带有可动喷射喷嘴的涂覆设备

文档序号:862108 发布日期:2021-03-16 浏览:28次 >En<

阅读说明:本技术 带有可动喷射喷嘴的涂覆设备 (Coating device with movable spray nozzle ) 是由 P·夸德拉多费尔南德斯 于 2019-06-19 设计创作,主要内容包括:本发明涉及一种带有可动喷射喷嘴的涂覆设备(100),其包括旋转滚筒(3)和用于产品的喷射喷嘴集(21)的定位组(1),该定位组(1)具有控制柱(5),该控制柱(5)能够基本上轴向地定位在滚筒(3)内侧并且其容纳内轴(6),控制柱(5)配备有包括旋转的喷嘴集(21)承载件(20)的至少一个铰接臂(7)。传动系统(30),其基于容纳在控制柱(5)中以及铰接臂(7)中的带轮装置和对应的牵拉装置,所述带轮装置和对应的牵拉装置基于转向柱(5)与内轴(6)之间的相对角位置而同时产生铰接臂(7)的收缩或延伸以及喷嘴集(21)的承载件(2)的旋转。(The invention relates to a coating installation (100) with movable spray nozzles, comprising a rotating drum (3) and a positioning group (1) of a spray nozzle set (21) for the product, the positioning group (1) having a control column (5), the control column (5) being positionable substantially axially inside the drum (3) and accommodating an inner shaft (6), the control column (5) being equipped with at least one articulated arm (7) comprising a rotating nozzle set (21) carrier (20). A transmission system (30) based on pulley devices and corresponding traction devices housed in the control column (5) and in the articulated arm (7) which simultaneously produce the contraction or extension of the articulated arm (7) and the rotation of the carriage (2) of the set of nozzles (21) based on the relative angular position between the steering column (5) and the inner shaft (6).)

带有可动喷射喷嘴的涂覆设备

技术领域

本发明涉及这种类型的涂覆设备:其包括旋转滚筒,该旋转滚筒旨在借助于放置在该滚筒内侧的喷嘴喷射产品而搅动要用特定产品涂覆的大量物品。例如,这些设备被用于涂覆颗粒状物品,诸如制药产品或糖果产品。

背景技术

涂覆设备在制药业中被广泛用于将一个或若干产品的外层施加到颗粒状物品或胶囊形式的物品。

这些设备基本上包括容器,包含大量待涂覆物品的滚筒在该容器内侧运转。这些设备总体上配备有一系列待用于涂覆物品的产品的喷射喷嘴。该喷射操作是在滚筒运转并搅动大量物品的同时进行的以确保物品的均匀涂覆。而且,在常规方式中,滚筒是穿孔的并且涂覆设备包括受迫空气回路,该受迫空气回路穿过滚筒并且一旦被喷射的产品被施加到待涂覆的物品就帮助干燥该被喷射的产品。

事实证明,喷嘴与待涂覆的物品的自由表面之间的距离是确保恰当涂覆的关键因素。然而,该距离并不是实现最佳涂覆所涉及的仅有参数。其它因素,诸如被喷射的产品束流(beam)的方向,起着重要的作用,将该束流瞄准在与待被涂覆的大量物品的自由表面基本上成法向的方向上尤其重要。

带有固定喷嘴的设备无法适应于这些要求,并且因此只能适当地用于非常特定的产品的批量。

例如,待涂覆的物品的批量越小,则滚筒内侧所述被搅动的物品的自由表面与喷射喷嘴之间的距离将越大,这阻止基本上适用于大批量的带有固定喷嘴的设备被用于较小的批量,反之亦然。

类似地,例如,如果用于涂覆物品的产品的特性改变,那么对于单个批量的物品来说,可能的情况是要求在所述物品的自由表面与喷嘴之间不同的距离。

类似地,除了喷嘴与产品的自由表面之间的距离外,影响带有固定喷嘴的设备的特性的另一个参数是所述喷嘴的定向。批量的体积的改变使在滚筒的旋转过程中滚筒内大量物品的自然放置发生变化,并且,作为结果,不仅所述大量物品的自由表面的距离发生变化,而且所述大量物品的自由表面的定向也会发生变化。因此,喷嘴的定向将必须根据滚筒内侧的大量物品的自由表面的新定向来调节。

也有助于最大限度地优化涂覆的其它参数可以是滚筒的旋转速度、滚筒的更换等,基本上是能够触发大量物品的自由表面相对于固定喷射点的距离和/或定向的变化的任何参数。

本发明的第一个目的是一种带有可动喷射喷嘴的涂覆设备,其能够呈现不同的空间位置,并且还能够改变其定向以适应于物品的批量和/或适应于待用于所述物品的涂覆的产品。

在设计用于移动滚筒内侧的喷嘴的合适的定位组时要克服的一个障碍是定位组的致动应该优选地从容纳滚筒的容器外侧完成。这意味着,容器外侧的致动器与喷嘴的可移动支撑件之间的传动必须穿过容器的壁,为此通常使用容器的盖的一部分,该盖的一部分可以移动以揭开或关闭用于能够将物品引入滚筒内侧的访问开口。这是该设备的必须不损害容器密封的精密部件。因此,必须避免复杂的密封闭合件,例如具有在轨道或凹槽上滑动的可移动部件的滑动件。

专利文件JP2003062500描述了一种包括一系列喷嘴的定位组的涂覆设备。该定位组仅具有一个自由度,仅能够竖直地移动喷嘴,以便使喷嘴移动靠近滚筒的底部或使喷嘴移动远离滚筒的底部。除了该定位组不被制备成使喷嘴在其它方向上移动的事实之外,其也不被制备成根据滚筒内侧的大量物品的自由表面的定向来定向喷嘴。

专利文件EP1200197描述了一种前述设备的替代,其中铰接臂被旋转地联接到引入滚筒中的管的固定支撑件。该臂的配备有喷嘴的一个自由端以可移动的方式沿着旋转轴的一体引导件接合。通过致动该轴的旋转,引导件可在一个方向或另一个方向上旋转,以使铰接臂缩回或延伸,并且同时基本上维持喷嘴的相同定向。实际上,有可能将喷嘴移动靠近或远离滚筒的壁,而不会过多地改变喷嘴的定向。尽管该提议在一些方面改进了JP2003062500中描述的解决方案,但是其仍然不可能提供具有最小自由度的喷嘴,该最小自由度对于使设备通用而言会是期望的,因为在其所有可能的放置中,喷嘴将具有相同的定向,如前面解释的,当物品的自由表面的定向可根据其性质和体积、滚筒的旋转速度等而变化时,作为结果,使每种情况下喷嘴的最佳定向变化。

发明内容

所提出的设备克服了前述缺点。该设备以其本身已知的方式包括涂覆容器,该涂覆容器容纳:旋转且穿孔的滚筒,该滚筒旨在在滚筒的旋转期间搅动待涂覆的大量物品,物品将限定出自由表面;以及用于产品的喷嘴集的定位组,在物品被滚筒搅动时,期望利用该产品涂覆物品。

本质上,该设备的特征在于,所述定位组件包括控制柱,该控制柱能够基本上轴向地定位在滚筒内侧,控制柱容纳内轴,该控制柱配备有至少一个铰接臂,该至少一个铰接臂具有围绕第一轴铰接在一起的第一部分和第二部分,该第一部分连同控制柱旋转,并且喷嘴集承载件围绕第二轴以铰接方式被接合到铰接臂的第二部分,第一轴和第二轴二者彼此平行并且平行于控制柱。

定位组还包括传动系统,该传动系统基于控制柱中以及铰接臂中的带轮装置和对应的牵拉装置,该带轮装置和对应的牵拉装置基于控制柱与内轴之间的相对角位置同时产生铰接臂的收缩或延伸以及喷嘴集承载件相对于所述铰接臂的第二部分的旋转;定位组进一步包括第一致动器和第二致动器,用于从容器的外侧分别致动控制柱的旋转和内轴的旋转,并且由此方便地改变其角位置,以及通过这样做,改变铰接臂的延伸程度和喷嘴集承载件的定向。

有利地,喷嘴集在空间中的定位和定向可借助于控制柱及其内轴的旋转来实现,该动作非常容易从容器外侧进行。

类似地,定位组件避免使用在滚筒内侧产生线性运动的机构,例如伸缩臂、螺钉或类似物,这些机构通常涉及将元件插入其它元件和从其它元件中取出,带来了颗粒位于元件内侧并且在清洁操作期间不被消除的风险,造成在药物产品的制备领域中不期望的交叉污染。

该风险在本发明的设备中不存在,因为喷嘴的线性运动是旋转运动的组合的结果,这可以容易地例如在药物业中利用有效的密封件来保护。

在一个实施例中,传动系统包括:第一带轮装置,其被固定到内轴或与内轴成一体;第二带轮装置,其围绕第二轴自由旋转并且被固定到喷嘴集承载件或与喷嘴集承载件成一体;第三带轮装置,其围绕第一轴自由旋转并且借助于第一牵拉装置连接到第一带轮装置;以及第四带轮装置,其被固定到铰接臂的第一部分或与铰接臂的第一部分成一体并且借助于第二牵拉装置连接到第二带轮装置,所有这些带轮装置被构造成使得第一带轮装置和第二带轮装置的一圈分别对应于第三带轮装置和第四带轮装置的多于一圈。

传动系统是被动的或被驱动的,即其通过控制柱与其内轴之间的相对位置的改变而被致动。

优选地,在第一带轮装置与第三带轮装置之间以及在第二带轮装置与第四带轮装置之间存在倍增或减小关系。在所关注的实施例中,各带轮装置被构造成使得第一带轮装置和第二带轮装置的一圈分别对应于第三带轮装置和第四带轮装置的两圈。

根据本发明的变型,控制柱配备有两个铰接臂,使得喷嘴集承载件以铰接方式接合并且在所述铰接臂的相应第二部分之间延伸。

喷嘴集承载件可包括用于待喷射产品的收集管或分配器,优选地与铰接在所述承载件与铰接臂或多个铰接臂的第二部分或每个第二部分之间的第二接合轴轴向对齐,该喷嘴集承载件以铰接方式被接合到该铰接臂或多个铰接臂的第二部分或每个第二部分。这样,减少了启动其旋转所需的力的动量。

定位组包括用于向喷嘴供应待喷射产品的装置,该装置优选地包括在容器的外侧与喷嘴之间的穿过控制柱的液压连接回路,并且从而不再需要在到滚筒的入口的部分中在容器之间的更密封的封闭件。

在一个实施例中,液压连接回路被部分地容纳在控制柱与喷嘴集承载件之间的第三铰接接合臂内侧。

为了便于喷嘴的可互换性,为了修改其数量或分布,设想喷嘴以可移除的方式联接到引导构件,该引导构件平行于喷嘴集与至少一个铰接臂之间的第二接合轴延伸。

附图说明

图1是根据本发明的设备的总体视图;

图2示出根据图1的设备的定位组的透视图;

图3是图2的定位组的剖视图;

图4是图3的用虚线标记的部分的细节的视图;

图4是主要部件的视图,并且处于相关的装配位置,用于将旋转从第三带轮装置传递至铰接臂的第二部分,以及进而将第四带轮装置固定至铰接臂的第一部分;

图5a、图5b和图5c示出代表当控制柱与内轴之间的相对角位置改变时定位组的传动系统的工作的运动顺序;

图6a和图6b示出说明当控制柱和内轴一起旋转时定位组的传动系统的工作的运动顺序;

图7a和图7b是示意图,其示出在根据本发明的设备中喷嘴集可以占据的两个不同位置,其适应于待涂覆的两个不同的大量物品的要求。

具体实施方式

图1示出例示本发明的设备100。设备100以已知的方式包括容纳旋转滚筒3的容器2,待涂覆的物品被布置在该旋转滚筒内侧。尽管在各图中未示出,但是滚筒3是穿孔的滚筒并且可以具有一系列翼片用于在滚筒3的旋转期间以适当的方式搅动物品。

设备100配备有喷嘴集21,用于喷射必须涂覆物品的产品。设备100的工作循环包括一个阶段,在该阶段中,喷嘴21被引入滚筒3中,同时该滚筒运转并搅动待涂覆的物品,使得由喷嘴21喷射的产品被施加到所述物品的表面。滚筒3的旋转和喷嘴21的正确放置有助于使产品到物品的表面的施加均匀。

滚筒3在其基部中的一个处开口,待涂覆的物品通过该开口被引入,并且一旦设备100的工作循环已经完成,经涂覆的物品就通过该开口被取出。以常规方式,图1的设备100包括设有视孔10a的盖10,用于揭开或关闭滚筒3的开口。在图1的示例中,为了便于其操作,该盖10没有被铰接到容器2的本体,而是容器2的相对于滚筒3沿轴向方向的可移除盖,并且该盖从引导系统14和滑动件13悬挂,该引导系统14和滑动件13适合于支撑盖10的重量,并且在当前情况下还适合于支撑喷嘴集21的定位组1的重量,该定位组1的功能是能够根据待完成的工作以最佳方式布置和定向所述喷嘴21,如将在下面进一步详细解释的。

图2示出前面提到的定位组1。该定位组包括控制柱5,当盖10以使得其关闭容器2的方式放置时,该控制柱5基本上轴向地放置在滚筒3的内侧,并且该控制柱5配备有第一和第二铰接臂7,喷嘴21的承载件20在第一和第二铰接臂7之间延伸,并且该控制柱5配备有第三铰接臂9,该第三铰接臂9在作业的中央并且适合于容纳喷嘴21所需的所有作业以控制喷嘴21。特别地,每个铰接臂7具有围绕第一轴11铰接在一起的第一部分7a和第二部分7b,第一部分7a与控制柱5成一体,并且喷嘴集21的承载件20围绕第二轴12以铰接方式接合到铰接臂7的第二部分7b,第一轴11和第二轴12二者彼此平行并且平行于控制柱5。

根据这些铰接接合件,第三作业臂9进一步包括围绕与第一轴11对齐的旋转轴铰接的第一和第二部分9a和9b。类似地,第三臂9的第二部分9b以间隙或一定游隙机械地连接到喷嘴21的承载件20。在该具有一些运动自由度的连接中,具有柔性特性的部件、外部保护盖、伸缩连接件等可以介入。

喷嘴21的前述承载件20被铰接到铰接臂7,并且所述铰接臂7具有折叠和延伸的能力,同时能够在控制柱5完成旋转时旋转。这些特征为定位组提供足够的自由度,以根据工作需要将喷嘴21布置在滚筒3内侧的最佳位置并且还具有最佳定向。

为了这种效果,控制柱5是可旋转的控制柱,其能够围绕其纵向轴线旋转并且容纳同轴的内轴6,该同轴的内轴6也独立于控制柱5可旋转;并且定位组进一步包括传动系统30,我们将在下面借助于图3和4进一步详细地评述,其基于容纳在控制柱5中和铰接臂7中的带轮装置和对应的牵拉装置,通过改变转向柱5与内轴6之间的相对角位置而产生铰接臂7的折叠或延伸。有利地,该传动系统30进一步确保喷嘴21的承载件20校正其定向,从而当铰接臂折叠或延伸时该定向不改变。

如由图3和图4所示,对于每个铰接臂7,传动机构30包括:第一带轮装置31,其接合到内轴6并且当控制柱5相对于内轴6运转时铰接臂7的第一部分7a围绕该第一带轮装置31旋转;以及第三带轮装置33,其围绕第一轴11自由旋转,被放置在铰接臂7的第一部分7a的自由端处,牢固地联接到由第三带轮装置33驱动的旋转轴11a,并且铰接臂7的第二部分7b被牢固地接合到该旋转轴11a,第一带轮装置31和第三带轮装置33借助于第一牵拉装置35彼此相关。

对于每个铰接臂7,传动机构30进一步包括:第四带轮装置34,其与第三带轮装置33同轴,但是被牢固地接合到铰接臂的第一部分7a,当旋转轴11a与第三带轮装置33一起运转时,铰接臂7的第二部分7b围绕该第四带轮装置34旋转;以及第二带轮装置32,其围绕第二轴12自由旋转,被放置在铰接臂7的第二部分7b的自由端处,牢固地联接到喷嘴21的承载件20,第四带轮装置34和第二带轮装置32借助于第二牵拉装置36彼此相关。

在该示例的实施例中,各带轮装置被构造成使得第一带轮装置31和第二带轮装置32的一圈对应于第三带轮装置33和第四带轮装置34的两圈。

类似地,为了保证第一牵拉装置35和第二牵拉装置36的张力并增加第一牵拉装置和第二牵拉装置与第三带轮装置33和第四带轮装置34的接触弧,设想相应组的偏转轮35a和36a分别被可调节地放置就位。

在例示出本发明的实施例中,传动系统30具有作为第一、第二、第三和第四带轮装置31至34的嵌齿轮以及作为第一牵拉装置35和第二牵拉装置36的齿形带或同步带。可替代地,可以使用链条代替齿形带和小齿轮以及能够传递牵拉力的总体上任何类型的带轮装置和牵拉装置。在这种意义上,只要在带轮装置与牵拉装置之间存在机械干涉或足够的摩擦,就可以进行所述传动。在不改变本发明的本质的情况下,也可以设想使用在其周边上具有或不具有通道的缆绳或带和轮。

传动装置30的部件完全容纳在定位组1内侧,免受滚筒3内侧的环境干扰。在该示例中,第一牵拉装置35在铰接臂7的第一部分7a内侧运行;并且第二牵拉装置36在铰接臂7的第二部分7b内侧运行。

铰接臂7的所述第一部分7a与第二部分7b之间的铰接接合在图4的细节放大中示出,并且其主要部件在图4a中以相关的装配位置表示。作为可能的机械替代方案之一,在本示例中,旋转轴11a设有环,该环具有在圆周弧中且相对于该圆周弧的中心同心的两个引导槽11b,通过引导槽11b,铰接臂7的相对于所述旋转轴11a固定的第二部分7b与固定到毂34a(通过引导槽11a)的第三带轮装置34之间的相对运动将成为可能,该毂34a被接合到铰接臂7的第一部分7a并且围绕旋转轴11a安装,借助于一组轴承33a与该旋转轴11a相关,该组轴承33a使得由旋转轴11a和铰接臂7的第二部分7b形成的组相对于由第三带轮装置33和毂34a形成的组件之间的旋转运动成为可能,该毂34a通过具有足够长度的一组螺栓被固定到前述铰接臂7的第一部分7a。

从而,控制柱5与内轴6之间的相对位置将确定铰接臂7的延伸程度;并且控制柱5和内轴6的绝对位置将确定喷嘴21的定向。为了利用这一点,设备100包括致动器以分别借助于致动杠杆5a和6a而以独立的方式旋转控制柱5和内轴6,杠杆5a和6a例如利用无刷型马达通过相应的机动化螺旋类型致动而被致动。

下面借助于图5a至图5c以及图6a和图6b解释定位组1的操作原理。

A)改变喷嘴相对于待涂覆的物品床的定向。

定向的改变是必要的,因为如果物品的量变动,则其自由表面在滚筒内侧的定向改变,并且作为结果,喷射束流的理想定向改变。

如图6a和图6b的顺序所示,如果杠杆5a和6a的机动化致动器(无论是否同时)产生相同的旋转量,并且在控制柱5和内轴6相同的方向上,其相对位置将不会变化。控制柱5和内轴6将改变它们相对于相同绝对基准的位置,造成铰接臂7的旋转,但不改变它们的延伸程度。该旋转产生喷嘴21的定向的改变。

该运动A)在图6A和图6b中表示,其示出了杠杆5a和杠杆6a两者在逆时针方向上的15°的旋转,用于分别致动控制柱5和内轴6。该旋转产生喷射喷嘴21也在逆时针方向上的15°旋转。

B)改变铰接臂的延伸程度。

铰接臂的延伸程度的改变也是必要的,因为通过变动物品的量,铰接臂将相对于滚筒的中心远离或靠近物品床的自由表面移动,喷嘴的位置需要被校正以将它们布置在距物品的理想距离处。铰接臂的延伸程度将允许喷射喷嘴移动靠近或移动远离物品。

如图5a至图5c的顺序所示,如果杠杆5a和6a的机动化致动器(无论是否同时)产生其相对位置的变化,则控制柱5和内轴6也将改变其相对位置,产生铰接臂7的延伸程度的改变。

该运动B)在图5a和图5c中表示,其示出杠杆5a的逆时针方向上30°的旋转,保持杠杆6a不动,然后造成控制柱5的旋转,保持内轴6静止。

在这种情况下,第一带轮装置31将保持静止,并且铰接臂的第一部分7a将围绕它们旋转与杠杆5a相同的量。

一方面,铰接臂7的第一部分7a的运动使第一牵拉装置35牵拉第三带轮装置33,该第三带轮装置33进而通过旋转轴11a牵拉铰接臂7的第二部分7b,使得通过使第一部分7a在逆时针方向上旋转特定角度“α”,由第一带轮装置31控制的第三带轮装置33将使铰接臂7的第二部分7b在顺时针方向上并且相对于第一部分7a旋转角度“2α”。

在该示例中,杠杆5a与6a之间的相对位置的60°的变化造成在铰接臂7的第一部分7a与第二部分7b之间形成的角度的120°的变化,所述角度最初为30°并且最后为150°。

另一方面,在喷嘴21的承载件20与铰接臂的第二部分7b之间发生相同的现象。

接合到铰接臂的第一部分7a的第四带轮装置34借助于第二牵拉装置36以及借助于铰接臂7的第二部分7b围绕前述第三带轮装置33的旋转的作用而牵拉第二带轮装置32,但是由于它们的关系是从1到2,它们将使第二带轮装置32相对于铰接臂7的第一部分7a在顺时针方向上旋转绝对值为“α”的角度,但是由于第一部分7a已经在逆时针方向上(即在相反方向上)旋转了相同的角度“α”,结果是第二带轮装置32保持它们的初始定向。

利用这些原理A)和B),设备100被制备成基于待涂覆物品的每个批量的需要以理想的方式布置和定向喷嘴21。

自然地,预先知道将使喷嘴21布置在理想空间位置和定向的控制柱5和内轴6的最终或绝对角位置的情况下,如果有必要改变定向以及移动喷嘴21远离或靠近物品床,则可以进行根据原理A)以及然后根据原理B)来操纵控制柱5和内轴6;其也可以按相反的顺序进行,并且首先根据原理B)以及然后根据原理A)来操纵控制柱5和内轴6;或者其可以进行同时根据这两个原理来操纵控制柱5和内轴6。

显然,角位置和/或用于到达所述位置的操纵可以以自动化方式执行,由用户基于他或她的经验在工厂预编程在控制单元中或者编程和存储在所述控制单元中(未示出)。

图7a和图7b旨在示出喷嘴21的位置以及定向均改变,这借助于根据本发明的设备100是可能的。所述图7a和图7b示出物品4的床基于物品的量而在滚筒3内侧占据的形式,这意味着对于不同体积的批量。物品的自由表面在定向上以及还在相对于滚筒3的中心的距离上变化,并且在每种情况下,喷嘴21以理想的定向(基本上与床的自由表面成法向)和以适当的距离布置。

这允许例如根据本发明的设备100足够通用,以在工作批量中以非常高的可变性工作,当使用代表设备100的容量的100%的批量时以及对于仅代表设备100的容量的10%的批量时,该设备是有效的,该比例精确地在图7a和图7b中示出。

在示例100的设备中,为了供应喷嘴21,定位组1设有供应装置,该供应装置包括在容器2的外侧与喷嘴21之间的液压连接回路8,该液压连接回路穿过控制柱5,并且在这种情况下穿过第三铰接臂9,如由图3示意性地示出。为了这种效果,可以使用柔性软管,该柔性软管可以瞬时适应于该第三铰接臂9的形式。在这种情况下,液压连接回路将布置在滚筒3的外侧的待使用的产品的源连接到待喷射的产品的收集器或分配器22,该收集器或分配器22与喷嘴集21的承载件20与两个铰接臂7的每个第二部分7b之间的第二铰接接合轴12轴向对齐。

伴随增加设备100的通用性的目的,在这种情况下,喷嘴21以可移除的方式被联接到平行于前述第二轴12延伸的引导构件23,使得它们容易地可互换,并且此外,容易增加或减少其数量,以及改变其在整个引导构件23上的分布。喷嘴21与收集器或分配器22之间的最终连接可以以已知的方式通过柔性管或软管(附图中未示出)来执行。

喷嘴集21的承载件20还可以支撑超声波类型的传感器24(见图3),该传感器24能够在设备100的操作期间瞬时测量到滚筒3内侧的物品床的距离。这样,设备100设有用于自动校正喷嘴21与物品床4之间的实际距离、将其调节到由用户确定的或者已经由程序选择的目标值的装置。

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