制粒流化床颗粒直径分布在线检测装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种能够在线检测制粒流化床内的颗粒直径分布的检测装置。
技术背景
[0002]制粒流化床将制药过程中的制粒、包衣和干燥一步完成，广泛用于制药生产环节中。
[0003]流化床制得的颗粒直径范围不仅影响下一步工艺流程，也影响着最终的药品质量。现有的制粒流化床操作参数在生产时候是固定的，而原料的批次和环境会随着时间变化，操作参数不能随着这些变化而改变，这将会造成所得的药品质量一致性差，甚至不合格。对颗粒直径进行实时在线检测，可以根据这些变化改变操作参数，使得颗粒直径分布在期望的范围内，不仅可以监测制粒的过程，而且药品的质量也能得到控制，所以对流化床制粒过程中颗粒的直径的在线检测十分有必要。
[0004]现有的颗粒设备检测设备分为离线和在线式两种，离线检测需要将采集的样品送到实验室，检测具有滞后性，不满足实际要求；而在线式分为光学探头，电容探头，压力测量和声学法等，这些检测设备成本高，而且为基于模型的间接估计，存在一定的模型误差。并且以上方法都存在着缺陷。例如，由于固体颗粒的遮挡，容易造成探头和检测窗口的污染，直接采用图像法很难用于浓相区的测量。另外，流化过程中，颗粒运动速度较高，对于设备的检测速度要求较高，增加了设备的成本。光学探头和电容探头是点测量方法，很难得到全局测量结果。声学测量结果容易受到环境噪声的影响等等。因此，需要新的测量方法解决气固流化床中固体颗粒直径分布的测量问题。
【发明内容】
[0005]为了解决如何使用低成本设备准确的在线检测流化床内固体颗粒的直径分布问题，本发明提供了一种制粒流化床颗粒直径分布在线检测装置。
[0006]一种制粒流化床颗粒直径分布在线检测装置，其特征在于:检测装置安装于流化床反应室外；
检测装置具有密封的外壳，外壳内设有能伸入流化床反应室内取出样品的采样机构，采样机构伸入流化床反应室时位于采样工位，采样机构退出流化床反应室后使样品下落时位于分散工位，采样机构在采样工位和分散工位往复运动；采样机构与流化床反应室的室壁密封配合；
外壳内设置视觉检测机构，视觉检测机构包括光源和相机，相机拍摄样品下落的过程；外壳内设有收集样品的回收机构。
[0007]使用采样机构将流化床反应室中的局部样品取出，将流化床内部运动的颗粒引出至流化床反应室外部，在检测装置的外壳中使样品下落，然后由视觉检测系统对下落的颗粒进行粒径分布的检测。检测装置中颗粒下落的速度低于流化床反应室中的速度，避免了颗粒污染相机镜头，相机能够拍摄到清晰的颗粒下落图像，从而能够准确检测颗粒的直径分布情况。将颗粒粒径的实时检测引出至流化床反应室外部，改善了检测环境，降低了对检测设备的检测速度和额外清洗附件的要求，整个检测设备可以在原有设备上进行改造，整个检测装置密封，对检测样品不会引入外界污染，符合GMP生产标准。
[0008]进一步，视觉检测单元的光源有点光源和凸透镜组成，凸透镜位于点光源与相机之间，相机上安装远心镜头，样品的下落路径位于凸透镜与远心镜头之间，点光源处于凸透镜的焦点处。相机、远心镜头、凸透镜和点光源同轴线安装。
[0009]凸透镜将点光源变成平行光，平行光束穿过下落的颗粒，然后光束由远心镜头汇聚给相机成像，使用远心镜头是为了使得颗粒的成像大小不会因为颗粒与相机距离的变化而变化。
[0010]进一步，回收机构位于采样机构下方，采样机构在分散工位时，回收机构处于能够承接样品的收料工位；采样机构分散完成后，回收机构伸入流化床反应室内将样品送回到达回收工位；以相机拍摄的图片中没有样品颗粒作为采样机构分散完成；回收机构在收料工位和回收工位往复运动。
[0011 ] 在采样机构将样品从流化床反应室中取出后，采样机构到达分散工位，样品下落，相机拍摄样品下落的图像。当采样机构取出的样品全部落下后，相机拍摄的图像中不再出现样品颗粒，则认为样品分散完成，回收机构带着回收到的样品伸入流化床反应室内。回收完成后，回收机构复位到收料工位。通常以回收机构伸入流化床反应室内、暂停一段时间后认为回收完成，回收机构暂停的时间由人为设定。回收机构复位到收料工位之后，采样机构从分散工位到达采样工位，等待下一次采样。
[0012]进一步，采样机构和回收机构之间设有漏斗，漏斗对准回收机构的接料部；相机的拍摄区域覆盖漏斗的出料口到回收机构之间的区域。漏斗能够将从采样机构中落下的样品汇聚后下落，从而使样品能尽量落入回收机构中，有利于样品的充分回收。
[0013]进一步，采样机构和回收机构分别包括各自的外套筒，内套筒和推动件；外套筒与流化床反应室固定连接，内套筒设有允许样品进入其内的开口，内套筒插入外套筒中，内套筒与推动件连接；
采样机构的推动件位于第一极限位置时，内套筒到达采样工位；采样机构的推动件位于第二极限位置时，内套筒到达分散工位；
回收机构的推动件位于第一极限位置时，回收机构到达回收工位；回收机构的推动件位于第二极限位置时，回收机构位于收料工位。
[0014]进一步，内套筒包括筒身、前端盖和后端盖，筒身呈圆柱形，开口设置于筒身上；前端盖与外套筒密封配合，后端盖通过连杆与推动件连接；采样工位时，采样机构的内套筒开口露出流化床反应室内且开口朝上；分散工位时，采样机构的内套筒开口露出其外套筒且开口朝下；回收工位时，回收机构的内套筒开口露出流化床反应室内且开口朝下；收料工位时，回收机构的内套筒开口露出其外套筒且开口朝上；回收机构在收料工位时，回收机构的内套筒开口对准漏斗的出料口。回收机构的内套筒开口作为回收机构接收下落样品的接料部。
[0015]采样机构在采样工位时，样品经采开口落入采样机构的筒身中。随后采样机构的筒身一边向远离流化床反应室的方向平动，一边转动是开口转向朝下。米样机构到达分散工位时，样品经开口离开采样机构，依靠重力下落。
[0016]采样机构到达分散工位时，回收机构在收料工位，回收机构承接从采样机构下落的样品。当采样机构取出的样品分散完成后，回收机构的内套筒一边向靠近流化床反应室的方向平动，一边转动是开口转向朝下。回收机构到达回收工位时，样品在重力和流化床反应室的负压作用下，经开口离开回收机构，回到流化床反应室内。
[0017]进一步，采样机构和回收机构各自的连杆与各自的推动件可转动连接，采样机构和回收机构各自的外套筒分别上开设有螺旋槽，内套筒上有滑销，滑销插入并沿螺旋槽移动；滑销从螺旋槽的起点移动到终点、内套筒的开口朝向上、下翻转。以螺旋槽靠近流化床反应室的一端作为起点，远离流化床反应室的一端作为终点。
[0018]外套筒上开设有直槽，直槽与外套筒轴线平行，直槽与螺旋槽首尾相接形成导向轨道，直槽与螺旋槽之间圆弧过渡。滑销进入直槽后，内套筒平动而不周向转动。直槽的作用在于保证内套筒的开口完全进入外套筒内之后，内套筒才开始旋转。
[0019]进一步，连杆远离内套筒的末端具有延伸段，延伸段上安装有压板，延伸段与压板组合成与连杆同轴的圆柱形，延伸段和压板上分别设置凹槽，延伸段的凹槽和压板的凹槽拼成一个完整的圆柱槽，推动件与连杆连接，推动件的前端与所述圆柱槽间隙配合；推动件前端设有轴肩，延伸段和压板上设置与轴肩间隙配合的凹环。圆柱形槽推动件之间的间隙、凹环与轴肩之间的间隙容纳润滑液，使得推动件与连杆之间的转动顺畅，以利于内套筒的翻转。
[0020]进一步，采样机构的外套筒和回收机构的外套筒上分别设有各自的通洁净压缩气体的进气口，采样机构的进气口在分散完成后通气，回收机构的进气口在回收工位时通气；米样机构在分散工位时，米样机构的进气口在米样机构的内套筒的开口区域内；回收机构在回收工位时，回收机构的进气口在回收机构的内套筒的开口区域内。
[0021]为了使得回收更加彻底，在样品分散阶段结束时，向采样机构的向外套筒进气口吹入短时间的洁净的压缩气体，对残留在采样机构的内套筒和外套筒内的样品进行吹扫，这些残留样品也掉落在漏斗中，接着落入到回收机构的内套筒。这时候，检测装置内部与流化床反应室隔绝，通入压缩气体使得装置内压力升高，利于后面回收阶段样品颗粒的回收。
[0022]当回收机构的内套筒伸入流化床，使得检测装置内部和流化床反应室的内部相通时，样品颗粒因为压力差被吸回流化床反应室内部，这里需要在回收阶段时向回收机构的外套通进气口通入洁净压缩空气，使得样品回收更加彻底，也就是样品颗粒被充分吸回到流化床。
[0023]本发明的有益效果是:
1、通过样品采样机构将流化床内部运动的颗粒引出至流化床外部，进行减速处理，然后由视觉检测单元对下落的样品颗粒进行粒径分布的检测，改善了检测环境，降低了对检测设备的检测速度和额外清洗附件的要求，整个检测设备可以在原有设备上进行改造，密封，对检测样品无外界污染。