專利名稱：用于密封膠囊的方法和設(shè)備及適合該方法和設(shè)備的膠囊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通過依次應(yīng)用溶劑和熱能來密封具有共軸的部分重疊囊體部分的嵌進(jìn)接合式膠囊的方法和設(shè)備。本發(fā)明進(jìn)一步涉及特別適合于此類方法和設(shè)備的膠囊設(shè)計(jì)。
利用本發(fā)明來密封的膠囊優(yōu)選是硬殼明膠膠囊或從那些就化學(xué)和物理性質(zhì)而言在藥學(xué)上可接受的材料或它們的組合物制得的其它膠囊。
與其它劑型相比，這類膠囊需要解決的問題是以下事實(shí)共軸的囊體部分必須很好地密封，為的是避免任何內(nèi)容物滲出到外部或避免它的污染。此外，出于安全目的損害內(nèi)容物或膠囊本身應(yīng)當(dāng)是顯然的和在外部可以看出的，密封膠囊的任何技術(shù)必須適合于大規(guī)模的批量生產(chǎn)以減少制造時(shí)間和成本和減少因產(chǎn)品的殘次品所引起的浪費(fèi)。
EP0116743A1和EP0116744A1分別公開了用于密封具有硬殼共軸的封蓋和在嵌進(jìn)接合時(shí)會(huì)重疊的囊體部分的此類膠囊的類似方法和設(shè)備。所使用的方法包括以下步驟將在網(wǎng)眼籠中隨機(jī)取向的或以它們的封蓋部分向上取向的一批膠囊浸入密封液體中，在封蓋和囊體部分的重疊處產(chǎn)生毛細(xì)管作用，或?qū)⒚芊庖后w或其蒸汽噴霧到該重疊處的接縫上，利用吹風(fēng)機(jī)從膠囊表面上除去密封液體，和在輸送籠子通過干燥機(jī)時(shí)對(duì)膠囊施加熱能。兩篇文獻(xiàn)都公開了寬范圍的密封液體和應(yīng)用熱能的特定溫度和模式的使用，它們的公開內(nèi)容被引入本文供參考。
EP-0180543A1也公開了用于密封具有共軸的囊體部分的嵌進(jìn)接合的膠囊的方法，該方法包括依次將密封液體施涂到在封蓋和囊體之間的接合處的重疊區(qū)中，除去過量的密封液體，和施加熱能以進(jìn)行干燥。這一文獻(xiàn)特別描述了適合用于此類方法的各種膠囊設(shè)計(jì)，它們?cè)诜馍w和/或囊體中具有脊型結(jié)構(gòu)，以便于準(zhǔn)確地共軸定位該封蓋和囊體。這一文獻(xiàn)的公開內(nèi)容也被引入本文供參考。
通過依次施涂溶劑和施加熱能來密封具有共軸的囊體部分的嵌進(jìn)接合膠囊的現(xiàn)有系統(tǒng)對(duì)于密封的質(zhì)量和影響密封質(zhì)量的各種工藝參數(shù)的可控制性是部分地不完善的。
本發(fā)明旨在提供通過依次施加溶劑和熱能來密封具有共軸的部分重疊囊體部分的嵌進(jìn)接合膠囊的改進(jìn)方法和設(shè)備，以及特別適合于該方法和設(shè)備的改進(jìn)膠囊設(shè)計(jì)。
出于這一目的，本發(fā)明提供在所附權(quán)利要求中定義的用于密封具有共軸的部分重疊囊體部分的嵌進(jìn)接合膠囊的方法和設(shè)備以及膠囊設(shè)計(jì)。
現(xiàn)在利用實(shí)施例，再參考附圖來更詳細(xì)地描述本發(fā)明，其中

圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明的膠囊的重疊密封部分的放大樣圖，和圖2顯示了在本發(fā)明的方法和設(shè)備中使用的干燥籠的示意性結(jié)構(gòu)和在操作期間膠囊的路徑。
首先，針對(duì)包括本發(fā)明的方法和設(shè)備的系統(tǒng)和膠囊進(jìn)行一般性舉例說明，以強(qiáng)調(diào)本發(fā)明的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)特征和各個(gè)方面。以下的列舉是沒有順序的或不是概全的，只是簡單地覆蓋了本發(fā)明的系統(tǒng)區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)方法的各個(gè)方面。
本發(fā)明提供下面的各個(gè)方面它不需要取向的膠囊，簡化了操作和提高了該方法的可靠性。
密封液體的施涂在空間上進(jìn)行控制，以便優(yōu)化潤濕的區(qū)域?qū)崿F(xiàn)良好的密封，使得有最低的粘性和最快的干燥。
密封液體的溫度能夠被控制來實(shí)現(xiàn)有效的毛細(xì)作用和最佳的溶解速率。這意味著使用加熱和冷卻系統(tǒng)，例如使用明膠膠囊的系統(tǒng)要求高于環(huán)境的溫度，而HPMC(羥丙基甲基纖維素)體系用熱溶劑和環(huán)境溫度干燥就很好。
施加在膠囊囊體部分(即封蓋和囊體)之間的縫隙周圍空間上的密封液體的體積是可調(diào)節(jié)的，以防止過量潤濕。
該密封液體均勻施涂在膠囊周圍以達(dá)到所要求的全區(qū)域密封。
通過噴射氣體和/或抽氣的并用來除去過量的密封液體。
該系統(tǒng)經(jīng)過設(shè)計(jì)，使得膠囊尺寸變化對(duì)組分變化要求最小。
該系統(tǒng)經(jīng)過設(shè)計(jì)，可以用一定范圍的密封液體來操作，該液體包括但不限于用于明膠膠囊的醇/水混合物，如在EP0116743A1和EP0116744A1中所述，該文獻(xiàn)被引入本文供參考。對(duì)于由其它材料例如淀粉、HPMC等制造的膠囊，需要其它的溶劑體系。本發(fā)明提供了各種控制關(guān)鍵密封和干燥參數(shù)如溫度、溶劑配方、時(shí)間、氣流的方法，使得能夠使用最佳的方法和很好地控制它。
密封之后膠囊的傳輸以最大程度減少膠囊與設(shè)備表面之間和膠囊彼此之間接觸的方式來實(shí)現(xiàn)，以減少粘附或外觀(cosmetic)損壞的危險(xiǎn)。
對(duì)膠囊的干燥速度小心地加以控制，以確保在溶劑蒸發(fā)時(shí)內(nèi)重疊表面彼此牢固地粘結(jié)，而流體沒有時(shí)間擴(kuò)散到膠囊材料的本體部分中。
在封蓋和囊體上的可靠粘結(jié)要求重疊表面在以下條件下接觸表面將熔合并以一定強(qiáng)度接合，所需時(shí)間與明膠長鏈分子發(fā)生纏結(jié)需要的最短時(shí)間相當(dāng)。這設(shè)定了該系統(tǒng)所要調(diào)節(jié)的干燥速度。
在需要粘結(jié)的表面之間的接觸壓力通過干涉力的結(jié)合來維持，該干涉力來源于膠囊的精確生產(chǎn)控制和由于流體吸收引起的膠囊膨脹。
所有表面以均勻速率干燥是避免變形或差的密封作用所需要的，并且可以通過本發(fā)明的吹氣、干燥籠器件的膠囊翻轉(zhuǎn)機(jī)理來實(shí)現(xiàn)。
干燥過程的進(jìn)行可通過控制氣流的溫度，選擇流速和濕度，以達(dá)到為實(shí)現(xiàn)膠囊的強(qiáng)力粘結(jié)所需要的溫度、時(shí)間、濕度條件。
該膠囊是在干燥籠器件中干燥的，該器件能夠?qū)斔退俣冗M(jìn)行控制而與此同時(shí)翻轉(zhuǎn)膠囊以確保全部表面被均勻地干燥和膠囊不粘附在一起。
對(duì)干燥籠器件中的螺旋運(yùn)輸器的表面、材料和形式進(jìn)行設(shè)計(jì)來確保在操作過程中膠囊沒有保留在其中和膠囊最小程度地受到因與其接觸所引起的損壞。
構(gòu)成干燥籠器件的結(jié)構(gòu)的孔隙率經(jīng)過設(shè)計(jì)來確保在膠囊上的低氣流阻力和均勻氣流。
寬度和位置都可調(diào)節(jié)的兩個(gè)或多個(gè)高速氣流噴嘴沿著干燥籠器件的最低點(diǎn)的直線指向上方，氣流速度足以提升傾向于粘附到該表面上的任何膠囊。
干燥籠器件的轉(zhuǎn)速控制使得可以控制干燥時(shí)間，因?yàn)檩S向滑移速率是轉(zhuǎn)速的函數(shù)。
干燥空氣參數(shù)的控制是通過使用伺服控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)的，以便甚至在外部變化的情況下保持均勻的狀態(tài)。
總密封系統(tǒng)的運(yùn)行是在小體積(small footprint)的自含設(shè)備中完成的，使得與在膠囊填充流水線環(huán)境中的設(shè)備相匹配。
因此本發(fā)明的系統(tǒng)能夠在以與普通膠囊填充流水線相當(dāng)?shù)乃俣忍畛渲缶o接著密封充液膠囊。
由于本發(fā)明的設(shè)備能夠從標(biāo)準(zhǔn)料斗進(jìn)料，因此不需要將填料的出料口與本發(fā)明的密封設(shè)備的進(jìn)料口緊密對(duì)接。這允許使用緩沖容積來平穩(wěn)生產(chǎn)流程，以應(yīng)付填料或密封設(shè)備的短時(shí)間停車。
本發(fā)明的方法和設(shè)備與現(xiàn)有技術(shù)的密封系統(tǒng)相比的基本改進(jìn)在于控制膠囊囊體部分的縫隙幾何結(jié)構(gòu)以確保沿著整個(gè)重疊長度有完全均勻的毛細(xì)作用，以及用于這一步驟的干燥方法或合適設(shè)備的設(shè)計(jì)，它以使縫隙完全閉合和囊體部分很好地粘附在一起的方式除去溶劑。
膠囊設(shè)計(jì)最適合用于本發(fā)明的密封系統(tǒng)中的膠囊設(shè)計(jì)是由兩個(gè)半邊組成，當(dāng)嵌進(jìn)接合在一起時(shí)這兩個(gè)半邊同心地部分重疊。在兩個(gè)半邊之間進(jìn)行密封的基本方法是將溶劑或密封液體引入到在重疊區(qū)中兩個(gè)半邊之間的縫隙中，以使得當(dāng)溶劑蒸發(fā)時(shí)，內(nèi)表面在軟化狀態(tài)發(fā)生接觸并熔合在一起。
為了實(shí)現(xiàn)用該方法的良好密封，必要的是密封液體即溶劑必須填充在需要粘結(jié)在一起的兩表面之間的全部縫隙中。對(duì)于膠囊，這是在封蓋和囊體之間的重疊區(qū)的總長度。需要粘合在一起的兩個(gè)表面勢(shì)必與溶劑反應(yīng)，使得在它們貼合在一起形成粘結(jié)關(guān)系時(shí)該內(nèi)表面是軟而粘性的。這可以通過控制在溶劑蒸發(fā)使兩表面相互接觸之前該溶劑處在縫隙中時(shí)的溫度和時(shí)間來實(shí)現(xiàn)。最后，除去溶劑的作用需要施加外力于所要粘結(jié)的兩個(gè)表面上，以便將它們以粘結(jié)形式保持在一起。
本發(fā)明在膠囊的設(shè)計(jì)，溶劑的應(yīng)用和干燥的機(jī)理上解決了這些問題。
為了支持溶劑在縫隙中的均勻充填，該膠囊經(jīng)過設(shè)計(jì)具有這樣的結(jié)構(gòu)特征它將兩表面均勻地分離成預(yù)定的距離，同時(shí)將該溶劑引入縫隙中。如果該縫隙在一些地方較寬而在另一些地方卻沒有，則溶劑在整個(gè)區(qū)域中的分布發(fā)生變化，導(dǎo)致在膠囊周圍的一些點(diǎn)處有差的密封。在溶劑被除去和粘結(jié)形成時(shí)該縫隙完全閉合。該閉合力具有有限的強(qiáng)度，以至于對(duì)拉到一起的兩表面的任何阻力可減少粘合強(qiáng)度。另外，由于在膠囊內(nèi)的產(chǎn)物不是膠囊物質(zhì)的溶劑和如果它滲透到縫隙中，則它將阻斷密封溶劑的作用，因此膠囊設(shè)計(jì)優(yōu)選使得該縫隙被膠囊內(nèi)產(chǎn)物污染的情況得到阻止。
本發(fā)明的一個(gè)重要方面是精確性，由于這一精確性使得所有這些要求可通過膠囊制造業(yè)的容限以及密封系統(tǒng)的各種參數(shù)如溫度、時(shí)間、溶劑體積、溶劑位置、干燥條件的控制來實(shí)現(xiàn)。
對(duì)于膠囊有各種設(shè)計(jì)，為的是達(dá)到所要求的縫隙控制而同時(shí)保持膠囊的所有其它要求，如外觀，可制造性，吞咽容易性等。若干合適的設(shè)計(jì)已經(jīng)作為參考被引入到EP-0180543A1的公開內(nèi)容中。一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案使用在囊體內(nèi)的至少3個(gè)凸部(bumps)的對(duì)稱配置，它們?nèi)芜x鎖入封蓋內(nèi)的凹部或凹槽中。這些特征結(jié)構(gòu)提供軸向定位和保持封蓋與囊體處于同心位置以便提供均勻的縫隙。具體的實(shí)例包括一種或多種變化形式，如軸向升高的環(huán)和匹配凹槽，在一個(gè)或多個(gè)面上均勻粗糙表面，多個(gè)凸部和凹部，多個(gè)環(huán)形槽和凹部，以及旋脊和凹部。
該縫隙尺寸經(jīng)過選擇，以使毛細(xì)進(jìn)去的溶劑體積足以灌注縫隙的內(nèi)表面，因此足以改性該表面使之變軟而具粘性，使得兩表面在被壓在一起時(shí)發(fā)生粘結(jié)。這一體積將取決于材料，溫度和被施加以粘結(jié)兩表面的力。典型地，該縫隙在0.05mm到0.5mm范圍內(nèi)。典型地，最初填充縫隙所需要的溶劑的體積是在5μl和20μl之間。
為了在除去溶劑時(shí)讓縫隙閉合，必須允許一些容限以供運(yùn)動(dòng)用。這可通過許多種設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)，共同的結(jié)構(gòu)特征是該設(shè)計(jì)沒有讓這些結(jié)構(gòu)特征延伸到縫隙中，該設(shè)計(jì)保持足夠的剛性而阻止縫隙閉合。當(dāng)使用間隔結(jié)構(gòu)特征時(shí)，則具有間隔結(jié)構(gòu)特征的設(shè)計(jì)，由于在溶劑的作用下軟化而發(fā)生變形使得可以進(jìn)行所需要的運(yùn)動(dòng)，是特別理想的。此類結(jié)構(gòu)特征的一個(gè)例子示于圖1中。
在該圖中顯示的間隔特征的幾何結(jié)構(gòu)應(yīng)使得有外圍空間以便在縫隙閉合時(shí)讓該凸部的材料流入。其它實(shí)施方案的相應(yīng)設(shè)計(jì)是可能的，只要符合了允許成形體的變形容納最低流量的原理就行。
在溶劑存在時(shí)防止產(chǎn)物灌注入縫隙區(qū)域中，將要求在暴露于膠囊內(nèi)部區(qū)域的縫隙端部提供密封，從膠囊的外部向內(nèi)部提供正壓力以防止產(chǎn)物流入縫隙中，和/或使產(chǎn)物固定不動(dòng)以防止它流入窄隙中。
在本發(fā)明方法和設(shè)備中使用的膠囊的優(yōu)選實(shí)施方案是通過具有鎖扣結(jié)構(gòu)特征的合適設(shè)計(jì)來密封縫隙的頂部。
溶劑應(yīng)用密封的第二要求是改性在封蓋和囊體之間的縫隙的內(nèi)表面，以使它們?cè)谫N合于一起時(shí)變得軟而粘。如前面所述，這要求控制密封液體或溶劑的類型和量及其溫度。本發(fā)明提供了利用許多溶劑來實(shí)現(xiàn)該概念的原理，該溶劑屬于在與本領(lǐng)域相關(guān)或引入供參考的在先專利申請(qǐng)中描述的類型。使用將內(nèi)含物密封隔開的有很好地控制的縫隙的膠囊有利于內(nèi)表面被所需體積的溶劑浸漬。
在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，溶劑沿著圓周均勻地輸送至縫隙的外邊緣。表面張力使得溶劑從外部均勻地向上吸入到縫隙中，只要縫隙間隔是均勻的。為了防止外表面的軟化，盡可能快速地除去任何過量的溶劑。
現(xiàn)有各種技術(shù)將溶劑施加到縫隙中，包括從膠囊周圍的幾個(gè)點(diǎn)噴向縫隙的外邊緣的噴霧，其持續(xù)一段經(jīng)過設(shè)計(jì)的、可在膠囊上分配適當(dāng)體積的溶劑的時(shí)間；如以上所述的實(shí)施方案，其中噴嘴被一排可分配適當(dāng)溶劑的壓電或加熱噴墨頭，通過接觸到所需位置來轉(zhuǎn)移溶劑的海綿、刷、芯吸條等的設(shè)置所代替；以及溶劑蒸汽的噴嘴對(duì)準(zhǔn)縫隙的開口端以便將蒸汽直接冷凝在膠囊上。
除了在縫隙入口周圍均勻地分配所需體積之外，該系統(tǒng)必須在軟化該膠囊材料之前除去在膠囊表面上的任何過量液體溶劑。這能夠通過各種手段來實(shí)現(xiàn)，其中包括吸氣來吸走液體，噴氣來吹走表面上的液體，通過接觸利用芯吸作用吸收液體，離心力拋出過量的液體，振蕩除去過量的液體或這些措施的并用。
本發(fā)明的密封設(shè)備的優(yōu)選實(shí)施方案使用了沿著圓周以120°間隔的3只噴嘴，其指向重疊縫隙的外部開口處，其中過量的液體通過噴氣和抽氣的并用被除去。除了體積和施加溶劑的位置的精確控制之外，膠囊，溶劑和氣氛的溫度需要保持在所限定的范圍內(nèi)。所要求的控制水平取決于材料和環(huán)境的多樣性。該設(shè)備裝有合適的溫度控制系統(tǒng)，以便在很寬的環(huán)境范圍內(nèi)提供適宜的操作條件。
溶劑去除第三個(gè)要求是除去縫隙中的溶劑，其方式應(yīng)使得產(chǎn)生作用力以便在兩表面干燥時(shí)將它們保持在一起。溶劑除去的最后方法是作為蒸汽，它的傳輸通過在合適溫度的氣流中夾帶來實(shí)現(xiàn)。溶劑從縫隙輸送至空氣中可通過幾個(gè)原理來實(shí)現(xiàn)，例如沿著縫隙流動(dòng)以支持從暴露的液面蒸發(fā)，通過膠囊封蓋材料擴(kuò)散從外表面蒸發(fā)，通過膠囊囊體材料擴(kuò)散和與內(nèi)含物流體混合或吸收到內(nèi)含物流體中，以及擴(kuò)散和粘結(jié)于封蓋和囊體兩者的膠囊材料中。
所有這些方法能夠以一種除去溶劑但沒有引入空氣的方式參與干燥過程。在這一過程發(fā)生時(shí)，大氣壓力以高達(dá)100,000牛頓/米2的壓力強(qiáng)迫封蓋和囊體表面貼合在一起。
如果提高溫度，所有這些傳輸機(jī)理都加速。然而，過熱的溫度能夠?qū)е乱韵虑樾巫柚沽肆己谜辰Y(jié)的形成，例如氣泡形成和扭曲表面，在液體中過快的流速導(dǎo)致空氣夾含，內(nèi)壓力升高使得空氣從膠囊內(nèi)部經(jīng)縫隙排出，熱應(yīng)力扭曲膠囊，或外表面的過分干燥提高了阻止閉合的勁度。
本發(fā)明通過以上所述的任何原理，優(yōu)化溫度和氣流以便在工業(yè)上可接受的速率進(jìn)行膠囊的干燥，但不降低密封的質(zhì)量。
在下文中，詳細(xì)地描述用于密封膠囊的設(shè)備的優(yōu)選實(shí)施方案。
在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，有效密封的所有要求和設(shè)備是在自含機(jī)器中實(shí)施的。
這一實(shí)施方案具有輸入料斗，它以任何速率接收任何來源的膠囊。典型地膠囊通過使用傳送帶或氣流輸送系統(tǒng)來進(jìn)送。
在這一階段中的膠囊是通過在膠囊封蓋和囊體中的諸多結(jié)構(gòu)特征以機(jī)械方式保持閉合的，并且具有密封系統(tǒng)，以在機(jī)械傳輸過程中提供防止膠囊的內(nèi)含物漏出的部分密封。
該料斗經(jīng)過設(shè)計(jì)以便在多個(gè)進(jìn)料管為膠囊進(jìn)料，它將膠囊輸送至密封設(shè)備中。膠囊利用重力從料斗供入到管中，膠囊的移動(dòng)借助于輸入管在0.5cm和5.0cm之間的距離和以一種被設(shè)計(jì)來確保平滑、鎖定式(blockage)自由運(yùn)動(dòng)的速率的往復(fù)垂直運(yùn)動(dòng)。
能夠在料斗和輸入管之間插入任選的膠囊取向設(shè)備，以確保膠囊以預(yù)定的取向進(jìn)入管中。這一功能不是有效密封所必需的，但是可以與所設(shè)計(jì)的減少的噴流型噴頭相結(jié)合使用，來最大程度減少所用溶劑的體積或限制膠囊外表面的軟化。
在一個(gè)實(shí)施方案中使用六個(gè)輸入管，這一數(shù)目取作隨后描述的例子，然而，具有任何數(shù)目的平行路徑的實(shí)施方案可用于滿足所要求的生產(chǎn)量。
在輸入管內(nèi)的膠囊通過機(jī)械鎖住作用被阻止運(yùn)動(dòng)，它的打開周期通過系統(tǒng)控制器來控制。為了實(shí)現(xiàn)密封功能，必須以準(zhǔn)確定時(shí)和各種關(guān)系來利用各種作用。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，所有這些作用是通過使用可編程序邏輯控制器(PLC)控制的，這樣程序和定時(shí)能夠經(jīng)過調(diào)節(jié)來滿足各種溶劑體系的要求，以適應(yīng)不同的膠囊設(shè)計(jì)和材料。本發(fā)明的特征是PLC使單臺(tái)機(jī)器能夠以不同的方法，材料和膠囊尺寸來運(yùn)行。
由控制器要求的作用可通過使用包括但不限于螺線管、氣壓閥和氣缸、馬達(dá)和凸輪的一些調(diào)節(jié)器的組合來實(shí)現(xiàn)。
在密封周期的開始，PLC釋放限制住膠囊的鎖并讓在每一只管中的領(lǐng)先的膠囊落入進(jìn)行密封的位置。這一點(diǎn)被稱作噴管(spray bar)。該噴管具有一個(gè)機(jī)構(gòu)將膠囊固定到位而溶劑被噴霧到膠囊的中間部分上，這樣它均勻地與封蓋在囊體上的重疊部的尾端周圍接觸。這可通過設(shè)置了一定數(shù)量小孔的環(huán)形歧管環(huán)繞每一膠囊來實(shí)現(xiàn)。這些孔的位置和角度應(yīng)使得從它們射出的液體將到達(dá)膠囊的預(yù)定位置上。當(dāng)該膠囊沒有取向時(shí)，則由溶劑遇到的膠囊上的區(qū)域必須使得膠囊無論什么取向，該縫隙的尾端被覆蓋在溶劑中。當(dāng)膠囊取向時(shí)，被溶劑覆蓋的區(qū)域能夠減少到剛好是在縫隙的尾端周圍的區(qū)域。為了達(dá)到所需要的覆蓋度，這些孔有一定角度，典型為45°，并在膠囊周圍均勻間隔。
各噴管對(duì)于膠囊輸入管的每一根具有多個(gè)孔，典型地6個(gè)，并且液體通過在噴管內(nèi)的支管被輸送到噴嘴中。通過將液體經(jīng)控制閥連接于永久增壓源對(duì)液體加壓，強(qiáng)迫液體自噴嘴噴射到膠囊上。通過調(diào)節(jié)閥門打開的時(shí)間和壓力供應(yīng)源的壓力，被分配給膠囊的溶劑的形式和體積可通過EFD閥門控制器來控制。為了防止在不需要時(shí)的溶劑輸送，可以在輸送管線中配制附加的聯(lián)鎖閥。
該系統(tǒng)典型地以20μl到200μl的液體體積輸送到各膠囊，使用在1巴表壓到5巴表壓范圍內(nèi)的壓力和在0.1秒和1.0秒之間的噴射時(shí)間，這取決于膠囊尺寸和材料。
溶劑流入膠囊周圍的環(huán)形空間中的速度和體積能夠加以調(diào)節(jié)，以所需形式來確保溶劑均勻地穿透到在封蓋和囊體之間的縫隙內(nèi)。這包括多種狀態(tài)，如高速度形成氣溶膠霧氣，中等速度形成液體射流到表面上，和低速度形成液環(huán)，經(jīng)過膨脹剛好接觸到膠囊。
該系統(tǒng)提供更多的溶劑到膠囊中，超過所能吸收到縫隙中的量，為的是確保所有區(qū)域都充分供給了溶劑。通過負(fù)壓抽吸和/或空氣噴射，從膠囊周圍除去過量的溶液。這一作用也可通過PLC來控制，利用位于噴嘴附近的附加的一排孔從每一只膠囊周圍的區(qū)域中除去空氣/溶劑。這些孔利用噴管內(nèi)的第二根歧管來互相連接和因此連接到真空泵和收集器中，在收集器中溶劑蒸汽冷凝和捕集液體。
在溶劑噴霧和過量溶劑除去結(jié)束時(shí)，該膠囊已讓溶劑進(jìn)入縫隙中，但是由于溶劑對(duì)外表面的作用使得它仍然有粘性。該膠囊必須在小心控制的條件下進(jìn)行干燥，以使得密封正確地形成和膠囊不會(huì)粘連或不會(huì)因粘附到其它表面上而受到外觀上的損壞。
在優(yōu)選的實(shí)施方案中實(shí)現(xiàn)這一目的的方法是，旋轉(zhuǎn)噴管遠(yuǎn)離輸入管，以便讓入口(entry ports)排列膠囊進(jìn)入干燥籠中。這可通過將噴管安裝在能夠旋轉(zhuǎn)的圓筒內(nèi)來實(shí)現(xiàn)。為了從噴管中排出膠囊，圓筒旋轉(zhuǎn)120°，膠囊利用推桿和空氣噴射的綜合作用被逐出。膠囊以相對(duì)于垂直方向60°角度從各輸入管落入干燥籠的一端。
為了維持高生產(chǎn)量，安裝了噴管的圓筒具有固定器將3只噴管以120°間隔固定。這一旋轉(zhuǎn)逐出(膠囊)使得在輸入管下方引來新的噴管，為下一周期的開始做準(zhǔn)備。
附加的特征結(jié)構(gòu)允許噴管圓筒在相反方向上旋轉(zhuǎn)，當(dāng)被PLC引導(dǎo)時(shí)，并且讓膠囊逐出到單獨(dú)的shute中，后者不是進(jìn)送到圓筒中而是輸送到單獨(dú)的出口。這使得在密封之后、但在干燥之前能夠從機(jī)器中排出膠囊，以供診斷用或進(jìn)行工藝測(cè)量。
為了用不同尺寸的膠囊來操作機(jī)器但保持膠囊進(jìn)料和密封操作的精確控制，需要一些硬件的變化以應(yīng)對(duì)膠囊尺寸的變化。優(yōu)選的實(shí)施方案將這些變化限于少數(shù)的容易達(dá)到的項(xiàng)目，如輸入管組件，噴管，和輸出篩。
另外，為了確保機(jī)器正確地運(yùn)轉(zhuǎn)，可使用一定數(shù)目的傳感器來確保膠囊和流體是正常的并被正確地傳輸。這些包括在進(jìn)料料斗處設(shè)置的、確定膠囊是否正常的光學(xué)傳感器，在噴管和圓筒干燥機(jī)之間的管中的光纖傳感器，在適當(dāng)位置上的壓力和真空傳感器，和流量傳感器。
籠子(在填充之后膠囊逐出到其中)包括有內(nèi)螺旋導(dǎo)件的管狀孔網(wǎng)設(shè)置。該圓筒緩慢地旋轉(zhuǎn)，使得內(nèi)螺旋引起膠囊(隨著膠囊被旋轉(zhuǎn)所提升，它從側(cè)邊上掉落下來)沿著圓筒的軸運(yùn)動(dòng)。用這種方式，該膠囊按照內(nèi)螺旋導(dǎo)件的螺旋形軌道，沿著圓筒溫和地翻轉(zhuǎn)。
干燥籠功能在溶劑被引入到縫隙中之后膠囊被干燥的條件是獲得良好密封效果的關(guān)鍵因素。在干燥中需要達(dá)到的關(guān)鍵功能是-膠囊被輸送通過干燥區(qū)到達(dá)大容量存儲(chǔ)容器中；-控制膠囊在干燥區(qū)中的時(shí)間以確保膠囊在進(jìn)入大容量存儲(chǔ)容器中時(shí)充分地干燥，不再粘連；-空氣在膠囊上方流過，實(shí)現(xiàn)快速均勻的干燥；-最大程度減少膠囊與膠囊的接觸，來防止它們粘連；-最大程度減少膠囊與籠子的接觸，防止粘附于壁上；和-最大程度減少機(jī)械沖擊，防止破損。
該干燥籠器件優(yōu)選具有一種設(shè)計(jì)，它包括主要由不銹鋼織網(wǎng)制造的柱狀結(jié)構(gòu)。優(yōu)選是二重螺旋導(dǎo)件的內(nèi)部材料也屬于不銹鋼材料。
圓筒的尺寸優(yōu)選是在600和1,000mm之間的長度和在100mm和200mm之間的直徑，其中800mm的長度和160mm的直徑是優(yōu)選的實(shí)施方案。選擇直徑與長度的比率以控制機(jī)械性能方面，該長度是在干燥區(qū)中所需要的時(shí)間的函數(shù)和直徑是需要處理的膠囊的量的函數(shù)。
在具有上述尺寸的這一實(shí)施方案中，選擇長度以便在干燥籠中產(chǎn)生在10秒和100秒之間的膠囊停留時(shí)間。
該圓柱形干燥籠是以它的軸在水平方向來取向的。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，該籠子受輥的驅(qū)使，讓它沿著水平軸自由地旋轉(zhuǎn)。這些輥經(jīng)制造后具有足夠的功能，能夠使這些輥中的一個(gè)被驅(qū)動(dòng)引起干燥籠旋轉(zhuǎn)或通過在一端偶接直接驅(qū)動(dòng)該籠子。支持和旋轉(zhuǎn)性驅(qū)動(dòng)的方法必須在整個(gè)籠子中提供自由的氣流，并且與清洗和保持清潔的要求相符合。
在一個(gè)實(shí)施方案中，內(nèi)部二重螺旋具有在籠子旋轉(zhuǎn)時(shí)引起膠囊在一個(gè)軸向翻轉(zhuǎn)的功能。螺旋的節(jié)距和形式對(duì)于確保全部膠囊以相同速率在軸向輸送來說是關(guān)鍵的。在這一實(shí)施方案中，該螺旋是從葉片形成的，該葉片從中心軸延伸到圓筒的織網(wǎng)。每一葉片是由兩個(gè)單瓣組成，兩只單瓣是直徑相對(duì)地從中心軸延伸到圓筒線網(wǎng)的。每一葉片被安裝在軸上，相對(duì)于它的相鄰部件以固定的角度旋轉(zhuǎn)。這一角度典型地是12度。葉片是從典型具有0.75mm厚度的不銹鋼片壓模而成，并任選涂敷PTFE以確保低的表面能。葉片在軸和圓筒上的安裝固定是通過在它們的設(shè)計(jì)中采用的機(jī)械裝配件來實(shí)現(xiàn)的。為了這一目的，軸具有圓槽以便以所選擇的間隔安裝葉片，以提供所需要的螺旋形節(jié)距。這一節(jié)距對(duì)于118個(gè)葉片來說典型地是5.993mm，產(chǎn)生具有179.8mm的螺旋節(jié)距的雙螺旋結(jié)構(gòu)。該軸具有直徑相對(duì)的扁平部和葉片具有它們的中心孔中的對(duì)應(yīng)結(jié)構(gòu)輪廓，以使得葉片能夠滑動(dòng)到軸上并通過旋轉(zhuǎn)在所需凹槽處鎖定在軸上。葉片在圓筒上的安裝固定是通過在葉片的外輪廓上的凹槽來實(shí)現(xiàn)的，它與附著于圓柱形網(wǎng)內(nèi)部的軸向線匹配。在典型的實(shí)施方案中，使用以12°分隔開的30根線來匹配葉片排列。葉片組裝到籠子中是通過將葉片滑動(dòng)到軸上和加以旋轉(zhuǎn)直至鎖定到位為止來實(shí)現(xiàn)的。外圓筒的織網(wǎng)在構(gòu)造上兼顧了容納膠囊和為葉片提供固定裝配件的兩功能，同時(shí)使開孔區(qū)域最大化以允許良好的空氣流動(dòng)。為了實(shí)現(xiàn)這一目的，0.16mm直徑不銹鋼絲的134根獨(dú)立環(huán)沿著30根0.2mm直徑不銹鋼制的縱向線焊接，該縱向線沿著圓周以121的增量排列。縱向線是在圓周線的內(nèi)部，這樣它們能夠用作葉片的固定部件。
另一個(gè)實(shí)施方案使用由單獨(dú)的部分構(gòu)成的單獨(dú)的籠子，以便更容易排出。在這一實(shí)施方案中，使用3cm螺旋形結(jié)構(gòu)，以使每一螺旋具有240mm的螺旋節(jié)距和籠子具有185mm的內(nèi)徑。該籠子外部和螺旋臂是從扁平模沖片制造的，每一個(gè)具有3個(gè)臂和具有造成城形的邊緣，以使得當(dāng)以6°互補(bǔ)角沿著中心軸被堆疊在一起時(shí)，各層通過雉堞城墻(castellations)以大約4mm的間距間隔開和形成了具有所需節(jié)距的內(nèi)螺旋。已知的特征結(jié)構(gòu)將各部分聯(lián)鎖在一起以便從一端驅(qū)動(dòng)來旋轉(zhuǎn)所有的部分。
在前面描述的實(shí)施方案中干燥籠的構(gòu)造是實(shí)現(xiàn)在膠囊通過干燥區(qū)時(shí)所要求的輸送條件的手段的實(shí)例。該概念也能夠使用各種設(shè)計(jì)和構(gòu)造技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。這包括，但不限于具有平角(flat angled)擋板的矩形剖面籠，這些擋板的排列方式使得在籠子旋轉(zhuǎn)時(shí)膠囊在一個(gè)方向上遷移到籠子上方，如圖2中所示。
矩形剖面能夠顯著地減少生產(chǎn)成本。
另一可供選擇的方案是輸送帶系統(tǒng)，其中輸送帶具有開孔織網(wǎng)結(jié)構(gòu)，以允許空氣圍繞膠囊循環(huán)，其中振動(dòng)或空氣噴射能夠任選地用于防止膠囊粘附在一起或粘附到輸送帶上，或者是逆流滴管，其中暖氣以經(jīng)過調(diào)節(jié)的速度被輸送至立管的底部，以使膠囊的重量剛好稍大于向上氣流的氣動(dòng)阻力。膠囊的向下移動(dòng)速度因此能夠通過調(diào)節(jié)氣流速度來調(diào)整，使得有足夠弄干過量流體的輸送時(shí)間。
在圓柱形干燥籠器件的再一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，中心結(jié)構(gòu)特征具有構(gòu)成3個(gè)交織螺旋的分支，螺旋的角度使得該螺旋沿著干燥籠的長度方向旋轉(zhuǎn)2至4周。
外部圓筒和螺旋臂兩者的開孔性質(zhì)允許空氣流過干燥籠以便與膠囊自由地混合。
安裝該籠，將它裝入周圍的硬壁容器中，該容器具有通氣孔以便讓空氣進(jìn)入和離開?？諝饨?jīng)由在籠子底部的兩個(gè)或多個(gè)軸向狹縫進(jìn)入。該狹縫的尺寸經(jīng)過設(shè)計(jì)后可以確保所進(jìn)入空氣具有高速度，這樣足以從籠子內(nèi)表面上提升起膠囊以增強(qiáng)翻滾作用，確保膠囊即不粘附于壁上也不相互粘連?？諝饨?jīng)過從位于膠囊進(jìn)料的相反端的口離開該腔室。
供入到干燥籠的空氣來自能夠高速度提供大體積空氣的壓縮機(jī)組。為了調(diào)節(jié)空氣到所要求的溫度，加熱或冷卻熱交換器被安裝在壓縮機(jī)和狹縫進(jìn)氣點(diǎn)之間。從室內(nèi)進(jìn)入壓縮機(jī)的空氣通過壓縮作用提高溫度，并且在沒有進(jìn)行附加的調(diào)節(jié)的情況下，在環(huán)境溫度和高于環(huán)境溫度30℃之間的溫度下進(jìn)入干燥機(jī)。通過加熱或冷卻，這一溫度范圍能夠控制在5℃到80℃的范圍內(nèi)。冷卻熱交換器優(yōu)選是與在汽車上使用的具有同樣結(jié)構(gòu)形式的空氣-水系統(tǒng)。從干燥籠中排出的氣體被另外的高容量空氣泵抽走，它引導(dǎo)輸送該空氣和溶劑蒸汽沿著通風(fēng)管道遠(yuǎn)離該機(jī)器。
廢氣因此能夠排放到室內(nèi)，經(jīng)由風(fēng)道和煙囪排放到外界空氣中或排入冷凝器/滌氣器中以除去溶劑和處理所要釋放的廢氣。
抽風(fēng)系統(tǒng)的選擇取決于操作的現(xiàn)場(chǎng)和所使用的溶劑。
大容量供給和抽吸空氣泵的使用使得可以調(diào)節(jié)籠子內(nèi)的壓力。當(dāng)需要避免溶劑釋放到周圍的空氣中時(shí)，在干燥機(jī)內(nèi)的所有位置，壓力都低于室內(nèi)環(huán)境壓力是重要的。PLC能夠控制驅(qū)動(dòng)兩臺(tái)泵的兩臺(tái)馬達(dá)，因此能夠獨(dú)立地調(diào)節(jié)壓力和流量。
在干燥籠中螺旋的作用是指膠囊在干燥籠中的停留時(shí)間可簡單地通過旋轉(zhuǎn)速度來控制。在膠囊到達(dá)籠子的尾端時(shí)，它們落入篩中，然后掉進(jìn)貯藏容器或掉在傳送機(jī)構(gòu)上。
當(dāng)所使用的溶劑不應(yīng)釋放到室內(nèi)空氣中時(shí)，在該系統(tǒng)中可以包括附加的結(jié)構(gòu)特征以確保全部的溶劑被用空氣吹洗除去。這些包括在噴管圓筒組裝體周圍的防護(hù)屏蔽，它形成了連接到廢氣泵的基本閉合的空間以確保在該區(qū)域中釋放的任何蒸汽被除去，代替輸入管組裝體來安裝的透明防護(hù)屏蔽，它讓操作者可以在開始密封操作之前觀察到有溶劑傾倒在其中的噴管上，作為它們的工作性能肉眼檢查方法，通過壓力平衡該氣流以確保含溶劑的全部空間被保持在低于大氣壓力下，在出口處的氣流設(shè)置可以使膠囊離開而不損失溶劑蒸汽，在極端情況下，離開干燥機(jī)的膠囊可以裝在密封容器中，通過該容器將空氣吹入廢氣中以除去任何殘留溶劑蒸汽，通過控制聯(lián)鎖以防止在噴射之后經(jīng)過一定的時(shí)間進(jìn)入到機(jī)器的液體進(jìn)給部分中，和/或選擇與液體或溶劑蒸汽接觸的所有材料，確保沒有長時(shí)間的降解。
權(quán)利要求
1.密封具有共軸囊體部分的硬殼膠囊的方法，其中當(dāng)以嵌進(jìn)方式相互接合時(shí)囊體會(huì)重疊，從而在膠囊的圓周周圍形成了縫隙，該方法包括以下步驟單獨(dú)將包含溶劑的密封液體均勻地施加到需要密封的膠囊縫隙的外邊緣上，以便在膠囊的圓周周圍形成液環(huán)，從膠囊的外部除去過量的密封液體，通過在螺旋形通路中溫和地翻轉(zhuǎn)和輸送膠囊的同時(shí)從外部施加熱能來干燥膠囊。
2.權(quán)利要求1的方法，其中過量的密封液體通過空氣噴射和抽吸的并用來除去。
3.權(quán)利要求1或2的方法，其中在施加密封液體的過程中控制流速，以使得形成在膨脹后剛好接觸到膠囊的液環(huán)。
4.用于密封具有共軸囊體部分的硬殼膠囊的設(shè)備，其中當(dāng)以嵌進(jìn)方式相互接合時(shí)囊體會(huì)重疊，從而在膠囊的圓周周圍形成了縫隙，該設(shè)備包括用于單獨(dú)地將包含溶劑的密封液體均勻地施加到需要密封的膠囊縫隙的外邊緣上以便在膠囊的圓周周圍形成液環(huán)的器件，用于從膠囊的外部除去過量的密封液體的器件，用于通過在螺旋形通路中溫和地翻轉(zhuǎn)和輸送膠囊的同時(shí)從外部施加熱能來干燥膠囊的器件。
5.權(quán)利要求4的設(shè)備，其中所述用于單獨(dú)施加密封液體的器件包括沿著膠囊圓周周圍均勻間隔的并指向重疊縫隙外部開口的多個(gè)噴嘴，和用于控制縫隙處的密封液體、膠囊和氣氛溫度的器件。
6.權(quán)利要求4或5的設(shè)備，其中所述用于干燥膠囊的器件包括可旋轉(zhuǎn)的圓柱形干燥籠設(shè)備，它具有沿著圓筒的軸延伸的內(nèi)部葉片排列，并且這些葉片的排列方式使得在干燥籠器件旋轉(zhuǎn)時(shí)膠囊在螺旋形軌道上翻轉(zhuǎn)和輸送。
7.權(quán)利要求6的設(shè)備，其中所述圓柱形干燥籠器件被具有通氣孔的硬壁容器所圍繞，并且提供有設(shè)備將調(diào)節(jié)后的空氣以高速度和大體積供入干燥籠器件中。
8.權(quán)利要求6或7的設(shè)備，其中所述干燥籠器件具有矩形橫斷面和作為內(nèi)部葉片排列的平角擋板。
9.具有硬殼共軸囊體部分的膠囊，其在以嵌進(jìn)方式彼此接合時(shí)會(huì)重疊，并利用施加到重疊區(qū)的溶劑的作用來實(shí)施密封，其中提供間隔特征以便在重疊區(qū)形成(均勻的)縫隙，該間隔特征在結(jié)構(gòu)上應(yīng)使得它們?cè)谌軇┑淖饔孟萝浕?，由此使該縫隙閉合。
10.權(quán)利要求9的膠囊，其中在暴露于膠囊內(nèi)部區(qū)域的縫隙端部提供密封作用，以防止填充到該內(nèi)部區(qū)域中的產(chǎn)物流入該縫隙中。
11.權(quán)利要求9或10的膠囊，其中填充到內(nèi)部區(qū)域中的產(chǎn)物被固定以防止它流入所述縫隙中。
全文摘要
本發(fā)明涉及密封具有共軸囊體部分的硬殼膠囊的方法,當(dāng)以嵌進(jìn)方式相互接合時(shí)兩部分會(huì)重疊,從而在膠囊的圓周周圍形成了縫隙,該方法包括以下步驟:將包含溶劑的密封液體單獨(dú)均勻地施加到需要密封的膠囊縫隙的外邊緣上,以便在膠囊的圓周周圍形成液環(huán),從膠囊的外部除去過量的密封液體,通過從外部施加熱能和同時(shí)在螺旋形通路中溫和地翻轉(zhuǎn)和輸送膠囊來干燥膠囊。
文檔編號(hào)A61J3/07GK1365268SQ00811047
公開日2002年8月21日 申請(qǐng)日期2000年6月30日 優(yōu)先權(quán)日1999年7月30日
發(fā)明者R·斯科特, D·卡德, F·佩蒂簡, G·德福爾徹 申請(qǐng)人:沃納-蘭伯特公司