用于混合多种物质的胶囊和方法与流程

在本发明的一些实施例中，本发明涉及在其中混合多种物质的胶囊和方法，更具体地，但不排他地，涉及用于混合和制备用于消费者使用的制剂的系统和方法。

背景技术：

1、近年来，化妆品、个人护理品、食品添加剂、营养补剂和药物组合物的消费者表达出对定制、个性化、模块化和/或自行制备原料的日益增长的需要。为了满足这种需要，已经设计了各种胶囊，其包含用于不同物质的单独的隔室(compartment)和用于在需要时混合这些物质的机构。此类胶囊的示例公开于题为“用于混合多种物质的胶囊、设备和方法”的国际专利公开wo2020/105053，以及2020年5月27日提交的题为“用于混合多种物质的胶囊、设备和方法”的美国临时申请63/030,580，这两件申请均由相同发明人发明并转让给与本技术相同的受让人。这些申请的内容通过引用结合到本文中，如同这些申请在本文中被完全阐述一样。

2、在上述申请中描述的胶囊通常以主腔室(main chamber)和多个贮存管腔室(repository tubular chamber)为特征，多个贮存管腔室围绕主腔室。贮存管腔室包括单独的原料物质。为了制备定制的组合物，用户将胶囊附接到混合机，使用来自混合机的推杆将每种期望的物质从贮存管腔室移位到主腔室中，并在主腔室内混合这些物质。

技术实现思路

1、上述公开内容中描述的胶囊以围绕中心混合腔室的用于每种物质的单独的贮存管腔室为特征。这种布置在胶囊的设计中引入了一定程度的复杂性，并且还要求胶囊具有相对较大的尺寸。因此，本发明的一个目的是描述一种可用于制备和混合定制制剂的具有单个腔室的胶囊。

2、根据本发明的一些实施例的一方面，提供了一种用于混合物质的胶囊。该胶囊包括具有第一端和第二端的腔室。活塞适配在腔室中。活塞具有面向第一端的近端和面向第二端的远端。混合器元件布置在活塞与第二端之间的腔室内。混合器元件设置在混合器杆的远端。活塞具有混合器杆穿过的孔。活塞和混合器元件可相对于第一端和第二端以及相对于彼此单独地移位。至少一个原料接受器填充有原料物质，并且配置在活塞的近端与混合器元件之间的腔室内。有利地，由于活塞和混合器元件相对于彼此的移位，每种原料物质可以从其接受器中移除，而不需要将原料物质储存在单独的腔室中。

3、任选地，活塞包括多个空腔，每个空腔包含不同的原料物质。在混合之前，空腔提供了用于在腔室内分开储存每种原料物质的位置。

4、更任选地，每个空腔是原料接受器。在这种实施方式中，每种原料物质松散地存储在空腔内。

5、更任选地，每个原料接受器包括布置在相应空腔内的易碎容器。当易碎容器破裂时，物质被释放。

6、根据本发明的一些实施例的一方面，提供了一种用于混合物质的胶囊。该胶囊包括具有第一端和第二端的腔室。活塞适配在腔室中。活塞具有面向第一端的近端和面向第二端的远端。混合器元件布置在活塞与第二端之间的腔室内。混合器元件设置在混合器杆的远端。活塞具有混合器杆穿过的孔。活塞和混合器元件可相对于第一端和第二端以及相对于彼此单独地移位。活塞在活塞内具有多个空腔，使得一个空腔与另一空腔分开，并填充有不同的原料物质。

7、任选地，多个空腔中的每一者是圆柱形孔，圆柱形孔在活塞的近端具有近端开口，并且在活塞的远端具有远端开口。

8、更任选地，多个空腔中的每一者的近端开口和远端开口中的至少一者由易碎密封件密封。

9、任选地，每个空腔包括包含原料物质并布置在空腔内的易碎容器。

10、任选地，混合器杆具有设置在其近端的适配器，该适配器适于连接到混合器设备的臂并且将运动从混合器设备传递到混合器杆。

11、任选地，胶囊包括比活塞更靠近第一端的近端活塞布置。近端活塞布置包括多个近端活塞。每个近端活塞与相应空腔对准，使得近端活塞相对于活塞的下压使得近端活塞进入空腔。作为近端活塞进入空腔的结果，原料物质被排出空腔并进入腔室中。

12、更任选地，至少一个尖锐尖端设置在每个近端活塞的远端面上、混合器元件的近端面上、或布置在活塞与混合器元件之间的板的近端面上。每个尖锐尖端被配置成当近端活塞布置和混合器元件相对于彼此被压缩时刺穿易碎容器。尖锐尖端的使用允许具有足够弹性的易碎容器在胶囊经受平常压力时保持封闭。

13、更任选地，近端活塞布置包括板，并且多个近端活塞附接该板，使得多个近端活塞可相对于多个空腔同步移动。有利地，用于移动板的混合机不需要配置成单独地移动个体近端活塞，从而允许更简单的构造。

14、更任选地，多个近端活塞包括多个单独的活塞。每个单独的活塞可相对于相应空腔单独地移动。有利地，活塞的单独移动允许对原料被插入腔室的更大控制。

15、任选地，至少一个原料接受器包括布置在活塞的远端与混合器元件之间的多个易碎容器。有利地，易碎容器相对容易填充和插入到腔室中，并且可以以任何取向插入到活塞与混合器元件之间。

16、任选地，胶囊还包括布置在活塞的远端与混合器元件之间的多个易碎容器，每一者填充有原料物质。

17、任选地，当活塞和混合器元件相对于彼此被压缩时，多个易碎容器破裂，从而将原料物质释放到腔室中。有利地，压力可以足以使易碎容器破裂，而不需要任何附加的刺穿元件。

18、任选地，胶囊还包括设置在活塞的远端面上、混合器元件的近端面上、或布置在活塞与混合器元件之间的板的近端面上的至少一个尖锐尖端。每个尖锐尖端被配置成当活塞和混合器元件相对于彼此被压缩时刺穿易碎容器。尖锐尖端的使用允许具有足够弹性的易碎容器在胶囊经受平常压力时保持封闭。

19、任选地，活塞或混合器元件包括至少一个空腔，每个空腔被成形为当活塞和混合器元件相对于彼此被压缩时接收相应尖锐尖端。有利地，空腔为尖锐尖端提供后止挡部，从而允许尖锐尖端完全穿透易碎容器。

20、任选地，保护层布置在至少一个尖锐尖端与多个易碎容器之间。保护层仅在施加预定压力时可被至少一个尖锐尖端刺穿。有利地，保护层防止容器的意外刺穿。

21、任选地，多个易碎容器在活塞与混合器元件之间一个个上下堆叠。任选地，多个易碎容器在活塞与混合器元件之间彼此并排布置。任选地，多个易碎容器包括手风琴状接受器，并且手风琴状接受器的褶子在多个储存袋之间划界，每个储存袋包含不同的原料物质。有利地，易碎容器可以采用任何这种合适的形状。

22、任选地，每个易碎容器配置成在经受预定压力时破裂，其中预定压力大于由胶囊的其他内容物施加在易碎容器上的环境压力。这种对最小破裂压力的要求防止了容器的意外破裂。

23、任选地，混合器杆相对于活塞螺旋地移动，从而旋转混合器元件。

24、更任选地，胶囊还包括螺旋槽和螺旋脊的螺旋状布置，其将混合器设备的臂的移动转换成混合器杆的螺旋移动。

25、更任选地，使用混合器杆的螺旋槽和螺旋脊中的一者创建混合器杆的螺旋移动。

26、更任选地，使用刚性连接到混合器杆的螺旋槽和螺旋脊中的一者来创建混合器杆的螺旋移动。

27、更任选地，混合器杆与混合器设备的臂接合，其中该臂螺旋地移动，从而使混合器杆螺旋地移动。

28、更任选地，孔包括螺旋槽、螺旋脊和至少一个凸起中的一者；并且混合器杆包括螺旋槽、螺旋脊和至少一个凸起中的对应一者；使得在混合器杆的轴线方向上施加在混合器杆上的力导致混合器杆在孔内部螺旋地移动。

29、更任选地，胶囊还包括设置在混合器杆的近端的板，混合器杆包括被对准以在其中接收混合器设备的臂的适配器，和在板的外边缘上的外螺纹，其中当臂旋转时，外螺纹与设置在主腔室的内表面处的内螺纹接合，从而使板和混合器杆螺旋地移动。

30、更任选地，当板螺旋地移动时，板将至少一个细长腔室活塞推入至少一个细长腔室中，以将原料物质提取到主腔室中。

31、任选地，混合器元件和混合器杆可相对于彼此单独地移位。

32、在根据第一方面的另一实施方式中，基质布置在活塞的远端与第二端之间的腔室内。基质可以是相对惰性的材料(如霜剂)，其中混合其他原料。因为基质是用胶囊制成的所有制剂的一部分，所以它可以储存在腔室中，而不需要将霜剂插入腔室中的附加步骤。

33、在根据第一方面的另一实施方式中，可移除盖布置在第一端部处。可移除盖具有凹部，该凹部的尺寸设置成当活塞和混合器元件被从腔室中移除时将混合器元件保持在其中。有利地，用户可以容易地移除胶囊的盖和内部部件，将内部部件储存在盖内，并获取腔室内的混合制剂。

34、任选地，盖还包括与混合器杆对准的中心穿孔(perforation)以用于在其中容纳适于旋转混合器杆的扭矩臂，以及多个周边穿孔，每个周边穿孔被对准以在其中接收推杆，推杆用于将活塞从第一端推向第二端。穿孔被设计成允许扭矩臂和推杆穿过而不会使盖的材料脱落到腔室中。

35、在根据第一方面的另一实施方式中，胶囊包括比活塞更靠近第一端的至少一个近端活塞。凹部的尺寸进一步设置成当活塞、混合器元件和近端活塞被从腔室中移除时保持近端活塞。有利地，盖可以配置成包括胶囊的所有内部部件，而不管存在多少内部部件。

36、任选地，混合器杆包括设置在混合器杆表面上的条形码，其中当混合器杆移动时，条形码由混合器设备的光学传感器检测。

37、更任选地，条形码包括围绕混合器杆的环绕条纹(circumferential stripe)。

38、更任选地，在条形码中编码的信息包括关于胶囊的结构和胶囊的内容中的至少一者的信息。

39、任选地，胶囊还包括附接到腔室的出口开口的可拆卸容器。

40、更任选地，出口开口包括用于将容器附接到出口开口的螺纹。

41、更任选地，容器包括柔性的并具有挤压管形状。

42、更任选地，容器主体包括柔性内部部分和刚性外壳。

43、任选地，胶囊还包括手动往复泵，该手动往复泵从腔室中提取并从胶囊中提取出物质。

44、更任选地，胶囊还包括设置在腔室远端的滚压(roll-on)球，该滚压球将物质从腔室转移到用户的皮肤上。

45、根据本发明的一些实施例的一个方面，提供了一种在胶囊中混合物质的方法。该方法包括将胶囊固定到具有线性致动器的混合器设备上。该胶囊包括具有第一端和第二端的腔室。活塞适配在腔室中，具有面向第一端的近端和面向第二端的远端。混合器元件布置在活塞的远端与第二端之间的腔室中。混合器元件设置在混合器杆的远端。活塞具有混合器杆穿过的孔。活塞和混合器元件可相对于第一端和第二端以及相对于彼此单独地移位。胶囊还包括在活塞内的多个空腔，每个空腔填充有原料物质。该方法还包括，利用线性致动器，将活塞和混合器元件相对于彼此压缩，从而从多个空腔中提取原料物质，并将原料物质释放到腔室中。

46、任选地，胶囊还包括比活塞更靠近第一端的近端活塞布置，并且近端活塞布置包括多个近端活塞，每个近端活塞与相应空腔对准。该方法还包括使近端活塞和活塞相对于彼此移动，从而使每个近端活塞进入相应空腔。作为近端活塞进入空腔的结果，原料物质被排出空腔并进入腔室中。

47、更任选地，每个空腔包括包含原料物质并布置在空腔内的易碎容器，并且至少一个尖锐尖端设置在每个近端活塞的远端面上、混合器元件的近端面上、或布置在活塞与混合器元件之间的板上。该方法还包括当近端活塞和混合器元件相对于彼此被压缩时刺穿易碎容器。尖锐尖端的使用允许具有足够弹性的易碎容器在胶囊经受平常压力时保持封闭。

48、更任选地，近端活塞布置包括板，并且多个近端活塞附接到板。该方法还包括使多个近端活塞和多个空腔相对于彼此同时移动。有利地，用于移动板的混合机不需要配置成单独地移动个体近端活塞，从而允许更简单的构造。

49、更任选地，多个近端活塞包括多个单独的活塞，并且该方法还包括相对于相应空腔单独地移动每个单独的活塞。有利地，活塞的单独移动允许对原料被插入腔室的更大控制。

50、任选地，压缩步骤包括朝向第一端收回混合器元件。有利地，朝向第一端收回混合器元件在第二端附近提供了用于收集所释放的物质的较大空间，而不会在腔室中造成不适当的压力累积。

51、任选地，该方法还包括旋转混合器杆，从而混合所释放的原料物质。执行混合以提供原料在制剂中的均匀分布。

52、更任选地，该方法还包括，在压缩步骤与旋转步骤之间，使混合器元件相对于活塞朝向第二端延伸，以允许在腔室内有足够的空间用于混合。因此，混合器元件延伸到腔室内的中心位置，从而允许接近腔室的上部和下部中的物质以进行混合。

53、更任选地，该方法还包括，在旋转混合器杆时，推动和拉动混合器杆以使混合器元件在腔室内部移动。有利地，这种推动和拉动使得能够接近位于腔室顶部和底部的物质。

54、任选地，胶囊还包括在第一端的可移除盖，该可移除盖包括凹部，该凹部的尺寸设置成当盖从胶囊中移除时将活塞和混合器元件保持在其中。该方法还包括将活塞和混合器元件插入盖中，并移除其中保持有活塞和混合器元件的盖。有利地，用户可以容易地移除胶囊的盖和内部部件，将内部部件储存在盖内，并获取腔室内的混合制剂。

55、根据本发明的一些实施例的一方面，提供了一种在胶囊中混合物质的方法。该方法包括将胶囊固定到具有线性致动器的混合器设备上。该胶囊包括具有第一端和第二端的腔室。活塞适配在腔室中，具有面向第一端的近端和面向第二端的远端。混合器元件布置在活塞的远端与第二端之间的腔室中。混合器元件设置在混合器杆的远端。活塞具有混合器杆穿过的孔。活塞和混合器元件可相对于第一端和第二端以及相对于彼此单独地移位。该胶囊还包括至少一个原料接受器，该原料接受器具有原料物质并且被配置在活塞的近端与混合器元件之间的腔室内。该方法还包括，利用线性致动器，将活塞和混合器元件相对于彼此压缩，从而从至少一个原料接受器中提取原料物质，并将原料物质释放到腔室中。有利地，由于活塞和混合器元件相对于彼此的位移，每种原料物质可以从其接受器中移除，而不需要将原料物质储存在单独的腔室中。

56、任选地，活塞包括多个空腔，每个空腔包含不同的原料物质，并且压缩步骤包括从空腔中提取原料物质。空腔提供了在混合之前用于在腔室内分开储存每种原料物质的位置。

57、任选地，至少一个原料接受器包括布置在活塞的远端与混合器元件之间的多个易碎容器，并且压缩步骤包括使易碎容器破裂。有利地，易碎容器相对容易填充和插入到腔室中，并且可以以任何取向插入到活塞与混合器元件之间。

58、更任选地，该方法包括，在压缩步骤期间，将至少预定压力施加到多个易碎原料接受器上，所述预定压力大于由胶囊的其他内容物施加到多个易碎容器上的环境压力。这种对最小破裂压力的要求防止了容器的意外破裂。

59、更任选地，该方法还包括，在压缩步骤期间，用至少一个尖锐尖端刺穿多个易碎容器，至少一个尖锐尖端设置在混合器元件的近端表面上、活塞的远端表面上、或布置在活塞与混合器元件之间的板上。尖锐尖端的使用允许具有足够弹性的易碎容器在胶囊经受平常压力时保持封闭。

60、根据本发明的一些实施例的一方面，提供了一种组装用于混合物质的胶囊的方法。该方法包括：(i)形成具有第一端和第二端的腔室；(ii)将设置在混合器杆的远端的混合器元件插入腔室中；(iii)将至少一个易碎原料容器靠近混合器元件插入腔室中，每个易碎原料容器包含原料物质；以及(iv)将具有孔的活塞插入腔室中，使得活塞具有面向第一端的近端和面向第二端的远端，混合器杆穿过孔，并且至少一个易碎原料容器中的每一者配置在活塞的近端与混合器元件之间。在根据该方法形成的胶囊中，由于活塞和混合器元件相对于彼此的位移，每种原料物质可以从其接受器中移除，而不需要将原料物质存储在单独的腔室中。

61、任选地，该方法还包括将至少一个易碎原料容器中的每一者插入到活塞中的相应空腔中，并且通过将活塞和至少一个易碎原料容器插入到腔室中来同时执行步骤(iii)和(iv)。有利地，将易碎原料容器定位在活塞内允许易碎容器被同时插入，并且当近端活塞相对于混合器元件被下压时易碎容器破裂。

62、根据本发明的一些实施例的一方面，提供了一种在胶囊中混合物质的方法。该方法包括：(i)将胶囊固定到具有致动器的混合器设备，胶囊包括具有第一端和第二端的腔室，适配在腔室中并具有面向第一端的近端和面向第二端的远端的活塞，以及布置在活塞的远端与第二端之间的腔室内的混合器元件，其中混合器元件设置在混合器杆的远端，并且活塞具有混合器杆穿过的孔，并且其中活塞和混合器元件相对于第一端和第二端以及相对于彼此可单独地移位，以及活塞内的多个空腔，每个空腔填充有原料物质；(ii)从多个空腔中提取原料物质并将原料物质释放到腔室中；以及(iii)利用致动器，使混合器杆相对于活塞螺旋地移动，从而使混合器元件旋转并混合腔室中的原料物质。

63、任选地，步骤(iii)包括将多个易碎原料接受器堆叠在混合器杆周围。有利地，接受器可以被单独地形成，并在插入活塞之前或之后被插入。

64、根据本发明的一些实施例的一方面，提供了一种组装用于混合物质的胶囊的方法。该方法包括：(i)形成具有第一端和第二端的腔室；(ii)将混合器元件插入腔室中，其中混合器元件设置在混合器杆的远端；(iii)将多种原料物质填充到活塞内的多个空腔中(或填充到布置在活塞内的相应空腔中的多个原料接受器中)，其中活塞包括孔；(iv)将活塞插入腔室中，使得活塞具有面向第一端的近端和面向第二端的远端，混合器杆穿过孔，并且多个原料接受器配置在活塞的近端与混合器元件之间；以及(v)在远端活塞与第一端之间布置近端活塞布置，其中近端活塞布置包括多个近端活塞，每个近端活塞与相应空腔对准。有利地，胶囊布置成使得当近端活塞进入空腔时原料可以从接受器中分配，然后可以随后用混合器元件混合。

65、任选地，将多种原料物质填充在易碎容器内部，并且填充步骤包括将填充后的易碎容器插入空腔中。易碎容器在密封时分别储存物质，并且当它们破裂时允许释放物质。

66、根据本发明的一些实施例的一方面，提供了一种容器。该容器包括：具有容器开口的容器主体；以及容器封闭件(closure)，其经由容器开口附接到容器主体，容器封闭件包括：活塞，其适配在容器封闭件中；混合器元件，其布置在活塞与容器开口之间的容器封闭件内，其中混合器元件设置在混合器杆的端部，并且活塞具有混合器杆穿过的孔；以及至少一个原料接受器，原料接受器填充有原料物质并配置在容器封闭件内。

67、任选地，活塞和混合器元件可相对于容器封闭件以及相对于彼此单独地移位。

68、任选地，容器开口包括用于将容器封闭件附接到容器主体的螺纹。

69、任选地，容器主体是柔性的并具有挤压管形状。

70、任选地，容器主体包括柔性内部部分和刚性外壳。

71、根据本发明的一些实施例的一方面，提供了一种用于混合物质的胶囊。该胶囊包括：(i)具有第一端和第二端的主腔室；(ii)填充有原料物质的至少一个细长腔室；(iii)适配在腔室中的主活塞，活塞具有面向第一端的近端和面向第二端的远端；(iv)混合器元件，布置在活塞与第二端之间的腔室内，其中混合器元件设置在混合器杆的远端，并且活塞具有混合器杆穿过的孔；其中，混合器杆相对于活塞螺旋地移动，从而旋转混合器元件。

72、任选地，胶囊还包括螺旋槽和螺旋脊的螺旋状布置，其将混合器设备的臂的移动转换成混合器杆的螺旋移动。

73、任选地，使用混合器杆的螺旋槽和螺旋脊中的一者产生混合器杆的螺旋移动。

74、任选地，使用刚性连接到混合器杆的螺旋槽和螺旋脊中的一者来产生混合器杆的螺旋移动。

75、任选地，混合器杆与混合器设备的臂接合，其中臂螺旋地移动，从而使混合器杆螺旋地移动。

76、任选地，孔包括螺旋槽、螺旋脊和至少一个凸起中的一者；并且混合器杆包括螺旋槽、螺旋脊和至少一个凸起中的对应一者；使得在混合器杆的轴线方向上施加在混合器杆上的力导致混合器杆在孔内部螺旋地移动。

77、任选地，胶囊还包括设置在混合器杆的近端的板，该混合器杆包括被对准以在其中接收混合器设备的臂的适配器，和在板的外边缘上的外螺纹，其中，当臂旋转时，外螺纹与设置在主腔室的内表面处的内螺纹接合，从而使板和混合器杆螺旋地移动。

78、任选地，当板螺旋地移动时，板将至少一个细长腔室活塞推入至少一个细长腔室中，以将原料物质提取到主腔室中。

79、任选地，至少一个细长腔室在主腔室的周边。

80、任选地，主活塞包括多个空腔，每个空腔是至少一个细长腔室中的一者。

81、任选地，混合器元件和混合器杆可相对于彼此单独地移位。

82、根据本发明的一些实施例的一方面，提供了一种用于在胶囊中混合多种物质的设备。该设备包括：(i)用于单个胶囊的固定装置(fixture)，该胶囊具有填充有原料物质的至少一个细长腔室；(ii)至少一个推杆，其适于线性地推动适配在胶囊中的主活塞；以及(iii)扭矩臂，用于沿着混合器杆的轴线将螺旋移动传递到胶囊的混合器杆，其中混合器杆穿过主活塞的孔；其中，混合器杆使设置在混合器杆的端部的混合器元件旋转，从而在胶囊的主腔室中混合原料物质。

83、任选地，至少一个推杆适于推动密封至少一个细长腔室的至少一个活塞，从而将原料物质提取到主腔室中。

84、任选地，该设备还包括驱动扭矩臂和至少一个推杆的电机。

85、任选地，扭矩臂和至少一个推杆同时移动。

86、任选地，该设备还包括丝杠(leadscrew)，该丝杠将电机的旋转运动转换成螺旋移动的线性分量。

87、对于本领域的技术人员而言，本公开的其他系统、方法、特征和优点在审阅以下附图和详细描述后将显而易见或变得显而易见。意图将所有这样的附加系统、方法、特征和优点都包括在本说明书中，包括在本公开的范围内，并由所附权利要求书保护。