本发明涉及医疗设备领域，特别涉及一种医用安瓿瓶无菌开启方法及装置。
背景技术：
安瓿瓶是一种密封的高质量薄玻璃做的小瓶，常用于存放注射用药液以及疫苗、血清等药物，也用于口服液的包装，容量一般为1～25ml。玻璃安瓿瓶的性质稳定，不易与药物发生反应，阻隔性能好，可以有效隔绝空气和水分的渗透，并且具有良好的透光性、耐高温性，所以广泛的应用在医疗行业，医护配置人员每天接触安瓿瓶，需要对其进行掰折，使用安瓿瓶内的药物。
目前安瓿瓶掰折的方法主要有两种：人工掰折、机械装置掰折。采用人工掰折时，由于安瓿玻璃的脆性，玻璃安瓿瓶在开启的过程中很容易断口碎裂，导致医护配置人员受伤，据有关文献调查显示：静脉用药调配中心配置人员，工龄在1～2年的发生锐器伤为100％，初级职称的发生锐器伤为94.49％，药剂人员发生锐器伤为93.75％，使得医护配置人员的工作压力和心理压力大，难以全身心投入到工作中。采取机械装置掰折虽然能改善掰折工况，降低医护配置人员发生锐器伤的概率，但是掰折过程中产生的许多无方向性的玻璃碎屑会污染安瓿瓶内的药物。
无论采取人工掰折或者机械装置掰折，由于在制造安瓿瓶过程中需要加热，常温时安瓿瓶内为负压，在开启安瓿瓶的瞬间，在断口处会产生许多无方向性的玻璃碎屑，容易被负压吸入安瓿瓶内；这些玻璃碎屑不溶于液体，如果进入安瓿瓶内随同药物进入人体，则会对人体产生危害，如皮下注射会造成结节，静脉注射则可能导致血管阻塞、输液反应及静脉炎、局部肉芽肿、肺动脉高压等。
如何使锐器伤的发生率降至最低，保护医护配置人员自身的安全；如何保证在开启安瓿瓶的瞬间在断口处产生的许多无方向性的玻璃碎屑不落入安瓿瓶内，保护安瓿瓶内的药物不受污染；如何保障患者的身体避免因药物污染而带来的其它额外伤害，是目前开启安瓿瓶急需解决的难题。
技术实现要素：
本发明的目的在于客服上述现有技术中的不足，提供一种医用安瓿瓶无菌开启方法及装置，主要解决安瓿瓶在开启前、掰折过程中和开启后的三个阶段安瓿瓶内的药物没有玻璃碎屑污染和气体污染，达到安瓿瓶无菌开启的目的。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种医用安瓿瓶无菌开启方法及装置，其特征在于：一种医用安瓿瓶无菌开启装置由密封箱体1、夹紧及旋转机构2、割锯机构3、清洗及消毒机构4、除屑机构5、掰折机构6、废料收集机构7、电控系统8组成。
上述的一种医用安瓿瓶无菌开启方法及装置，其特征在于：所述的安瓿瓶无菌开启方法为：
(一)采用割锯后清洗及消毒方法，用洁净的有一定压力的惰性气体和适量的消毒液混合，将安瓿瓶割锯处的玻璃碎屑清理干净，同时用与惰性气体混合的消毒液对安瓿瓶割锯处进行消毒处理；
(二)在清洗及消毒过程中，密封箱体1内产生负压，安瓿瓶割锯处清理的玻璃碎屑被除屑机构5吸走，保证密封箱体1内干净；
(三)掰折安瓿瓶时，掰折力的方向与安瓿瓶中心线的夹角为45°并且向上即“外拉法”，这样安瓿瓶掰折过程中产生的玻璃碎屑最少；
（四）在安瓿瓶外密封箱体1内产生低于安瓿瓶内的负压，并在安瓿瓶割锯处设置除屑机构5，然后掰折安瓿瓶，使得安瓿瓶在掰折过程中产生的玻璃碎屑向安瓿瓶外定向流动，散落在安瓿瓶外，并被除屑机构5收集，而不会落入安瓿瓶内，使得安瓿瓶内的药物无杂质；
（五）安瓿瓶掰折结束后，再向安瓿瓶内充入无菌惰性气体，使得安瓿瓶内的药物没有气体污染。
上述的一种医用安瓿瓶无菌开启方法及装置，其特征在于：所述的组成部件密封箱体1、夹紧及旋转机构2、割锯机构3、清洗及消毒机构4、除屑机构5、掰折机构6和废料收集机构7在电控系统8和plc控制程序指令的控制下，自动选取各个机构的运动参数、压力参数、流量参数，使得各个机构的运动部件动作准确，各个机构之间的运动协调连贯，及时完成安瓿瓶的开启过程。
上述的一种医用安瓿瓶无菌开启方法及装置，其特征在于：所述的无菌开启方法为掰折安瓿瓶时，安瓿瓶外部的负压低于安瓿瓶内的负压，即安瓿瓶内的压力相对高于安瓿瓶外部的压力，使得掰折过程中产生的玻璃碎屑向安瓿瓶外定向流动，被除屑机构5收集，而不会落入安瓿瓶内；之后再向安瓿瓶内充入无菌惰性气体，使得安瓿瓶内的药物没有气体污染。
上述的一种医用安瓿瓶无菌开启方法及装置，其特征在于：所述的医用安瓿瓶无菌开启全部在密封箱体1内进行，密封箱体1内部为无菌环境，安瓿瓶内的药物洁净无菌。
上述的一种医用安瓿瓶无菌开启方法及装置，其特征在于：所述的掰折力的方向与安瓿瓶中心线的夹角为45°并且向上，即“外拉法”；所述的支撑力臂l1与掰折力臂l2的关系为：l2≤l1。
上述的一种医用安瓿瓶无菌开启方法及装置，其特征在于：所述的掰折机构6为伺服滚珠丝杠系统，掰折力的大小可以无级调整，在30n～120n之间，根据安瓿瓶的规格可以自动选择对应的掰折力；掰折速度在1mm/min～500mm/min范围内无级变速，优选10mm/min。
上述的一种医用安瓿瓶无菌开启方法及装置，其特征在于：所述的清洗及消毒方法为先割锯再清理，之后再消毒。
上述的一种医用安瓿瓶无菌开启方法及装置，其特征在于：所述的消毒方法为液气混合喷雾式消毒方法，消毒液与气体的混合比例为1:10；所述的消毒液为医用无菌酒精，气体为无菌氮气；所述的气体压力在0.05mpa～0.5mpa之间，优选0.1mpa。
上述的一种医用安瓿瓶无菌开启方法及装置，其特征在于：所述的割锯机构3为伺服滚珠丝杠系统，割锯工具的位移和进给速度可以无级调整，安瓿瓶瓶颈处割锯深度不大于安瓿瓶壁厚的1/2，一般≤0.1mm；割锯工具的进给速度在1mm/min～500mm/min范围内无级变速，优选10mm/min。
上述的一种医用安瓿瓶无菌开启方法及装置，其特征在于：所述的安瓿瓶的割锯长度通过夹紧及旋转机构2控制安瓿瓶旋转角度来实现，夹紧及旋转机构2中的伺服电机控制安瓿瓶旋转，旋转角度范围为0°～360°，优选割锯长度为安瓿瓶瓶颈周长的1/4即安瓿瓶旋转90°；旋转速度在0.1r/min～10r/min范围内可无级调整，优选2r/min。
上述的一种医用安瓿瓶无菌开启方法及装置，其特征在于：所述的电控系统8包括伺服电机、电气控制元件、电气控制柜及自动控制程序，从安瓿瓶放入密封箱体1内固定后，自动完成“夹紧→割锯→除屑→清洗→消毒→掰折→充气”过程；所有力、速度、位移、角度等参数均可以无级调整和选取，医用无菌酒精和氮气混合的清洗介质的压力和流量均可以无级调整和选取。
上述的一种医用安瓿瓶无菌开启方法及装置，其特征在于：所述的一种医用安瓿瓶无菌开启方法及装置，所述的安瓿瓶掰折后，瓶头通过废料收集机构7自动回收，环境洁净环保。
本发明一种医用安瓿瓶无菌开启方法及装置和现有技术相比，具有如下优点：
1)本发明在安瓿瓶开启时，瓶内的气压高于瓶外，在开启安瓿瓶的瞬间断口处产生的许多无方向性的玻璃碎屑向安瓿瓶外定向流动，不落入安瓿瓶内，保护安瓿瓶内的药物没有玻璃碎屑污染；
2)本发明的割锯长度为安瓿瓶瓶颈周长的1/4，使得安瓿瓶掰折时产生的玻璃碎屑最少，减少污染；
3)本发明采用“外拉法”掰折，即掰折力的方向与安瓿瓶中心线的夹角为45°并且向上，同时保证支撑力臂l1大于或等于掰折力臂l2，即l1≥l2，使得安瓿瓶瓶颈的断口平齐，不易碎裂，避免产生更多的玻璃碎屑；
4)本发明采用“割锯→清洗→液气喷雾消毒→掰折”的工艺流程，与传统的工艺流程“擦洗消毒→割锯→擦洗消毒→掰折”相比，节约消毒液，消毒效果好，割锯处没有残留物，掰折过程污染率更小；
5)本发明的安瓿瓶经过两次的负压“吸屑”处理、消毒处理、瓶内充满无菌氮气过程，安瓿瓶内的药物没有玻璃碎屑污染和气体污染，纯洁度高，能避免患者因药物污染而增加的其它医疗伤害；
6)本发明的密封箱体1内经过两次“吸屑”和充满无菌氮气处理，割锯掉的瓶颈部分自动收集，保证了密封箱体1内腔的操作空间洁净，整个操作环境干净整洁，符合国家医药行业的环保标准；
7)本发明采用先进的电气控制技术和先进的传动技术，运动位移精确、运动速度平稳、掰折力准确、割锯深度和长度精确，端口质量高，产生的玻璃碎屑少；
8)本发明自动化程度高，无需人工操作，没有掰折操作过程的锐器伤害，保护了医护配置人员自身的安全，减轻工作压力和心理压力，工作热情高、积极性高；
综上所述，本发明结构简单，设计新颖合理，工作可靠性高，使用寿命长，能够实现医用安瓿瓶的无菌开启，且割锯口质量好，便于推广使用。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明一种医用安瓿瓶无菌开启方法及装置的示意图。
附图标记说明
1、密封箱体；
2、夹紧及旋转机构；
3、割锯机构；
4、清洗及消毒机构；
5、除屑机构；
6、掰折机构；
7、废料收集机构；
8、电控系统；
1-1、支撑架；
1-2、衬托；
2-1、伺服电机；
2-2、旋转轴；
2-3、夹紧块；
3-1、割刀；
3-2、滚珠丝杠；
3-3、伺服电机；
4-1、氮气罐；
4-2、氮气电磁阀；
4-3、消毒液电磁阀；
4-4、消毒液；
4-5、喷嘴；
4-6、平衡阀；
5-1、箱体；
5-2、分离器；
5-3、真空发生器；
5-4、负压电磁阀；
5-5、吸盘；
6-1、伺服电机；
6-2、滚珠丝杠；
6-3、夹紧块；
7-1、废料箱；
7-2、滑板；
7-3、连杆机构；
7-4翻板；
l1、支撑力臂-据切口到衬托1-2之间的距离；
l2、掰折力臂-据切口到夹紧块3-1之间的距离。
具体实施方式
如图1所示的，本实施例所提供的一种医用安瓿瓶无菌开启装置，由密封箱体1、夹紧及旋转机构2、割锯机构3、清理及消毒机构4、除屑机构5、掰折机构6、废料收集机构7、电控系统8组成；密封箱体1、清理及消毒机构4、除屑机构5和废料收集机构7均固定在同一基础上；夹紧及旋转机构2固定在密封箱体1的下底面上，割锯机构3固定在密封箱体1的右侧，清理及消毒机构4的喷嘴固定在割锯机构3的上方，支撑架固定在密封箱体1的左侧，除屑机构5的吸尘装置分布在安瓿瓶瓶径割锯处的周围，吸尘管道固定在支撑架的上方，废料收集机构7的翻板位于吸尘管道的上方，掰折机构6固定在密封箱体1的左上方45°方向的面板上，电控系统8的控制箱固定在密封箱体1的右上方。
打开密封箱体1，人工将安瓿瓶放入夹紧及旋转机构2，然后封闭密封箱体1，在操作面板上选择好安瓿瓶的规格后，所有力、速度、位移、角度等参数和医用无菌酒精和氮气混合的清洗介质的压力和流量参数均可以按照自动控制程序选取，自动完成“夹紧→割锯→除屑→清理→消毒→掰折→充气（氮气）”过程，密封箱体1自动打开，安瓿瓶底部松开，人工取走开启好的安瓿瓶进行后续工作。
所述的“夹紧”分为“底部夹紧”和“头部夹紧”两个步骤，当安瓿瓶放入夹紧块2-3内，瓶身靠近衬托1-2后，夹紧块2-3对安瓿瓶进行“底部夹紧”；掰折机构6中的伺服电机6-1正向旋转，驱动滚珠丝杠6-2向右下方运动，运动速度为10mm/min，将夹紧块6-3送入夹紧位，然后夹紧块6-3对安瓿瓶进行“头部夹紧”。
所述的“割锯”分为“割刀3-1切入”和“安瓿瓶旋转90°”两个步骤，伺服电机3-3接到指令后正向旋转，驱动滚珠丝杠3-2带动割刀3-1匀速向安瓿瓶瓶径方位运动，运动速度为10mm/min，当割锯深度达到0.1mm时停止运动，完成“割刀3-1切入”；伺服电机2-1接到指令后旋转，通过旋转轴2-2及夹紧块2-3带动安瓿瓶转动，转动速度为2r/min，转动角度为90度，安瓿瓶被割锯1/4瓶颈处的圆周长，之后再返回45°停止转动；伺服电机3-3接到指令后反向旋转，驱动滚珠丝杠3-2带动割刀3-1快速向远离安瓿瓶瓶径方位运动，运动速度为100mm/min，运动设定的位移后停止，完成“割锯”过程。
所述的“清理”分为“产生负压”、“吹屑”、“吸屑”三个过程，接到指令后，负压电磁阀5-4打开，真空发生器5-3启动，通过管道和吸盘5-5在安瓿瓶外部产生低于安瓿瓶内的负压，完成“产生负压”过程；此时氮气电磁阀4-2打开，具有一定压力的无菌氮气通过管道和喷嘴4-5向安瓿瓶瓶径割锯处吹气，吹落的玻璃碎屑被吸盘5-5吸走，完成第一次“吹屑”和“吸屑”；吸走的玻璃碎屑经过分离器5-2分离，将玻璃碎屑留在箱体5-1内，将氮气排出，氮气不污染环境，完成“清理”过程。
所述的“消毒”过程，接到指令后，消毒液电磁阀4-3打开，消毒液与具有一定压力的无菌氮气混合，通过管道和喷嘴4-5向安瓿瓶瓶径割锯处喷出，完成“消毒”过程，之后关闭消毒液电磁阀4-3和氮气电磁阀4-2。
所述的“掰折”过程，伺服电机6-1接到指令后反向旋转，驱动滚珠丝杠6-2带动夹紧块6-3向左上方45°方向运动，运动速度为10mm/min，伺服电机6-1产生与安瓿瓶规格相对应的折断力将安瓿瓶头部折断，此时安瓿瓶内的压力高于安瓿瓶外的压力，掰折过程产生的玻璃碎屑会向安瓿瓶外定向运动，而不会落入安瓿瓶内的药物里，然后被吸盘5-5快速吸走，完成第二次“吸屑”过程，夹紧块6-3携带折断的安瓿瓶头部运动一定位移后停止，完成“掰折”过程。
所述的“充气即充氮气”过程，就是在“掰折”过程结束后，安瓿瓶内仍然为负压，接到指令后真空发生器5-3关闭、负压电磁阀5-4关闭，氮气电磁阀4-2打开，安瓿瓶随同密封箱体1内的气压一起升高，安瓿瓶内充入无菌氮气；当密封箱体1内的气压达到密封箱体1外部的压力时，平衡阀4-6开启，密封箱体1内外气压平衡，关闭氮气电磁阀4-2，“充气”过程结束。
所述的“废料收集”过程，接到指令后，连杆机构7-3正向动作，将翻板7-4推到接料位置，夹紧块6-3运动到松开位置，安瓿瓶瓶颈滑落在滑板7-2上，在自身重力的作用下，滑落到废料箱7-1里；连杆机构7-3反向动作，将翻板7-4拉到密封位置，完成“废料收集”过程。
“废料收集”过程结束后，电气控制系统发出警报，提示医护配置人员取出药物，放入新的需要开启的安瓿瓶，依次循环工作。
本发明还设置有无菌氮气压力检测系统、消毒液位自动控制及报警系统，以及密封箱体1内的压力检测系统，操作屏上显示各个机构的力、位移、速度等参数，确保安瓿瓶完全消毒、安全开启；电气操作屏的人机界面友好，各个参数可以进行人工修正，使得开启安瓿瓶的适用范围更加广泛。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、变更及等效替换、改进等，均仍属于本发明的保护范围之内。