CN113454337B - 用于分配限定量的产品的填充装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于分配限定量的产品的填充装置，其包括：‑活塞泵(3)，用于将待分配的产品从储存器(2)输送到填充针(5)，‑活塞泵(3)包括活塞(30)、缸体(31)、入口(33)、出口(34)、第一止回阀(8)和第二止回阀(9)，‑所述活塞(30)、所述缸体(31)、所述入口(34)、所述出口(34)、所述第一止回阀(8)和所述第二止回阀(9)由非金属材料制成，其中，‑所述入口(33)和所述出口(34)布置为相对于缸体(31)的轴线(22)以不同于零的角度(26、27)倾斜。

Description

用于分配限定量的产品的填充装置

技术领域

本发明涉及一种用于利用活塞泵分配限定量的产品、特别是药物产品的填充装置。

背景技术

在制药工业中，必须将各种、特别是液体的活性成分以限定的量以非常窄的公差分配到容器中、例如水瓶或西林瓶等中。填充***是已知的，其具有不锈钢容器，所述不锈钢容器填充有待分配的产品并经由管线通到分配管等，在所述分配管等上设置有软管形式的一个或两个以上填充装置，在所述一个或两个以上填充装置的端部布置有填充针。还布置有扼流器，待分配的活性物质穿过所述扼流器。必须根据应用选择扼流器，其是具有最严格公差的部件，以确保填充期间的高精度。这样，这种扼流器就非常昂贵。由于要分配的产品在制药行业中经常发生变化，因此必须防止交叉污染。这需要大量的清洁工作、特别是在无菌产品的情况下，需要非常大量的工作。为此，越来越多地使用一次性产品。从DE102008001204 A1已知具有被设计为用于填充的一次性物品的组件的这种填充装置。然而，填充的精度取决于截止阀的激活。从DE 102016215875 A1中还已知一种通用装置。

本发明的目的是进一步降低可能泄漏的风险，同时提高计量精度。该目的通过本申请的特征实现。

发明内容

根据本发明的用于分配限定量的产品并具有本申请的特征的填充装置的优点在于，可以设置非常便宜的活塞泵。此外，根据本发明，产品的预定量的高精度计量是可能的，使得填充装置可以特别用于分配医疗产品、特别是液体或糊状产品。活塞泵的使用还确保了填充装置独立于现有产品模板的状态，因为活塞泵提供其自身的吸入冲程。此外，可以实现高度精确的计量，因为只需一次冲程即可实现计量。由于连接点位于气缸外，几乎处于环境压力下，因此可以将操作期间可能出现的泄漏风险降至最低。通过将入口和出口相对于缸体轴线倾斜地布置，可以最大限度地减少死区。这样可以实现更快、更安全的排气。这也提高了计量精度。计量精度可以被进一步优化、特别是由于止回阀的不同设计。特别是在使用伞形阀和鸭嘴阀时，一方面进口阀开启压力可以选择为最小，另一方面出口阀开启压力可以选择为相应较高。

在一种有利的其它发展中，缸体包括用于紧固至少一个管嘴的至少一个壁区域。这降低了泄漏的风险，因为紧固点重新定位到缸体外。此外，使用不同的管嘴可以实现对不同软管几何结构的相对快速调整。

根据一种有利的其它发展，壁区域具有用于管嘴的至少一个连接点和/或用于密封件的至少一个接收表面。这增加了布置的灵活性，并且通过设置密封降低了泄漏的风险。

在一种有利的其它发展中，使用不同的止回阀、特别是出口中的止回阀设计为伞形阀和/或入口中的止回阀设计为鸭嘴阀、阀具有用于打开和关闭的喙形区域。这样，可以将入口阀开启压力设置为最小，将出口阀开启压力设置得相应较高，从而提高填充精度。

在一种有利的其它发展中，在缸体中设置开口以用于接收止回阀。特别地，所述开口布置在缸体的内部空间与入口或出口之间。这意味着根据应用，始终可以将相同的缸体用于快速灵活地组装合适的阀类型。

在一种有利的其它发展中，止回阀至少部分地覆盖缸体的壁区域的至少一个外表面，从而管嘴直接作用在止回阀上、特别是作用在止回阀的凸缘上。因此可以在不使用附加密封件的情况下实现管嘴与缸体之间的直接密封。

在一种有利的其它发展中，在管嘴与缸体之间设置密封件，并且缸体优选具有相应的接收表面。因此实现了牢固的密封，同时密封保持在所需的位置。

在一种有利的其它发展中，内部空间基本上具有梯形横截面。这避免了死区。这有助于更快、更安全地排气。这提高了填充精度。

在一种有利的其它发展中，活塞泵、填充针和连接管线形成被设计为一次性物品的组件。这允许组件在使用后容易被处置。为了降低填充装置的成本，缸体、活塞、缸盖、入口、出口、管嘴和第一和第二止回阀均由非金属材料制成。当不同的药物产品被相继分配时，这可以防止交叉污染。这是因为在可重复使用的***中必须执行清洁过程的情况下，即使清洁后也永远无法确保绝对清洁。因此，本发明特别适用于有毒应用。此外，不必准备填充装置的部件，因为活塞泵已经预先组装在填充装置中。这减少了装配工作，从而产生最小的工艺成本。也没有清洁等费用。

根据本发明的填充装置特别优选地用于分配药物产品、特别是液体或糊状产品。

附加的有利的其它发展从说明书中得出。

附图说明

下文结合附图详细说明本发明的一个优选实施例，其中：

图1是根据本发明的优选实施例的填充装置的示意图；

图2是图1的活塞泵的示意截面图；以及

图3是根据图2中活塞泵的上部区域的放大截面图。

具体实施方式

下文参照图1至图3详细描述根据本发明的第一优选实施例的填充装置1。

从图1可以看出，填充装置1包括储存有待分配的产品的储存器2。待分配的产品优选是药物产品、例如药剂。

储存器2经由连接管线4连接到填充针5，所述填充针5作为计量装置将待分配的产品分配到容器6中、例如西林瓶或类似物中。

包括振荡活塞30的活塞泵3布置在连接管线4中。这由图1中的双箭头A表示。活塞30布置为能够在缸体31中往复运动。

活塞泵3由驱动器7驱动。

缸体31至少部分地围绕活塞30。在缸体31的下部区域中，设置有用于引导活塞30的引导元件36。缸体31或活塞30具有沿着气缸轴线定向的轴线22。

在缸体31的上部区域中设置有至少一个入口33和至少一个出口34。入口33的特别是管状的部分具有轴线25。入口33的轴线25被设计为相对于缸体31的轴线22以不同于零的角度26倾斜。出口34的轴线23被设计为相对于缸体31的轴线22以不同于零的角度27倾斜。两个角度26、27优选地设计为几乎相同。在本实施例中，角度26、27为锐角、即在0°至90°之间的角度范围内。角度26、27特别优选地在20°至70°之间的范围内；在本实施例中，大约57.5°的角度已被证明是特别有用的。入口33和/或出口34均包括用于紧固连接管线或软管的管嘴28或软管管嘴。

管嘴28经由连接点24连接到或可以连接到缸体31，如在根据图3的详细视图中更详细地示出的。缸体31在顶部处终止于内部空间41中。内部空间41基本上具有梯形横截面。梯形横截面不是轴对称的，而仅存在于所示的截面方向的截面中。入口33和出口34均通到内部空间41中的口表面43。口表面43是锥形或窄缩形的。口表面43设计为相对于轴线22倾斜。口表面43分别基本上垂直于入口33和出口34的轴线25、23。

为了接收止回阀8，在口表面43与凹部49之间设置有相应的开口57。特别地，开口57布置在内部空间41与入口33或出口34之间。这可以是，例如圆柱形接收孔。在本实施例中，伞形阀设置为用于出口34的止回阀8。伞形部覆盖出口34与内部空间41之间的任何开口。凹部51设置为用于接收止回阀9、特别是设计为鸭嘴阀的止回阀。凹部51基本上是圆柱形的。凹部51基本上适配于止回阀9的圆柱形部54。开口57设置在凹部51与内部空间41之间以引入止回阀9的喙形区域。开口57在接收表面43中通到内部空间41。

使用鸭嘴阀时，入口阀开启压力最小。使用伞阀时，出口阀开启压力相应较高。这允许优化填充精度。

在朝向内部空间41的端部，止回阀8具有直径比环绕止回阀8的口表面43的开口稍大的加粗部。这用于固定止回阀8。加粗部和筛网连同接收孔或开口57的相应高度一起形成阀预载。为了止回阀8的简单组装，锥形凹部设置在伞形阀的上表面上，组装工具可***所述锥形凹部中。为此，止回阀8由弹性材料(例如塑料或橡胶混合物、例如VMQ)制成，并且可以被从外通过口表面的开口***。

在出口34的一侧，缸体31终止于凹部49中。凹部49与管嘴28对正。待计量的液体经由内部空间41通过止回阀8、凹部49和带有管嘴28的出口34到达连接管线4。连接点24设置在缸体31的壁区域50的外部区域上，壁区域50侧向界定凹部49。缸体31的连接点24是例如外部凹陷或凹槽。连接点24与管嘴28的端部的相应突出部相互作用。管嘴28的端部略微变宽并且在凹部49的区域中围绕缸体31的壁区域50。这是可以想到的，例如不使用密封件39。连接点24例如是夹扣连接的一部分。替代连接选项是可以想到的。例如，管嘴28与缸体31之间的连接也可以通过焊接或激光焊接、螺纹连接等方式进行。

接收表面45设置在壁区域50的端部处。接收表面45用于接收密封件39。密封件39设计为例如O形环。密封件39起到在缸体31与管嘴28之间密封的作用。用于密封件39的接收表面45与密封件39的外轮廓相适配。在本实施例中，接收表面45例如是半圆形或环形轮廓。如果夹扣的管嘴28夹紧地安装，则可以省略密封件39。

缸体31在入口33的区域中以类似于在出口34的区域中的方式设计。进而设置有凹部51，所述凹部51侧向由缸体31的壁区域52形成。至少一个连接点24设置在壁区域52的外部区域上，以用于将管嘴28连接到缸体31。缸体31的连接点24例如为外部凹陷或凹槽。该连接点24与管嘴28的端部的相应突出部相互作用。管嘴28的端部略微变宽并且在凹部51的区域中围绕缸体31的壁区域52。连接点24例如是夹扣连接的一部分。替代连接选项是可以想到的。例如，管嘴28与缸体31之间的连接也可以采用焊接或激光焊接等方式。

在本实施例中，止回阀9设计为鸭嘴阀。鸭嘴阀被指定为这样一种阀：其功能是由一个位于另一个之上的打开或关闭的喙或唇形成的。止回阀9的喙形部分被缸体31的对应于止回阀9的喙形的对应开口几何结构或开口57围绕。这使死区最小化。鸭嘴阀或止回阀9在相反端处终止于圆柱形部54。圆柱形部54的端部终止于凸缘55。圆柱形部54和凸缘55由壁区域52的相应几何结构容纳。凸缘55或其背离内部空间41的端面与管嘴28的加宽端部相互作用。管嘴28的端部包着止回阀9的端部和缸体31的壁区域52的外部区域。这在管嘴28与缸体31之间形成密封，特别是使用止回阀9、特别优选地使用鸭嘴阀或其凸缘部55形成密封。在此可以省略单独的密封件。在此，夹扣的管嘴28应该夹紧地安装。

内部空间41由端面47界定。端面47横向于轴线22定向。端面47优选地是平坦的。内部空间41的选定的几何形状确保几乎不形成死空间。这样可以实现更快、更安全的排气。这也有助于提高填充精度。

连接点24在外壁区域50、52中设置在缸体31与管嘴28之间。操作期间可能泄漏的风险被最小化，因为连接点24已经被移到缸体31之外、特别是在壁区域50、52的外侧上，并且几乎暴露于环境压力。

两个止回阀8、9的设计不同。由此实现的是根据活塞30的运动方向允许吸入过程和输送过程。止回阀8、9可以由合适的塑料、例如橡胶混合物、例如VMQ(乙烯基甲基硅氧烷)等构成。

密封件35一体地形成在活塞30上并且由与活塞30的材料相同的材料制成。所使用的材料优选为UHMW聚乙烯。圆周密封件35确保在吸入冲程期间、即当活塞30沿远离缸体31的入口33和出口34所处的上部区域的方向移动时，以及在增压运动期间、即活塞30沿朝上部区域的方向运动时，提供与缸体31的紧密密封。密封唇预紧在很大程度上也有助于密封。通过将密封件35集成在活塞30中，可以获得特别具有成本效益的结构。密封件35布置在活塞30的扩大直径上。同样对于管嘴28，其由另一种塑料优选地由诸如PE或PP的塑料制成。

因为连接管线4、活塞泵3、管嘴28和填充针5设置为被设计为一次性物品的组件，所以对于储存在储存器2中的产品的填充过程，密封件35被充分定制尺寸以确保活塞泵密封。由于连接管线4、管嘴26、活塞泵3和填充针5的组件在使用后被处置，因此无需确保长期密封性。只需在填充过程中确保密封性。

还设置有引导元件36，使得活塞30在缸体31中被安全地引导。引导元件36在缸体31中引导活塞30。引导元件36通过夹扣连接布置在缸体中。更准确地说，夹扣连接设置在缸体31的远离入口33或出口34的端部处。

因此，根据本发明，可以提供一次性填充装置1，其中，可以使用非常便宜的活塞泵3。在这种情况下，优选由PEEK或UHMW聚乙烯制成的廉价活塞泵3可以提供与通常使用的金属活塞泵相同的填充能力。通过将活塞泵3集成在填充装置1中，还可以确保独立于现有产品模板的状态。此外，活塞泵3被构造成使得能够以单冲程填充容器6。以此方式，可以实现特别精确计量的体积。

因为活塞泵3、管嘴28、连接管线4和填充针5形成一次性组件，所以在相继的填充过程期间不会发生交叉污染。此外，还可以在填充装置上实现更快的产品更换。也无需清洁填充装置的部件。

包括活塞泵3、管嘴28、连接管线4和填充针5的组件特别优选地作为被预消毒的***供应，使得组件在打开包装后可以立即使用。

密封件35优选地具有带预紧的密封唇。由此可以实现活塞在缸体31中的特别可靠的密封。

由于第一止回阀8设计为伞形阀并且另一个止回阀9设计为鸭嘴阀，因此不必使用特殊的机械控制元件在填充与抽吸循环之间切换。止回阀8、9仅经由活塞泵中的相应存在的压力来控制。对于止回阀8、9所需的开启和关闭压力可以通过相应地选择伞阀或鸭嘴阀中使用的阀几何形状来改变。在此应该注意的是，通过选择止回阀8、9的预定的阀预载和阀几何形状，可以适配待分配的产品的粘度。因此，可以实现其止回阀8、9由流体压力控制的活塞泵3。

因此，根据本发明，可以提供一种填充装置，所述填充装置提供被设计为一次性物品的具有活塞泵3、管嘴28、连接管线4和填充针5的组件。可以使用与蠕动泵相比制造成本特别低并允许特别高精度的计量的一次性活塞泵。与产品接触的部件不再需要清洁，因为与产品接触的部件可以作为一次性物品进行处置。这也特别消除了药品分配过程中交叉污染的风险。

Claims (14)

1. 一种用于分配限定量的产品的填充装置，包括：- 活塞泵，其用于将待分配的产品从储存器输送到填充针，- 其中，所述活塞泵包括活塞、缸体、入口、出口、第一止回阀和第二止回阀，- 所述活塞、所述缸体、所述入口、所述出口、所述第一止回阀和所述第二止回阀由非金属材料制成，其特征在于，- 所述入口和所述出口布置为相对于所述缸体的轴线以30°至70°之间的范围内的角度倾斜，- 所述入口和所述出口布置在所述缸体的上部区域中。

2.根据权利要求1所述的填充装置，其中，所述缸体包括用于紧固所述填充装置的至少一个管嘴的至少一个壁区域。

3.根据权利要求2所述的填充装置，其中，所述壁区域具有用于所述管嘴的至少一个连接点和/或用于所述管嘴与所述缸体之间的密封件的至少一个接收表面。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的填充装置，其中，一个止回阀布置在所述入口中，另一个止回阀布置在所述出口中。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的填充装置，其中，使用不同的止回阀作为所述出口中的止回阀和/或所述入口中的止回阀。

6.根据权利要求5所述的填充装置，其中，使用伞形阀作为所述出口中的止回阀和/或使用鸭嘴阀作为所述入口中的止回阀。

7.根据权利要求1-3、6中任一项所述的填充装置，其中，在所述缸体中设置有至少一个开口以用于接收止回阀。

8.根据权利要求1-3、6中任一项所述的填充装置，其中，所述填充装置还包括用于所述入口或出口的至少一个管嘴。

9.根据权利要求2所述的填充装置，其中，一止回阀至少部分地覆盖所述缸体的壁区域的至少一个外表面，使得所述管嘴直接作用在止回阀上。

10.根据权利要求2或9所述的填充装置，其中，至少一个密封件布置在所述管嘴与所述缸体之间。

11.根据权利要求1-3、6、9中任一项所述的填充装置，其中，所述缸体具有至少一个内部空间，所述至少一个内部空间具有大致梯形的横截面。

12.根据权利要求1-3、6、9中任一项所述的填充装置，其中，所述缸体具有至少一个凹部，用于止回阀的至少一个接收结构设置在所述凹部之间，并且通到所述缸体的接收表面或内部空间。

13. 根据权利要求2或9所述的填充装置，其中，所述填充装置还包括：- 用于储存待分配产品的储存器，- 用于分配待分配产品的填充针，- 将所述储存器连接到所述填充针的连接管线。

14.根据权利要求13所述的填充装置，其中，所述活塞泵、所述填充针、所述管嘴和所述连接管线形成被设计为一次性物品的组件。