CN115488113A - 一种高通量自动化预充针清洗设备 - Google Patents

一种高通量自动化预充针清洗设备 Download PDF

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CN115488113A CN202211135480.3A CN202211135480A CN115488113A CN 115488113 A CN115488113 A CN 115488113A CN 202211135480 A CN202211135480 A CN 202211135480A CN 115488113 A CN115488113 A CN 115488113A
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Abstract

本发明涉及生物制药技术领域，尤其为一种高通量自动化预充针清洗设备，包括外部框架，所述外部框架的两侧均设置有自动上下料组件，所述自动上下料组件的顶部设置有预充针载架，所述外部框架内部中心处安装有舱室台面，所述舱室台面的顶部固定连接有清洗组件，所述舱室台面的顶部且在清洗组件的背面设置有吹干组件，所述外部框架的内部且在靠近自动上下料组件位置处安装有转运机器人组件，本发明可以有效解决现有设备存在的无法满足全流程洁净环控要求，人员使用量较大，清洗和吹干通量较低，空间需求较大，灵活程度和标准化程度较低，无法保障流程操作过程中样本、环境、操作人员的生物安全性，且无法避免样本之间的交叉污染等问题。

Description

一种高通量自动化预充针清洗设备
技术领域
本发明涉及生物制药技术领域，具体为一种高通量自动化预充针清洗设备。
背景技术
致毒药物预充针自动化生产中，在灌装环节，可能在针管上残留致毒物质，为保证产品的安全性，需要对预充针进行冲洗和吹干，去除致毒物质，冲洗吹干需在洁净环境下执行，进行高活产品操作时，同时需要温度控制。
目前现有的设备存在以下问题：无法满足全流程洁净环控要求，人员使用量较大，清洗和吹干通量较低，空间需求较大，灵活程度和标准化程度较低，无法保障流程操作过程中样本、环境、操作人员的生物安全性，且无法避免样本之间的交叉污染。
因此，需要一种高通量自动化预充针清洗设备来解决上述背景技术中提出的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高通量自动化预充针清洗设备，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种高通量自动化预充针清洗设备，包括外部框架，所述外部框架的两侧均设置有自动上下料组件，所述自动上下料组件的顶部设置有预充针载架，所述外部框架内部中心处安装有舱室台面，所述舱室台面的顶部固定连接有清洗组件，所述舱室台面的顶部且在清洗组件的背面设置有吹干组件，所述外部框架的内部且在靠近自动上下料组件位置处安装有转运机器人组件，所述外部框架的两侧且在自动上下料组件的上方均设置有自动升降门，所述外部框架的顶部安装有上层流静压箱，所述外部框架的内部且在清洗组件的下方设置有下层流静压箱，所述外部框架的正面安装有电脑控制台，所述外部框架的正面和背面且在舱室台面的下方设置有底翻门。
作为本发明优选的方案，所述自动上下料组件包括自动底座、多工位旋转定位平台、预充针盘放置槽、上料工位、下料工位以及NG工位，所述自动底座采用不锈钢材质，且四周为圆角设计，可耐受各类实验室常见消毒试剂，方便清洁，所述多工位旋转定位平台采用DD马达驱动，可实现高速工位切换，高精度定位，所述预充针盘放置槽设计有斜角导向特征，方便自动取放物料时的导向且具有多面定位特征，保证物料放入后精确定位，所述上料工位和下料工位用于放置设备内部传出的物料，调度会自动转动旋转定位平台上的可用位置到该工位，当多个位置都满料时，***会自动等待，并通知操作人员或下游设备介入，预留了硬件(传感器)及软件接口，可与其他自动化设备如机器人集成，实现自动下料，所述NG工位用于放置NG物料，当设备发生故障时，调度***会通知操作人员或机器人准备取走物料。
作为本发明优选的方案，所述清洗组件包括真空泵阀、供水管路、第一壳体、第一自动门、多通道柔性清洗喷头及可升降Z轴以及底部废液真空回收口，所述真空泵阀均为GMP合规材质，保证清洗用水洁净，多联真空泵阀并行，保证高通清洗用水供给充足，真空泵阀的参数、开关状态均可调节，可安装工艺需求灵活控制各项参数：流速，压力，通断时间等，保证清洗环节预充针产品的安全，不会发生因为压力过高或流速过快影响活塞密封，清洗用水渗入产品，保证产品质量，所述供水管路内设置有前置过滤器，保证清洗用水洁净，且供水管路采用高等级不锈钢管，可定期进行高温干热灭菌，保证管路无菌，所述第一壳体采用高等级镜面不锈钢，内部采用大圆角平滑设计方便清洁，无死角，底部采用收敛型斜角，方便清洗后的水流汇拢回收；可定期进行高温干热灭菌，保证无菌性，所述第一自动门采用电机驱动门体的开关，方便自动物料取放，第一自动门外壁设置有密封条，保证清洗过程中内外环境分隔，有效降低清洗过程中的用水量，多通道柔性清洗喷头及可升降Z轴可同时实现对整盘预充针的四周及顶部无死角清洗，所述底部废液真空回收口设置有三组，且底部废液真空回收口采用宝塔头安装硅胶软管，可及时排除清洗废液。
作为本发明优选的方案，所述吹干组件包括气源及过滤组件、控制阀、供气管路、第二壳体、第二自动门、多通道柔性吹干喷头及可升降Z轴以及底部废气真空回收口，所述气源及过滤组件为静音高压气源，气源入口及出口带有油水分离及过滤器，可保证吹干气流的洁净，所述控制阀均为GMP合规材质，保证吹干洁净，控制阀的参数、开关状态均可调节，可安装工艺需求灵活控制各项参数，保证吹干环节预充针产品的安全，不会发生因为压力过高或流速过快影响活塞密封，保证产品质量，所述供气管路采用高品质不锈钢管，可定期进行高温干热灭菌，保证管路无菌，所述第二壳体采用高品质镜面不锈钢，内部采用大圆角平滑设计方便清洁，无死角，底部采用收敛型斜角，方便清洗后的气流汇拢回收，且第二壳体可定期进行高温干热灭菌，保证无菌性，所述第二自动门采用电机驱动门体的开关，方便自动物料取放，门体带密封条，保证清洗过程中内外环境分隔，所述多通道柔性吹干喷头及可升降Z轴可同时实现对整盘多支预充针的四周及顶部无死角快速吹干，所述底部废气真空回收口设置有三组，回收口采用宝塔头安装硅胶软管，可及时排除清洗废气。
作为本发明优选的方案，所述多通道柔性清洗喷头及可升降Z轴包括待清洗预充针盘放置位、多通道柔性清洗喷头、可升降Z轴以及分流汇流板，所述待清洗预充针盘放置位可按需调整通量，所述多通道柔性清洗喷头采用高柔性无菌硅胶软管，每根预充针四周均匀布置多个喷头，保证清洗无死角，多通道柔性清洗喷头顶部均布一圈斜向小孔，控制喷流方向斜向上，避免直接冲击预充针的活塞部位，所述可升降Z轴在清洗过程中，可移动多通道柔性清洗喷头，实现对不同高度的更好冲洗效果，所述分流汇流板包含多个独立工作的液泵，每个液泵控制单行喷头喷水，以保证喷头供水充足，且可灵活控制不同位置的开闭。
作为本发明优选的方案，所述转运机器人组件包括高自由度机器人、电缸以及夹爪，所述高自由度机器人所有运动关节都带有密封，能有效防止粉尘，高自由度机器人表面采用GMP合规的材质，能耐受各类型消毒剂擦拭灭菌，及紫外臭氧灭菌，无挥发性，所述电缸使用高等级防水防尘电缸，所述夹爪采用高等级不锈钢材质，夹爪前段设计导向夹持卡紧特征，保证夹爪可靠夹紧整盘预充针耗材。
作为本发明优选的方案，所述具体操作流程包括以下步骤：
S1，工人通过电脑控制台设置外部框架内的层流流速、设置自动升降门开关，及开口大小，设置真空泵阀的流速，压力，通断，设置控制阀的流速，压力，通断，设置清洗时间，设置吹干时间以及设置高温灭菌频率；
S2，设备自检，自动升降门开启，上层流静压箱和下层流静压箱启动，人员/机器人将预充针载架放置到左侧的自动上下料组件顶部的预充针盘放置槽内，电脑控制台启动清洗组件，第一自动门被打开，转运机器人组件开始将预充针载架转运到清洗组件中，清洗组件的第一自动门关闭；
S3，清洗组件对预充针载架内的预充针进行冲洗，冲洗完成后，清洗组件的第一自动门开启，转运机器人组件将预充针载架从清洗组件中取出，清洗组件的第一自动门关闭；
S4，吹干组件内的第二自动门开启，转运机器人组件将从清洗组件中取出的预充针载架移动到吹干组件中，吹干组件对将预充针载架中的预充针进行吹干，吹干结束后，第二自动门开启，转运机器人组件将预充针载架从吹干组件中取出，第二自动门关闭；
S5，转运机器人组件将从吹干组件中取出的预充针载架转运到右侧的自动上下料组件顶部的预充针盘放置槽内，右侧的自动上下料组件内的多工位旋转定位平台开始转动，将预充针载架转动到下料工位，人员/机器人将预充针载架取下并送往下一工位，流程结束后，清空内部物料，开始对清洗组件和吹干组件进行高温灭菌。
作为本发明优选的方案，所述S3中清洗的具体操作步骤为：
S21，转运机器人组件将预充针载架放入清洗组件内，多联真空泵阀启动，按照工艺模板设定参数开始泵送纯净水，可升降Z轴按照工艺模板参数开始上下移动，预充针载架周围均匀布置的多通道柔性清洗喷头开始对预充针载架内的预充针进行冲洗，真空负压模块及时启动，通过底部废液真空回收口将废液抽走；
S22，第一自动门开启，转运机器人组件将预充针载架翻转180°，并将翻转后的预充针载架放置在预充针盘放置位，可升降Z轴会按照设定参数带动多通道柔性清洗喷头移动，多通道柔性清洗喷头会***预充针载架中的预充针内孔中，多通道柔性清洗喷头与预充针内孔中的活塞保持1mm间隙；
S23，多联真空泵阀启动，按照工艺模板设定参数开始泵送纯净水，可升降Z轴按照工艺模板参数开始上下移动，预充针载架周围均匀布置的多通道柔性清洗喷头开始对预充针载架内的预充针内孔进行冲洗，真空负压模块及时启动，通过底部废液真空回收口将废液抽走。
作为本发明优选的方案，所述S4中吹干的具体操作步骤为：
S31，转运机器人组件将预充针载架放入吹干组件内，多联控制阀启动，按照工艺模板设定参数开始从气源及过滤组件中泵送出吹干气流，多通道柔性吹干喷头及可升降Z轴按照工艺模板参数开始上下移动，预充针载架周围均匀布置的多通道柔性吹干喷头及可升降Z轴开始对预充针载架内的预充针进行全位置快速吹干，真空负压模块及时启动，通过底部废气真空回收口将废气抽走；
S22，第二自动门开启，转运机器人组件将预充针载架翻转180°，并将翻转后的预充针载架放置在预充针盘放置位，多通道柔性吹干喷头及可升降Z轴会按照设定参数移动，柔性吹干喷头会***预充针载架中的预充针内孔中，柔性吹干喷头与预充针内孔中的活塞保持1mm间隙；
S23，多联控制阀启动，按照工艺模板设定参数开始从气源及过滤组件中泵送出吹干气流，多通道柔性吹干喷头及可升降Z轴按照工艺模板参数开始上下移动，预充针载架周围均匀布置的多通道柔性吹干喷头及可升降Z轴开始对预充针载架内的预充针内孔进行全位置快速吹干，真空负压模块及时启动，通过底部废气真空回收口将废气抽走。
作为本发明优选的方案，所述S5中高温灭菌的具体操作步骤为：
S41，清空设备内的物料，关闭自动升降门、第一自动门、第二自动门、上层流静压箱以及下层流静压箱；
S42，关闭清洗组件中的真空泵阀，电热组件启动开始加热第一壳体和供水管路，温度传感器监测温度，使温度始终保持在120℃，持续30min完成灭菌，关闭加热组件，等待清洗组件自然冷却，直到温度传感器监测的温度达到环境温度，在此过程中，保持其他设备锁定，完成清洗组件的灭菌；
S43，关闭吹干组件中的控制阀，电热组件启动开始加热第二壳体和供气管路，温度传感器监测温度，使温度始终保持在120℃，持续30min完成灭菌，关闭加热组件，等待吹干组件自然冷却，直到温度传感器监测的温度达到环境温度，在此过程中，保持其他设备锁定，完成吹干组件的灭菌。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明中，使用清洗组件和吹干组件对预充针进行处理，满足全流程洁净环控要求，***内操作环境温度要求，实现数十万支/天预充针全自动清洗烘干，整盘操作，消除操作过程中的爆针风险，可靠性高，数量级降低人员的使用量，同时数量级提高全流程处理通量，有效降低成本(固定资产、人员、时间等的综合成本)，实现流程中设备单元的集约化使用，数量级减少使用空间需求，标准化的***与配套工艺，便于设备的灵活布置，自动化***代替人工操作，解决过程中稳定性、均一性、复现性的问题，针对不同工艺流程形成标准化的操作方法，同时便于标准化方法在不同地点设施的推广，有效保障流程操作过程中样本、环境、操作人员的生物安全性，严格避免样本间的混淆与交叉污染，灵活控制工艺参数，保证效率同时避免清洗吹干工程队药品的影响，过程中数据标准化收集、存储、分析，提高分析筛选的效能，与上下游自动化***的智能衔接，标准化操作，高度匹配不同工艺操作需求。
附图说明
图1为本发明立体结构示意图；
图2为本发明局部立体结构示意图；
图3为本发明自动上下料组件结构示意图；
图4为本发明转运机器人组件结构示意图；
图5为本发明清洗组件结构示意图；
图6为本发明多通道柔性清洗喷头及可升降Z轴组件结构示意图；
图7为本发明对预充针内孔及法兰部位的冲洗示意图；
图8为本发明吹干组件结构示意图；
图9为本发明操作流程图；
图10为本发明预充针盘清洗流程图；
图11为本发明预充针盘吹干流程图；
图12为本发明高温灭菌流程图。
图中：1、外部框架；2、自动上下料组件；3、预充针载架；4、舱室台面；5、清洗组件；6、吹干组件；7、转运机器人组件；8、自动升降门；9、上层流静压箱；10、电脑控制台；11、底翻门；201、自动底座；202、多工位旋转定位平台；203、预充针盘放置槽；204、上料工位；205、下料工位；206、NG工位；501、真空泵阀；502、供水管路；503、第一壳体；504、第一自动门；505、多通道柔性清洗喷头及可升降Z轴；506、底部废液真空回收口；5051、待清洗预充针盘放置位；5052、多通道柔性清洗喷头；5053、可升降Z轴；5054、分流汇流板；601、气源及过滤组件；602、控制阀；603、供气管路；604、第二壳体；605、第二自动门；606、多通道柔性吹干喷头及可升降Z轴；607、底部废气真空回收口；701、高自由度机器人；702、电缸；703、夹爪。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述，给出了本发明的若干实施例，但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例，相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件，本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同，本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明，本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
实施例，请参阅图1-12，本发明提供一种技术方案：
一种高通量自动化预充针清洗设备，包括外部框架1，外部框架1的两侧均设置有自动上下料组件2，自动上下料组件2的顶部设置有预充针载架3，外部框架1内部中心处安装有舱室台面4，舱室台面4的顶部固定连接有清洗组件5，舱室台面4的顶部且在清洗组件5的背面设置有吹干组件6，外部框架1的内部且在靠近自动上下料组件2位置处安装有转运机器人组件7，外部框架1的两侧且在自动上下料组件2的上方均设置有自动升降门8，外部框架1的顶部安装有上层流静压箱9，外部框架1的内部且在清洗组件5的下方设置有下层流静压箱10，外部框架1的正面安装有电脑控制台11，外部框架1的正面和背面且在舱室台面4的下方设置有底翻门12。
进一步的，自动上下料组件2包括自动底座201、多工位旋转定位平台202、预充针盘放置槽203、上料工位204、下料工位205以及NG工位206，自动底座201采用不锈钢材质，且四周为圆角设计，可耐受各类实验室常见消毒试剂，方便清洁，多工位旋转定位平台202采用DD马达驱动，可实现高速工位切换，高精度定位，预充针盘放置槽203设计有斜角导向特征，方便自动取放物料时的导向且具有多面定位特征，保证物料放入后精确定位，上料工位204和下料工位205用于放置设备内部传出的物料，调度会自动转动旋转定位平台上的可用位置到该工位，当多个位置都满料时，***会自动等待，并通知操作人员或下游设备介入，预留了硬件传感器及软件接口，可与其他自动化设备如机器人集成，实现自动下料，NG工位206用于放置NG物料，当设备发生故障时，调度***会通知操作人员或机器人准备取走物料。
进一步的，清洗组件5包括真空泵阀501、供水管路502、第一壳体503、第一自动门504、多通道柔性清洗喷头及可升降Z轴505以及底部废液真空回收口506，真空泵阀501均为GMP合规材质，保证清洗用水洁净，多联真空泵阀501并行，保证高通清洗用水供给充足，真空泵阀501的参数、开关状态均可调节，可安装工艺需求灵活控制各项参数：流速，压力，通断时间等，保证清洗环节预充针产品的安全，不会发生因为压力过高或流速过快影响活塞密封，清洗用水渗入产品，保证产品质量，供水管路502内设置有前置过滤器，保证清洗用水洁净，且供水管路502采用高等级不锈钢管，可定期进行高温干热灭菌，保证管路无菌，第一壳体503采用高等级镜面不锈钢，内部采用大圆角平滑设计方便清洁，无死角，底部采用收敛型斜角，方便清洗后的水流汇拢回收；可定期进行高温干热灭菌，保证无菌性，第一自动门504采用电机驱动门体的开关，方便自动物料取放，第一自动门504外壁设置有密封条，保证清洗过程中内外环境分隔，有效降低清洗过程中的用水量，多通道柔性清洗喷头及可升降Z轴505可同时实现对整盘预充针的四周及顶部无死角清洗，底部废液真空回收口506设置有三组，且底部废液真空回收口506采用宝塔头安装硅胶软管，可及时排除清洗废液。
进一步的，吹干组件6包括气源及过滤组件601、控制阀602、供气管路603、第二壳体604、第二自动门605、多通道柔性吹干喷头及可升降Z轴606以及底部废气真空回收口607，气源及过滤组件601为静音高压气源，气源入口及出口带有油水分离及过滤器，可保证吹干气流的洁净，控制阀602均为GMP合规材质，保证吹干洁净，控制阀602的参数、开关状态均可调节，可安装工艺需求灵活控制各项参数，保证吹干环节预充针产品的安全，不会发生因为压力过高或流速过快影响活塞密封，保证产品质量，供气管路603采用高品质不锈钢管，可定期进行高温干热灭菌，保证管路无菌，第二壳体604采用高品质镜面不锈钢，内部采用大圆角平滑设计方便清洁，无死角，底部采用收敛型斜角，方便清洗后的气流汇拢回收，且第二壳体604可定期进行高温干热灭菌，保证无菌性，第二自动门605采用电机驱动门体的开关，方便自动物料取放，门体带密封条，保证清洗过程中内外环境分隔，多通道柔性吹干喷头及可升降Z轴606可同时实现对整盘多支预充针的四周及顶部无死角快速吹干，底部废气真空回收口607设置有三组，回收口采用宝塔头安装硅胶软管，可及时排除清洗废气。
进一步的，多通道柔性清洗喷头及可升降Z轴505包括待清洗预充针盘放置位5051、多通道柔性清洗喷头5052、可升降Z轴5053以及分流汇流板5054，待清洗预充针盘放置位5051可按需调整通量，多通道柔性清洗喷头5052采用高柔性无菌硅胶软管，每根预充针四周均匀布置多个喷头，保证清洗无死角，多通道柔性清洗喷头5052顶部均布一圈斜向小孔，控制喷流方向斜向上，避免直接冲击预充针的活塞部位，可升降Z轴5053在清洗过程中，可移动多通道柔性清洗喷头5052，实现对不同高度的更好冲洗效果，分流汇流板5054包含多个独立工作的液泵，每个液泵控制单行喷头喷水，以保证喷头供水充足，且可灵活控制不同位置的开闭。
进一步的，转运机器人组件7包括高自由度机器人701、电缸702以及夹爪703，高自由度机器人701所有运动关节都带有密封，能有效防止粉尘，高自由度机器人701表面采用GMP合规的材质，能耐受各类型消毒剂擦拭灭菌，及紫外臭氧灭菌，无挥发性，电缸702使用高等级防水防尘电缸，夹爪703采用高等级不锈钢材质，夹爪703前段设计导向夹持卡紧特征，保证夹爪703可靠夹紧整盘预充针耗材。
进一步的，具体操作流程包括以下步骤：
S1，工人通过电脑控制台11设置外部框架1内的层流流速、设置自动升降门8开关，及开口大小，设置真空泵阀501的流速，压力，通断，设置控制阀602的流速，压力，通断，设置清洗时间，设置吹干时间以及设置高温灭菌频率；
S2，设备自检，自动升降门8开启，上层流静压箱9和下层流静压箱10启动，人员/机器人将预充针载架3放置到左侧的自动上下料组件2顶部的预充针盘放置槽203内，电脑控制台11启动清洗组件5，第一自动门504被打开，转运机器人组件7开始将预充针载架3转运到清洗组件5中，清洗组件5的第一自动门504关闭；
S3，清洗组件5对预充针载架3内的预充针进行冲洗，冲洗完成后，清洗组件5的第一自动门504开启，转运机器人组件7将预充针载架3从清洗组件5中取出，清洗组件5的第一自动门504关闭；
S4，吹干组件6内的第二自动门605开启，转运机器人组件7将从清洗组件5中取出的预充针载架3移动到吹干组件6中，吹干组件6对将预充针载架3中的预充针进行吹干，吹干结束后，第二自动门605开启，转运机器人组件7将预充针载架3从吹干组件6中取出，第二自动门605关闭；
S5，转运机器人组件7将从吹干组件6中取出的预充针载架3转运到右侧的自动上下料组件2顶部的预充针盘放置槽203内，右侧的自动上下料组件2内的多工位旋转定位平台202开始转动，将预充针载架3转动到下料工位205，人员/机器人将预充针载架3取下并送往下一工位，流程结束后，清空内部物料，开始对清洗组件5和吹干组件6进行高温灭菌。
进一步的，S3中清洗的具体操作步骤为：
S21，转运机器人组件7将预充针载架3放入清洗组件5内，多联真空泵阀501启动，按照工艺模板设定参数开始泵送纯净水，可升降Z轴5053按照工艺模板参数开始上下移动，预充针载架3周围均匀布置的多通道柔性清洗喷头5052开始对预充针载架3内的预充针进行冲洗，真空负压模块及时启动，通过底部废液真空回收口506将废液抽走；
S22，第一自动门504开启，转运机器人组件7将预充针载架3翻转180°，并将翻转后的预充针载架3放置在预充针盘放置位，可升降Z轴5053会按照设定参数带动多通道柔性清洗喷头5052移动，多通道柔性清洗喷头5052会***预充针载架3中的预充针内孔中，多通道柔性清洗喷头5052与预充针内孔中的活塞保持1mm间隙；
S23，多联真空泵阀501启动，按照工艺模板设定参数开始泵送纯净水，可升降Z轴5053按照工艺模板参数开始上下移动，预充针载架3周围均匀布置的多通道柔性清洗喷头5052开始对预充针载架3内的预充针内孔进行冲洗，真空负压模块及时启动，通过底部废液真空回收口506将废液抽走。
进一步的，S4中吹干的具体操作步骤为：
S31，转运机器人组件7将预充针载架3放入吹干组件6内，多联控制阀602启动，按照工艺模板设定参数开始从气源及过滤组件601中泵送出吹干气流，多通道柔性吹干喷头及可升降Z轴606按照工艺模板参数开始上下移动，预充针载架3周围均匀布置的多通道柔性吹干喷头及可升降Z轴606开始对预充针载架3内的预充针进行全位置快速吹干，真空负压模块及时启动，通过底部废气真空回收口607将废气抽走；
S22，第二自动门605开启，转运机器人组件7将预充针载架3翻转180°，并将翻转后的预充针载架3放置在预充针盘放置位，多通道柔性吹干喷头及可升降Z轴606会按照设定参数移动，柔性吹干喷头会***预充针载架3中的预充针内孔中，柔性吹干喷头与预充针内孔中的活塞保持1mm间隙；
S23，多联控制阀602启动，按照工艺模板设定参数开始从气源及过滤组件601中泵送出吹干气流，多通道柔性吹干喷头及可升降Z轴606按照工艺模板参数开始上下移动，预充针载架3周围均匀布置的多通道柔性吹干喷头及可升降Z轴606开始对预充针载架3内的预充针内孔进行全位置快速吹干，真空负压模块及时启动，通过底部废气真空回收口607将废气抽走。
进一步的，S5中高温灭菌的具体操作步骤为：
S41，清空设备内的物料，关闭自动升降门8、第一自动门504、第二自动门605、上层流静压箱9以及下层流静压箱10；
S42，关闭清洗组件5中的真空泵阀501，电热组件启动开始加热第一壳体503和供水管路502，温度传感器监测温度，使温度始终保持在120℃，持续30min完成灭菌，关闭加热组件，等待清洗组件5自然冷却，直到温度传感器监测的温度达到环境温度，在此过程中，保持其他设备锁定，完成清洗组件5的灭菌；
S43，关闭吹干组件6中的控制阀602，电热组件启动开始加热第二壳体604和供气管路603，温度传感器监测温度，使温度始终保持在120℃，持续30min完成灭菌，关闭加热组件，等待吹干组件6自然冷却，直到温度传感器监测的温度达到环境温度，在此过程中，保持其他设备锁定，完成吹干组件6的灭菌。
具体实施案例：
工人通过电脑控制台11设置外部框架1内的层流流速、设置自动升降门8开关，及开口大小，设置真空泵阀501的流速，压力，通断，设置控制阀602的流速，压力，通断，设置清洗时间，设置吹干时间以及设置高温灭菌频率，设备自检，自动升降门8开启，上层流静压箱9和下层流静压箱10启动，人员/机器人将预充针载架3放置到左侧的自动上下料组件2顶部的预充针盘放置槽203内，电脑控制台11启动清洗组件5，第一自动门504被打开，转运机器人组件7开始将预充针载架3转运到清洗组件5中，清洗组件5的第一自动门504关闭；
转运机器人组件7将预充针载架3放入清洗组件5内，多联真空泵阀501启动，按照工艺模板设定参数开始泵送纯净水，可升降Z轴5053按照工艺模板参数开始上下移动，预充针载架3周围均匀布置的多通道柔性清洗喷头5052开始对预充针载架3内的预充针进行冲洗，真空负压模块及时启动，通过底部废液真空回收口506将废液抽走，第一自动门504开启，转运机器人组件7将预充针载架3翻转180°，并将翻转后的预充针载架3放置在预充针盘放置位，可升降Z轴5053会按照设定参数带动多通道柔性清洗喷头5052移动，多通道柔性清洗喷头5052会***预充针载架3中的预充针内孔中，多通道柔性清洗喷头5052与预充针内孔中的活塞保持1mm间隙，多联真空泵阀501启动，按照工艺模板设定参数开始泵送纯净水，可升降Z轴5053按照工艺模板参数开始上下移动，预充针载架3周围均匀布置的多通道柔性清洗喷头5052开始对预充针载架3内的预充针内孔进行冲洗，真空负压模块及时启动，通过底部废液真空回收口506将废液抽走；
冲洗完成后，清洗组件5的第一自动门504开启，转运机器人组件7将预充针载架3从清洗组件5中取出，清洗组件5的第一自动门504关闭；
吹干组件6内的第二自动门605开启，转运机器人组件7将从清洗组件5中取出的预充针载架3移动到吹干组件6中，转运机器人组件7将预充针载架3放入吹干组件6内，多联控制阀602启动，按照工艺模板设定参数开始从气源及过滤组件601中泵送出吹干气流，多通道柔性吹干喷头及可升降Z轴606按照工艺模板参数开始上下移动，预充针载架3周围均匀布置的多通道柔性吹干喷头及可升降Z轴606开始对预充针载架3内的预充针进行全位置快速吹干，真空负压模块及时启动，通过底部废气真空回收口607将废气抽走，第二自动门605开启，转运机器人组件7将预充针载架3翻转180°，并将翻转后的预充针载架3放置在预充针盘放置位，多通道柔性吹干喷头及可升降Z轴606会按照设定参数移动，柔性吹干喷头会***预充针载架3中的预充针内孔中，柔性吹干喷头与预充针内孔中的活塞保持1mm间隙，多联控制阀602启动，按照工艺模板设定参数开始从气源及过滤组件601中泵送出吹干气流，多通道柔性吹干喷头及可升降Z轴606按照工艺模板参数开始上下移动，预充针载架3周围均匀布置的多通道柔性吹干喷头及可升降Z轴606开始对预充针载架3内的预充针内孔进行全位置快速吹干，真空负压模块及时启动，通过底部废气真空回收口607将废气抽走；
吹干结束后，第二自动门605开启，转运机器人组件7将预充针载架3从吹干组件6中取出，第二自动门605关闭，转运机器人组件7将从吹干组件6中取出的预充针载架3转运到右侧的自动上下料组件2顶部的预充针盘放置槽203内，右侧的自动上下料组件2内的多工位旋转定位平台202开始转动，将预充针载架3转动到下料工位205，人员/机器人将预充针载架3取下并送往下一工位；
清空设备内的物料，关闭自动升降门8、第一自动门504、第二自动门605、上层流静压箱9以及下层流静压箱10，关闭清洗组件5中的真空泵阀501，电热组件启动开始加热第一壳体503和供水管路502，温度传感器监测温度，使温度始终保持在120℃，持续30min完成灭菌，关闭加热组件，等待清洗组件5自然冷却，直到温度传感器监测的温度达到环境温度，在此过程中，保持其他设备锁定，完成清洗组件5的灭菌，关闭吹干组件6中的控制阀602，电热组件启动开始加热第二壳体604和供气管路603，温度传感器监测温度，使温度始终保持在120℃，持续30min完成灭菌，关闭加热组件，等待吹干组件6自然冷却，直到温度传感器监测的温度达到环境温度，在此过程中，保持其他设备锁定，完成吹干组件6的灭菌。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种高通量自动化预充针清洗设备，包括外部框架(1)，其特征在于：所述外部框架(1)的两侧均设置有自动上下料组件(2)，所述自动上下料组件(2)的顶部设置有预充针载架(3)，所述外部框架(1)内部中心处安装有舱室台面(4)，所述舱室台面(4)的顶部固定连接有清洗组件(5)，所述舱室台面(4)的顶部且在清洗组件(5)的背面设置有吹干组件(6)，所述外部框架(1)的内部且在靠近自动上下料组件(2)位置处安装有转运机器人组件(7)，所述外部框架(1)的两侧且在自动上下料组件(2)的上方均设置有自动升降门(8)，所述外部框架(1)的顶部安装有上层流静压箱(9)，所述外部框架(1)的内部且在清洗组件(5)的下方设置有下层流静压箱(10)，所述外部框架(1)的正面安装有电脑控制台(11)，所述外部框架(1)的正面和背面且在舱室台面(4)的下方设置有底翻门(12)。
2.根据权利要求1所述的一种高通量自动化预充针清洗设备，其特征在于：所述自动上下料组件(2)包括自动底座(201)、多工位旋转定位平台(202)、预充针盘放置槽(203)、上料工位(204)、下料工位(205)以及NG工位(206)，所述自动底座(201)采用不锈钢材质，且四周为圆角设计，可耐受各类实验室常见消毒试剂，方便清洁，所述多工位旋转定位平台(202)采用DD马达驱动，可实现高速工位切换，高精度定位，所述预充针盘放置槽(203)设计有斜角导向特征，方便自动取放物料时的导向且具有多面定位特征，保证物料放入后精确定位，所述上料工位(204)和下料工位(205)用于放置设备内部传出的物料，调度会自动转动旋转定位平台上的可用位置到该工位，当多个位置都满料时，***会自动等待，并通知操作人员或下游设备介入，预留了硬件(传感器)及软件接口，可与其他自动化设备如机器人集成，实现自动下料，所述NG工位(206)用于放置NG物料，当设备发生故障时，调度***会通知操作人员或机器人准备取走物料。
3.根据权利要求1所述的一种高通量自动化预充针清洗设备，其特征在于：所述清洗组件(5)包括真空泵阀(501)、供水管路(502)、第一壳体(503)、第一自动门(504)、多通道柔性清洗喷头及可升降Z轴(505)以及底部废液真空回收口(506)，所述真空泵阀(501)均为GMP合规材质，保证清洗用水洁净，多联真空泵阀(501)并行，保证高通清洗用水供给充足，真空泵阀(501)的参数、开关状态均可调节，可安装工艺需求灵活控制各项参数：流速，压力，通断时间等，保证清洗环节预充针产品的安全，不会发生因为压力过高或流速过快影响活塞密封，清洗用水渗入产品，保证产品质量，所述供水管路(502)内设置有前置过滤器，保证清洗用水洁净，且供水管路(502)采用高等级不锈钢管，可定期进行高温干热灭菌，保证管路无菌，所述第一壳体(503)采用高等级镜面不锈钢，内部采用大圆角平滑设计方便清洁，无死角，底部采用收敛型斜角，方便清洗后的水流汇拢回收；可定期进行高温干热灭菌，保证无菌性，所述第一自动门(504)采用电机驱动门体的开关，方便自动物料取放，第一自动门(504)外壁设置有密封条，保证清洗过程中内外环境分隔，有效降低清洗过程中的用水量，多通道柔性清洗喷头及可升降Z轴(505)可同时实现对整盘预充针的四周及顶部无死角清洗，所述底部废液真空回收口(506)设置有三组，且底部废液真空回收口(506)采用宝塔头安装硅胶软管，可及时排除清洗废液。
4.根据权利要求1所述的一种高通量自动化预充针清洗设备，其特征在于：所述吹干组件(6)包括气源及过滤组件(601)、控制阀(602)、供气管路(603)、第二壳体(604)、第二自动门(605)、多通道柔性吹干喷头及可升降Z轴(606)以及底部废气真空回收口(607)，所述气源及过滤组件(601)为静音高压气源，气源入口及出口带有油水分离及过滤器，可保证吹干气流的洁净，所述控制阀(602)均为GMP合规材质，保证吹干洁净，控制阀(602)的参数、开关状态均可调节，可安装工艺需求灵活控制各项参数，保证吹干环节预充针产品的安全，不会发生因为压力过高或流速过快影响活塞密封，保证产品质量，所述供气管路(603)采用高品质不锈钢管，可定期进行高温干热灭菌，保证管路无菌，所述第二壳体(604)采用高品质镜面不锈钢，内部采用大圆角平滑设计方便清洁，无死角，底部采用收敛型斜角，方便清洗后的气流汇拢回收，且第二壳体(604)可定期进行高温干热灭菌，保证无菌性，所述第二自动门(605)采用电机驱动门体的开关，方便自动物料取放，门体带密封条，保证清洗过程中内外环境分隔，所述多通道柔性吹干喷头及可升降Z轴(606)可同时实现对整盘多支预充针的四周及顶部无死角快速吹干，所述底部废气真空回收口(607)设置有三组，回收口采用宝塔头安装硅胶软管，可及时排除清洗废气。
5.根据权利要求3所述的一种高通量自动化预充针清洗设备，其特征在于：所述多通道柔性清洗喷头及可升降Z轴(505)包括待清洗预充针盘放置位(5051)、多通道柔性清洗喷头(5052)、可升降Z轴(5053)以及分流汇流板(5054)，所述待清洗预充针盘放置位(5051)可按需调整通量，所述多通道柔性清洗喷头(5052)采用高柔性无菌硅胶软管，每根预充针四周均匀布置多个喷头，保证清洗无死角，多通道柔性清洗喷头(5052)顶部均布一圈斜向小孔，控制喷流方向斜向上，避免直接冲击预充针的活塞部位，所述可升降Z轴(5053)在清洗过程中，可移动多通道柔性清洗喷头(5052)，实现对不同高度的更好冲洗效果，所述分流汇流板(5054)包含多个独立工作的液泵，每个液泵控制单行喷头喷水，以保证喷头供水充足，且可灵活控制不同位置的开闭。
6.根据权利要求1所述的一种高通量自动化预充针清洗设备，其特征在于：所述转运机器人组件(7)包括高自由度机器人(701)、电缸(702)以及夹爪(703)，所述高自由度机器人(701)所有运动关节都带有密封，能有效防止粉尘，高自由度机器人(701)表面采用GMP合规的材质，能耐受各类型消毒剂擦拭灭菌，及紫外臭氧灭菌，无挥发性，所述电缸(702)使用高等级防水防尘电缸，所述夹爪(703)采用高等级不锈钢材质，夹爪(703)前段设计导向夹持卡紧特征，保证夹爪(703)可靠夹紧整盘预充针耗材。
7.根据权利要求1所述的一种高通量自动化预充针清洗设备，其特征在于：所述具体操作流程包括以下步骤：
S1，工人通过电脑控制台(11)设置外部框架(1)内的层流流速、设置自动升降门(8)开关，及开口大小，设置真空泵阀(501)的流速，压力，通断，设置控制阀(602)的流速，压力，通断，设置清洗时间，设置吹干时间以及设置高温灭菌频率；
S2，设备自检，自动升降门(8)开启，上层流静压箱(9)和下层流静压箱(10)启动，人员/机器人将预充针载架(3)放置到左侧的自动上下料组件(2)顶部的预充针盘放置槽(203)内，电脑控制台(11)启动清洗组件(5)，第一自动门(504)被打开，转运机器人组件(7)开始将预充针载架(3)转运到清洗组件(5)中，清洗组件(5)的第一自动门(504)关闭；
S3，清洗组件(5)对预充针载架(3)内的预充针进行冲洗，冲洗完成后，清洗组件(5)的第一自动门(504)开启，转运机器人组件(7)将预充针载架(3)从清洗组件(5)中取出，清洗组件(5)的第一自动门(504)关闭；
S4，吹干组件(6)内的第二自动门(605)开启，转运机器人组件(7)将从清洗组件(5)中取出的预充针载架(3)移动到吹干组件(6)中，吹干组件(6)对将预充针载架(3)中的预充针进行吹干，吹干结束后，第二自动门(605)开启，转运机器人组件(7)将预充针载架(3)从吹干组件(6)中取出，第二自动门(605)关闭；
S5，转运机器人组件(7)将从吹干组件(6)中取出的预充针载架(3)转运到右侧的自动上下料组件(2)顶部的预充针盘放置槽(203)内，右侧的自动上下料组件(2)内的多工位旋转定位平台(202)开始转动，将预充针载架(3)转动到下料工位(205)，人员/机器人将预充针载架(3)取下并送往下一工位，流程结束后，清空内部物料，开始对清洗组件(5)和吹干组件(6)进行高温灭菌。
8.根据权利要求7所述的一种高通量自动化预充针清洗设备，其特征在于：所述S3中清洗的具体操作步骤为：
S21，转运机器人组件(7)将预充针载架(3)放入清洗组件(5)内，多联真空泵阀(501)启动，按照工艺模板设定参数开始泵送纯净水，可升降Z轴(5053)按照工艺模板参数开始上下移动，预充针载架(3)周围均匀布置的多通道柔性清洗喷头(5052)开始对预充针载架(3)内的预充针进行冲洗，真空负压模块及时启动，通过底部废液真空回收口(506)将废液抽走；
S22，第一自动门(504)开启，转运机器人组件(7)将预充针载架(3)翻转180°，并将翻转后的预充针载架(3)放置在预充针盘放置位，可升降Z轴(5053)会按照设定参数带动多通道柔性清洗喷头(5052)移动，多通道柔性清洗喷头(5052)会***预充针载架(3)中的预充针内孔中，多通道柔性清洗喷头(5052)与预充针内孔中的活塞保持1mm间隙；
S23，多联真空泵阀(501)启动，按照工艺模板设定参数开始泵送纯净水，可升降Z轴(5053)按照工艺模板参数开始上下移动，预充针载架(3)周围均匀布置的多通道柔性清洗喷头(5052)开始对预充针载架(3)内的预充针内孔进行冲洗，真空负压模块及时启动，通过底部废液真空回收口(506)将废液抽走。
9.根据权利要求7所述的一种高通量自动化预充针清洗设备，其特征在于：所述S4中吹干的具体操作步骤为：
S31，转运机器人组件(7)将预充针载架(3)放入吹干组件(6)内，多联控制阀(602)启动，按照工艺模板设定参数开始从气源及过滤组件(601)中泵送出吹干气流，多通道柔性吹干喷头及可升降Z轴(606)按照工艺模板参数开始上下移动，预充针载架(3)周围均匀布置的多通道柔性吹干喷头及可升降Z轴(606)开始对预充针载架(3)内的预充针进行全位置快速吹干，真空负压模块及时启动，通过底部废气真空回收口(607)将废气抽走；
S22，第二自动门(605)开启，转运机器人组件(7)将预充针载架(3)翻转180°，并将翻转后的预充针载架(3)放置在预充针盘放置位，多通道柔性吹干喷头及可升降Z轴(606)会按照设定参数移动，柔性吹干喷头会***预充针载架(3)中的预充针内孔中，柔性吹干喷头与预充针内孔中的活塞保持1mm间隙；
S23，多联控制阀(602)启动，按照工艺模板设定参数开始从气源及过滤组件(601)中泵送出吹干气流，多通道柔性吹干喷头及可升降Z轴(606)按照工艺模板参数开始上下移动，预充针载架(3)周围均匀布置的多通道柔性吹干喷头及可升降Z轴(606)开始对预充针载架(3)内的预充针内孔进行全位置快速吹干，真空负压模块及时启动，通过底部废气真空回收口(607)将废气抽走。
10.根据权利要求7所述的一种高通量自动化预充针清洗设备，其特征在于：所述S5中高温灭菌的具体操作步骤为：
S41，清空设备内的物料，关闭自动升降门(8)、第一自动门(504)、第二自动门(605)、上层流静压箱(9)以及下层流静压箱(10)；
S42，关闭清洗组件(5)中的真空泵阀(501)，电热组件启动开始加热第一壳体(503)和供水管路(502)，温度传感器监测温度，使温度始终保持在120℃，持续30min完成灭菌，关闭加热组件，等待清洗组件(5)自然冷却，直到温度传感器监测的温度达到环境温度，在此过程中，保持其他设备锁定，完成清洗组件(5)的灭菌；
S43，关闭吹干组件(6)中的控制阀(602)，电热组件启动开始加热第二壳体(604)和供气管路(603)，温度传感器监测温度，使温度始终保持在120℃，持续30min完成灭菌，关闭加热组件，等待吹干组件(6)自然冷却，直到温度传感器监测的温度达到环境温度，在此过程中，保持其他设备锁定，完成吹干组件(6)的灭菌。
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