JP5800930B2 - 粉体分注検知装置および方法 - Google Patents
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Description
本出願は、参照によりその全文を本明細書に組み入れる、2005年11月21日付出願の米国特許仮出願第60/738474号に基づき優先権を主張するものである。
本発明をより詳細に理解するために、参照のために本明細書に組み入れてある、添付の図面を参照する。
本発明の一態様による粉体分注検知装置10が、図1〜7に示されている。この装置の目的は、粉体を複数のカートリッジ20に分注するとともに、それぞれのカートリッジの充填状態を検知して制御し、それぞれのカートリッジが、正確に制御された量の粉体を受け入れるようにすることである。本明細書において使用する場合には、「カートリッジ」という用語は、粉体、典型的には薬剤物質を含有する粉体を保持することのできる、任意の容器またはカプセルを意味する。本明細書において使用する場合には、各カートリッジは、通常、最大容量までは充填されず、実際にはその最大容量のわずかな割合だけ充填されることがあるので、「充填(fill)」の用語は、充填状態、および部分的な充填状態を含む。後述のように、この装置は、吸入器カートリッジまたは小型吸入器を充填するのに使用することができるが、充填しようとする容器の種類について必ずしも限定されるものではない。
各粉体ディスペンサモジュール54が、カートリッジ20中に粉体を分注する。粉体投与量は、通常、5〜30ミリグラムの範囲であるが、この投与量はこの範囲に限定されない。
スパー172は、突き固められた粉体凝集物床を粉砕する構造横部材である。スパー172はまた、らせんワイヤおよびシェブロンワイヤを支持する。さらに、スパー172は、制御された、低圧縮の方法でバルク粉体床を搬送するのに必要ならせん昇降機構(helical spiral mechanism)をもたらす。
上記の態様において、スパーおよびらせんワイヤは、頂部から見て時計方向構成にされている。フィードウォンドのスパーおよびワイヤの配設は、本発明の範囲内で逆にすることができることが理解されるであろう。すなわち、スパーおよびらせんワイヤは、頂部から見て反時計方向構成にすることができる。この構成において、ウォンドは、好ましくは反時計方向に回転して粉体を分注する。
1.ウォンド速度は、毎秒0.1回転から毎秒5回転まで、50の異なる速度で可変である。
2.ウォンドは、充填中に揺動させることができる。揺動に際して、ウォンドは、例えば、2ステップ前方/1ステップ後方のような、プログラム可能な揺動係数に基づく種類の運動のように、時計方向に、次いで反時計方向にと交互に回転する。「重量未満の揺動(dither less than weight)」機能は、充填重量が選択された重量より小さいときに、揺動運動を作動させる。「重量超過の揺動(dither greater than weight)」機能は、充填重量が選択された重量より大きいときに、揺動運動を作動させる。「中間揺動(dither between)」機能は、充填重量が2つの選択された重量の間にあるときに、揺動運動を作動させる。揺動指数(dither index)は、揺動中の選択された回転速度である。揺動重量は、揺動を開始または停止するのに選択された重量であり、選択された揺動重量における最小揺動時間を選択することができる。いくつかの応用において、揺動は使用しなくてもよい。
4.制御回路は、センサセルの風袋を計り(tare)、粉体分注サイクルを開始し、粉体分注サイクルを停止することができる。
5.制御回路は、レーキング時間、揺動時間および速度によって定義されるシーケンスによって、粉体ディスペンサ内の粉体をレーキングすることができる。
6.新規の負荷関数が、通常、ディスペンサモジュールに未処理の粉体を装入した後に実行される、レーキング/揺動サイクルを開始する。レーク時間、揺動時間、速度が指定される。
8.「ステップ停止」機能が、目標重量に到達した後にフィードウォンドを逆回転させるステップ数を設定する。これは、粉体流れを引き戻して過剰充填を防止する傾向があり、粉体形態の種類と関係大気湿度条件に依存する。
ステップ284において、フィードウォンドが、充填のために反時計方向に回転される。通常、実際の充填は、十分な粉体を前進させてレーキング後の粉体流れを再開するのに必要な時間である、約2秒後に開始される。最初に、ディスペンサモジュール設定の間に指定された最高速度において、フィードウォンドが回転される。充填中にカートリッジ内の分注された粉体の重量が監視される。
新規ウォンド速度指数=((現在誤差/初期誤差)×比例ゲイン×最大指数)+(積分ゲイン×経過時間)
コンタードフロー要素572は、バイパスマニホルド526内に設置されて、導管流れの幾何学的配置を改善する。バイパスガスが、クロスオーババルブ524からバイパスマニホルド526中に流れるときに、等速(isokinetic)流れパターンを生成して、トリップトフロー(tripped flow)または渦流(eddy flow)の停滞ゾーン条件の形成を抑制するのが好ましい。
ホッパーアセンブリ74の第1の態様が図33および34に示されている。図33,34に示されているように、ホッパーアセンブリ74は、粉体貯蔵器610を画定して、粉体補給分を保持するホッパーボディ600と、粉体エアレーター72の粉体取入口80に係合する、粉体取出口612とを含む。ホッパーアセンブリ74には、ヒンジ付きカバー614と、流れ補助機構(flow assist mechanism)620を設けることができる。流れ補助機構620には、粉体貯蔵器610内に位置するらせん状コイル622と、コイル622を回転させるモータ624とを含めることができる。
Claims (51)
- 粉体移送システムであって:
カートリッジ中に粉体を分注する、粉体ディスペンサアセンブリ、ここで、前記粉体ディスペンサアセンブリは:垂直ポートの配列と、該垂直ポートのそれぞれの行と交差する水平チャネルとを含む配列ブロックを含み、該配列ブロックは、粉体ディスペンサモジュールを前記配列ブロックの各々の垂直ポート内に装着するように構成され、それぞれの粉体ディスペンサモジュールは、前記配列ブロックにおけるチャネルと連通する粉体取入口を有し、ここで、前記配列ブロックにおけるチャネルに配送された粉体は、それぞれの粉体ディスペンサモジュールによって分注される、前記粉体ディスペンサアセンブリ;
移送ガスを移動させる、ブロワーアセンブリ;および
前記移送ガス中に連行される粉体を前記粉体ディスペンサアセンブリに配送する、粉体エアレーターを含む、前記粉体移送システム。 - 移送ガスをブロワーアセンブリに戻す吸引マニホルドをさらに含むとともに、ガス移送ループを含む、請求項1に記載の粉体移送システム。
- 移送ガス調整システムをさらに含む、請求項2に記載の粉体移送システム。
- 移送ガス調整システムが、ガス移送ループにおける相対湿度を制御するように構成されている、請求項3に記載の粉体移送システム。
- 粉体エアレーターに粉体を供給する、ホッパーアセンブリをさらに含む、請求項2に記載の粉体移送システム。
- ホッパーアセンブリが、粉体貯蔵器を画定するホッパーボディ、および前記粉体貯蔵器の下方部分内に造粒機を含む、請求項5に記載の粉体移送システム。
- 造粒機が、第1および第2の凝集機ローラー、および該第1および第2の凝集機ローラーをそれぞれに回転させる第1および第2のモータを含む、請求項6に記載の粉体移送システム。
- それぞれの凝集機ローラーに、複数のピンが設けられている、請求項7に記載の粉体移送システム。
- それぞれの凝集機ローラーに、離間配置された複数のディスクが設けられており、第1および第2の凝集機ローラーのディスクは相互にかみ合わされている、請求項7に記載の粉体移送システム。
- 配列ブロックにおける各チャネルが、前記配列ブロックを通過する、請求項1に記載の粉体移送システム。
- 粉体ディスペンサモジュールの粉体取入口が、配列ブロックにおけるチャネルと位置合せされて、該配列ブロックにおけるチャネルに配送された粉体が、前記粉体取入口を通過して、下流の粉体ディスペンサモジュールに到る、請求項1に記載の粉体移送システム。
- 粉体エアレーターが、
粉体取入口、粉体出力ポートおよび移送ガス取入口を画定するマニホルドブロック;
前記粉体出力ポートに粉体を配送する空圧ブルーム;および
前記粉体出力ポートから、ある量の粉体を空圧ブルームに供給するダンプバルブ
を含む、請求項1に記載の粉体移送システム。 - 粉体エアレーターが、粉体出力ポートに結合されたバイパスマニホルド、および移送ガスの選択された部分を、ガス取入口から空圧ブルームと前記バイパスマニホルドとに誘導するクロスオーババルブをさらに含む、請求項12に記載の粉体移送システム。
- 粉体エアレーターが、粉体出力ポートを通過する移送ガスの一様な流れを得るのを助ける、整流機およびコンタードフロー要素をさらに含む、請求項13に記載の粉体移送システム。
- マニホルドブロックが、空圧ブルームを粉体出力ポートに接続するライザーチューブをさらに画定する、請求項12に記載の粉体移送システム。
- 空圧ブルームが、排出ノズルをその上に有する、中空エアレーターチューブを含む、請求項12に記載の粉体移送システム。
- 空圧ブルームが、環状チャンバを画定する1つまたは2つ以上のディバイダを含む、請求項16に記載の粉体移送システム。
- 空圧ブルームが、それぞれの環状チャンバ内に1つまたは2つ以上のパドルをさらに含む、請求項17に記載の粉体移送システム。
- ブロワーアセンブリが、
移送ガスを移動させるインペラー;
該インペラーを回転させるインペラーモータ;
前記インペラーを包囲するとともに、移送ガス用の排出ポートを有する、ブロワーハウジング;
前記移送ガスを受け入れるマニホルド;および
前記移送ガスに連行される凝集物を蓄積する、ガス‐粒子分離装置をさらに含む、請求項1に記載の粉体移送システム。 - ガス‐粒子分離装置が、マニホルドとインペラーの間に配置された、サイクロン分離機を含む、請求項19に記載の粉体移送システム。
- ガス‐粒子分離装置が、マニホルドとインペラーの間に配置されたベーン分離器を含む、請求項19に記載の粉体移送システム。
- 調整された移送ガスをガス‐粒子分離装置中に誘導する、誘導ロッドをさらに含む、請求項19に記載の粉体移送システム。
- 移送ガス調整システムが、移送ガスのパラメータを検知する少なくとも1つのセンサを含む、ガス移送ループと並列に結合されたセンサチャンバ、および前記検知されたパラメータに応答して前記移送ガスを調整するガス調整要素を含む、請求項3に記載の粉体移送システム。
- センサチャンバが、相対湿度センサおよび温度センサを含む、請求項23に記載の粉体移送システム。
- センサチャンバが、相対湿度センサ、および温度計測値の相互検証を可能にする2つの温度センサを含む、請求項23に記載の粉体移送システム。
- センサチャンバが、粉体ディスペンサアセンブリの内部容積と同等の内部容積を有する、請求項23に記載の粉体移送システム。
- ガス調整要素が、ブロワーアセンブリに調整された移送ガスを導入する誘導ロッドを含む、請求項23に記載の粉体移送システム。
- 粉体移送システムにおいて、検知される粉体をカートリッジ中へ移送するための方法であって、
ブロワーアセンブリによって、移送ガスを前記粉体移送システムを介して移動させること;
粉体エアレーターによって粉体を前記移送ガス中へ連行させ、移送ガス内に連行された粉体を粉体ディスペンサアセンブリに配送すること、ここで、前記粉体ディスペンサアセンブリは、垂直ポートの配列と、垂直ポートのそれぞれの行と交差する水平チャネルとを含む配列ブロックを含み、前記配列ブロックは、粉体ディスペンサモジュールを前記配列ブロックの各々の垂直ポートに装着するように構成され、前記配列ブロックにおけるチャネルを介して配送された粉体は、それぞれの前記粉体ディスペンサモジュールによって分注され;および
粉体ディスペンサアセンブリによって、配送された粉体をカートリッジ中へ分注すること;
を含む、前記方法。 - 閉ループ再循環ガス移送システムを形成するために、移送ガスをブロワーアセンブリに戻すことをさらに含む、請求項28に記載の方法。
- 粉体貯蔵器および造粒機を有するホッパーアセンブリから粉体エアレーターへ、粉体を供給することをさらに含む、請求項29に記載の方法。
- 粉体エアレーターが、粉体取入口、粉体出力ポートおよびガス取入口を画定するマニホルドブロック、空圧ブルームおよびダンプバルブを含み、粉体を移送ガス中に連行することが、ダンプバルブによって粉体取入口から空圧ブルームにある量の粉体を供給すること、移送ガスを空圧ブルームに供給すること、および、空圧ブルームによって粉体を移送ガス中に連行することを含む、請求項28に記載の方法。
- 移送ガスを移動させることが、ブロワーアセンブリにおけるインペラーによって移送ガスを移動させること、および、ガス‐粒子分離装置によって移送ガスに連行される凝集物を蓄積することを含む、請求項28に記載の方法。
- 移送ガスを調整することをさらに含む、請求項28に記載の方法。
- 移送ガスを調整することが、移送ガスのパラメータを検知すること、および、前記検知されたパラメータに応答して前記移送ガスを調整することを含む、請求項33に記載の方法。
- 移送ガスを調整することが、移送ガスの相対的湿度、および/または、温度を制御することを含む、請求項33に記載の方法。
- センサモジュールであって:
重量センサアセンブリの配列であって、ここで、重量センサアセンブリのそれぞれは、少なくとも1つの重量センサセルを含み、ここで、重量センサセルのそれぞれは、垂直面に平行に配置され、それぞれの重量センサセルは、検知される1つのカートリッジと接続するように構成された重量センサプローブ、重量検知用の構成要素、重量検知用の構成要素の下方に位置する電気回路、および、重量センサアセンブリの底部に位置する電気コネクタを含み、ここで、重量センサプローブが、重量検知用の構成要素、電気回路、および、電気コネクタの上方に位置付けられる、前記重量センサアセンブリの配列;および
前記配列の前記重量センサアセンブリを装着して相対位置に固定する、センサハウジング、ここで、前記配列の前記重量センサアセンブリは、カートリッジの配列におけるカートリッジの少なくともサブセットの重量を検知するように構成され、ここで、重量センサアセンブリは、重量センサセルの2次元配列を形成するようにセンサハウジング内に装着されている、前記センサハウジング;
を含む、前記センサモジュール。 - 重量センサセルが、1インチセンタ上の重量センサアセンブリの配列に位置する、請求項36に記載のセンサモジュール。
- センサハウジングが、重量センサアセンブリの上に冷却空気を誘導するように構成された冷却システムを含む、請求項36に記載のセンサモジュール。
- センサハウジングが、配列における重量センサアセンブリの位置を画定するように構成された配置プレートを含む、請求項36に記載のセンサモジュール。
- ハウジングが、それぞれのセンサセルの電気コネクタを係合するためのコネクタを有するセンサバックプレーンをさらに含む、請求項36に記載のセンサモジュール。
- 重量センサアセンブリが、カートリッジが充填されるときにカートリッジの配列における少なくともサブセットのカートリッジの重量を同時に検知するように構成される、請求項36に記載のセンサモジュール。
- 重量センサアセンブリが、カートリッジの充填を10秒+/−1秒の充填時間の間で制御するように構成される、請求項41に記載のセンサモジュール。
- 重量センサアセンブリが、カートリッジの充填を5〜10マイクログラム以内の精度で制御するように構成される、請求項41に記載のセンサモジュール。
- 重量センサアセンブリが、カートリッジに充填する粉体を10mg+/−3%に制御するように構成される、請求項41に記載のセンサモジュール。
- 重量センサアセンブリの配列における重量センサアセンブリの間隔が、カートリッジの配列における少なくともサブセットのカートリッジの間隔に一致する、請求項36に記載のセンサモジュール。
- それぞれのセンサセルの重量検知用の構成要素が、電気てんびん梁を含む、請求項36に記載のセンサモジュール。
- カートリッジの配列におけるカートリッジの重量を検知する方法であって、
カートリッジの配列における少なくともサブセットのカートリッジの位置に一致する重量センサアセンブリの配列を提供すること;
重量センサアセンブリの配列におけるそれぞれの重量センサアセンブリに接するように、カートリッジの配列における少なくともサブセットのカートリッジを位置させること;および
カートリッジの配列における少なくともサブセットのカートリッジの重量を検知すること
を含む、前記方法。 - 重量を検知することが、カートリッジが充填されるときにカートリッジの配列における少なくともサブセットのカートリッジの重量を同時に検知することを含む、請求項47に記載の方法。
- カートリッジ重量の検知に応答してセンサ信号を提供することをさらに含み、センサ信号はカートリッジの配列におけるそれぞれのカートリッジの充填を制御する、請求項48に記載の方法。
- 垂直ポートの配列と、該垂直ポートのそれぞれの行と交差する水平チャネルとを有する配列ブロック;および
前記配列ブロックの各々の垂直ポートに装着され、それぞれが前記配列ブロック内のチャネルと連通する粉体取入口を有する、粉体ディスペンサモジュールを含み、
前記配列ブロック内のチャネルに配送された粉体は、それぞれの粉体ディスペンサモジュールによって分注される、粉体ディスペンサアセンブリ。 - 垂直ポートの配列と、該垂直ポートのそれぞれの行と交差する水平チャネルとを含む配列ブロック;
前記配列ブロックの各々の垂直ポートに装着され、それぞれが前記配列ブロック内のチャネルと連通する粉体取入口を有する、粉体ディスペンサモジュールであって、前記配列ブロック内のチャネルに配送された粉体は、前記それぞれの粉体ディスペンサモジュールによって分注される、前記粉体ディスペンサモジュール;
移送ガスを移動させるブロワーアセンブリ;
前記移送ガスに連行された粉体を、前記配列ブロック内の水平チャネルに配送する粉体エアレーター;
該粉体エアレーターに粉体を供給するホッパーアセンブリ;および
前記移送ガスを前記ブロワーアセンブリに戻す、吸引マニホルド
を含む、粉体移送システム。
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