Роторная таблеточная машина

 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для прессования таблеток из порошков, например, в фармацевтической промышленности. Технический результат - расширение эксплуатационных возможностей, улучшение эксплуатационных характеристик. Роторная таблеточная машина содержит ротор с матрицами и пуансонами, копиры, прессующие ролики. Прессующие ролики установлены с возможностью перемещения относительно ротора. Машина оборудована механизмами точной настройки положения роликов. Указанные механизмы имеют отсчетные устройства, установленные на корпусе снаружи, и позволяют задавать зону прессования и толщину таблетки дистанционно без разборки корпуса, электронное оборудование обеспечивает автоматическую стабилизацию частоты вращения ротора. 4 з.п.ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для прессования таблеток из порошков.

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.).

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).

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.

Техническая задача состоит в расширении эксплуатационных возможностей путем дистанционной настройки параметров прессования и улучшение эксплуатационных характеристик за счет автоматической стабилизации вращения ротора.

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.

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.

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).

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.

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).

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.

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.

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.

Машина также оборудована бункером 33 для исходного порошка, лотком 34 и столиком 35 под емкость для готовой продукции.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Поиск по патентной и научно-технической литературе показал, что, начиная с 1993 года, в России практически отсутствуют разработки роторных автоматов для прессования таблеток.

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.

Формула изобретения

1. Роторная таблеточная машина, содержащая станину, электродвигатель, ротор с матрицами и пуансонами, копиры, как минимум один верхний и один нижний прессующие ролики, взаимодействующие с пуансонами, отличающаяся тем, что прессующие ролики установлены на подвижных опорных плитах, у которых одни концы шарнирно закреплены на станине, а другие концы 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 установлен на упругом элементе, закрепленном на опорной плите, при этом электродвигатель соединен с источником питания через программируемое электронное устройство, содержащее блок преобразования частоты питающего напряжения.

2. Роторная таблеточная машина по п.1, отличающаяся тем, что отсчетное устройство выполнено в виде диска с лимбом, кинематически связанного с осью соответствующего червяка.

3. Роторная таблеточная машина по п.1, отличающаяся тем, что упругий элемент выполнен в виде пакета тарельчатых пружин и снабжен микровыключателем конечного положения, установленным на плите с возможностью взаимодействия с рычагом для прессующего ролика.

4. Роторная таблеточная машина по п.3, отличающаяся тем, что программируемое электронное устройство содержит блок контроля перегрузки прессования, который электрически связан с микровыключателем.

5. Роторная таблеточная машина по п.1, отличающаяся тем, что программируемое электронное устройство содержит блок контроля температуры.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6