RU2165851C1

RU2165851C1 - Rotary tabletting machine

Info

Publication number: RU2165851C1
Application number: RU2000119577A
Authority: RU
Inventors: В.А. Васильев; Н.В. Захаров; Н.И. Тимофеев
Original assignee: Открытое акционерное общество "Конструкторское бюро автоматических линий "Ротор"
Priority date: 2000-07-24
Filing date: 2000-07-24
Publication date: 2001-04-27

Abstract

FIELD: mechanical engineering; pharmaceutical industry. SUBSTANCE: rotary machine designed for making tablets from powders has rotor with dies and punches, tracers and pressing rollers installed for movement relative to rotor. Machine is equipped with mechanisms providing accurate adjustment of position of rollers. These mechanisms are furnished with indicators installed on housing from outside to permit setting of pressing zone and thickness of tablets remotely, without disassembling the housing. It has also electronic equipment providing automatic stabilization of rotor speed. EFFECT: enlarged operating capabilities, improved performance characteristics. 5 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для прессования таблеток из порошков. The invention relates to mechanical engineering and can be used for pressing tablets from powders.

Известен роторный пресс для прессования изделий из порошков (см. а. с. N 1810213, кл. B 30 B 11/08, публ. 1993, заявитель - КБ "Гюйс"). Известна также роторная таблеточная машина, содержащая ротор с матрицами и пуансонами, взаимодействующими с прессующими роликами (см. а. с. N 1016207, кл. B 30 B 11/08, публ. 1983 г.). Known rotary press for pressing products from powders (see and.with. N 1810213, class B 30 B 11/08, publ. 1993, the applicant - KB "Guys"). Also known is a rotary tablet machine containing a rotor with dies and punches interacting with pressing rollers (see A. p. N 1016207, class B 30 B 11/08, publ. 1983).

Наиболее близкой по технической сути к предлагаемому изобретению является вертикальная роторная таблеточная машина, содержащая станину, ротор с матрицами, соосными с прессующими пуансонами, и закрепленные на станине копиры и прессующие ролики, взаимодействующие с пуансонами (см. а.с. N 1098829, кл. B 30 B 11/08, публ. 1984 г. - прототип; заявитель - Мариупольский (Ждановский) завод технологического оборудования медицинской промышленности). Closest to the technical nature of the present invention is a vertical rotary tabletting machine containing a bed, a rotor with dies, coaxial with the pressing punches, and copiers and pressing rollers mounted on the bed, interacting with the punches (see A.S. N 1098829, cl. B 30 B 11/08, publ. 1984 - prototype; applicant - Mariupol (Zhdanovsky) plant for technological equipment of the medical industry).

К недостаткам прототипа следует отнести его невысокие эксплуатационные возможности. Проблема в том, что при переходе к прессованию таблеток другой толщины необходимо разбирать указанную выше машину и переустанавливать прессующие ролики. Отмеченный недостаток приводит к непроизводительным потерям рабочего времени. Кроме того, в прототипе отсутствует стабилизация вращения ротора. Практика показывает, что для каждого порошка существует своя оптимальная скорость вращения ротора, которую необходимо удерживать стабильной. The disadvantages of the prototype include its low operational capabilities. The problem is that when switching to pressing tablets of a different thickness, it is necessary to disassemble the above machine and reinstall the pressing rollers. The noted drawback leads to unproductive losses of working time. In addition, in the prototype there is no stabilization of the rotation of the rotor. Practice shows that each powder has its own optimal rotor speed, which must be kept stable.

Техническая задача состоит в расширении эксплуатационных возможностей путем дистанционной настройки параметров прессования и улучшение эксплуатационных характеристик за счет автоматической стабилизации вращения ротора. The technical task is to expand operational capabilities by remotely adjusting the pressing parameters and improving operational characteristics due to automatic stabilization of rotor rotation.

Технический результат достигается тем, что в роторной таблеточной машине, содержащей станину, электродвигатель, ротор с матрицами и пуансонами, копиры, как минимум, один верхний и один нижний прессующие ролики, взаимодействующие с пуансонами, прессующие ролики установлены на подвижных опорных плитах, у которых одни концы шарнирно закреплены на станине, а другие кинематически связаны с червячными механизмами, имеющими установленные на станине снаружи отсчетные устройства, причем нижний прессующий ролик установлен на рычаге, который одним концом шарнирно связан со станиной, а другим концом опирается на упругий элемент, закрепленный на плите, при этом электродвигатель соединен с источником питания через программируемое электронное устройство, содержащее блок преобразования частоты питающего напряжения. The technical result is achieved in that in a rotary tablet machine containing a bed, an electric motor, a rotor with dies and punches, copiers, at least one upper and one lower pressing rollers interacting with the punches, the pressing rollers are mounted on movable support plates, in which one the ends are pivotally mounted on the bed, and the others are kinematically connected with worm gears having reading devices mounted on the bed from the outside, and the lower pressing roller is mounted on a lever that is one m end pivotally connected to the frame and the other end rests on a resilient member fixed to the plate, wherein the motor is coupled to a power source through a programmable electronic device comprising block conversion frequency of the supply voltage.

Машина отличается также тем, что упругий элемент выполнен в виде пакета тарельчатых пружин и снабжен микровыключателем конечного положения, установленным на нижней опорной плите с возможностью взаимодействия с дополнительным рычагом. Отсчетные устройства выполнены в виде дисков с лимбами, а программируемое электронное устройство (ПЭУ) содержит также блок контроля перегрузки прессования, который электрически связан с микровыключателем. Машина отличается также тем, что ПЭУ дополнительно содержит блок контроля температуры. The machine is also characterized in that the elastic element is made in the form of a cup spring plate and is equipped with an end position microswitch mounted on the lower base plate with the possibility of interaction with an additional lever. The reading devices are made in the form of disks with limbs, and the programmable electronic device (PES) also contains a pressing overload control unit, which is electrically connected to the microswitch. The machine is also characterized in that the PES further comprises a temperature control unit.

Достигаемый технический результат состоит в том, что в предлагаемой машине прессующие ролики, положение которых определяет зону прессования и толщину таблетки, установлены на подвижных опорах, которые можно перемещать дистанционно при помощи механизмов, связанных с отсчетными устройствами, установленными на корпусе снаружи (расширение эксплуатационных возможностей). При этом стабилизация вращения ротора обеспечивается за счет автоматической регулировки частоты питающего напряжения, которую изменяют в соответствии с программой прессования данного порошка (улучшение эксплуатационных характеристик). The technical result achieved is that in the proposed machine, the pressing rollers, the position of which determines the pressing zone and the thickness of the tablet, are mounted on movable supports that can be moved remotely using mechanisms associated with reading devices installed on the outside of the housing (expanding operational capabilities) . In this case, stabilization of the rotor rotation is ensured by automatic adjustment of the frequency of the supply voltage, which is changed in accordance with the pressing program of this powder (improvement of operational characteristics).

В конкретной таблеточной машине реализована двухпоточная схема прессования с двумя одинаковыми парами прессующих роликов. Для писания принципа работы машины достаточно рассмотреть устройство и работу с одной парой роликов. In a particular tablet machine, a two-line pressing scheme is implemented with two identical pairs of pressing rollers. To write the principle of operation of the machine, it is enough to consider the device and work with one pair of rollers.

Устройство машины поясняется чертежами, на которых показаны следующие виды: фиг. 1 - вид машины спереди, фиг. 2 - вид в сечении А-А по фиг. 1, фиг. 3 - устройство двойного червячного редуктора, фиг. 4 - устройство закрепления плит с прессующими роликами, фиг. 5 - структурная схема электрооборудования, фиг. 6 - блок-схема программируемого электронного устройства (ПЭУ). The device of the machine is illustrated by drawings, which show the following types: FIG. 1 is a front view of the machine, FIG. 2 is a sectional view aa of FIG. 1, FIG. 3 - device of a double worm gear, FIG. 4 - plate fixing device with pressing rollers, FIG. 5 is a structural diagram of electrical equipment, FIG. 6 is a block diagram of a programmable electronic device (PES).

Роторная таблеточная машина содержит станину 1, электродвигатель 2 с редуктором и ротор 3 с матрицами 4. В матрицах установлены нижние 5 и верхние 6 пуансоны, которые своими хвостовиками взаимодействуют с нижними 7 и верхними 8 копирами соответственно. В зоне прессования установлены прессующие - нижний 9 и верхний 10 ролики, которые взаимодействуют с пуансонами 5 и 6 соответственно. Ролики закреплены на подвижных опорных плитах, концы которых 11, 12 шарнирно связаны со станиной. Другие концы 13, 14 плит кинематически связаны с вертикальной тягой 15, причем конец 13 опирается на гайку 13а, которая имеет выступы 13б. The rotary tablet machine contains a bed 1, an electric motor 2 with a gearbox, and a rotor 3 with matrices 4. The lower 5 and upper 6 punches are installed in the matrices, which interact with the lower 7 and upper 8 copiers with their shanks, respectively. In the pressing zone, pressers are installed - lower 9 and upper 10 rollers, which interact with punches 5 and 6, respectively. The rollers are mounted on movable base plates, the ends of which 11, 12 are pivotally connected to the bed. The other ends 13, 14 of the plates are kinematically connected with the vertical rod 15, the end 13 being supported by a nut 13a, which has projections 13b.

Подвижность опорных плит обеспечивается двойным червячным редуктором 16, устройство которого показано на фиг. 3. Ролик 9 установлен на рычаге 17, который концом 18 опирается на пакет тарельчатых пружин 19, закрепленный на плите 11. Микровыключатель 20 установлен на плите 11 с возможностью взаимодействия с выступом 21 на рычаге 17. The mobility of the base plates is provided by a double worm gear 16, the device of which is shown in FIG. 3. The roller 9 is mounted on a lever 17, which at the end 18 is supported by a plate spring plate 19 fixed to the plate 11. The microswitch 20 is mounted on the plate 11 to interact with the protrusion 21 on the lever 17.

Двойной червячный редуктор 16 содержит червяки 22, 23, связанные с зубчатыми колесами 24, 25, которые закреплены на гайке 26 и гильзе 27 соответственно. Гильза 27 имеет хвостовик 27а с пазами "в", в которых размещены выступы 13б гайки 13а. Гайка 26 связана резьбой с дополнительной тягой 28, установленной внутри тяги 15. Червяк 22 имеет ось 29, на которой закреплен диск с лимбом 30. Ось червяка 23 связана через зубчатую передачу 31 с лимбом 32. Double worm gear 16 contains worms 22, 23 associated with gears 24, 25, which are mounted on nut 26 and sleeve 27, respectively. The sleeve 27 has a shank 27a with grooves "b" in which the protrusions 13b of the nut 13a are located. The nut 26 is threaded to an additional rod 28 installed inside the rod 15. The worm 22 has an axis 29 on which a disk with a limb 30 is fixed. The axis of the worm 23 is connected through a gear 31 with a limb 32.

Машина также оборудована бункером 33 для исходного порошка, лотком 34 и столиком 35 под емкость для готовой продукции. The machine is also equipped with a hopper 33 for the initial powder, a tray 34 and a table 35 under the container for the finished product.

Электродвигатель 2 подключен к источнику питания через программируемое электронное устройство 36 (см. фиг. 5, 6), содержащее блок контроля за перегрузкой (БКП) 37 двигателя, блок преобразования частоты (БПЧ) 38 питающего напряжения и блок контроля температуры (БКТ) 39. Указанные блоки имеют выходы на силовые ключи 40, управляющие подачей питающего напряжения на электродвигатель. The electric motor 2 is connected to a power source through a programmable electronic device 36 (see Fig. 5, 6), which contains an overload control unit (BKP) 37 of the engine, a frequency conversion unit (BPC) 38 of the supply voltage, and a temperature control unit (BKT) 39. These blocks have outputs to the power switches 40, controlling the supply of supply voltage to the electric motor.

На роторной таблеточной машине работают в следующем порядке. Перед началом работы на машине устанавливают зону прессования и толщину прессуемой таблетки. Зону прессования таблетки в матрице устанавливают при помощи лимба 30. При вращении лимба 30 и червяка 22 поворачивается колесо 24 и гайка 26, в которой выполнена левая резьба. Это вращение передается на тягу 28, которая перемещается в осевом направлении вместе с концами 13, 14 опорных плит с роликами 9, 10. При вращении лимба 30 ролики 9, 10 совершают плоскопараллельное перемещение на определенное расстояние, которое задает положение пуансонов в матрице (зона прессования). Установку зоны прессования определяют по отметкам на лимбе 30. On a rotary tablet machine work in the following order. Before starting work on the machine set the pressing zone and the thickness of the pressed tablet. The tablet pressing zone in the matrix is set using the limb 30. When the limb 30 and the worm 22 rotate, the wheel 24 and the nut 26, in which the left-hand thread is made, rotate. This rotation is transmitted to the thrust 28, which moves axially together with the ends 13, 14 of the support plates with rollers 9, 10. When the dial 30 is rotated, the rollers 9, 10 perform plane-parallel movement to a certain distance, which sets the position of the punches in the matrix (pressing zone ) The setting of the pressing zone is determined by the marks on the limb 30.

Для установки усилия прессования, от которого зависит толщина таблетки, вращают лимб 32. Это вращение передается через редуктор 31 и червячную передачу 23, 25 гильзе 27. Дальше вращение передается через хвостовик 27а, в пазах "в" которого установлены выступы 13б, гайке 13а. Гайка 13а перемещается вертикально (вверх или вниз в зависимости от направления вращения лимба 32) вместе с опорным концом 13 и роликом 9, а плита 14 с роликом 10 остается на месте. Таким образом при вращении лимба 32 регулируют расстояние между прессующими роликами 9, 10, которое задает усилие прессования. Величину усилия определяют по отметкам на лимбе 32. To set the pressing force, on which the thickness of the tablet depends, rotate the dial 32. This rotation is transmitted through the gearbox 31 and the worm gear 23, 25 of the sleeve 27. Further, the rotation is transmitted through the shank 27a, in the grooves in which the protrusions 13b, the nut 13a are installed. The nut 13a moves vertically (up or down depending on the direction of rotation of the limb 32) together with the supporting end 13 and the roller 9, and the plate 14 with the roller 10 remains in place. Thus, when the dial 32 is rotated, the distance between the pressing rollers 9, 10 is controlled, which sets the pressing force. The magnitude of the effort is determined by the marks on the limb 32.

Для включения машины нажимают кнопку "Пуск" на пульте. Питающее напряжение промышленной частоты 50 Гц подается на электродвигатель 2 и ротор 3 с матрицами 4 начинает вращаться. Таблетируемый порошок поступает из бункера 33 через дозатор с ворошителями (условно не показан) в ротор 3, где смесь дозированно попадает в полость матрицы 4. Избыток порошка срезается ножом (условно не показан) и отправляется обратно в бункер. To turn on the machine, press the "Start" button on the remote control. A supply voltage of industrial frequency 50 Hz is supplied to the electric motor 2 and the rotor 3 with the matrices 4 begins to rotate. The tabletted powder passes from hopper 33 through a hopper with agitators (not shown conditionally) to rotor 3, where the mixture is metered into the die cavity 4. The excess powder is cut off with a knife (not shown conventionally) and sent back to the hopper.

При дальнейшем вращении ротора заполненная порошком матрица попадает на участок, где копиры 7, 8 обеспечивают сближение нижних 5 и верхних 6 пуансонов. При этом профили копиров выполнены так, чтобы доза порошка попала в матрицу до того, как верхний пуансон опустится в канал матрицы. Сближение пуансонов уплотняет порошок, подготавливая его к прессованию. Окончательное прессование порошка в таблетку происходит в зоне прессующих роликов 9, 10, которые совместно с пуансонами развивают усилие прессования, воздействующее на порошок в матрице. Таким образом в матрице прессуется таблетка. With further rotation of the rotor, the matrix filled with powder enters the area where the copiers 7, 8 ensure the convergence of the lower 5 and upper 6 punches. In this case, the profiles of the copiers are made so that the dose of powder falls into the matrix before the upper punch drops into the channel of the matrix. The convergence of the punches compacts the powder, preparing it for pressing. The final pressing of the powder into a tablet takes place in the area of the pressing rollers 9, 10, which together with the punches develop the pressing force acting on the powder in the matrix. Thus, a tablet is compressed in the matrix.

При дальнейшем вращении ротора верхний пуансон попадает на восходящий участок копира 8, который выводит пуансон из матрицы. На следующем участке цикла поднимается нижний пуансон 5, который выводит таблетку из матрицы на поверхность ротора, откуда она сбрасыается в отводной лоток 34 специальным ножом-отражателем. Таблетка скатывается по лотку и попадает в приемную емкость (условно не показана), установленную на столике 35. На этом цикл таблетирования заканчивается. Освободившаяся от таблетки матрица попадает в зону питателя-дозатора и процесс повторяется снова. With further rotation of the rotor, the upper punch hits the ascending portion of the copier 8, which displays the punch from the matrix. In the next section of the cycle, the lower punch 5 rises, which leads the tablet out of the matrix onto the surface of the rotor, from where it is discharged into the bypass tray 34 with a special reflector knife. The tablet rolls down the tray and enters the receiving container (not shown conditionally) installed on table 35. This completes the tabletting cycle. The matrix freed from the tablet enters the zone of the feeder-dispenser and the process is repeated again.

Бесступенчатое регулирование и стабилизация скорости вращения ротора обеспечивается блоком ПЭУ 36. В случае замедления или ускорения вращения ротора 3 ПЭУ подает команду на БПЧ 38, который изменяет частоту питающего напряжения до тех пор, пока скорость вращения ротора не будет равна значению, установленному для данного порошка. В конкретной машине применен тиристорный преобразователь частоты, позволяющий регулировать скорость вращения ротора от 5 до 80 об/мин. Stepless regulation and stabilization of the rotor speed is provided by the PES unit 36. In the case of deceleration or acceleration of the rotor 3 rotation, the PES gives a command to the BPC 38, which changes the frequency of the supply voltage until the rotor speed is equal to the value set for this powder. In a particular machine, a thyristor frequency converter is used, which allows you to adjust the rotor speed from 5 to 80 rpm.

В случае недопустимого превышения усилия прессования (например, по причине попадания в матрицу инородного предмета) сжимается пакет пружин 19. При этом рычаг 17 перемещается относительно плиты 11 и выступом 21 нажимает на микровыключатель 20, который замыкает цепь управления блоком 37. Получив управляющий сигнал, БКП отключает питание электродвигателя 2. В случае перегрева в блок БКТ 39 поступают сигналы от термодатчиков, установленных в ответственных узлах машины (условно не показаны). Получив управляющий сигнал, БКТ сразу отключает электродвигатель и останавливает машину. In the case of an unacceptable excess of the pressing force (for example, due to a foreign object falling into the matrix), the spring pack 19 is compressed. In this case, the lever 17 moves relative to the plate 11 and by the protrusion 21 presses the microswitch 20, which closes the control circuit of the block 37. Having received a control signal, the BKP turns off the power of the electric motor 2. In the event of overheating, signals from thermal sensors installed in the critical nodes of the machine (not shown conditionally) are received in the BKT 39 block. Having received a control signal, the BKT immediately turns off the electric motor and stops the machine.

Согласно приведенному выше описанию на предприятии ОАО "КБ "Ротор" (г. Екатеринбург) изготовлен роторный автомат прессования таблеток РАП-Т-3000, имеющий следующие технические характеристики:
Частота вращения ротора, об/мин - 5-80
Максимальное усилие прессования, кН - 100
Максимальная производительность, шт/ч - 206000
Испытания в реальных условиях показали, что предлагаемая роторная таблеточная машина имеет ряд преимуществ в сравнении с аналогами, ближайшим из которых является роторная таблеточная машина РТМ-41 Мариупольского завода медтехники (Украина):
- наличие механизмов перемещения прессующих роликов на основе двойного червячного редуктора позволяет без разборки машины дистанционно устанавливать необходимое усилие прессования и оптимальную зону прессования таблетки в матрице;
- наличие преобразователя частоты питающего напряжения позволяет плавно регулировать скорость вращения ротора и тем самым установить оптимальную для данного порошка производительность;
- наличие блокировок по перегрузкам усилия прессования и температуре повышает безопасность и безаварийность работы машины;
- станина более удобной формы со съемными кожухами обеспечивает оперативный доступ к механизмам, включая привод и копиры, что позволяет производить замену узлов автомата без разборки корпуса.According to the above description, a rotary tablet pressing machine RAP-T-3000 was manufactured at the enterprise "Rotor Design Bureau" OJSC (Ekaterinburg), having the following technical characteristics:
Rotor rotation frequency, rpm - 5-80
Maximum pressing force, kN - 100
Maximum productivity, pcs / h - 206000
Tests in real conditions showed that the proposed rotary tablet machine has a number of advantages compared to analogues, the closest of which is the RTM-41 rotary tablet machine of the Mariupol Medical Equipment Plant (Ukraine):
- the presence of mechanisms for moving the pressing rollers based on a double worm gear allows you to remotely set the required pressing force and the optimal pressing zone of the tablet in the matrix without disassembling the machine;
- the presence of a frequency converter of the supply voltage allows you to smoothly control the speed of rotation of the rotor and thereby establish the optimal performance for this powder;
- the presence of locks on overloads of the pressing force and temperature increases the safety and trouble-free operation of the machine;
- a bed of a more convenient form with removable covers provides quick access to mechanisms, including the drive and copiers, which allows the replacement of machine components without disassembling the case.

Поиск по патентной и научно-технической литературе показал, что, начиная с 1993 года, в России практически отсутствуют разработки роторных автоматов для прессования таблеток. A search in patent and scientific and technical literature showed that, since 1993, in Russia there are practically no developments of rotary automatic machines for pressing tablets.

Учитывая изложенное, можно сделать вывод, что описанная выше роторная таблеточная машина отвечает критериям новизны, неочевидности и промышленной применимости, в связи с чем предлагается к правовой защите патентом на изобретение. Given the above, it can be concluded that the rotary tablet machine described above meets the criteria of novelty, non-obviousness and industrial applicability, and therefore, a patent for an invention is proposed for legal protection.

Claims

1. A rotary tablet machine comprising a bed, an electric motor, a rotor with dies and punches, copiers, at least one upper and one lower pressing rollers interacting with the punches, characterized in that the pressing rollers are mounted on movable support plates with one end articulated mounted on the bed, and the other ends are kinematically connected with worm gears having reading devices mounted on the bed from the outside, the lower pressing roller mounted on a lever, which has a hinge at one end on associated with the base and the other end is mounted on an elastic member fixed to the base plate, wherein the motor is coupled to a power source through a programmable electronic device comprising block conversion frequency of the supply voltage.

2. The rotary tablet machine according to claim 1, characterized in that the reading device is made in the form of a disk with a limb kinematically connected with the axis of the corresponding worm.

3. The rotary tablet machine according to claim 1, characterized in that the elastic element is made in the form of a cup spring plate and is equipped with an end position microswitch mounted on the plate with the possibility of interaction with the lever for the pressing roller.

4. The rotary tablet machine according to claim 3, characterized in that the programmable electronic device comprises a pressing overload control unit that is electrically connected to a micro switch.

5. The rotary tablet machine according to claim 1, characterized in that the programmable electronic device comprises a temperature control unit.