一种台面式灌装加塞一体机的制作方法

1.本实用新型涉及液体灌装加塞技术领域，特别涉及一种台面式灌装加塞一体机。


背景技术：

2.预充针是一种在药物出厂前就把所需的药液灌装到注射器中，然后加上橡胶塞进行密封，再加上推杆，最后进行包装后销售的预充式样注射器。使用时，直接将预充针上的针头盖帽取下就可以对人体进行注射，所以预充针是未来药物生产的一种趋势，主要应用于疫苗、胰岛素、美容产品注射等方面。目前适用于中小产量、实验室的灌装和加塞的设备以单机形式存在较多，要么只能进行灌装、要么只能进行加塞，而市面上预充针灌装加塞一体机大多体积较大、灌装加塞速度快、产量大、进出料都需要相应的配套设备来完成，适用于工厂大批量整线生产使用。对于小批量及中试生产、实验室及空间有限等地方并不适用这种设备，有些为了小批量生产或者在实验室进行实验，不得不购置大型设备以及前后进出料设备或者进行手动灌装加塞这样就会造成对于空间要求较高、空间占用较大、购买设备花费成本较高、设备不易移动、危险系数高、容易造成机器产能的浪费等问题，若是手工灌装加塞会造成产品外形不一致。目前对预充针进行加塞有两种方式，目前采用最多的加塞形式为机械加塞，即使用一个中空的薄壁套管深入到预充针液面上方，将橡胶塞置于薄壁套管上端口，通过上方压杆将胶塞压入到预充针中，这其中有两个问题，一是胶塞在通过薄壁中空套筒时会产生挤压变形，胶塞的碎屑容易掉落进预充针中污染药物；另外一个是通过机械压塞后，在液面和胶塞纸件会形成一个空气气泡，使用预充针时会先把气泡排出来，由于难以掌握，就会使一部分药物也跟着被排出来，对一些昂贵的药物而言损失是巨大的，当排不干净时空气注射到人体后，也会对人体产生危害。另一种加塞方式如中国专利“预灌封玻璃注射器真空加塞机”（cn202785556u），把整盘预充针放进一个真空腔内进行整体抽真空加塞，这种方式存在以下问题：一是采用真空发生器进行抽真空，真空发生器噪音大、产生负压小、需要额外的气源单独供气，无气源地方无法使用、且真空度不可调；二是需要额外给胶塞定制模具；三是灌装好的预充针从第一个排到最后一个，所花费时间较长，暴露在空气中的时间较长，对于对氧气敏感的药物易发生反应；四是真空腔内部有导向套，与轴进行来回摩擦，长时间摩擦会产生碎屑易掉落到药品内；五是主要装置都在机器内部，不方便灭菌处理。对于生产不同规格小批量产品的用户来说，每生产数量不多的产品就会更换模具，而设备较大时，模具更换复杂、花费时间长。现在的大型灌装加塞设备是放在层流装置里面，相比较于隔离器而言，没有隔离器内部环境等级高，也有被污染的风险。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的是为解决现有预充针灌装加塞技术中存在的不足，提供一种体积小，重量轻、移动方便的适合实验室等小批量灌装加塞场合使用的台面式灌装加塞一体机，可以安放在无菌隔离器内部，最大限度的减少外界环境对灌装加塞带来的影响。
4.本实用新型为解决上述技术问题所采用的技术方案是，一种台面式灌装加塞一体
机，包括设置在主框架上的灌装组件、胶塞上料组件、胶塞转移组件、灌装加塞升降组件、星轮进出料组件及电控系统；其中灌装组件包括蠕动泵及用于驱动蠕动泵的灌装伺服电机；胶塞上料组件包括用于放置胶塞的胶塞腔，所述胶塞腔的底部设有胶塞自动出料锁；胶塞转移组件包括胶塞转移杆以及胶塞转移驱动装置；灌装加塞升降组件包括灌装加塞上部升降装置和下部驱动装置，所述上部升降装置包括真空腔、与压塞升降轴连接的压塞杆及与真空腔升降轴连接的压塞杆导向筒，压塞杆导向筒的下方设有真空腔吸盘，压塞杆导向筒上设有用于安装灌装针的针架；压塞升降轴及真空腔升降轴均与下部驱动装置相连接；星轮进出料组件包括外周设有预充针固定槽的星轮，星轮的预充针固定槽外设有星轮护栏，所述星轮设置在星轮转动轴上，所述的星轮转动轴与星轮驱动装置连接。灌装组件用于将液体定量输送到预充针中，胶塞上料组件用于将胶塞放入胶塞转移组件，胶塞自动出料锁用于控制胶塞腔底部的胶塞输出，确保每次送出一个胶塞；胶塞转移组件用于将胶塞转移至预充针的上方，以便通过压塞杆将胶塞压入预充针；凹槽用于承接从胶塞腔送出的胶塞，并通过胶塞转移杆的转动，将胶塞送至预充针的上方，即送至压塞杆的下方；灌装加塞升降组件用于灌装针及压塞杆的升降，以方便灌装及灌装后的加塞；真空腔用于对预充针抽真空；星轮进出料组件的预充针固定槽用于放置预充针，星轮转动带动预充针转动，使其位于灌装针及压塞杆下方，当预充针位于灌装针下方时，实施灌装操作；当完成灌装的预充针位于压塞杆下方时，实施抽真空及压塞操作，从而同步完成预充针的灌装及加塞两道工序。
5.作为优选，主框架顶部设有蠕动泵安装座，所述的蠕动泵安装在蠕动泵安装座上面，所述的灌装伺服电机安装在蠕动泵安装座的下面，蠕动泵与伺服电机之间通过联轴器连接。将蠕动泵设置在灌装机壳体外的顶板上，这样便于连接灌装针的硅胶软管与蠕动泵连接操作。
6.作为优选，胶塞腔设置在胶塞腔支撑架上并通过柱塞锁紧柱固定，胶塞腔下部设有胶塞挡片定位销，胶塞腔底部挡片安装在胶塞挡片定位销上面，外面用硅胶垫盖住，胶塞腔设置在胶塞腔安装支架上面，所述胶塞腔支撑架通过其上面的安装孔安装在胶塞腔安装座上面；所述胶塞自动出料锁安装在胶塞腔安装支架上面；所述胶塞自动出料锁包括胶塞自动出料锁安装板、胶塞自动出料锁弹簧及胶塞自动出料锁导向柱。胶塞转移杆转动至胶塞腔下时，胶塞转移杆顶住胶塞自动出料锁上面的导向杆，使胶塞自动出料锁上的压塞顶杆松开，胶塞腔底部的胶塞掉落到胶塞转移杆中的凹槽中，胶塞转移杆旋转到真空腔的正下方，此时由于没有胶塞转移杆顶住胶塞自动出料锁上的导向杆，因此胶塞自动出料锁的压塞顶杆重新压住胶塞，使胶塞不再从胶塞腔中滑落，从而确保每次滑落一个胶塞。
7.作为优选，胶塞转移杆呈水平状设置，胶塞转移杆的驱动端与胶塞转移驱动装置连接，胶塞转移杆的悬空端设有用于承接胶塞的凹槽；胶塞转移杆的悬空端转动至胶塞上料组件的下方时，所述的凹槽位于胶塞腔的正下方，位于胶塞腔底部的胶塞滑落到胶塞转移杆的凹槽中。
8.作为优选，主框架上设有胶塞转移支撑座，胶塞转移支撑座上设有胶塞转移转轴，所述胶塞转移杆固定在胶塞转移转轴上，所述胶塞转移驱动装置包括胶塞转移伺服电机，胶塞转移伺服电机通过胶塞转移主同步带轮、胶塞转移同步带及胶塞转移从同步带轮与胶塞转移转轴连接。
9.作为优选，星轮驱动装置包括星轮驱动伺服电机，星轮驱动伺服电机通过星轮驱
动主同步带轮、星轮驱动同步带及星轮驱动从同步带轮及同步带轮转动轴与星轮转动轴连接；所述星轮护栏下方设有星轮护栏支撑柱及光电传感器，所述光电传感器连接电控系统。星轮护栏支撑柱用于支撑星轮护栏，光电传感器用于检测预充针的转动到位情况。
10.作为优选，压塞升降轴与真空腔升降轴同轴设置，所述的压塞升降轴穿设在的真空腔升降轴内，所述的下部驱动装置包括压塞升降轴驱动装置及真空腔升降轴驱动装置，压塞升降轴的下端通过压塞升降轴连接块与压塞升降轴驱动装置相连；真空腔升降轴下端通过真空腔升降轴支撑座、真空腔升降轴连接块与真空腔升降轴驱动装置相连。
11.作为优选，压塞升降轴驱动装置及真空腔升降轴驱动装置下部驱动装置均包括升降伺服电机及升降减速器，升降伺服电机与升降减速器一体设置且固定在减速器安装座上，升降减速器通过升降主同步带轮、升降同步带及升降从同步带轮与压塞升降轴连接块或真空腔升降轴连接块连接；升降主同步带轮安装在减速器输出轴上，升降从同步带轮安装在从同步带轮支撑座上，减速器安装座以及从同步带轮支撑座均固定在主框架上。
12.作为优选，压塞杆上端设置在压塞杆支撑架上，所述的压塞杆导向筒的下端设置在真空腔支架的一端，真空腔支架下面设有吸盘连接件，所述的真空腔吸盘设置在吸盘连接件上；真空腔支架的另一端设置在真空腔升降轴的上端。
13.作为优选，主框架上设有外壳，外壳上设有显示屏，所述显示屏与电控系统相连，所述电控系统连接并控制灌装组件、胶塞上料组件、胶塞转移组件、灌装加塞升降组件及星轮进出料组件。
14.本实用新型的基本工作过程如下：
15.1.对于灌装不同容量的液体，需要建立不同的配方，根据所需灌装量设定配方，调整真空加塞过程中真空度的设定值；
16.2.根据所灌装加塞预充针的产品规格，更换不同的灌装和加塞模具，包括真空腔头、真空吸盘、真空吸盘连接件、胶塞压杆、胶塞压杆导向筒、胶塞转移杆、星轮以及星轮护栏；
17.3.将装满胶塞的胶塞腔放到胶塞腔支架上并通过柱塞锁紧柱固定，通过胶塞自动出料锁顶住胶塞腔最下面的一个胶塞，抽掉胶塞腔下方的硅胶垫、胶塞底部挡片；
18.4.胶塞转移杆顶住胶塞自动出料锁上面的导向杆，使胶塞自动出料锁上的压塞顶杆松开，胶塞腔上的胶塞掉落到胶塞转移杆中的凹槽中，胶塞转移杆旋转到真空腔正下方，此时由于没有胶塞转移杆顶住胶塞自动出料锁上的导向杆，胶塞自动出料锁的压塞杆重新压住胶塞，使胶塞不从胶塞腔中滑落；
19.5.将预充针提前放到星轮转盘中对应的工位上，当胶塞转移杆带着胶塞转动至真空腔下方时，星轮转盘带着预充针也转动至真空腔下方，此时胶塞压杆、真空腔、胶塞转移杆凹槽、预充针在一条直线上；
20.6.当胶塞压杆、真空腔、胶塞转移杆凹槽、预充针在一条直线上时，胶塞压杆下降插入胶塞的凹槽中，压杆带着胶塞上升到真空腔里面，此时真空腔下降，真空腔下方的真空吸盘与预充针瓶口贴牢形成密闭空间进行抽真空；
21.7.当真空度达到设定的值时，胶塞压杆带着胶塞压入到预充针的瓶口中，真空泵停止工作，此时真空腔装置和胶塞压杆装置同时上升到初始位置；
22.8.由于灌装针和真空腔同时上升和下降，遵循先灌装后加塞，所以星轮逆时针转
动，灌装和加塞对应两个工位可以同时工作；
23.本实用新型的有益效果是：1.能够集成到无菌隔离器里面，最大限度的减少外界环境对灌装加塞带来的影响；2.体积较小，重量轻、可放在桌面上，转移方便，不需要上下游供料设备，手工上料即可；3.采用快换式模具，更换不同类型产品或规格时，只需更换一个模具，手工更换即可，不用使用专业工具；4.采用柔性分段灌装，灌装时和灌装后灌装针的上升轨迹不同，既保证了灌装时的平稳，又提高了灌装后的上升速度，节约了灌装时间；5.加塞方式采用真空加塞的方式，真空度可进行精确调节，可根据不同的温湿度、药液特性进行调节，使药液与胶塞之间没有空气；6.胶塞上料采用单独的上料模具，能够实现半自动化上料；7.进料采用转盘式，灌装工位和加塞工位分开，灌装和加塞可以同时进行。
附图说明
24.图1是本实用新型台面式灌装加塞一体机的一种结构示意图；
25.图2是图1的俯视图；
26.图3是本实用新型星轮进出料组件的一种驱动结构示意图；
27.图4是本实用新型灌装加塞升降组件驱动装置的一种结构示意图；
28.图5是本实用新型胶塞转移组件的一种驱动结构示意图；
29.图6是本实用新型灌装加塞升降组件的一种驱动结构示意图。
30.图中：1.胶塞腔，2.柱塞锁紧柱，3.胶塞腔底部挡片，4.胶塞自动出料锁安装板，5.胶塞自动出料锁弹簧，6.胶塞自动出料锁导向柱，7.硅胶垫，8.真空腔吸盘，9.压塞杆支撑架，10.压塞杆，11.压塞杆导向筒，12.真空腔，13.针架，14.灌装针，15.蠕动泵，16.显示屏，17.外壳，18.光电传感器，19. 升降轴支撑座，20.胶塞腔支撑架，21.星轮护栏，22.星轮，23.预充针，24.升降伺服电机，25.升降减速器，26.减速器安装座，27.从同步带轮支撑座，28.升降从同步带轮，29.升降同步带，30.升降主同步带轮，31.胶塞转移伺服电机，32.胶塞转移主同步带轮，33.胶塞转移杆，34.胶塞转移转轴，35.胶塞转移支撑座，36.胶塞转移从同步带轮，37.胶塞转移同步带，38.星轮转动轴，39.同步带轮转动轴，40.星轮驱动同步带，41.星轮驱动从同步带轮，42.星轮驱动伺服电机，43.星轮驱动主同步带轮，44.压塞升降轴，45.真空腔升降轴，46.真空腔升降轴连接块，47.压塞升降轴连接块，48.真空腔升降轴驱动装置，49.压塞升降轴驱动装置，50.星轮护栏支撑柱，51.真空腔支架，52.预充针固定槽。
具体实施方式
31.下面通过实施例，并结合附图对本实用新型技术方案的具体实施方式作进一步的说明。
32.实施例1
33.在如图1图2所示的实施例1中，一种台面式灌装加塞一体机，包括设置在主框架上的灌装组件、胶塞上料组件、胶塞转移组件、灌装加塞升降组件、星轮进出料组件及电控系统；主框架上设有外壳17，外壳上设有显示屏16，所述显示屏与电控系统相连，所述电控系统连接并控制灌装组件、胶塞上料组件、胶塞转移组件、灌装加塞升降组件及星轮进出料组件。
34.灌装组件包括蠕动泵15及用于驱动蠕动泵的灌装伺服电机；主框架顶部设有蠕动泵安装座，所述的蠕动泵安装在蠕动泵安装座上面，所述的灌装伺服电机安装在蠕动泵安装座的下面，蠕动泵与伺服电机之间通过联轴器连接，灌装组件用于将液体定量输送到预充针中。
35.胶塞上料组件包括用于放置胶塞的胶塞腔1，所述胶塞腔的底部设有胶塞自动出料锁；胶塞腔设置在胶塞腔支撑架20上并通过柱塞锁紧柱2固定，胶塞腔下部设有胶塞挡片定位销，胶塞腔底部挡片3安装在胶塞挡片定位销上面，外面用硅胶垫7盖住，胶塞腔设置在胶塞腔安装支架上面，所述胶塞腔支撑架通过其上面的安装孔安装在胶塞腔安装座上面；所述胶塞自动出料锁安装在胶塞腔安装支架上面；所述胶塞自动出料锁包括胶塞自动出料锁安装板4、胶塞自动出料锁弹簧5及胶塞自动出料锁导向柱6。胶塞上料组件用于将胶塞放入胶塞转移组件，胶塞自动出料锁用于控制胶塞腔底部的胶塞输出，胶塞转移杆转动至胶塞腔下时，胶塞转移杆顶住胶塞自动出料锁上面的导向杆，使胶塞自动出料锁上的压塞顶杆（图中未画出）松开，胶塞腔底部的胶塞掉落到胶塞转移杆中的凹槽中，胶塞转移杆旋转到真空腔的正下方，此时由于没有胶塞转移杆顶住胶塞自动出料锁上的导向杆，因此胶塞自动出料锁的压塞顶杆重新压住胶塞，使胶塞不再从胶塞腔中滑落，从而确保每次滑落一个胶塞。
36.胶塞转移组件包括胶塞转移杆33以及胶塞转移驱动装置，所述的胶塞转移杆呈水平状设置（见图5），胶塞转移杆的驱动端与胶塞转移驱动装置连接，胶塞转移杆的悬空端设有用于承接胶塞的凹槽，胶塞转移杆的悬空端转动至胶塞上料组件的下方时，所述的凹槽位于胶塞腔的正下方，位于胶塞腔底部的胶塞滑落到胶塞转移杆的凹槽中。主框架上设有胶塞转移支撑座35，胶塞转移支撑座上设有胶塞转移转轴34，所述胶塞转移杆固定在胶塞转移转轴上，所述胶塞转移驱动装置包括胶塞转移伺服电机31，胶塞转移伺服电机通过胶塞转移主同步带轮32、胶塞转移同步带37及胶塞转移从同步带轮36与胶塞转移转轴连接。胶塞转移组件用于将胶塞转移至预充针的上方，以便通过压塞杆将胶塞压入预充针；凹槽用于承接从胶塞腔送出的胶塞，并通过胶塞转移杆的转动，将胶塞送至预充针的上方，即送至压塞杆的下方。
37.灌装加塞升降组件包括灌装加塞上部升降装置和下部驱动装置，所述上部升降装置包括真空腔12、与压塞升降轴44连接的压塞杆10及与真空腔升降轴45连接的压塞杆导向筒11（见图6），压塞杆导向筒的下方设有真空腔吸盘8，压塞杆导向筒上设有用于安装灌装针14的针架13；压塞升降轴及真空腔升降轴均与下部驱动装置相连接；灌装加塞升降组件用于灌装针及压塞杆的升降，以方便灌装及灌装后的加塞；真空腔用于对预充针抽真空。压塞升降轴与真空腔升降轴同轴设置，所述的压塞升降轴穿设在的真空腔升降轴内，所述的下部驱动装置包括压塞升降轴驱动装置49及真空腔升降轴驱动装置48，压塞升降轴的下端通过压塞升降轴连接块47与压塞升降轴驱动装置相连；真空腔升降轴下端通过真空腔升降轴支撑座19、真空腔升降轴连接块46与真空腔升降轴驱动装置相连。
38.本实施例的压塞升降轴驱动装置及真空腔升降轴驱动装置下部驱动装置均包括升降伺服电机24及升降减速器25（见图4），升降伺服电机与升降减速器一体设置且固定在减速器安装座26上，升降减速器通过升降主同步带轮30、升降同步带29及升降从同步带轮28与压塞升降轴连接块或真空腔升降轴连接块连接；升降主同步带轮安装在减速器输出轴
上，升降从同步带轮安装在从同步带轮支撑座27上，减速器安装座以及从同步带轮支撑座均固定在主框架上。压塞杆上端设置在压塞杆支撑架9上，所述的压塞杆导向筒的下端设置在真空腔支架51的一端，真空腔支架下面设有吸盘连接件，所述的真空腔吸盘设置在吸盘连接件上；真空腔支架的另一端设置在真空腔升降轴的上端。
39.星轮进出料组件，包括外周设有预充针固定槽52的星轮22，本实施例的星轮外周均布8个预充针固定槽，可以容纳8个预充针23，星轮的预充针固定槽外设有星轮护栏21，所述星轮设置在星轮转动轴38上（见图3），所述的星轮转动轴与星轮驱动装置连接。星轮驱动装置包括星轮驱动伺服电机42，星轮驱动伺服电机通过星轮驱动主同步带轮43、星轮驱动同步带40及星轮驱动从同步带轮41及同步带轮转动轴39与星轮转动轴连接；所述星轮护栏下方设有星轮护栏支撑柱50及光电传感器18，所述光电传感器连接电控系统。星轮护栏支撑柱用于支撑星轮护栏，光电传感器用于检测预充针的转动到位情况。预充针固定槽用于放置预充针，星轮转动带动预充针转动，使其位于灌装针及压塞杆下方，当预充针位于灌装针下方时，实施灌装操作；当完成灌装的预充针位于压塞杆下方时，实施抽真空及压塞操作，从而同步完成预充针的灌装及加塞两道工序。
40.本实施例的工作过程如下：
41.1.对于灌装不同容量的液体，需要建立不同的配方，根据所需灌装量设定配方，调整真空加塞过程中真空度的设定值；
42.2.根据所灌装加塞预充针的产品规格，更换不同的灌装和加塞模具，包括真空腔头、真空吸盘、真空吸盘连接件、胶塞压杆、胶塞压杆导向筒、胶塞转移杆、星轮以及星轮护栏；
43.3.将装满胶塞的胶塞腔放到胶塞腔支架上并通过柱塞锁紧柱固定，通过胶塞自动出料锁顶住胶塞腔最下面的一个胶塞，抽掉胶塞腔下方的硅胶垫、胶塞底部挡片；
44.4.胶塞转移杆顶住胶塞自动出料锁上面的导向杆，使胶塞自动出料锁上的压塞顶杆松开，胶塞腔上的胶塞掉落到胶塞转移杆中的凹槽中，胶塞转移杆旋转到真空腔正下方，此时由于没有胶塞转移杆顶住胶塞自动出料锁上的导向杆，胶塞自动出料锁的压塞杆重新压住胶塞，使胶塞不从胶塞腔中滑落；
45.5.将预充针提前放到星轮转盘中对应的工位上，当胶塞转移杆带着胶塞转动至真空腔下方时，星轮转盘带着预充针也转动至真空腔下方，此时胶塞压杆、真空腔、胶塞转移杆凹槽、预充针在一条直线上；
46.6.当胶塞压杆、真空腔、胶塞转移杆凹槽、预充针在一条直线上时，胶塞压杆下降插入胶塞的凹槽中，压杆带着胶塞上升到真空腔里面，此时真空腔下降，真空腔下方的真空吸盘与预充针瓶口贴牢形成密闭空间进行抽真空；
47.7.当真空度达到设定的值时，胶塞压杆带着胶塞压入到预充针瓶口中，真空泵停止工作，此时真空腔装置和胶塞压杆装置同时上升到初始位置；
48.8.由于灌装针和真空腔同时上升和下降，遵循先灌装后加塞，所以星轮逆时针转动，灌装和加塞对应两个工位可以同时工作。
49.除上述实施例外，在本实用新型的权利要求书及说明书所公开的范围内，本实用新型的技术特征或技术数据可以进行重新选择及组合，从而构成新的实施例，这些都是本领域技术人员无需进行创造性劳动即可实现的，因此这些本实用新型没有详细描述的实施
例也应视为本实用新型的具体实施例而在本实用新型的保护范围之内。