control puede rastrillar el
polvo en el dispensador de polvo con una secuencia definida por el
tiempo de rastrillaje, el tiempo de agitación y la velocidad.
6. Una nueva función de carga inicia un ciclo de
rastrillaje/agitación que se lleva a cabo normalmente después de
cargar el módulo de dispensación con nuevo polvo. El tiempo de
rastrillaje, el tiempo de agitación y la velocidad están
especificados.
7. Funciones adicionales incluyen abrir y cerrar
automáticamente la válvula de llenado durante un ciclo de llenado,
rastrillar automáticamente el polvo cada vez que se cierre la
válvula y agitar el polvo automáticamente después del rastrillaje
cada vez que se cierre la válvula.
8. Una función de "detener pasos" establece
el número de pasos para invertir la rotación de la varilla de
alimentación después de alcanzar un peso destino. Esto tiende a
hacer retroceder el flujo de polvo para impedir un llenado excesivo
y depende del tipo de morfología del polvo y de las condiciones de
humedad ambiental relevantes.
9. Una función de control de velocidad obliga a
la varilla de alimentación a moverse a la velocidad máxima hasta
que alcanzar un peso de llenado seleccionado. En este punto de
activación, el control proporcional empieza a reducir la velocidad
de la varilla en proporción al peso destino menos el peso real. Este
enfoque reduce el tiempo de llenado total. Para un peso de llenado
nominal de 10 mg y una tolerancia de +/- el 3 por ciento, cualquier
peso de llenado entre 10,3 y 9,7 mg es aceptable. Puesto que un
cartucho llenado en exceso debe descartarse, el llenado se detiene
tan pronto como sea posible después de alcanzar el peso mínimo para
evitar posibles llenados excesivos. El peso mínimo se establece,
por ejemplo, en 9,75 mg, el cual está ligeramente por encima del
límite inferior real de 9,7 mg. Esto es necesario ya que cuando el
polvo cae dentro del cartucho, las fuerzas periféricas como la
inercia, fuerzas aerodinámicas, la fuerza estática y el flujo de
campo magnético pueden provocar lecturas de peso temporales que son
ligeramente superiores al peso real del polvo. La lectura
proporciona el peso real durante un breve tiempo de algunas décimas
de segundo. Estableciendo el peso mínimo a 0,05 mg por encima del
límite inferior real se reduce el riesgo de un cartucho poco
lleno.
10. Los parámetros asociados con el ciclo de
llenado incluyen la ganancia proporcional del servobucle de llenado,
la ganancia integral del servobucle de llenado que se activa, por
ejemplo, a 10 mg por debajo del peso destino, y la velocidad de
varilla máxima permitida durante un ciclo de llenado. La velocidad
de la varilla puede controlarse especificando un índice de
velocidad entre 0 y 50. La velocidad de la varilla en revoluciones
por minuto como una función del índice de velocidad de la varilla
tiene la característica de que es relativamente lineal para valores
bajos del índice de velocidad de varilla y después aumenta
radicalmente a la velocidad de varilla máxima. Esta característica
proporciona un control más preciso a velocidades más bajas que ha
velocidades más altas y permite que la varilla se mueva más rápido
durante el 70 por ciento inicial del ciclo de llenado para llenar
rápidamente el cartucho hasta el 90 por ciento de su peso de
llenado. La velocidad máxima de la varilla es normalmente de 5
revoluciones por segundo aproximadamente. Más allá de esa velocidad
existe el riesgo de que el polvo quede tan compacto que haya que
extraer y limpiar el dispensador para restaurar las características
iniciales del flujo de polvo.
Un factor de agitación controla el movimiento de
vaivén de la varilla de alimentación cuando gira, si está permitida
la agitación. En esta realización, la proporción de la rotación de
avance con respecto a la rotación inversa es de dos. Por tanto, la
varilla de alimentación rota 2n pasos hacia delante y n pasos hacia
atrás, basándose en el valor del factor de agitación. Por lo tanto,
por ejemplo, un factor de agitación de 500 representa 1000 pasos
hacia delante y 500 pasos hacia atrás, mientras que un factor de
agitación de 1 representa 2 pasos hacia delante y 1 paso hacia
atrás. En otras realizaciones, la proporción de la rotación de
avance con respecto a la rotación inversa puede tener un valor
diferente de dos y/o puede programarse.
11. Una función de servocontrol de tiempo de
llenado ajusta el índice máximo de la velocidad de la varilla en
proporción al tiempo que ha estado a velocidad máxima durante el
último ciclo de llenado. El tiempo que ha estado a velocidad máxima
es una buena indicación del nivel de fluidez del polvo. Si el tiempo
real a la velocidad máxima es mayor que el establecido, entonces el
controla incrementa el índice de velocidad máxima de la varilla
para acelerar el llenado. Por el contrario, si el tiempo real a la
velocidad máxima es menor que el establecido, se disminuye el
índice de velocidad máxima de la varilla para mantener un tiempo de
proceso constante. Aunque un llenado lo más rápido posible parece
deseable, existe el riesgo de compactar el polvo, de atascar los
dispensadores o de llenar en exceso los cartuchos.
Los parámetros del módulo 54 de dispensación de
polvo están interrelacionados de la siguiente manera. Un mayor
control del llenado excesivo está disponible cuando se dispensan
tamaños más pequeños de aglomerados de partículas en el cartucho.
Acelerando la varilla se aumenta los caudales pero el polvo se
comprime en aglomerados de gran tamaño. Los aglomerados de gran
tamaño aumentan el flujo pero son más proclives a un llenado
excesivo en los últimos segundos de llenado. Un depósito grande de
polvo ahorra tiempo de carga en el dispensador, pero comprime el
polvo en aglomerados de gran tamaño y requiere más acondicionamiento
del polvo antes del llenado. La agitación desmenuza los aglomerados
de gran tamaño para un llenado más preciso, pero reduce el caudal.
Acondicionando el polvo antes del llenado se aumenta la consistencia
del llenado, pero se incrementa el tiempo de llenado
global.
global.
Una realización del ciclo de llenado de los
cartuchos se describe con referencia a las figs. 18 y 19. El ciclo
de llenado se describe con referencia a un ejemplo de llenado de
cartuchos con una dosis de 10 mg de micropartículas de Technosphere
en 10 segundos. Debe entenderse que pueden utilizarse diferentes
parámetros para diferentes pesos de llenado, diferentes morfologías
de polvo, diferentes tiempos de llenado y diferentes condiciones
ambientales. El ciclo de llenado de cartuchos puede ejecutarse
mediante el procesador 210 de control y el controlador 200 de los
dispensadores.
Los procesadores de control de los
dispensadores, junto con el ordenador de supervisión, contrastan
todos estos factores de control con los valores de peso de llenado,
leídos 20 veces por segundo, mientras que los dispensadores llenan
los cartuchos. Estos datos, cuando se comparan con los ciclos de
dispensación ideales, proporcionan retroalimentación para favorecer
una consistencia, fluidez, y cohesión del polvo mejoradas, la
eficacia del medicamento en los pacientes y un control de calidad
global. Debe entenderse que los valores referentes al peso pueden
leerse más de 20 veces o menos de 20 veces por segundo dentro del
alcance de la invención.
Haciendo referencia a la fig. 18, los parámetros
de control para el funcionamiento del módulo de dispensación pueden
fijarse en la etapa 250. Por ejemplo, inicialmente, la agitación
está desactivada. Los parámetros de control de las válvulas pueden
fijarse de manera que el rastrillaje se lleve a cabo durante dos
segundos después de una nueva carga de polvo, el índice de
velocidad se fija a 44, se activa la apertura automática y se fija
a dos segundos un rastrillaje automático después del cierre. Los
parámetros de llenado pueden incluir un ajuste de 8,8 mg, en el que
se inicia un control proporcional, el peso de llenado destino puede
fijarse a 10,0 mg, la ganancia proporcional puede fijarse a 1,0, la
ganancia integral puede fijarse a 0,03, y el índice de velocidad
máxima de la varilla puede fijarse a 41 (dos revoluciones por
segundo). El factor de agitación puede fijarse a 50, y el
servocontrol de tiempo de llenado puede fijarse a 10,0 segundos. Un
ionizador bipolar puede activarse para cargar y neutralizar el
módulo de dispensación de polvo y el cartucho.
En la etapa 254, la tolva 156 de dispensación se
llena con polvo mediante la operación del sistema 32 de transporte
de polvo. El polvo se suministra al bloque 50 de matriz mediante el
aireador 72 de polvo. El polvo se suministra a través de los
canales del bloque 50 de matriz a cada uno de los módulos 54 de
dispensación de polvo. Cuando el polvo sobrante atraviesa el bloque
50 de matriz y se detecta por el detector de nivel de llenado de
dispensación del colector 84 de aspiración, la carga de los módulos
54 de dispensación termina y el sistema de transporte de polvo se
desactiva. La tolva 156 de dispensación puede rastrillarse durante
el ciclo de llenado de tolva para extraer grandes espacios de aire
e inconsistencias en lecho de polvo.
El conjunto 74 de tolva se llena por el operador
o por otro sistema de inyección automática. El mecanismo de ayuda
al flujo rota para desmenuzar el nuevo polvo comprimido. Los
rodillos de aglomeración rotan para suministrar polvo en
aglomerados de gran tamaño a la válvula de vaciado del aireador 72.
Un detector de nivel de válvula de vaciado indica que la válvula de
vaciado está llena para detener los rodillos de aglomeración. El
conjunto soplador 70 rota aproximadamente a 3500 rpm para hacer
circular el gas por todo el sistema. La escoba neumática rota como
preparación al suministro de polvo mediante la válvula de vaciado.
La válvula de derivación está fijada al 50% para facilitar el
transporte de gas de corrientes de aire y de polvo.
La válvula de vaciado rota en incrementos de 10
grados por segundo para suministrar gradualmente polvo a las
cámaras de la escoba neumática. A medida que el polvo se vuelve
disponible para la escoba neumática, los aglomerados de pequeño
tamaño ascienden a través de tubos ascendentes hacia el interior de
la cámara de llenado de dispensador. En este punto, gran parte del
llenado se produce en las últimas posiciones de los dispensadores.
Después de que haya terminado el ciclo de la válvula de vaciado, la
válvula de traspaso rota para una derivación del 0% por ciento en
incrementos de 10 grados por segundo para establecer gradualmente la
presión máxima de la escoba neumática. Esto transporta todo, salvo
los aglomerados más pesados, hacia el interior de la cámara de
dispensación y llena las filas centrales de los módulos de
dispensación. Por último, el conjunto soplador 70 aumenta la
velocidad hasta 8000 rpm para transportar el resto del polvo desde
la cámara de la escoba neumática hasta las primeras filas de los
módulos de dispensación.
A medida que estos ciclos de llenado continúan,
las tolvas de dispensación se llenan. El conjunto soplador 70 en
combinación con la válvula de derivación iguala la altura del lecho
de dispensación a través de los módulos de dispensación retirando
el polvo desde los picos altos, haciendo circular el polvo fino a
través del sistema y depositando el polvo en zonas de baja presión
del lecho de polvo entre los picos.
En la etapa 258, un cartucho se coloca debajo de
la boquilla 158 de dispensación y sobre la célula de detección de
peso. Tal y como se ha descrito anteriormente, una bandeja de
cartuchos está colocada entre la matriz de módulos 54 de
dispensación de polvo y el módulo 34 de detección. En la etapa 260,
el cartucho se llena con la dosis de polvo prescrita. El ciclo de
llenado se describirá posteriormente con relación a la fig. 19. En
la etapa 262, se cierra la válvula de llenado y se detiene la
rotación de la varilla de alimentación.
En la etapa 264, se toma la determinación de si
la tolva de dispensación necesita rellenarse. Si la tolva de
dispensación necesita rellenarse, el proceso vuelve a la etapa 254.
Si la tolva de dispensación no necesita rellenarse, el proceso
vuelve a la etapa 256. En el presente ejemplo, la tolva de
dispensación puede rellenarse después de cuatro dosis de 10,0 mg.
Debe entenderse que el rellenado de la tolva de dispensación puede
iniciarse después de más de cuatro o después de menos de cuatro
ciclos de llenado de cartucho, dependiendo por ejemplo de la
capacidad de la tolva de dispensación y de la cantidad de polvo
dispensado en cada ciclo de llenado. La tolva de dispensación se
rellena en la etapa 254. Si no se requiere el rellenado, el proceso
avanza con el ciclo de llenado para el siguiente cartucho en la
etapa 256. En el presente ejemplo, la tolva de dispensación
contiene una cantidad de polvo suficiente para veinte dosis de 10,0
mg. En algunas realizaciones, el proceso de llenado depende de la
altura del polvo en la tolva de dispensación para crear una cabeza
fluídica de polvo seco y para ayudar al flujo de polvo inducido por
la gravedad. Sin una cabeza fluídica adecuada, el tiempo de llenado
aumenta más allá del límite de tiempo de llenado. Pueden usarse
otras técnicas para determinar si se requiere el rellenado de la
tolva 156 de dispensación. Por ejemplo, si se dispensa una cantidad
muy pequeña o no se dispensa ninguna cantidad de polvo durante el
ciclo de llenado de cartuchos, puede suponerse que se requiere el
rellenado de la tolva 156 de dispensación.
Una realización del ciclo de llenado de
cartuchos se muestra en la fig. 19. Una operación inicial es poner
a cero la célula de detección en la etapa 280. La operación de
puesta a cero resta el peso del cartucho vacío de la lectura de la
célula de detección de manera que la célula de detección lee cero o
casi cero al principio del ciclo de llenado. El circuito de control
espera 0,5 segundos para que la célula de detección finalice su
ciclo de puesta a cero y continúa con la operación
\hbox{de
llenado si la célula de detección lee menos de 0,02 mg. En caso
contrario, se repite el ciclo de puesta a cero.}
En la etapa 282, se abre la válvula 180 de
llenado. Tal y como se describirá posteriormente, la abertura de la
válvula de llenado puede estar ligeramente desplazada con respecto a
la boquilla 158 de dispensación para garantizar una operación
constante.
En la etapa 284, la varilla de alimentación rota
en el sentido opuesto a las agujas del reloj para el llenado.
Normalmente, el llenado real empieza después de 2 segundos
aproximadamente, tiempo necesario para transportar una cantidad de
polvo suficiente para reiniciar el flujo del polvo después del
rastrillaje. Inicialmente, la varilla de alimentación rota a la
velocidad máxima especificada durante la configuración del módulo de
dispensación. La altura del polvo dispensado en el cartucho se
supervisa durante el llenado.
En la etapa 286, se toma la determinación de si
el peso detectado actual es mayor que el peso seleccionado en el
que se inicia un control proporcional. En el ejemplo de una dosis de
10 mg, el peso seleccionado puede ser de 8,8 mg. Si el peso
detectado no es mayor que el peso seleccionado, el proceso vuelve a
la etapa 284 y la rotación de la varilla de alimentación continúa a
velocidad máxima. Si el peso detectado es mayor que el peso
seleccionado, el servocontrol de la velocidad de la varilla se
utiliza en la etapa 288. Se determina un error inicial como el peso
destino menos el peso seleccionado en el que se inicia el
servocontrol. En el ejemplo anterior, el error inicial es 10,0 -
8,8 = 1,2 mg. La velocidad de la varilla se controla de la siguiente
manera:
\text{nuevo
índice de velocidad de varilla} = ((\text{error actual/error
inicial}) * \text{ganancia proporcional} * \text{índice
máximo}) +(\text{ganancia integral} * \text{tiempo
transcurrido}).
En esta realización, el circuito de control
establece la velocidad de la varilla basándose en el error actual
20 veces por segundo. El error actual se determina como el peso
destino menos el peso detectado actual. Para un error actual de 0,6
mg, que es la mitad del error inicial en el ejemplo anterior, la
velocidad de la varilla se reduce desde el índice máximo de 41
hasta un índice de 20. Debido a la no linealidad de la curva de
índice-velocidad, la velocidad real de la varilla
es inferior a la mitad de la velocidad inicial. Tal y como se ha
indicado anteriormente, la curva índice-velocidad
es lineal a cero, donde se necesita gran parte del control. El valor
de ganancia proporcional permite variar la cantidad de cambio de
velocidad en función del error. El tiempo transcurrido se activa
cuando el peso detectado actual es mayor que el peso destino menos
1,0 mg. La ecuación del error proporcional reduce la velocidad de
la varilla basándose en una proporción fija del peso real con
respecto al peso deseado. Hay momentos de muy baja velocidad, cuando
falta poco para el peso destino, en los que la velocidad de la
varilla no es adecuada para producir un flujo de polvo. Si no se
controla, el ciclo de llenado se llevaría a cabo durante un tiempo
excesivo y no se podría obtener el peso destino. El factor de
ganancia integral incrementa la velocidad acumulando el tiempo
transcurrido y multiplicando el tiempo transcurrido por el factor
de ganancia integral. Este factor incrementa la nueva velocidad de
la varilla y obliga a que la varilla rote más rápido para superar
la pérdida de velocidad del llenado.
Haciendo referencia de nuevo a la fig. 19, el
peso detectado actual se compara con el peso mínimo en la etapa
290. Si el peso detectado actual es menor que el peso mínimo, el
servocontrol de la velocidad de la varilla continúa en la etapa
288. Si el peso detectado actual es igual o mayor que el peso
mínimo, el peso detectado actual se compara con el peso máximo en
la etapa 292. Si el peso detectado actual es mayor que el peso
máximo, en la etapa 294 se determina que el cartucho se ha llenado
en exceso. Si el peso detectado actual no es mayor que el peso
máximo, el ciclo de llenado finaliza y el proceso vuelve a la etapa
262 de la fig. 18.
En la etapa 262, el circuito de control puede
ajustar el servocontrol. Si el tiempo de llenado fue superior a 11
segundos, el circuito de control puede aumentar el índice de
velocidad máxima en uno. Si el tiempo de llenado fue inferior a
nueve segundos, entonces el circuito de control puede disminuir el
índice de velocidad máxima en uno. Este control trata de mantener
un tiempo de llenado constante de 10 segundos.
Preferentemente, el miembro 190 de válvula está
situado de tal manera que la abertura 191 de válvula está
desplazada con respecto al extremo inferior del conducto ahusado 154
cuando la válvula 180 de llenado está en la posición abierta. Más
en particular, el miembro 190 de válvula está desplazado de manera
que la abertura 191 de válvula está en una posición posterior con
respecto al conducto ahusado 154. Por lo tanto, la abertura 191 de
válvula está desplazada hacia la posición cerrada de la válvula.
Además, el miembro 190 de válvula rota en un sentido durante la
apertura y el cierre de la válvula para compensar cualquier
histéresis en el tren de accionamiento. Por tanto, por ejemplo, el
miembro 190 de válvula puede rotar en el sentido de las agujas del
reloj para abrir la válvula y puede rotar adicionalmente en el
sentido de las agujas del reloj para cerrar la válvula. Esta
operación reduce el riego de un llenado no constante o de un llenado
excesivo que pueda producirse por un desplazamiento no controlado
entre el miembro 190 de válvula y el conducto 154 de conducto
ahusado en la posición abierta.
Cualquier desplazamiento entre la abertura 191
de válvula y el conducto ahusado 154 en la posición abierta produce
un pequeño estante en la parte superior del miembro 190 de válvula
que puede acumular el polvo. Si la abertura 191 de válvula está en
una posición adelantada con respecto al conducto ahusado 154,
cualquier cantidad de polvo en el estante se expulsa cuando se
cierra la válvula, llenando en exceso posiblemente de este modo el
cartucho. Cuando la abertura 191 de válvula está en una posición
posterior con respecto al conducto ahusado 154, la válvula se
cierra sin expulsar ninguna cantidad de polvo del estante. El polvo
se expulsa cuando la válvula se abre para el siguiente cartucho, y
el polvo expulsado se mide mediante la célula de detección.
El módulo 54 de dispensación de polvo y su
funcionamiento se han descrito con relación a realizaciones para
dispensar una cantidad específica de micropartículas de Technosphere
en un tiempo especificado. Debe entenderse que puede utilizarse una
variedad de diferentes estructuras de módulos de dispensación y
protocolos de funcionamiento en la presente invención. Por ejemplo,
la varilla de alimentación puede utilizar diferentes estructuras,
tales como diferentes configuraciones de barras, diferentes
configuraciones de alambres, y en algunas realizaciones puede no
requerirse alambres. Pueden utilizarse diferentes números de
alambres en forma de hélice y de alambres en forma de cheurón.
Pueden utilizarse diferentes elementos de descarga. La varilla de
alimentación puede utilizar un mecanismo de alimentación diferente,
tal como un mecanismo de tornillo, para dispensar el polvo. Puede
utilizarse cualquier mecanismo de válvula de llenado adecuado para
controlar la dispensación del polvo. En lo que respecta al
funcionamiento, puede utilizarse cualquier protocolo de
funcionamiento que consiga parámetros de funcionamiento deseados.
Por ejemplo, puede utilizarse cualquier movimiento adecuado de la
varilla de alimentación, tal como rotación, movimiento de vaivén, o
vibración. La velocidad de movimiento puede ser fija o variable, o
una combinación de las mismas. La Agitación, el control
proporcional, el control integral y otras técnicas de control
pueden utilizarse por separado o de manera combinada según sea
necesario. El módulo de detección puede configurarse para
proporcionar valores detectados a cualquier velocidad deseada dentro
de las capacidades del módulo de detección. En general, el módulo
54 de dispensación de polvo debe presentar una estructura compacta
para permitir su montaje en una matriz como la descrita
anteriormente y debe configurarse para dispensar una cantidad de
polvo deseada en un intervalo de tiempo especificado como respuesta
a un circuito de control que recibe valores detectados desde un
módulo de detección, tal como el detector de peso en la realización
descrita anteriormente.
Tal y como se muestra en las figs. 20 y 21, el
módulo 34 de detección puede incluir conjuntos 110 de detección
montados en el alojamiento 100 de detección. En la realización
ilustrada, cada conjunto 110 de detección incluye dos células 114
de detección. Los conjuntos 110 de detección están montados en el
alojamiento 100 de detección de manera que las células 114 de
detección están situadas para pesar los cartuchos 20 de la bandeja
22 de cartuchos. En una realización, las células 114 de detección
están montadas en una matriz 6x8 en centros de 2,54 cm (una
pulgada). En esta realización se utilizan 24 conjuntos 110 de
detección, incluyendo cada uno dos células 114 de detección, para
proporcionar una matriz de 48 células de detección.
Cada conjunto 110 de detección presenta una
configuración vertical en la que dos células de detección están
empaquetadas juntas. Los componentes mecánicos de detección de peso
están situados en la parte superior del conjunto, el sistema de
circuitos electrónicos está situado debajo de los componentes
mecánicos y un conector 300 eléctrico está situado en la parte
inferior del conjunto 110 de detección.
El alojamiento 100 de detección incluye una
placa 310 de colocación de detectores, una envoltura 312 de
detectores, una bandeja 314 de detectores y un conjunto 316 de
espiga de guiado. La placa 310 de colocación incluye una matriz de
aberturas que coinciden con las posiciones de los cartuchos 20 de la
bandeja 22 de cartuchos, de manera que las células 114 de detección
se sitúan de manera precisa con respecto a los cartuchos 20. El
conjunto 316 de espiga de guiado permite que la placa 310 de
colocación se sitúe sobre los conjuntos 110 de detección sin dañar
las sondas 112 sensitivas o las células de detección. La bandeja 314
de detectores puede incluir una disposición de divisores para
colocar los conjuntos 110 de detección en el módulo 34 de
detección.
El módulo 34 de detección incluye además paneles
330 posteriores de detección que presentan conectores 332 para
acoplarse a los conectores 300 eléctricos de los conjuntos 110 de
detección. En la realización de las figs. 20 y 21, el módulo 34 de
detección incluye dos paneles 330 posteriores, presentando cada uno
12 conectores 332 para alojar un total de 24 conjuntos 110 de
detección. Cada panel 330 posterior de detección puede incluir un
sistema de circuitos de control para procesar las señales de los
conjuntos 110 de detección y para comunicarse con los módulos 54 de
dispensación de polvo durante las operaciones de llenado de los
cartuchos.
El módulo 34 de detección puede estar provisto
de una disposición para refrigerar los conjuntos 110 de detección,
incluyendo una rejilla 340 de refrigeración de detectores, un
alojamiento 342 de refrigeración de detectores y colectores 344 y
346 de refrigeración de detectores. El aire de refrigeración puede
dirigirse a través de los colectores 344 de refrigeración de manera
que se proporciona refrigeración por aire forzado a la parte
inferior de módulo 34 de detección, la cual contiene el sistema de
circuitos eléctricos. En la realización de las figs. 20 y 21, los
colectores 344 de refrigeración están acoplados a la bandeja 314 de
detectores y los colectores 346 de refrigeración están acoplados al
alojamiento 342 de refrigeración. Con esta disposición, el aire de
refrigeración circula hacia el interior del módulo 34 de detección a
través de los colectores 344 de refrigeración, circula a través de
la bandeja 314 de detectores y después desciende hacia el interior
del alojamiento 342 de refrigeración y se expulsa a través de los
colectores 346 de refrigeración. En otra disposición de
refrigeración, los colectores 346 de refrigeración están acoplados a
la bandeja 314 de detectores de manera que el aire de refrigeración
se dirige a través de la bandeja 314 de detectores. Las aberturas no
utilizadas de la bandeja 314 de detectores pueden cerrarse por
placas 348 de recubrimiento. Cada uno de los colectores 344 y 346
de refrigeración puede incluir pasos internos que proporcionan un
flujo de aire uniforme a través del módulo de detección. Además,
los colectores 344 y 346 de refrigeración pueden incluir elementos
de detección de temperatura para supervisar la temperatura del
módulo de detección.
Una primera realización de la sonda de detección
de peso que proporciona una interfaz entre la célula de detección
de peso y el cartucho 20 se muestra en la fig. 22. La sonda 112
incluye un cuerpo principal 360 que incluye un poste 362 que está
enganchado a la célula de detección, una cabeza 364 y un receptáculo
366 en forma de vaso que acumula la suciedad y las partículas del
polvo de la bandeja. La sonda 112 incluye además un faldón 370 para
la suciedad que desvía la suciedad y las partículas de polvo lejos
de la célula de detección y espigas 372 para engancharse a y
soportar un cartucho 20. Las tres espigas 372 están separadas
equidistantemente en intervalos de 120 grados y están diseñadas
para doblarse elásticamente y después volver a sus posiciones
originales. Además, las espigas están diseñadas para combarse en
una condición de sobrecarga para proteger a la célula de detección.
En la realización de la fig. 22, las espigas 72 pueden desmontarse
para cambios en la altura de las espigas para diferentes diseños de
la bandeja de cartuchos. La pequeña área de sección transversal de
las espigas reduce los efectos aerodinámicos de las corrientes
térmicas que pueden añadir fuerzas de carga de empuje a mediciones
de peso en microgramos precisas.
Una segunda realización de la sonda de detección
de peso que proporciona una interfaz entre la célula de detección
de peso y un cartucho 20 se muestra en la fig. 23. Una sonda 112a
incluye un cuerpo principal 380, que incluye un poste 382, una
cabeza 384 y un una copa 386. El una copa 386 acumula la suciedad y
las partículas de polvo de la bandeja. Un faldón 390 para la
suciedad desvía la suciedad y las partículas de polvo lejos de la
célula de detección. En la realización de la fig. 23, la sonda 112a
incluye espigas 392 que están formadas de manera solidaria con la
cabeza 384. Cada una de las espigas 392 está reforzada con una placa
de refuerzo radial. Esta configuración añade rigidez estructural a
las espigas dispuestas en vocalizo de manera vertical. Esta
configuración también reduce la vibración y el desplazamiento en las
puntas de las espigas, amortiguando de este modo el efecto de
diapasón.
Una primera realización del aireador 72 de polvo
se muestra en las figs. 24 a 27 y 28A a 28C. Una segunda
realización del aireador 72 de polvo se muestra en las figs. 29 a
32. El aireador 72 de polvo incluye un bloque 500 de colector que
define una entrada 78 de gas, una entrada 80 de polvo y orificios 82
de salida de polvo. Tal y como se ha descrito anteriormente, la
entrada 78 de gas está conectada a través de un tubo 76 al conjunto
70 de soplado, el conjunto 74 de tolva está montado en la entrada 80
de polvo, y los orificios 82 de salida de polvo están conectados a
canales respectivos del bloque 50 de matriz. El aireador 72 de polvo
puede incluir una escoba neumática 510 para suministrar el polvo a
través de tubos 512 de subida a los orificios 82 de salida de polvo
y una válvula 520 de vaciado para suministrar una cantidad de polvo
a la escoba neumática 510 desde la entrada 80 de polvo. En la
realización de las figs. 24 a 27 y 28A a 28C, cuatro tubos 512 de
subida en el bloque 500 de colector conectan la escoba neumática
510 a los orificios 82 de salida de polvo. El aireador 72 de polvo
incluye además una válvula 524 de traspaso que dirige el gas de
transporte recibido a través de la entrada 78 de gas hacia la
escoba neumática 510 y hacia un colector 526 de derivación en una
proporción deseada. El gas de transporte dirigido a través del
colector 526 de derivación se hace fluir a través de los orificios
82 de salida de polvo hacia el bloque 50 de matriz para transportar
el polvo hacia los módulos 54 de dispensación de polvo montados en
cada canal del bloque 50 de matriz.
La escoba neumática 510 incluye un tubo 530 de
aireación generalmente cilíndrico que presenta un interior hueco y
que está provisto de boquillas 532 de descarga. El tubo 530 de
aireación está situado en un diámetro interior en el bloque 500 de
colector. Las boquillas 532 de descarga pueden formarse en un patrón
helicoidal en el tubo 530 de aireación y pueden ser aproximadamente
tangenciales con respecto a una superficie cilíndrica del tubo 530
de aireación. Los divisores 534 están separados a lo largo del tubo
530 de aireación y definen cámaras anulares 542 correspondientes a
los respectivos tubos 512 de subida. Además, la escoba neumática 510
incluye álabes 590 fijados a los divisores 534 y separados
alrededor de las cámaras anulares 542. La combinación de las
boquillas 532 de descarga y de los álabes 590 proporciona un
transporte eficaz de una lechada de polvo hacia el interior del
bloque 50 de matriz. Un elemento 536 de dirección de flujo acoplado
a un extremo del tubo 530 de aireación incluye paletas para ayudar
a desmenuzar aglutinaciones de polvo y dirigir el gas de transporte
desde la válvula 524 de traspaso hacia el interior hueco del tubo
530 de aireación. Un núcleo 538 de aireación presenta un contorno
para ayudar a igualar el flujo del gas de transporte a través de las
boquillas 532 de descarga. Un motor 540 hace que el tubo 530 de
aireación y el elemento 536 de dirección de flujo roten dentro del
bloque 500 de colector. El motor 540 puede presentar una velocidad
variable y hace rotar la escoba neumática 510 a una velocidad
relativamente alta, por ejemplo a 3500 rpm, para el transporte de
una lechada de polvo.
La válvula 520 de vaciado incluye un núcleo 550
cilíndrico que presenta cavidades 552 diametralmente opuestas. El
núcleo 550 está montado en un diámetro interior en el bloque 500 de
colector encima de la escoba neumática 510 y está conectado a un
motor 554 para rotar alrededor de su eje central. El núcleo 550 está
colocado por el motor 554 con una de las cavidades 552 orientada
hacia arriba hacia la entrada 80 de polvo. El polvo se suministra
mediante el conjunto 74 de tolva a través de la entrada 80 de polvo
para llenar o para llenar parcialmente la cavidad 552. Después, el
núcleo 550 rota 180º haciendo que el polvo se transporte hacia el
interior de las cámaras anulares 542 alrededor del tubo 530 de
aireación. La cantidad máxima de polvo suministrada en una única
operación de la válvula 520 de vaciado está definida por el volumen
de la cavidad 552.
La válvula 524 de traspaso incluye un elemento
560 de válvula montado en un diámetro interior en el bloque 500 de
colector y un accionador 562 de válvula para hacer rotar el elemento
560 de válvula alrededor de su eje central. El elemento 560 de
válvula puede configurarse como un cilindro hueco que presenta un
orificio 564 de entrada y orificios 566 y 568 de salida en
posiciones circunferenciales seleccionadas. Los orificios 564, 566
y 568 pueden estar provistos de paletas para bloquear y desmenuzar
aglutinaciones de polvo. Mediante un ajuste apropiado del elemento
50 de válvula, el gas de transporte recibido a través de la entrada
78 de gas puede desplazarse en proporciones deseadas a través de la
escoba neumática 510 y a través del colector 526 de derivación. En
una realización, la válvula 524 de traspaso está ajustada durante el
suministro de polvo al bloque 50 de matriz. En otra realización, la
válvula 524 de traspaso presenta una posición fija durante el
suministro de polvo al bloque 50 de matriz.
El aireador 72 de polvo puede incluir además
enderezadores 570 de flujo y un elemento 572 de flujo contorneado
para ayudar a proporcionar un flujo uniforme de gas de transporte a
través de cada uno de los orificios 82 de salida de polvo. Cada
orificio 82 de salida puede estar configurado como una cavidad de
descarga adaptada al extremo de entrada de uno de los canales 60a a
60h. El colector 526 de derivación suministra gas de transporte a
la parte superior de cada cavidad de descarga, y cada tubo 512 de
subida hace ascender polvo aireado hacia el flujo del gas de
transporte en la cavidad de descarga, tal y como se muestra mejor en
la fig. 28A.
El aireador 72 de polvo sirve como la interfaz
entre el conjunto 74 de tolva, el bloque 50 de matriz y el conjunto
70 de soplado. El aireador 72 de polvo recibe polvo nuevo desde el
conjunto 74 de tolva y recibe polvo recirculado desde el conjunto
70 de soplado. El polvo nuevo se recibe a través de la válvula 520
de vaciado, y el polvo recirculado se recibe a través de la entrada
78 de gas y se distribuye mediante la válvula 524 de traspaso hacia
la escoba neumática 510 y el colector 526 de derivación según la
posición de la válvula 524 de traspaso.
La segunda realización del aireador 72 de polvo
mostrado en las figs. 29 a 32 es similar al aireador de polvo
mostrado en las figs. 24 a 27 y 28A a 28C, excepto en lo siguiente.
Tal y como se muestra mejor en las figs. 31 y 32, la escoba
neumática 510 incluye de manera similar divisores 534a que están
separados a lo largo del tubo 530 de aireación y que definen
cámaras anulares correspondientes a los tubos de subida respectivos
en el bloque 500 de colector. La escoba neumática 510 de la segunda
realización no incluye álabes separados alrededor de las cámaras
anulares. Además, el aireador de polvo de las figs. 29 a 32 está
provisto de un motor 540a que hace rotar a la escoba neumática 510
a una velocidad relativamente baja, por ejemplo de 1 a 10 rpm, para
transportar aerosol en polvo.
Los componentes de aireador 72 de polvo incluyen
la escoba neumática 510, la válvula 520 de vaciado y la válvula 524
de traspaso. Además, el colector 526 de derivación, el elemento 572
de flujo y los enderezadores 570 de flujo se utilizan para igualar
el flujo de gas dentro de cada canal del bloque 50 de matriz. La
escoba neumática 510, la válvula 524 de traspaso y la válvula 520
de vaciado se accionan mediante motor y están controladas por un
ordenador de control del sistema.
La válvula 524 de traspaso canaliza el gas de
transporte entrante en dos direcciones: hacia el colector 526 de
derivación y hacia la escoba neumática 510. La válvula cilíndrica
giratoria presenta ranuras longitudinales para canalizar flujos
mientras mantiene una pérdida hidráulica relativamente constante,
favoreciendo de este modo una descarga estable.
La escoba neumática 510 presenta varios
elementos. Las paletas de canalización de entrada del elemento 536
de dirección de flujo cambian la dirección del gas de transporte
entrante de una manera eficiente y con menos pérdidas, mientras
crean un sistema de impactadores que bloquea y elimina aglomerados
sueltos antes de que atasquen aguas abajo las boquillas 532 de
descarga. Las boquillas tangenciales 532 de descarga de gas, que
presentan preferentemente una configuración de doble hélice, están
dispuestas a lo largo de la longitud del tubo 530 de aireación. La
escoba neumática 510 está dividida en cuatro cámaras anulares 542.
El polvo de medicamento que se suministra desde la válvula 520 de
vaciado se airea en cámaras anulares 542. Las boquillas 532
tangenciales de descarga airean y barren de manera eficaz el polvo
de medicamento de las paredes de las cámaras. La válvula 524 de
traspaso permite que las dos corrientes de gas de transporte se
controlen de manera inversa, es decir, una puede incrementarse
mientras la otra se reduce. Esta función de control permite que el
polvo de medicamento dé vueltas dentro de las cámaras anulares 542
para formar el tamaño de aglomerado promedio natural. Después, el
flujo de gas de transporte puede aumentarse de manera constante para
transportar hacia arriba la lechada de polvo aireado a través de
los tubos 512 de subida hacia el interior de los canales del bloque
50 de matriz, llenando los canales del bloque de matriz en un
proceso de deposición de partículas controlado. Este proceso de
transporte aprovecha la morfología de polvo no deseada del polvo que
se aglomera de manera natural y lo lleva a un estado de aglomerado
por el que puede transportarse de manera eficaz y neumática.
Los tubos 512 de subida cruzan la cavidad de
descarga de cada orificio 82 de salida. En este momento, el gas de
transporte horizontal desvía la lechada de polvo emergente y
ascendente y la hace descender hacia el interior de los canales del
bloque 50 de matriz. Este proceso crea las condiciones para el
proceso de deposición de partículas controlado.
El aireador 72 de polvo recibe una cantidad
conocida de polvo desde el conjunto 74 de tolva. El polvo se recoge
en la válvula 520 de vaciado. La válvula 520 de vaciado aísla el gas
de transporte del conjunto 74 de tolva. Además, la válvula 520 de
vaciado transfiere el polvo a través de este interbloqueo de gas
hacia la escoba neumática 510. La válvula 520 de vaciado puede
presentar una capacidad opcional de hacer una medición de peso
aproximada de la cantidad inicial de polvo de medicamento depositada
en el sistema desde el conjunto 74 de tolva. La medición del peso
puede realizarse mediante una célula de carga situada en la cavidad
552 de la válvula 520 de vaciado. La medición aproximada del peso
puede utilizarse como un control de retroalimentación para el
conjunto 74 de tolva y también como datos para supervisar las
velocidades de dispensación del polvo a granel.
La escoba neumática 510 fluidifica, dispersa y
arrastra polvo de medicamento en un gas de transporte en las
cámaras anulares 542. Las boquillas 532 de descarga tangenciales, en
una configuración helicoidal, suministran gas de transporte
mediante a las cámaras 542. La configuración helicoidal puede
incluir una o más hélices, tal como una doble hélice. Además, la
escoba neumática 510 incluye paletas de canalización de gas en el
elemento 536 de dirección de flujo que dirigen el gas de manera
eficaz hacia el interior del tubo 530 de aireación y que actúan
como impactadores para reducir los aglomerados de gran tamaño antes
de que lleguen a las boquillas 532 de descarga.
La válvula 524 de traspaso divide el gas de
transporte entrante entre la escoba neumática 510 y el colector 526
de derivación. La válvula 524 de traspaso está configurada para
impedir cualquier condición de flujo con remolinos turbulentos
dentro de un diseño compacto. La válvula presenta orificios de flujo
ranurados para optimizar y controlar el flujo de gas. La válvula de
traspaso se utiliza para controlar el transporte de la lechada de
polvo aglomerado y aireado hacia el interior de los canales 60a a
60h del bloque 50 de matriz.
El elemento 572 de flujo contorneado está
situado dentro del colector 526 de derivación para mejorar la
geometría de flujo del conducto. Cuando el gas de derivación fluye
desde la válvula 524 de traspaso hacia el interior del colector 526
de derivación, es preferible crear patrones de flujo isocinéticos
para impedir la formación de condiciones de zona de estancamiento
de flujo turbulento o de flujo interrumpido.
Los enderezadores 570 de flujo incluyen paletas
que regulan el flujo de gas limitando y enderezando el flujo de gas
a medida que se descarga hacia el interior de la cavidad 580 de
descarga. Alterando la separación entre las paletas, es posible
conseguir caudales uniformes a través de cada uno de los canales 60a
a 60h del bloque 50 de matriz.
Una primera realización del conjunto 74 de tolva
se muestra en las figs. 33 y 34. Tal y como se muestra en las figs.
33 y 34, el conjunto 74 de tolva incluye un cuerpo 600 de tolva que
define un depósito 610 de polvo, para almacenar un suministro de
polvo, y una salida 612 de polvo que está acoplada a la entrada 80
de polvo del aireador 72 de polvo. El conjunto 74 de tolva puede
estar provisto de una tapa 614 articulada y de un mecanismo 620 de
ayuda al flujo. El mecanismo 620 de ayuda al flujo puede incluir una
bobina 622 helicoidal situada dentro del depósito 610 de polvo y un
motor 624 para hacer rotar la bobina 622. El conjunto 74 de tolva
puede incluir además un granulador 630 en una parte inferior del
depósito 610 de polvo. El granulador 630 puede incluir un primer
rodillo 632 de aglomeración acoplado a un primer motor 634 y un
segundo rodillo 636 de aglomeración acoplado a un segundo motor
638. Cada uno de los rodillos 632 y 636 de aglomeración está
provisto de una pluralidad de espigas 640 que se extienden de manera
radial desde el rodillo respectivo. En una realización, la
ubicación de las espigas 640 en cada uno de los rodillos 632 y 636
define uno o más patrones helicoidales. Además, los rodillos 632 y
636 de aglomeración pueden presentar centros huecos y pueden estar
provistos de orificios de aire que se conectan con los centros
huecos. Conectores 650 de gas en los extremos de los rodillos 632 y
636 pueden conectarse a una fuente de aire presurizado. El flujo de
aire a través de los orificios en los rodillos 632 y 636 ayuda a
airear el polvo que está suministrándose al sistema.
En funcionamiento, después de que el depósito
610 de polvo se haya llenado hasta el nivel del detector de nivel
de tolva, el primer y el segundo rodillo 632 y 636 de aglomeración
rotan provocando la aglomeración del polvo y descargando el polvo
aglomerado a través de la salida 612 de polvo hacia el aireador 72
de polvo. En una realización preferida, los rodillos 632 y 636 de
aglomeración rotan en sentidos opuestos, con la parte superior de
los rodillos 632 y 636 rotando la una hacia la otra. Sin embargo, el
funcionamiento no se limita a este aspecto. Los rodillos 632 y 636
de aglomeración pueden rotar de manera constante, con un movimiento
de vaivén o con una combinación de un movimiento continuo y de un
movimiento de vaivén, y puede invertirse. El protocolo de rotación
depende de la morfología del polvo. El granulador 630 produce
aglomerados de polvo en un intervalo de tamaño deseado para mejorar
el flujo de polvo desde el conjunto 74 de tolva hacia el interior
del aireador 72 de polvo.
Una segunda realización del conjunto 74 de tolva
se muestra en las figs. 35 y 36. El conjunto de tolva de las figs.
35 y 36 es similar al conjunto de tolva de las figs. 33 y 34,
excepto en lo siguiente. En el conjunto de tolva de las figs. 35 y
36 no se utiliza el mecanismo de ayuda al flujo. Además, el
granulador 630 está implementado con rodillos 632a y 636a de
aglomeración, cada uno de los cuales está provisto de una pluralidad
de discos 660 separados montados en los árboles de los respectivos
rodillos. Los discos 660 pueden estar provistos de muescas 662 que
ayudan a desplazar el polvo hacia abajo a través del depósito 610.
Los discos del rodillo 632a pueden engranarse con los discos del
rodillo 636a.
El polvo a granel puede introducirse en el
depósito 610 de polvo a través de la abertura en la parte superior
del cuerpo 600 de tolva con la tapa 614 abierta. En la segunda
realización del conjunto 74 de tolva mostrado en las figs. 35 y 36,
una lechada de polvo puede introducirse en el depósito 610 de polvo
a través de un accesorio 670 en una parte inclinada del cuerpo 600
de tolva. Los accesorios 672 montados en la parte superior del
cuerpo 600 de tolva proporcionan un escape para el gas de
transporte introducido a través del accesorio 670 con la lechada de
polvo.
El conjunto 74 de tolva es el depósito de polvo
principal y es la etapa en la que el polvo se introduce en el
sistema 32 de suministro de polvo. El conjunto 74 de tolva está
diseñado para polvo altamente cohesivo tal como las micropartículas
de Technosphere. El granulador 630 produce aglomerados de polvo en
un intervalo de tamaño finito. Este acondicionamiento previo mejora
las características de arrastre y de aireación del polvo creando
una mezcla más uniforme de polvo aglomerado de varios tamaños.
Además, el proceso de granulación del polvo airea y mezcla el polvo
que se comprime normalmente por la gravedad cuando está amontonado
dentro del depósito 610 de polvo.
En la región central del depósito 610 de polvo,
el mecanismo 620 de ayuda al flujo hace que el polvo se desplace
hacia abajo o caiga hacia el granulador 630. La necesidad del
mecanismo 620 de ayuda al flujo depende del nivel de cohesión del
polvo. El efecto puede resultar más evidente cuando se aumenta la
concentración del medicamento, tal como un aumento en el contenido
proteico que hace que las partículas se vuelvan más viscosas o
pegajosas.
Una primera realización del conjunto soplador 70
se muestra en las figs. 37 y 38. Tal y como se muestra en las figs.
37 y 38, los componentes del conjunto soplador 70 pueden incluir un
soplador 700 de velocidad variable y un separador ciclónico 702. El
soplador 700 incluye un motor 704 de soplador soportado por un
soporte 706 de motor y un impulsor 708 montado en un alojamiento
710 del soplador. El alojamiento 710 del soplador presenta un
orificio 712 de descarga para suministrar gas de transporte a través
del tubo 76 al aireador 72 de polvo. El colector 84 de aspiración
adaptado está montado en el extremo inferior del alojamiento 710 del
soplador. Tal y como se ha descrito anteriormente, el gas de
transporte se recircula desde el bloque 50 de matriz hasta el
conjunto 70 de soplado. El colector 84 de aspiración incluye
orificios 714a, 714b, 714c y 714d de entrada que están conectados a
canales respectivos del bloque 50 de matriz. El separador ciclónico
702 incluye una sección cilíndrica 84a de alojamiento del colector
84 de aspiración, que está montada en el alojamiento 710 del
soplador, y un recipiente 720 ciclónico montado debajo del colector
84 de aspiración. El separador ciclónico 702, que sirve como un
dispositivo de separación de partículas de gas, recibe aglomerados
de polvo que atraviesan el bloque 50 de matriz sin suministrarse a
los módulos 54 de dispensación de polvo.
Una varilla 724 de inducción porosa está situada
en el centro del recipiente 720 ciclónico y está conectada a un
sistema 730 de acondicionamiento de gas, tal y como se muestra en la
fig. 41 y como se describirá posteriormente. El sistema 730 de
acondicionamiento de gas suministra gas acondicionado a través de la
varilla 724 de inducción porosa para establecer una humedad
relativa controlada de manera precisa dentro del sistema 32 de
suministro de polvo.
En otras realizaciones, el gas acondicionado
puede impulsarse por una válvula hacia el interior del sistema de
bucle cerrado desde una fuente tal como una fuente de valor de agua
pura o una fuente de vapor. La humedad relativa del bucle se
controla detectando el gas en un pequeño bucle de derivación que
está conectado a una cámara de detección para los detectores de
temperatura, presión y humedad relativa. El bucle de derivación
puede estar situado entre el orificio 712 de descarga del soplador y
el colector 84 de aspiración adaptado. En realizaciones
adicionales, el sistema de válvulas impulsado puede configurarse
como un sistema de dos orificios que permite que una cantidad de
gas acondicionado se impulse hacia el interior del sistema de bucle
cerrado, y que una cantidad idéntica o compensatoria del gas de
transporte se descargue fuera del sistema de bucle cerrado.
Una segunda realización del conjunto soplador 70
se muestra en las figs. 39 y 40. El conjunto soplador de las figs.
39 y 40 es similar al conjunto soplador de las figs. 38 y 39,
excepto en lo siguiente. En el conjunto soplador de las figs. 39 y
40 no se utiliza el separador ciclónico. En cambio, un separador 750
de paletas está situado en la sección 84a de alojamiento del
colector 84 de aspiración en el lado de aspiración del soplador. El
separador 750 de paletas, que sirve como un dispositivo de
separación de partículas de gas, presenta una configuración
cilíndrica de paletas 752 separadas por ranuras verticales para la
separación de partículas pesadas del gas de transporte. Un flujo
tangencial del gas de transporte fuera del separador 750 de paletas
elimina las partículas más pesadas, mientras que las partículas más
ligeras y el gas de transporte se desplazan hacia el interior del
separador 750 de paletas y después hacia el impulsor 708. La varilla
724 de inducción está situada en el interior del separador 750 de
paletas en la segunda realización del conjunto 70 de soplado.
El sistema 32 de transporte de polvo en la
presente realización está configurado como un sistema de bucle
cerrado donde el exceso de partículas y de aglomerados se extraen
del bucle de gas de recirculación para impedir que las partículas
atasquen las boquillas 532 de descarga del aireador de polvo. Esto
se consigue mediante el separador ciclónico 702, el separador de
paletas, o mediante cualquier otro dispositivo de separación de
partículas de gas.
El sistema 32 de transporte de polvo está
configurado con un bucle de gas de proceso secundario entre el
dispositivo de separación de partículas de gas y el orificio 712 de
descarga del soplador 700. Este bucle de control puede introducir
gas acondicionado secundario para regular los parámetros ambientales
del gas de transporte de recirculación primario, tales como la
temperatura, la presión, la humedad relativa, los niveles
electrostáticos, las concentraciones de carga de iones, las mezclas
de elementos gaseoso, el sembrado de pequeñas partículas de aerosol,
etc.
El sistema 32 de suministro de polvo de bucle
cerrado se acciona mediante el conjunto 70 de soplado, que es un
híbrido de un soplador impulsor de impulsos acoplado al lado
exterior de un separador ciclónico u otro dispositivo de separación
de partículas de gas. El conjunto soplador 70 forma el mecanismo de
movimiento principal de gas de transporte e incluye un sistema
autolimpiable de filtración de aglomerados de polvo. Además, el gas
de transporte se acondiciona mediante el bucle de proceso secundario
que controla las propiedades de gas del bucle de proceso primario.
Estos dos bucles están anidados entre sí dentro del conjunto 70 de
soplado. El conjunto soplador 70 incluye un impulsor 708 que
presenta una configuración de rueda de álabes con curvas en forma
de voluta entre cada álabe del impulsor. La configuración del
impulsor de rueda de álabes produce ondas de choque dinámicas en
forma de impulsos de presión que descienden por el tubo 76 hacia el
interior del aireador 72. Estas ondas de choque ayudan a
desmenuzar, airear y dispersar el polvo de medicamento
comprimido.
El soplador presenta una capacidad de velocidad
variable y se acciona mediante el motor 704 de soplador. Cuando el
motor 704 funciona más allá de velocidades de funcionamiento
normales, el gas de transporte actúa como un depurador de gas de
recirculación que ayuda a eliminar el polvo residual de los canales
del conducto de bucle cerrado.
La fig. 41 muestra un diagrama de bloques
esquemático del sistema 730 de acondicionamiento de gas. El sistema
730 de acondicionamiento de gas incluye un bucle de tratamiento de
gas segundario que es diferente del sistema de bucle cerrado para
la recirculación del gas de transporte y el suministro de polvo al
bloque 50 de matriz. Una porción del gas de transporte de
recirculación se desvía hacia el bucle de tratamiento de gas
secundario cerca del orificio 712 de descarga del conjunto 70 de
soplado. El gas acondicionado se reintroduce en el bucle de gas de
transporte de circulación a través de la varilla 724 de inducción.
El sistema 730 de acondicionamiento de gas incluye un generador 800
de vapor, acoplado a un suministro 802 de agua para generar
rápidamente vapor de agua, un desecador 810 para reducir la humedad
relativa del gas de transporte, válvulas 812 y 814 para seleccionar
el generador 800 de vapor o el desecador 810, y filtros 820 y
822.
La humedad relativa del gas de transporte puede
medirse mediante un detector, tal como la cámara de detección que
se describirá posteriormente, colocado para detectar el gas de
transporte. Cuando la humedad relativa del gas de transporte
aumenta, las válvulas 812 y 814 se conectan al generador 800 de
vapor. El generador 800 de vapor incluye un generador de burbujas y
calentadores de evaporación instantánea para producir rápidamente
vapor de agua. El gas de transporte desviado en el bucle segundario
atraviesa el filtro 820, el generador 800 de vapor y el filtro 822,
devolviendo de este modo gas con una mayor humedad relativa a la
varilla 724 de inducción. Cuando la humedad relativa del gas de
transporte disminuye, las válvulas 812 y 814 se conectan al
desecador 810. El gas de transporte desviado en el bucle secundario
atraviesa el filtro 820, el desecador 810 y el filtro 822,
devolviendo de este modo gas con una humedad relativa reducida a la
varilla 724 de inducción.
El acondicionamiento del gas de transporte se
consigue introduciendo un gas de tratamiento de proceso en el
núcleo interno del recipiente 720 ciclónico. El gas acondicionado se
introduce en el recipiente en el extremo de la varilla 724 de
inducción. La varilla 724 de inducción está fabricada a partir de un
metal sinterizado o de un polímero plástico poroso que permite que
el gas acondicionado se mezcle de manera uniforme con el gas de
transporte de recirculación sin producir gotas de agua o estados de
flujo denso. El bucle de gas de tratamiento de proceso se equilibra
mediante un ramal de ascenso y retorno en el lado de descarga del
soplador 700. Una parte del separador 720 ciclónico o de la sección
84a de alojamiento puede fabricarse en vidrio para una inspección
visual del polvo de medicamento recogido. Si el polvo recogido puede
reciclarse, puede reintroducirse en el conjunto 74 de tolva, o
puede descartarse.
El control de la humidificación del polvo
durante el funcionamiento del sistema de transporte de polvo es
complicado por el hecho de que el área de superficie expuesta del
polvo cambia durante el proceso de transporte. El polvo se prepara
inicialmente en el estado aglomerado. Sin embargo, a medida que el
polvo se desmenuza y se dispersa durante el transporte del gas, su
área de superficie expuesta aumenta significativamente, provocando
a su vez una rápida absorción de la humedad. Con el fin de que un
proceso de humidificación esté al mismo nivel y controle esta
rápida deshidratación del bucle de gas de transporte, el sistema de
tratamiento de gas debe ser capaz de una rápida hidratación
forzada.
El separador ciclónico 702 presenta un colector
de entrada adaptado integral que penetra en el cuerpo ciclónico con
una pérdida hidráulica mínima. El conjunto soplador presenta un gran
intervalo de flujo y puede servir como un depurador de polvo del
sistema. El soplador está equipado con un impulsor a modo de rueda
de álabes que presenta superficies curvadas en forma de voluta
entre cada álabe para transportar de manera eficiente aerosoles en
polvo fino y para impedir el rastrillaje y la reaglomeración del
polvo. El impulsor a modo de rueda de álabes dirige las ondas de
choque dinámicas hacia el interior del aireador 72 de polvo para
ayudar en la fluidificación del polvo de medicamento. El conjunto
soplador 70 incluye un sistema de acondicionamiento de gas donde un
bucle de tratamiento de gas secundario se introduce en la unidad a
través de la varilla 724 de inducción dentro del recipiente
ciclónico. El sistema de acondicionamiento de gas puede controlar
muchos parámetros de gas, tales como la humedad relativa y la
temperatura, el control estático de iones, el sembrado de
partículas finas, el sembrado de elementos de traza, la activación
del catalizador de gases, el control de esterilización de gas/luz,
etc.
Una realización de una cámara 850 de detección
para detectar el estado del gas de transporte en el sistema de
transporte de polvo se muestra en las figs. 42 y 43. El gas de
transporte, con el polvo extraído hasta el punto que es práctico,
circula a través de la cámara 850 de detección en paralelo con el
sistema de transporte de polvo. La cámara 850 de detección contiene
detectores para detectar parámetros de gas de transporte, tales
como la humedad relativa y la temperatura, para permitir el
acondicionamiento del gas de transporte tal y como se ha descrito
anteriormente.
La cámara 850 de detección recibe gas de
transporte a través de un tubo 852 de entrada conectado al
alojamiento 710 de soplador del conjunto soplador 70 y suministra
gas de trasporte a través de un tubo 854 de salida conectado al
colector 84 de aspiración. Tanto el tubo 852 de entrada como el tubo
854 de salida están aislados y pueden configurarse como tubos
internos y externos separados mediante anillos de separación. El
tubo 852 de entrada puede conectarse al alojamiento 710 de soplador
perpendicular a la dirección del flujo de gas de transporte para
limitar la entrada del polvo hacia el interior de la cámara 850 de
detección.
Tal y como se muestra en la fig. 43, la cámara
850 de detección puede incluir un alojamiento 856 superior y un
alojamiento 858 inferior que presentan un volumen interior que es
aproximadamente equivalente al volumen interior del bloque 50 de
matriz. La cámara 850 de detección puede incluir un detector 860 de
humedad relativa, un detector 862 de temperatura y un detector 864
de presión. En la realización de las figs. 42 y 43, el detector 860
de humedad relativa incluye un detector de temperatura que permite
una comprobación cruzada con los valores de temperatura detectados
por el detector 862 de temperatura. Una discrepancia en las lecturas
puede indicar que los detectores están cubiertos por el polvo y por
lo tanto no proporcionan una detección precisa. Un deflector 866 de
aire está montado en el alojamiento 858 inferior. La cámara 850 de
detección proporciona una detección precisa de los estados del gas
de transporte en el sistema de transmisión de polvo.
La figura 44 muestra una representación
ilustrada del proceso de llenado de polvo y de ensamblado para el
cartucho de un inhalador. Una parte inferior 900 de cartucho se
introduce en el sistema en una bandeja de cartuchos y se coloca
sobre una sonda 112a de detección de peso para su llenado. La parte
inferior 900 de cartucho se llena con polvo de medicamento mediante
el módulo 54 de dispensación de polvo tal y como se ha descrito en
detalle anteriormente. Después del llenado, la parte superior 902
del cartucho se encaja a presión sobre la parte inferior 900 del
cartucho para proporcionar un cartucho 910 completo listo para un
envasado sellado.
Tal y como se ha indicado anteriormente, el
aparato de dispensación y de detección de polvo de la presente
invención puede utilizarse para llenar diferentes tipos de
contenedores. En otra realización, el aparato de dispensación y de
detección de polvo se utiliza para llenar un inhalador compacto
descrito en la patente estadounidense número 6.923.175 concedida el
2 de agosto de 2005 a Poole y col. Tal y como se ilustra en la fig.
45, la parte 920 inferior de un cartucho del inhalador compacto se
coloca sobre una sonda 112a de detección de peso para su llenado.
La parte 920 inferior del cartucho se llena con polvo de medicamento
mediante el módulo 54 de dispensación de polvo tal y como se ha
descrito anteriormente. Después, la parte superior 922 del cartucho
se acopla a la parte 920 inferior del cartucho y un alojamiento 924
de boquilla se fija al conjunto de cartucho. Finalmente, una tapa
930 que protege de la suciedad se encaja a presión sobre el
alojamiento 924 de boquilla para proporcionar un inhalador 932
compacto completo listo para un envasado sellado.
Después de haberse descrito varios aspectos de
al menos una realización de esta invención, debe apreciarse que a
los expertos en la materia se les ocurrirán fácilmente varias
alteraciones, modificaciones y mejoras. Tales alteraciones,
modificaciones y mejoras son parte de esta descripción y están
dentro del alcance de la invención. Por consiguiente, la
descripción anterior y los dibujos se proporcionan simplemente a
modo de ejemplo.
Claims (38)
1. Aparato (10) de dispensación y de detección
de polvo, que comprende:
una estructura (24) de soporte de bandeja para
alojar una bandeja (22) de cartuchos que contiene cartuchos
(20);
(20);
un conjunto (30) de dispensación de polvo que
incluye módulos (54) de dispensación de polvo para dispensar polvo
en cartuchos respectivos de un lote de cartuchos de la bandeja de
cartuchos;
un sistema (32) de transporte de polvo para
suministrar polvo a los módulos de dispensación de polvo;
un módulo (34) de detección que incluye una
pluralidad de células (114) de detección para detectar estados de
llenado respectivos de cada uno de los cartuchos del lote de
cartuchos, en el que las células de detección están configuradas
para detectar de manera individual el estado de llenado de cada uno
de los cartuchos durante la dispensación del polvo; y
un sistema de control para controlar los módulos
de dispensación de polvo como respuesta a los estados de llenado
detectados respectivos de cada uno de los cartuchos del lote de
cartuchos, de manera que la dispensación del polvo puede terminarse
cuando se haya dispensado una cantidad de polvo deseada en cada
cartucho.
2. Aparato de dispensación y de detección de
polvo según la reivindicación 1, en el que los módulos de
dispensación de polvo y el sistema de suministro de polvo están
configurados para dispensar concurrentemente polvo en el lote de
cartuchos.
3. Aparato de dispensación y de detección de
polvo según la reivindicación 1, en el que las células de detección
están configuradas para detectar concurrentemente el estado de
llenado de cada uno de los cartuchos del lote de cartuchos.
4. Aparato de dispensación y de detección de
polvo según la reivindicación 3, en el que las células de detección
comprenden células de detección de peso.
5. Aparato de dispensación y de detección de
polvo según la reivindicación 1, en el que los módulos de
dispensación de polvo, las células de detección y el sistema de
control están configurados para una detección y un control del 100%
de los estados de llenado de cada uno de los cartuchos.
6. Aparato de dispensación y de detección de
polvo según la reivindicación 1, en el que la bandeja de cartuchos
está configurada para soportar los cartuchos en una matriz
bidimensional de filas y columnas.
7. Aparato de dispensación y de detección de
polvo según la reivindicación 1, en el que los módulos de
dispensación de polvo, el sistema de transporte de polvo y las
células de detección están configurados para dispensar polvo en el
lote de cartuchos y detectar el estado de llenado de cada uno de los
cartuchos del lote de cartuchos concurren-
temente.
temente.
8. Aparato de dispensación y de detección de
polvo según la reivindicación 1, en el que el sistema de transporte
de polvo incluye un conjunto (70) soplador para desplazar un gas de
transporte y un aireador (72) de polvo para suministrar polvo al
conjunto de dispensación de polvo.
9. Aparato de dispensación y de detección de
polvo según la reivindicación 8, en el que el sistema de transporte
de polvo incluye un colector (84) que acopla el gas de transporte
desde el conjunto de dispensación de polvo hasta el conjunto
soplador para formar un sistema de transporte de gas de
recirculación de bucle cerrado.
10. Aparato de dispensación y de detección de
polvo según la reivindicación 8, en el que el sistema de transporte
de polvo incluye un sistema de acondicionamiento de gas de
transporte.
11. Aparato de dispensación y de detección de
polvo según la reivindicación 1, en el que cada uno de los módulos
de dispensación de polvo incluye un alojamiento (150) que define una
entrada (130) de polvo para recibir polvo desde el sistema de
transporte de polvo, una salida (158) de polvo, y un conducto (152,
154) de suministro de polvo que conecta la entrada de polvo y la
salida de polvo, y un mecanismo (160, 162, 180, 182) de alimentación
para desplazar polvo a través del conducto hacia la salida de
polvo.
12. Aparato de dispensación y de detección de
polvo según la reivindicación 11, en el que el mecanismo de
alimentación comprende una varilla (160) de alimentación para
desplazar polvo a través del conducto, un accionador (162) para
hacer funcionar la varilla de alimentación, una válvula (180) para
controlar la salida y un accionador (182) para hacer funcionar la
válvula.
\newpage
13. Aparato de dispensación y de detección de
polvo según la reivindicación 12, en el que el conducto de
suministro de polvo incluye una zona (156a) de preparación de lecho
de polvo debajo de la entrada de polvo, una zona (156b) de
comprensión de lecho de polvo debajo de la zona de preparación de
lecho de polvo y una zona (156c) de descarga de polvo debajo de la
zona de compresión de lecho de polvo.
14. Aparato de dispensación y de detección de
polvo según la reivindicación 12, en el que la varilla de
alimentación comprende un árbol (170) y un elemento (166) de
descarga acoplado al árbol en una zona de descarga de polvo del
conducto.
15. Aparato de dispensación y de detección de
polvo según la reivindicación 14, que comprende además un elemento
(187) de orificios que presenta al menos un orificio, situado
adyacente a la salida de polvo, en el que el accionador de varilla
hace rotar el elemento de descarga con respecto al elemento de
orificios.
16. Aparato de dispensación y de detección de
polvo según la reivindicación 15, en el que el elemento de descarga
comprende un pasador (183) cilíndrico situado adyacente al elemento
de orificios y un miembro (185) de soporte acoplado entre el
pasador cilíndrico y el árbol de la varilla de alimentación, en el
que el accionador de varilla hacer rotar el pasador cilíndrico con
respecto al elemento de orificios.
17. Aparato de dispensación y de detección de
polvo según la reivindicación 15, en el que el elemento de descarga
comprende una barrena (240, 242) acoplada al árbol de la varilla de
alimentación, en el que el accionador de varilla hace rotar la
barrena con respecto al elemento de orificios.
18. Aparato de dispensación y de detección de
polvo según la reivindicación 13, en el que la varilla de
alimentación comprende un árbol, una estructura tridimensional
helicoidal acoplada al árbol y situada en la zona de preparación de
lecho de polvo y en la zona de compresión de lecho de polvo, y un
elemento de descarga acoplado al árbol y situado en la zona de
descarga de polvo.
19. Aparato de dispensación y de detección de
polvo según la reivindicación 18, en el que cada uno de los módulos
de dispensación de polvo comprende además un elemento de orificios,
que presenta al menos un orificio, situado adyacente a la salida de
polvo, comprendiendo el elemento de descarga una barrena acoplada al
árbol de la varilla de alimentación en la zona de descarga del
conducto, presentando la barrena una inclinación inversa con
respecto a la estructura tridimensional helicoidal.
20. Aparato de dispensación y de detección de
polvo según la reivindicación 18, en el que cada uno de los módulos
de dispensación de polvo comprende además un elemento de orificios,
que presenta al menos un orificio, situado adyacente de la salida
de polvo, comprendiendo el elemento de descarga un pasador
cilíndrico situado adyacente al elemento de orificios y un elemento
de soporte acoplado entre el pasador cilíndrico y el árbol de la
varilla de alimentación, en el que el accionador de varilla hacer
rotar el pasador cilíndrico con respecto al elemento de
orificios.
21. Aparato de dispensación y de detección de
polvo según la reivindicación 15, 17 ó 19, en el que la varilla de
alimentación comprende además un cojinete (246) situado entre el
árbol de la varilla de alimentación y el elemento de orificios para
definir una separación entre el elemento de descarga y el elemento
de orificios.
22. Aparato de dispensación y de detección de
polvo según la reivindicación 15, 17 ó 19, en el que el elemento de
orificios incluye una región de orificios cónica.
23. Aparato de dispensación y de detección de
polvo según la reivindicación 15, 16 ó 20, en el que el elemento de
orificios incluye una región de orificios plana.
24. Aparato de dispensación y de detección de
polvo según la reivindicación 14 ó 18, en el que el elemento de
descarga comprende primeras y segundas barras (172) que se extienden
desde el árbol de la varilla de alimentación y que presentan una
configuración helicoidal.
25. Aparato de dispensación y de detección de
polvo según la reivindicación 12, en el que la varilla de
alimentación incluye un árbol, una pluralidad de barras separadas
fijadas al árbol y que presentan una disposición helicoidal, y uno
o más alambres (174a, 174b) fijados entre algunas o todas las barras
separadas.
26. Aparato de dispensación y de detección de
polvo según la reivindicación 25, en el que el uno o más alambres
incluyen alambres fijados entre algunas o todas las barras separadas
en o cerca de los extremos de las mismas en una configuración de
doble hélice y alambres fijados entre algunas o todas las barras
separadas en una configuración de doble cheurón.
27. Aparato de dispensación y de detección de
polvo según la reivindicación 25, en el que la varilla de
alimentación comprende además un elemento de descarga fijado al
árbol cerca de la válvula.
28. Aparato de dispensación y de detección de
polvo según la reivindicación 11, en el que el conducto de
suministro de polvo incluye una porción cilíndrica (152) debajo de
la entrada de polvo y una porción ahusada (154) debajo de la parte
cilíndrica.
29. Aparato de dispensación y de detección de
polvo según la reivindicación 8, en el que el conjunto de
dispensación de polvo incluye un bloque (50) de matriz que presenta
una matriz de orificios (52) verticales, en el que los módulos de
dispensación de polvo están montados en orificios verticales
respectivos del bloque de matriz, y en el que el bloque de matriz
incluye canales (60a a h) para suministrar polvo a los módulos de
dispensación de polvo.
30. Aparato de dispensación y de detección de
polvo según la reivindicación 29, en el que los módulos de
dispensación de polvo están provistos de entradas de polvo
alineadas con los canales del bloque de matriz, en el que el polvo
se suministra a una fila de módulos de dispensación de polvo a
través de un canal del bloque de matriz.
31. Aparato de dispensación y de detección de
polvo según la reivindicación 30, en el que cada canal del bloque
de matriz atraviesa el bloque de matriz para hacer circular de nuevo
el gas de transporte hacia el conjunto de soplado.
32. Aparato de dispensación y de detección de
polvo según la reivindicación 29, que comprende además un accionador
(42) para mover el bloque de matriz que contiene los módulos de
dispensación de polvo con respecto a la bandeja de cartuchos.
33. Aparato de dispensación y de detección de
polvo según la reivindicación 1, que comprende además un accionador
para mover hacia abajo la bandeja de cartuchos de manera que los
cartuchos queden soportados por células de detección
respectivas.
34. Aparato de dispensación y de detección de
polvo según la reivindicación 1, que comprende además un mecanismo
(120) de posicionamiento de bandeja para mover la bandeja de
cartuchos para colocar de manera secuencial primeros y segundos
lotes de cartuchos de la bandeja de cartuchos de manera alineada con
el conjunto de dispensación de polvo y el conjunto de
detección.
35. Un procedimiento para dispensar y detectar
polvo, que comprende:
colocar cartuchos en una bandeja de
cartuchos;
dispensar concurrentemente polvo en un lote de
cartuchos de la bandeja de cartuchos; y
detectar concurrentemente un estado de llenado
de cada uno de los cartuchos del lote de cartuchos durante la
dispensación del polvo, de manera que la dispensación del polvo
puede terminar cuando se haya dispensado una cantidad de polvo
deseada en cada cartucho.
36. Un procedimiento según la reivindicación 35,
que comprende además terminar la dispensación de polvo en cada uno
de los cartuchos cuando el estado de llenado respectivo alcance un
valor deseado.
37. Un procedimiento según la reivindicación 35,
en el que detectar un estado de llenado de cada uno de los
cartuchos comprende pesar cada uno de los cartuchos.
38. Un procedimiento según la reivindicación 35,
que comprende además controlar la dispensación del polvo en cada
uno de los cartuchos como respuesta a los respectivos estados de
llenado detectados de los cartuchos del lote de cartuchos.
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