JP2013112379A - Liquid filling device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、バッグ内に収容した液体を液体流出用チューブを介して充填ノズルに送り容器内に充填する液体充填装置に関するものである。 The present invention relates to a liquid filling apparatus that fills a container with a liquid contained in a bag by sending it to a filling nozzle via a liquid outflow tube.
軟質樹脂製のバッグ(袋)に液体を収容し、液体流出用チューブを介して液体を充填ノズルに送り、容器内に充填する、いわゆるシングルユース充填システムが従来から行われている(例えば、特許文献1参照)。このシングルユース充填システムは、外気との接触を避けた無菌性の維持を要求される薬液等の充填に使用され、通常のステンレス製タンクや配管をベースとした充填システムと異なり、生産前後の洗浄および滅菌操作が不要な使い捨ての調製・充填システムである。 Conventionally, a so-called single-use filling system in which liquid is stored in a soft resin bag (bag), sent to a filling nozzle through a liquid outflow tube, and filled into a container has been conventionally performed (for example, patents). Reference 1). This single-use filling system is used for filling chemicals that require maintenance of sterility while avoiding contact with the outside air, and unlike conventional filling systems based on stainless steel tanks and pipes, cleaning before and after production And a disposable preparation and filling system that does not require sterilization.
前記シングルユース充填システムでは、軟質樹脂製のバッグが用いられるので、バッグ内の液体を充填ノズルへ送り出すためには、バッグに圧力をかけずに送液できるペリスタルティックポンプ等のチューブポンプを使わなくてはならなかった。チューブポンプを使った充填機では、充填量の調整に手間がかかることや、シリコンチューブを扱くことによる異物発生のリスク、チューブのへたりによる充填精度のばらつきなどのチューブポンプを使用することに対する管理・運用上の課題が存在する。 In the single-use filling system, a soft resin bag is used. Therefore, in order to send the liquid in the bag to the filling nozzle, a tube pump such as a peristaltic pump that can send liquid without applying pressure to the bag is not used. I didn't. In the filling machine using a tube pump, it takes time to adjust the filling amount, the risk of foreign matter generated by handling a silicon tube, and the use of a tube pump such as variation in filling accuracy due to tube sag. There are management and operational issues.
一方で、シングルユース対応にできる他の充填方式としてウエイトフィラ(重量充填方式)やタイムプレッシャ充填機があるが、軟質樹脂製のバッグを使用する場合には、バッグ内に圧力をかけることができず、従来はこのような充填方式を選択することは不可能であった。また、シングルユース充填システムでは、バッグ内に収容されている液体を充填した後、さらに充填を行う場合には、液体が収容されている新たなバッグに交換をしなければならないという問題があった。また、一部でバッグに追加充填することも行われているが、破裂の危険性があるため慎重に充填する必要があった。 On the other hand, weight filling (weight filling method) and time pressure filling machines are available as other filling methods that can be used for single use. However, when using a soft resin bag, pressure can be applied to the bag. In the past, it was impossible to select such a filling method. In addition, in the single use filling system, there is a problem that after filling with the liquid contained in the bag, if a further filling is performed, the bag must be replaced with a new bag containing the liquid. . In addition, some of the bags are additionally filled, but there is a risk of rupture, so it was necessary to carefully fill the bags.
本発明は、軟質樹脂製のバッグ内に収容された液体を加圧して充填ノズルへ送り出すことを可能にして、ウエイトフィラ等の充填方式によってシングルユース充填を行うことを可能にすることを目的とするものである。また、バッグを交換することなく継続して充填を行うために、バッグ内に外部から充填液を補充できるようにすることを目的とするものである。 An object of the present invention is to make it possible to pressurize a liquid contained in a soft resin bag and send it out to a filling nozzle, and to perform single-use filling by a filling method such as a weight filler. To do. It is another object of the present invention to allow a filling liquid to be replenished into the bag from the outside in order to continue filling without replacing the bag.
本発明は、液体を収容するバッグと、このバッグから液体を流出させる流出用チューブとを備え、バッグから流出用チューブを介して液体を流出させて容器に充填する液体充填装置において、前記バッグに、前記流出用チューブに加えて流入用チューブを接続するとともに、流出用チューブを押圧して流路を開閉するバルブ手段と、前記バッグを収容し、このバッグに外部から圧力をかける加圧容器と、流入用チューブに接続されたタンクと、タンク内の液体をバッグに送る送液手段とを備え、前記加圧容器内でバッグを所定圧で加圧した状態で、前記バルブ手段を開放して容器内に液体を充填し、また、充填を停止した状態で前記送液手段によって、タンクから加圧容器内のバッグへ液体を補充することを特徴とするものである。 The present invention includes a bag for storing a liquid and an outflow tube for allowing the liquid to flow out of the bag, the liquid filling apparatus for allowing the liquid to flow out of the bag through the outflow tube and filling the container, A valve means for connecting the inflow tube in addition to the outflow tube, pressing the outflow tube to open and close the flow path, and a pressurized container for accommodating the bag and applying pressure to the bag from the outside. A tank connected to the inflow tube and a liquid feeding means for sending the liquid in the tank to the bag, and the valve means is opened in a state where the bag is pressurized at a predetermined pressure in the pressurized container. The container is filled with a liquid, and the liquid is supplied from the tank to the bag in the pressurized container by the liquid feeding means in a state where the filling is stopped.
また、第2の発明は、請求項1に記載の発明において、バッグを収容した加圧容器の質量を計測する計量手段を備え、質量からバッグ内の液の減少を検出することを特徴とするものである。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, there is provided a measuring means for measuring the mass of the pressurized container containing the bag, and the decrease in the liquid in the bag is detected from the mass. Is.
液体を収容した軟質樹脂製のバッグを、加圧容器内に収納し外部から圧力をかけて、内部に収容した液体を流出用チューブを介して充填を行うとともに、バッグにタンクから液体を補充する流入用チューブを接続し、バッグから液体を送り出して充填を行うことによりバッグ内の液体が減少したときには、送液手段によってタンクから液体を補充するようにしたので、ウエイトフィラ等の充填方式でシングルユース充填を行うことを可能にし、さらに、バッグを交換することなく充填を継続するという目的を達成する。 A soft resin bag containing liquid is housed in a pressurized container, pressure is applied from the outside, and the liquid stored inside is filled through an outflow tube, and the bag is filled with liquid from the tank. When the liquid in the bag is reduced by connecting the inflow tube and sending out the liquid from the bag and filling it, the liquid is replenished from the tank by the liquid feeding means. It is possible to perform youth filling and achieve the purpose of continuing filling without changing the bag.
容器内に充填する液体を収容する軟質樹脂製のバッグと、このバッグに接続され、バッグ内の液体を流出させる流出用チューブと、流出用チューブから送られた液体を容器内に充填する充填ノズルとを備えており、さらに、前記バッグに、流出用チューブに加えて流入用チューブを接続し、これら流出用チューブと流入用チューブにそれぞれ流出弁と流入弁が設け、チューブ内の液通路を開閉できるようにしている。また、前記バッグは、密閉可能な加圧容器内に収納され、この加圧容器の圧力室に導入した圧力エアによって外部から圧力をかけることができる。さらに、流出用チューブには、チューブを押圧して充填ノズルへの流路を開閉するバルブ手段が設けられ、流入用チューブには、補充用の液体を収容するタンクが接続され、送液手段によってタンク内の液体を前記バッグに供給することができる。充填時には、圧力容器内に収納したバッグを所定圧力で加圧した状態で、前記バルブ手段を開放して、流出用チューブから充填ノズルへ送った液体を容器内に充填し、バッグ内の液体が減少して補充する際には、流出用チューブの流出弁を閉じて充填を停止している状態で、流入弁を開放し送液手段を作動させてタンク内に収容されている液体を、流入用チューブを介して加圧容器内に収納されているバッグ内に送って補充するという構成にしたことにより、柔軟な樹脂製バッグ内の液体を加圧して充填を行うことを可能にし、また、前記バッグに液体を補充して充填を継続して行うことを可能にするという目的を達成する。 A bag made of a soft resin that contains the liquid to be filled in the container, an outflow tube connected to the bag for flowing out the liquid in the bag, and a filling nozzle for filling the liquid sent from the outflow tube into the container In addition to the outflow tube, an inflow tube is connected to the bag, and an outflow valve and an inflow valve are provided in the outflow tube and the inflow tube, respectively, and the liquid passage in the tube is opened and closed. I can do it. Moreover, the said bag is accommodated in the pressurized container which can be sealed, and can apply a pressure from the outside with the pressure air introduced into the pressure chamber of this pressurized container. Furthermore, the outflow tube is provided with valve means for pressing the tube to open and close the flow path to the filling nozzle, and the inflow tube is connected with a tank for storing a replenishing liquid. The liquid in the tank can be supplied to the bag. At the time of filling, in a state where the bag stored in the pressure container is pressurized at a predetermined pressure, the valve means is opened, and the liquid sent from the outflow tube to the filling nozzle is filled into the container. When reducing and refilling, with the outflow valve of the outflow tube closed and filling stopped, the inflow valve is opened and the liquid feeding means is operated to inject the liquid contained in the tank. It is possible to perform filling by pressurizing the liquid in the flexible resin bag by sending it into the bag accommodated in the pressurized container through the tube for replenishment. The object is achieved of allowing the bag to be refilled with liquid and to continue filling.
以下、図面に示す実施例により本発明を説明する。この液体充填装置は、容器2(この実施例ではバイアル)内に充填する液体を収容するバッグ4と、このバッグ4内の液体を充填ノズル6に送る流出用チューブ8と、アイソレータ10内に設置された充填機構(全体として符号12で示す)等を備えている。また、前記バッグ4内に充填液を補充する流入用チューブ14と、この流入用チューブ14に接続され、内部に液体を収容したタンク16等を備えている。
Hereinafter, the present invention will be described with reference to embodiments shown in the drawings. This liquid filling apparatus is installed in a
前記バッグ4は、軟質の樹脂製であり、加圧容器18内に収納されて使用される。このバッグ4は、図2に拡大して示すように、全周(上下左右の4つの辺)をシール(シール部を符号4aで示す)した袋状をしており、その内部が薬液等の充填用の液体20を収容する収容部になっている。バッグ4の外周のシール部4aは、上部側が幅広になっており、この幅広部に、加圧容器18に収納した際に加圧容器18の内部に設けられたフック18aに取り付けるための横方向の長孔4bが形成されている。このバッグ4の下端には、流出用チューブ8と流入用チューブ14をそれぞれ接続させる2つのポート(入口ポート22と出口ポート24)が設けられている。
The
また、このバッグ4を収納する加圧容器18は、本体部26と開閉可能な蓋28とを備えており、これら本体部26と蓋28のそれぞれにバッグ収納用の凹部26a、28aが形成されている。本体部26に対し蓋28を閉めた状態で、前記バッグ4に圧力を付与するための圧力室が形成される。前記本体部26の両側にそれぞれロックレバー30が設けられており、これらロックレバー30によって本体部26と蓋28とを密着させて固定し、前記本体部26と蓋28の凹部26a、28aによって形成された圧力室を密封する。加圧容器18の本体部26には、前記圧力室内に連通するエア通路32が形成されている。このエア通路32は、本体部26の外部に露出した接続部34を介して、圧力調節手段であるエア供給源36に接続される。このエア供給源36から前記圧力室内に圧力エアを供給してバッグ4を加圧する。この実施例では、例えば、30〜50kpaの圧力を圧力室に加える。加圧容器18の本体部26は、前記バッグ4内に収容されている液体20の重量を計測する計量手段としてのロードセル38上に設置された本体支持部40によって支持されている。
The pressurized
充填機構12が設置されているアイソレータ10の内部には、容器4を搬送する搬送手段42が配置されている。この搬送手段42による容器2の搬送経路の上方に、スタンド44上に固定されたノズルホルダ46を介して複数の充填ノズル6が配置されている。搬送手段42は間欠的に運転されるようになっており、外部から搬入された容器2を充填ノズル6の下方まで搬送して一時停止し、充填の終了後再び移動して充填後の容器2を搬出する。この搬送手段42は、容器2をグリッパ50によって首部を把持して搬送し、充填に際してグリッパ50を下降させて容器2をびん台48上に載せて充填させる。びん台48にはロードセル52が連結されており、びん台48上の容器2の重量を計測している。なお、前記グリッパ50は、ロードセル52による正確な計測を行うために、充填を行っている間は開放して容器2を離すようになっており、充填後は再度容器2を把持して上昇させてから搬送するようになっている。
Inside the
加圧容器18内に収納されたバッグ4から流出用チューブ8を介して、前記充填ノズル6に充填液が供給される。流出用チューブ8は、上流端が前記バッグ4の下端に設けられているポートの一方(出口ポート22)に接続され、下流側がアイソレータ10内に導入されている。この実施例では、流出用チューブ8に3個の分岐用のT字管54が直列に連結されて分岐部56が構成されており、これらT字管54から4本の供給用チューブ58(流出用チューブ8の下流部を構成している)が分岐している。これら各供給用チューブ58が、それぞれバルブ手段60を介して充填ノズル6に接続されている。T字管54による分岐部56はカバー62によって覆われ、流出用チューブ8のこのカバー62内への導入部は流出用チューブ8を挿通するキャップ64によって密封されている。流出用チューブ8の上流部には流出弁66が設けられており、流出用チューブ8内の液通路の連通遮断を行う。
The filling liquid is supplied to the filling
流出用チューブ8の下流部を構成する4本の供給用チューブ58は、それぞれバルブ手段60によって連通遮断されるようになっている。この実施例のバルブ手段60は、供給用チューブ58を外方から圧迫してチューブ58内の液通路を開閉するピンチバルブであり、供給用チューブ58を外方から押圧する押圧体60aと、押圧体60aの逆側からチューブ58を受ける受け部材60bと、前記押圧体60aを進退動させるエアシリンダ60cとを備えている。この実施例では、各バルブ手段60は、上流側の第1バルブ60Aと下流側の第2バルブ60Bの2個のバルブを備えており、第1バルブ60Aは、押圧手段60aを前進させて供給用チューブ58を完全に押圧し、内部の液通路を遮断した状態と、押圧手段60aを供給用チューブ58から離隔した位置まで後退させて液通路を完全に開放した状態の2位置に切り換えるようになっている。また、第2バルブ60Bは、前記第1バルブ60Aと同様の、液通路を完全に遮断した状態と開放した状態の他に、押圧体60aによって供給用チューブ58を途中まで押し込んで液通路を半分閉じた状態とする位置も含めて、3位置に切り換えできるようになっている。
The four
前記アイソレータ10内は、充填機構12が設置されている部分が、上部隔壁68と側部隔壁70によって区画された空間になっている。上部隔壁68の中央にHEPAフィルタ72が配置され、側部隔壁70によって区画された縦方向のエア通路74の上端にブロア76が設置されている。このブロア76によって上部隔壁68の上方に吹き出されたエアが、HEPAフィルタ72を通り下方の充填機構12に向かって吹き付けられ、さらに、側部隔壁70の下部の隙間から吸い上げられてブロア76に戻るように循環している。このように充填機構12が設けられている空間に下方向けて一方向の気流を吹き付けることにより、アイソレータ10内部の空間に塵埃等が浮遊することを防止している。
In the
容器2内に充填する液体を収容したバッグ4には、充填する液体を供給する流出用チューブ8の他に、充填によって内容量が減少したときに外部から液体を補給するための流入用チューブ14が接続されている。この流入用チューブ14は、下流端が前記バッグ4の下端に設けられているポートの一方(入口ポート24)に接続され、上流端は、補充用の液体78を収容したタンク16の流出口80に接続されている。このタンク16内には補充用の薬液等の液体20と同じ液体78が収容され、その液体78の上方の空間には通気口82からフィルタ84を介して外気が導入可能となっている。タンク16内の液体78は、チューブを扱いて送液するペリスタルティック方式のチューブポンプ86からなる送液手段の作動によって流入用チューブ14を通って前記バッグ4に送られる。バッグ4の重量はロードセル38によって計測されており、バッグ4内の液体20の減少に応じて制御部88からの指令によりこのチューブポンプ86が作動する。チューブポンプ86の作動によりタンク16から送り出された液体78は、フィルタ(90、92、94)を通過してバッグ4に送られる。流入用チューブ14の上流部と下流部にそれぞれ開閉弁96および流入弁98が設けられており、バッグ4へ液体の補充を行わない時には、これらの弁96、98を閉じて流入用チューブ14内の液通路を遮断している。なお、100は流入用チューブ14の上流部と下流部を接続するコネクタである。
In addition to the
以上の構成に係る液体充填装置の作動について説明する。バッグ4内に所定量の液体20が収容され、圧力容器18の圧力室内に収納されている。圧力室内には、エア供給源36からエア通路32を介して加圧エアが供給され、バッグ4にその外部から所定の圧力を付与している。充填を行う場合には、流出用チューブ8の上流部に設けられた流出弁66を開放するとともに、下流側の各供給用チューブ58に設けられているバルブ手段60の、第2バルブ60Bは押圧手段60aが後退して供給用チューブ58内の液通路を開放し、第1バルブ60Aは押圧部材60aが前進して供給用チューブ58を圧迫し内部の液通路を閉鎖している。また、この時点では、流入用チューブ14の上流側と下流側にそれぞれ設けられている開閉弁96および流入弁98は閉じている。
The operation of the liquid filling apparatus according to the above configuration will be described. A predetermined amount of
アイソレータ10内では、間欠的に移動する搬送手段42によって容器2(バイアル)が搬送され、充填ノズル6の下方に停止する。搬送中はグリッパ50によって容器2の首部が保持されているが、充填を行う際にはグリッパ50を開放して容器2を離しておく。容器2が停止した後、閉じていた各第1バルブ60Aの押圧手段60aをエアシリンダ60cによって後退させ、供給用チューブ58内の液通路を開放する。すでに開放していた第2バルブ60Bとともに第1バルブ60Aが開放して充填が開始される。加圧容器18によって加圧されているバッグ4内の液体20が流出用チューブ8を通って流出し、分岐部56で分岐されて各供給用チューブ58に送られ、開放している第1バルブ60Aおよび第2バルブ60Bの位置を通って充填ノズル6から容器2内に充填される。
In the
各容器2の重量はびん台48に連結されているロードセル52によって計測されており、所定の重量が充填されると、ロードセル52からの信号によって制御部88がバルブ手段60の開閉を指示する。充填終了時には、先ず、第2バルブ60Bの押圧手段60aを一段階前進させて液通路の開度を半開状態にする。続いて第1バルブ60Aの押圧手段60aを前進させて供給用チューブ58を圧迫し、内部の液通路を完全に閉鎖して充填を停止する。充填を停止した後、半開状態であった第2バルブ60Bの押圧手段60aを後退させて供給用チューブ58内の液通路を開放する。充填を停止した後、下流側の第2バルブを開放することにより、供給用チューブ58の閉鎖している第1バルブ60Aよりも下流側の容積を拡大し、サックバック作用によって充填ノズル6からの液だれを防止する。
The weight of each container 2 is measured by the
充填が終了すると、前記搬送手段42が再び作動して液体が充填された各容器2を搬出するとともに、次の容器2が充填ノズル6の下方に導入されて停止する。バルブ手段60の第1バルブ60Aが閉じて第2バルブ60Bが開放した状態から、前記と同様に第1バルブ60Aを開放して次の充填を開始する。
When the filling is completed, the conveying
充填を行うことによりバッグ4内に収容された液体20の量が少なくなると、その重量を計測しているロードセル38からの信号により、制御部88の指令によってバッグ4内に液体の補充を行う。その時には、流出用チューブ8の流出弁66を閉じ、流入用チューブ14の下流側に設けられている流入弁98と上流側の開閉弁96を開放するとともに、チューブポンプ86を駆動する。前記バッグ4は、加圧容器18の圧力室内に供給されている圧力調整手段36からのエアによって、30〜50kpaの圧力に制御されており、一方、チューブポンプ86の給液圧は、80〜100kpaに設定されているので、この圧力差によってタンク16内に収容されている液体78がバッグ4内に送り込まれる。バッグ4内に収容されている液体20の量が所定量に達したことをロードセル38からの信号に基づいて検出すると、チューブポンプ86の駆動を停止するとともに、流入用チューブ14の上流側と下流側に設けられている開閉弁96および流入弁98を閉じる。その後、流出用チューブ8の流出弁66を開放して、前記工程による充填を再開する。なお、バッグ4へ液体を補充する際には、バッグ4内の液量の監視・制御を行っているが、万一その制御に異常が発生した場合でも、加圧容器18の本体26と蓋28の凹部26a、28aによって形成される圧力室の形状を、バッグ4の形状に応じて製作しており、この圧力室内にバッグ4を収納しておくことにより、製品液の過供給によるバッグ4の破裂を防ぐことができる。また、この実施例では、タンク16内の液体78をバッグ4へ送る送液手段として、チューブポンプ86を使用しているが、送液手段としてはこれに限るものではなく、例えば、タンク16に通気口82を介してエア供給源36のような圧力調整手段を接続し、タンク16内の圧力を調整可能として、タンク16内を80〜100kpaに加圧することによって、液体78を送液するよう送液手段として構成することもできる。
When the amount of the liquid 20 stored in the
2 容器
4 バッグ
8 流出用チューブ
14 流入用チューブ
16 タンク
18 加圧容器
38 計量手段
60 バルブ手段
86 送液手段
2
Claims (2)
前記バッグに、前記流出用チューブに加えて流入用チューブを接続するとともに、流出用チューブを押圧して流路を開閉するバルブ手段と、前記バッグを収容し、このバッグに外部から圧力をかける加圧容器と、流入用チューブに接続されたタンクと、タンク内の液体をバッグに送る送液手段とを備え、
前記加圧容器内でバッグを所定圧で加圧した状態で、前記バルブ手段を開放して容器内に液体を充填し、また、充填を停止した状態で前記送液手段によって、タンクから加圧容器内のバッグへ液体を補充することを特徴とする液体充填装置。 In a liquid filling apparatus that includes a bag that contains liquid and an outflow tube that causes the liquid to flow out of the bag, and that causes the liquid to flow out of the bag via the outflow tube and fills the container,
In addition to the outflow tube, an inflow tube is connected to the bag, valve means for pressing the outflow tube to open and close the flow path, the bag is accommodated, and pressure is applied to the bag from the outside. A pressure vessel, a tank connected to the inflow tube, and a liquid feeding means for sending the liquid in the tank to the bag,
In a state where the bag is pressurized at a predetermined pressure in the pressurized container, the valve means is opened to fill the container with liquid, and in a state where filling is stopped, pressure is applied from the tank by the liquid feeding means. A liquid filling apparatus for refilling a bag in a container with liquid.
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---|---|---|---|
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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