粉末分配和感測設備及方法

2023-09-16 16:06:10 3

專利名稱：粉末分配和感測設備及方法
技術領域：
本發明涉及用於分配和感測粉末的方法及設備，並且更具體地，涉及用於將精確控制的粉末量分配進多個筒中並單獨地感測每個筒的填充狀態的方法及設備。粉末可包括藥物，並且筒可用於吸入器中。然而，本發明並不局限於這種應用。
背景技術：
已經提議通過將粉末吸入作為供給機制向病人供給特定類型的藥物。一個特別的例子米用禾爾為 Technosphere 微粒的二酮哌嗪微粒(diketopiperazine microparticles)。 Technosphere微粒具有片狀表面結構且可裝載藥。例如，參見1994年10月4日授權給 Feldstein等的美國專利No. 5, 352,461 ；1996年4月2日授權給Meiner等的美國專利 No. 5，503，852 ；2000 年 6 月 6 日授權給 Steiner 等的美國專利 No. 6，071，497 ；2002 年 8 月 6 日授權給Meiner等的美國專利No. 6，428，771 ；2002年9月3日授權給Meiner等的美國專利No. 6，444，226 ；以及2003年11月25日授權給Steiner等的美國專利No. 6，652，885。 這些微粒的一個用途是通過吸入供給胰島素。具有可更換藥筒的吸入器或容納藥粉的膠囊用於供給藥物。
通過吸入來用藥一般只需要在吸入筒中具有非常少量的粉末。舉例而言，應用 Technosphere微粒來配給胰島素可能要求粉末的劑量小到10毫克。另外，藥的劑量必須高度精確。低於規定劑量可能沒有預期療效，而大於規定劑量則可能對病人產生不利影響。 而且，雖然Technosphere微粒對於通過吸入來供給藥物是非常有效的，但是它們的片狀表面結構致使Technosphere微粒有粘結性並有些難於控制。
在通過吸入來供給藥物的商業化應用中，必須以有效並經濟的方式生產大量容納藥物的筒。必須向每個筒供給精確劑量的粉末，並且必須核實每個筒中的藥的劑量。製造技術和裝備應該可高產出以滿足需要，並應該可處理有粘結性因而不能隨意流動的粉末。現有的製造技術和裝備尚不足以滿足這些要求。
因此，需要用於分配和感測粉末的新穎的方法和設備。發明內容
提供用於將劑量精確控制的粉末同時地分配到多個筒內的系統和方法。粉末可含有藥物，且筒可用作吸入器。在填充期間感測每個筒的填充狀態——典型地為粉末重量，且響應於感測到的重量來獨立地控制粉末分配器模塊以確保準確的劑量。系統高速地操作並CN 102530277 A可非常緊湊，從而能夠需要最少佔地面積地進行產品的填充操作。
根據本發明的第一方面，粉末分配和感測設備包括託架支撐結構，其用於容置保持有筒的筒託架；粉末分配器組件，其包括粉末分配器模塊，從而將粉末分配到一批位於所述筒託架中的筒的各個筒內；粉末傳送系統，其用於將粉末輸送到所述粉末分配器模塊； 傳感器模塊，其包括多個傳感器單元以感測所述筒批次中的每個筒的相應的填充狀態；以及控制系統，其用於響應於感測到的所述筒批次中的每個筒的填充狀態來控制所述粉末分配器模塊。
粉末分配器模塊、粉末傳送系統以及傳感器單元可構造成將粉末同時地分配到批次的筒中、以及同時地感測在批次的筒中的每個筒的填充狀態。傳感器單元可包括重量傳感器單元。筒託架可構造成將所述筒支撐在由行和列組成的二維陣列中。
粉末傳送系統可包括用於移動傳送氣體的鼓風機組件、用於將粉末輸送到所述粉末分配器組件的粉末曝氣機、以及用於將粉末供應到所述粉末曝氣機的料鬥組件。粉末傳送系統可進一步包括將來自所述粉末分配器組件的傳送氣體耦聯到鼓風機組件以形成閉環再循環氣體傳送系統的歧管。粉末傳送系統可包括用於控制傳送氣體的相對溼度、溫度或兩者的傳送氣體調節系統。
每個所述粉末分配器模塊可包括有支架和供料機構，所述支架限定用於接收來自所述粉末傳送系統的粉末的粉末入口、粉末出口以及連接所述粉末入口和粉末出口的粉末輸送導管，所述供料機構用於使粉末運動通過所述導管抵達所述粉末出口。
供料機構可包括用於使粉末移動通過所述導管的供料杆、操作所述供料杆的致動器、控制所述出口的閥以及操作所述閥的致動器。供料杆可包括軸杆和螺旋式敞開框架，該螺旋式敞開框架包括附接到所述軸杆的隔開桁架。隔開桁架可在軸杆上的螺旋布置。供料杆可進一步包括一個或多個緊固在一些或所有所述隔開桁架之間的線。所述線可包括一個或多個緊固於桁架端部之間的螺旋布置以及一個或多個在選定的徑向位置處緊固於桁架之間的V形布置。在某些實施方式中，每個線都以可滑動的方式緊固通過中間桁架中的孔並在各端部處附連到桁架之一。
供料杆還包括在所述螺旋式敞開框架下方附連到所述軸杆的排出元件。在不同的實施方式中，排出元件可實施為具有雙螺旋構造的改型桁架、與孔口元件結合應用的滾針和支撐元件、或者是與孔口元件結合應用的螺旋刀片。
粉末分配器組件可包括具有豎直孔陣列的陣列組。粉末分配器模塊可安裝在所述陣列組的各豎直孔中。陣列組可包括將粉末輸送到所述粉末分配器模塊的通道。粉末分配器模塊可設置有與所述陣列組中的通道對齊的粉末入口，其中粉末通過所述陣列組中的通道輸送到粉末分配器模塊的行。陣列組中的每個通道可貫穿所述陣列組，從而將傳送氣體再循環至所述鼓風機組件。陣列組中的通道的容量可足以存儲用於粉末分配器模塊的一個或多個粉末分配循環的粉末。
料鬥組件可包括限定粉末儲存器的料鬥本體以及位於所述粉末儲存器下部的成粒器。成粒器可包括第一成粒輥和第二成粒輥、以及用於分别致動所述第一成粒輥和第二成粒輥的第一馬達和第二馬達。每個成粒輥可設置有多個銷。
鼓風機組件可包括使傳送氣體移動通過再循環氣體傳送系統的鼓風機以及用於從再循環傳送氣體中除去粉末結塊的氣體-顆粒分離設備。在某些實施方式中，氣體-顆粒分離設備實施為旋風分離器，而在其它的實施方式中，氣體-顆粒分離設備實施為葉片分離器。鼓風機組件可包括葉輪，其用於移動所述傳送氣體；葉輪馬達，其用於旋轉所述葉輪；以及鼓風機殼體，其封裝所述葉輪並具有用於所述傳送氣體的排出埠。鼓風機組件可進一步包括用於將調節過的傳送氣體導入傳送氣流中的導引杆。
粉末曝氣機可包括限定粉末入口、耦聯到所述粉末分配器組件的粉末出口埠歧管體、以及耦聯到所述鼓風機組件的氣體入口。粉末曝氣機可進一步包括用於將粉末通過抬升管輸送到所述粉末出口埠的氣動清掃器以及用於將一定量的粉末從所述粉末入口供應到所述氣動清掃器的卸料閥。卸料閥還使閉環傳送氣體系統與外部環境密封隔開。粉末曝氣機可進一步包括耦聯到所述粉末輸出埠的旁通歧管以及將選定部分的傳送氣體從所述氣體入口導引到所述氣動清掃器和旁通歧管的變向閥。
依據本發明的第二方面，提供一種用於分配和感測粉末的方法。所述方法包括將筒定位在筒託架中；同時地將粉末分配入位於所述筒託架中的批次的筒內；以及同時地感測所述批次的筒中的每個筒內的填充狀態。
依據本發明的第三方面，粉末曝氣機包括歧管體，其限定粉末入口、粉末出口埠、以及傳送氣體入口 ；氣動清掃器，其用於將粉末輸送到所述粉末出口埠 ；卸料閥，其用於將一定量的粉末從所述粉末入口供應到所述氣動清掃器中；旁通歧管，其耦聯到所述粉末輸出埠 ；以及變向閥，其用於將選定部分的傳送氣體從傳送氣體入口導引到所述氣動清掃器和旁通歧管。
依據本發明的第四方面，粉末分配器組件包括陣列組，其包括豎直孔陣列和與所述豎直孔的各個行相交的水平通道；以及粉末分配器模塊，其安裝在所述陣列組的各豎直孔中，每個所述粉末分配器模塊都具有與所述陣列組中的通道連通的粉末入口，其中輸送到所述陣列組中的通道的粉末通過每個所述粉末分配器模塊分配。
依據本發明的第五方面，粉末傳送系統包括粉末分配器組件，其用於將粉末分配到筒中；鼓風機組件，其用於移動傳送氣體；以及粉末曝氣機，其用於將夾帶於所述傳送氣體中的粉末輸送到所述粉末分配器組件。
依據本發明的第六方面，粉末分配器模塊包括支架，其限定用於接收粉末的粉末入口、粉末出口以及連接所述粉末入口和粉末出口的粉末輸送導管；供料杆，其用於使粉末運動通過所述導管；杆致動器，其用於操作所述供料杆；閥，其用於控制所述粉末出口 ；以及閥致動器，其用於操作所述閥。
依據本發明的第七方面，鼓風機組件包括葉輪，其用於移動傳送氣體；葉輪馬達，其用於旋轉所述葉輪；鼓風機殼體，其封裝所述葉輪並具有用於所述傳送氣體的排出埠 ；歧管，其用於接收傳送氣體；以及氣體-顆粒分離設備，其用於收集夾帶在所述傳送氣體中的結塊。
依據本發明的第八方面，粉末處理設備包括託架支撐結構，其用於容置保持有至少第一批次的筒和第二的批次的筒的筒託架；分配子系統，其用於將粉末分配到位於所述筒託架中的批次的筒內；以及託架定位機構，其用於移動所述筒託架以將第一批次的筒和隨後批次的筒順序地定位在所述筒託架中而與所述分配子系統對齊。
依據本發明的第九方面，用於將粉末分配到筒中的方法包括將筒定位在分配器模塊的下方，所述分配器模塊具有容納粉末的分配器料鬥；打開控制所述料鬥的閥；操作所述料鬥中的供料杆，以通過所述閥將粉末分配到所述筒；以及在所述筒達到期望的填充狀態時關閉所述閥。
供料杆的操作可包括旋轉供料杆以及反向旋轉供料杆，以對料鬥中的粉末進行調節。供料杆可以不同的速度旋轉並可在旋轉期間脈動。在一個或多個轉動的某些部分中， 供料杆可往復運動，導致杆迅速地順時針和逆時針旋轉。所述方法可包括感測所述筒中的粉末的重量並在所感測到的重量等於或大於目標重量時關閉所述閥。打開閥的步驟可包括沿選定的方向旋轉閥構件，且關閉閥的步驟可包括沿相同的方向旋轉所述閥構件。打開閥的步驟可包括相對於所述分配器的管嘴開口後置所述閥構件。
供料杆可在填充循環的第一部分期間以選定的最大速度旋轉、並然後在填充循環的第二部分期間以降低的速度旋轉。可在分配到筒內的粉末等於或大於選定的重量時開始填充循環的第二部分。可在填充循環的任意部分期間採用比例控制和/或積分控制。
依據本發明的第十方面，粉末分配和感測設備是高度緊湊的、模塊化的系統，其既能夠在實驗室中運行又能夠在製造工廠中運行。此特徵便於普通機器的管理批准並由於普通的技術支持和培訓以及備件庫存減少而導致成本節約。
依據本發明的第十一方面，粉末分配和感測設備可以填充吸入筒、一次性使用吸入器及緊湊的多次性使用吸入器。可通過對將待填充容器輸送到粉末分配和感測設備的系統的相對小的改變來實現這種能力。


為了更好地理解本發明，對在此引入作為參考的附圖加以參考，附圖中
圖1是根據本發明實施方式的粉末分配和感測設備的立體圖2是圖1的粉末分配和感測設備的分解圖3是粉末分配和感測設備的局部豎剖圖3A是粉末分配和感測設備的示意性框圖4是粉末分配器模塊、筒、筒託架和重量傳感器單元的立體圖5是粉末傳送系統的立體圖6是陣列組和一個粉末傳送系統的截面圖7是筒託架和託架定位系統的截面圖8是陣列組的立體圖9是圖8的陣列組的分解圖10是粉末分配器模塊的立體圖11是圖10的粉末分配器模塊的分解圖12是粉末分配器模塊下端的示意性截面圖13A-13B示出根據本發明一個實施方式的供料杆；
圖14A-14F示出根據本發明另一個實施方式的供料杆；
圖15A-15D示出根據本發明又一實施方式的供料杆；
圖16A和16B示出分別處於打開和關閉位置的填充閥；
圖17是用於單個粉末分配器模塊和重量傳感器單元的控制線路的框圖
圖18是粉末分配過程的流程圖19是筒填充循環的流程圖20是傳感器模塊的立體圖21是圖20的傳感器模塊的分解圖22是重量傳感器探針的第一實施方式的立體圖23是重量傳感器探針的第二實施方式的立體圖M是粉末曝氣機的第一實施方式的立體圖25是圖M的粉末曝氣機的分解圖沈是應用於圖M的粉末曝氣機中的氣動清掃器的立體圖27是圖沈的氣動清掃器的分解圖28A-28C是圖M的粉末曝氣機的截面圖四是粉末曝氣機的第二實施方式的立體圖30是圖四的粉末曝氣機的分解圖31是應用於圖四的粉末曝氣機中的氣動清掃器的立體圖32是圖31的氣動清掃器的分解圖33是料鬥組件的第一實施方式的立體圖34是圖33的料鬥組件的分解圖35是料鬥組件的第二實施方式的立體圖36是圖35的料鬥組件的分解圖37是鼓風機組件的第一實施方式的立體圖38是圖37的鼓風機組件的分解圖39是鼓風機組件的第二實施方式的立體圖40是圖39的鼓風機組件的分解圖41是氣體調節系統的示意性視圖42是結合有傳感器室的粉末輸送系統的立體圖43是圖42中示出的傳感器室的分解圖44是對吸入筒的填充步驟的圖示；
圖45是對緊湊型吸入器的填充步驟的圖示。
具體實施方式
圖1至圖7示出根據本發明一個實施方式的粉末分配和感測設備10。所述設備的目的是將粉末分配進多個筒20中並感測和控制每個筒的填充狀態，從而使每個筒容納精確控制的粉末量。如在此所使用的，術語「筒」是指任意可保持粉末——典型地為包含藥物的粉末——的容器或膠囊。如在此所使用的，術語「填充」包括填充和部分填充，因為典型地每個筒沒有填充到最大容量而實際上可僅填充到其最大容量的一小部分。如下文所述， 所述設備可用於填充吸入筒或者緊湊型吸入器，但是無需限制待填充容器的類型。
筒20可保持在位於託架支撐框架M中的筒託架22中以進行處理。筒可以保持在由行和列構成的陣列中。在一個示例中，筒託架22以6X8的陣列保持48個筒20。筒託架22的構造和設備10的對應構造僅作為示例給出而不是對本發明範圍的限制。可以理解筒託架22可構造成保持不同數量的筒，並且在本發明的範圍內筒託架22可具有不同的陣列構造。在以下所述的另一個實施方式中，筒託架可保持192個筒。筒託架22可由機器人放置在支撐框架M中和從支撐框架M移走。
除託架支撐框架M外，粉末分配和感測設備10的部件還包括粉末分配器組件 30，其將粉末分配入筒20中；粉末傳送系統32，其將粉末輸送至粉末分配器組件30 ；以及傳感器模塊34，其感測每個筒20的填充狀態。粉末分配和感測設備10還包括框架40，其用於安裝託架支撐框架對、粉末分配器組件30、粉末傳送系統32和傳感器模塊34 ；以及致動器42，其相對於筒20移動粉末分配器組件30和粉末傳送系統32。
粉末分配器組件30包括具有豎直孔52陣列的陣列組50 ；以及安裝在陣列組50 的每個豎直孔中的粉末分配器模塊M。陣列組50可構造成與筒託架22中的筒20陣列或者筒託架中的部分筒相匹配。在上述保持48個筒的筒託架示例中，陣列組50可具有6X8 的豎直孔52陣列並提供48個粉末分配器模塊M的安裝。在這種實施方式中，粉末分配器模塊M以1英寸的中心距安裝。可以理解可在本發明的範圍內利用不同的間距布置。如圖8所示，陣列組50還包括粉末存儲和傳送通道60a、60b、60c、60d、60e、60f、60g和60h，在此實施方式中，一個通道用於每行六個粉末分配器模塊Μ。如下所述，粉末通過粉末傳送系統32經由陣列組50中的每個通道輸送至粉末分配器模塊Μ。優選地，每個通道具有足夠容積以便存儲用於數個粉末分配循環的粉末。
在圖1至圖7的實施方式中，粉末傳送系統32包括第一粉末傳送系統32a，其將粉末輸送至陣列組50中的第一組四個通道60a、60b、60c和60d ；以及第二粉末傳送系統 32b，其將粉末輸送至陣列組50中的第二組四個通道60e、60f、60g和60h。粉末傳送系統 32a和32b中的每一個都包括鼓風機組件70，其使傳送氣體運動通過粉末傳送系統；粉末曝氣機72，其將粉末輸送至粉末分配器組件30 ；以及料鬥組件74，其向粉末曝氣機72供應粉末。在其它實施方式中，可以利用單個粉末傳送系統或多於兩個的粉末傳送系統。
鼓風機組件70通過管76耦聯到粉末曝氣機72的氣體入口 78，並產生通過氣體入口 78的傳送氣流。粉末曝氣機72包括粉末入口 80以接收來自料鬥組件74的粉末。粉末由粉末曝氣機72經由四個粉末輸出口 82輸送至陣列組50中的各個通道的入口端。粉末經各個通道傳送至每行粉末分配器組件30中的粉末分配器模塊M。如下所述，粉末通過粉末分配器模塊M獨立地分配至筒20。
通道60a至60h貫穿陣列組50，並且調整好的吸力歧管84耦聯到通道的出口端。 第一粉末傳送系統3 的吸力歧管84連接到通道60a至60d的出口端，而第二粉末傳送系統32b的吸力歧管84連接到通道60e至60h的出口端。吸力歧管84將傳送氣體返回鼓風機組件70，從而形成閉環式循環氣體傳送系統。在其它實施方式中，粉末傳送系統可利用開環式氣體傳送系統。任何沒有輸送至粉末分配器模塊M或者存儲在通道中的粉末都經由吸力歧管84返回鼓風機組件70。如下論述，在某些實施方式中，鼓風機組件70可包括氣體-微粒分離設備以便保留住大粉末結塊，同時小粉末結塊再循環至粉末曝氣機72以輸送到粉末分配器組件30。如下進一步論述，每個粉末傳送系統可包括氣體調節單元以便控制循環傳送氣體的相對溼度和/或溫度。
粉末傳送系統32可包括傳感器以確定粉末傳送系統的不同部件中的粉末高度。 料鬥組件74可包括料鬥高度傳感器以感測在料鬥組件74的貯槽中的粉末高度。粉末曝氣機72可包括放料閥高度傳感器以便確定在粉末曝氣機72的放料閥中的粉末高度。鼓風機組件70可包括大結塊高度傳感器。分配器填充高度傳感器可置於鼓風機組件70的吸力歧管84處。例如，粉末高度傳感器可利用光學技術來感測粉末高度。可利用粉末高度傳感器來控制粉末輸送系統32的操作以及粉末分配器模塊M的粉末加載。
傳感器模塊34 (圖20)可包括傳感器支架100 (圖21)和安裝在傳感器支架100中的傳感器組件110的陣列。在示出的實施方式中，每個傳感器組件110包括兩個傳感器單元114(圖幻和相關聯的電路。因而，一個傳感器組件110與兩個粉末分配器模塊M—起使用。在其它實施方式中，每個傳感器組件可包括單個傳感器單元或者多於兩個的傳感器單元。傳感器組件110的數量以及傳感器組件110在陣列中的布置可使得傳感器單元114 與位於筒託架22中的筒20的構造或者位於筒陣列中的部分筒的構造相匹配。通過以6 X 8 的陣列、中心距為1英寸地保持48個筒20的筒託架22為例，傳感器單元34可包括M個傳感器組件110，其在6X8的陣列中以1英寸的中心距提供48個傳感器單元114。在圖1 至圖7的實施方式中，每個傳感器單元114都是重量傳感器，以便感測輸送到各個筒20的粉末重量。重量傳感器探針112附聯到每個傳感器單元114並通過筒託架22中的開口與筒20的下端接觸。
在粉末分配期間，傳感器單元114單獨地感測每個筒20的填充狀態，使得當所需量的粉末已經分配進每個筒20中時可終止粉末分配。傳感器單元114優選為重量傳感器， 其在粉末分配過程中監控筒20的重量並且在本實施方式中精確到5至10毫克以內。在重量非常小的情況下要求高精度、高速和高重複度的應用中典型地使用電平衡光束作為重量傳感器。
重量傳感器組件110的物理構造是考慮如下系統的結果其中粉末分配器模塊M 例如以1英寸的中心距間隔緊密。優選地，重量傳感器組件Iio可放置在與筒託架22和粉末分配器模塊M的構造相匹配的陣列中。在優選實施方式中，傳感器組件110具有豎直構造並且兩個傳感器單元114組合在一起以形成傳感器組件。重量感測機械部件位於組件的頂部，電氣電路位於機械部件下方並且電連接器位於底部。傳感器組件可安裝在用於在1 英寸中心距的用於重量感測的陣列中。
在另一個實施方式中，可購得的重量傳感器模塊具有一個水平的構造並可在三個不同高度上的分層布置中用於每行具有六個筒的陣列。在分層布置中，使用不同長度的探針與筒接觸。
粉末分配和感測設備10已經描述為具有以1英寸的中心距安裝的粉末分配器模塊M和傳感器單元114。可以理解在本發明的範圍內部件之間可採用更大或者更小的間隔。另外，設備10的部件沒必要安裝在一致的陣列中。例如，部件之間X方向的間距可與部件之間Y方向的間距不同，或者陣列的行可相對於相鄰的行偏移。
在操作中，保持筒20的筒託架22優選由機器人或其它自動機構置於託架支撐框架M中。筒託架22下降，從而使得筒20由位於各傳感器組件110上的重量傳感器探針 112從筒託架22抬高並由探針112支撐。筒託架22可在每個筒的位置處設置有開口以允許探針112穿過筒託架22並抬高筒20。因此，每個筒20可由其中一個傳感器單元114稱重量而沒有來自筒託架22的幹擾。在某些實施方式中(圖22和圖23)，探針112包括對筒20的三點支撐件。在其它實施方式中，探針112包括對筒20的圓筒形支撐件。粉末分配器組件30下降到分配位置。在分配位置中，每個粉末分配器模塊M定位成略高於其中一個筒20且與其對齊。
如圖2所示，框架40可包括下框架40a、中框架40b、以及上框架40c。下框架40a 和中框架40b緊固到基板41。上框架40c為託架支撐框架M、粉末分配器組件30以及粉末傳送系統32提供座架。陣列組50連接到致動器42並當致動器42被激勵時向上或向下移動。傳感器模塊34安裝在位於下框架40a和中框架40b內的固定位置中。
如下所述，粉末傳送系統32可連續操作或間歇操作。起動粉末分配器模塊M從而將粉末分配到筒20。粉末分配到筒20是同時進行的，使得所有在筒託架22中的筒或者在筒託架中的部分筒同時接收粉末。隨著粉末分配的進行，由各個傳感器單元114感測筒 20的重量。每個傳感器單元114的輸出耦聯到控制器。如下所述，每個控制器將感測到的重量與對應於所需粉末量的目標重量相比較。只要感測到的重量小於目標重量，則繼續粉末分配。當感測到的重量等於或大於目標重量時，控制器命令相應的粉末分配器模塊M終止粉末分配操作。如果填充周期之後感測到的重量超出最大允許重量，則相應的筒可標記為不合格。因而，對於在筒託架22中的一批筒而言，粉末分配和重量感測同時進行。批次可包括在筒託架22中的所有筒或者在筒託架中的部分筒。粉末分配周期可包括同時地將粉末分配到一批筒並感測該批次筒的重量，並實現對粉末分配的100%的檢測和控制。
在一個實施方式中，筒在筒託架22中的數量和間隔與設備10中的粉末分配器模塊M的數量和間隔相匹配。在其它實施方式中，筒託架的筒數量和筒間距可不同於粉末分配器模塊M的構造。例如，筒託架可構造成保持數量成倍於粉末分配器模塊M且筒間距小於粉末分配器模塊討的間距。僅作為示例，筒託架可構造成保持有以0. 5英寸的中心距間隔開的192個筒20。通過這種布置，以0. 5英寸的中心距間隔開的筒的12X16的陣列與以1英寸的中心距間隔開的筒的6 X 8陣列佔用的面積相同。
如圖7所示，筒託架22可通過託架定位機構120沿水平方向移位以便將不同批次的筒與粉末分配器模塊討對齊。筒託架22置於託架支撐框架M中以便處理。託架定位機構120包括耦聯到託架支撐框架M的X方向致動器230和耦聯到託架支撐框架M的Y 向致動器232。因此，託架支撐框架M和筒託架22可沿水平X-Y平面移動，從而相對於粉末分配器模塊M和傳感器單元114定位這些批次的筒。
具有192個筒的筒託架可如下地處理。筒託架從空檔位置移至第一 X-Y位置(0， 0)，從而使得第一批48個筒與48個粉末分配器模塊M的陣列豎直對齊。粉末分配進第一批筒中，然後筒託架移至第二 X-Y位置(0，0.5)以便將第二批48個筒與48個粉末分配器模塊M的陣列對齊。粉末分配進第二批筒中，然後筒託架移至第三X-Y位置(0.5，0)以便將第三批48個筒與48個粉末分配器模塊M的陣列對齊。然後筒託架移至第四X-Y位置 (0.5,0. 5)以便將第四批48個筒與48個粉末分配器模塊M的陣列對齊。粉末分配進第四批筒中從而完成192個筒的處理。在以上示例中，託架定位順序和筒的批次順序可變化。
可以理解這種處理可應用於具有不同筒間距、不同筒數量等的不同託架布置。在這些實施方式中，筒託架在水平平面內移位以獲得分批的筒與粉末分配器模塊的陣列之間的對齊。批次的筒典型地與粉末分配器模塊M的陣列相配。然而，在某些應用中，批次中筒的數量可少於粉末分配器模塊的數量。
在圖8和圖9中示出陣列組50。如上所述，陣列組50設置有粉末存儲和傳送通道 60a、60b、60c、60d、60e、60f、60g* 60h，一個通道對應於粉末分配器模塊M陣列中的每一行。每個通道60a至60h延伸貫穿陣列組50且與陣列相應行中的豎直孔52相交。在圖1 至圖7的實施方式中，粉末傳送系統3 將粉末輸送至陣列組50的一側，同時粉末傳送系統32b將粉末輸送至陣列組50的相反側。因此，圖8和圖9示出通道60a至60d的進口端和通道60e至60h的出口端。
在圖8和圖9的實施方式中，通道60a至60h的截面呈長孔形並平行。如圖10所示，每個粉末分配器模塊討都設置有呈貫穿粉末分配器模塊的長孔形開口形式的粉末入口 130。當粉末分配器模塊M安裝在陣列組50中時，粉末入口 130與陣列組50中的相應通道對齊。粉末入口 130和通道60a至60h優選具有相同尺寸和形狀的截面並經過拋光以提供光滑的內表面。陣列組50中的每個通道和粉末分配器模塊M中相應的粉末入口 130 限定一個貫穿陣列組50以用於將粉末輸送至每個粉末分配器模塊M的通路。粉末經粉末入口 130供應到每個粉末分配器模塊M。粉末入口 130構造成貫穿開口，以使得一部分經通道傳送的粉末輸送至第一粉末分配器模塊M而另一部分粉末經粉末入口 130和陣列組 50中的通道傳送至後續的粉末分配器模塊M。
另外，通道60a至60h起儲存粉末的作用。通道60a至60h可存儲的粉末多於分配到單批次筒所需的粉末。在一個實施方式中，粉末傳送系統32間歇地操作。用於多批次筒20的足量粉末從料鬥組件74供應到通道60a至60h。然後，粉末被分配到多批次筒 20，直至分配器模塊M中的粉末供應變得不足。在其它實施方式中，粉末連續供應到通道 60a-60h,並且通道60a至60h作為緩衝器以存儲未分配到筒20的粉末。
閉環式氣動粉末傳送系統32將結塊顆粒從粉末曝氣機72饋送入陣列組50中。然後，傳送氣體循環回到粉末曝氣機72。傳送氣體可通過供應到鼓風機組件70的次級處理控制氣體調節。
陣列組50起動態粉末儲存設備的作用，其將藥粉的批次載量或連續載量饋送入單個粉末分配器模塊討中。更一般地，陣列組50包括一個或多個用於將藥粉的粉末氣霧和/或結塊漿料傳送到粉末分配器模塊陣列的通道。陣列組50可在開環式或閉環式氣體傳送系統中操作。粉末曝氣機72和陣列組50將藥粉流化、夾帶並傳送進陣列組50的通道中。
陣列組50可為例如粉末曝氣機72、料鬥組件74、吸力歧管84以及泵組件70等相關聯的部件和子系統供給主要的結構支撐。另外，陣列組50保持用於將粉末分配到筒陣列的粉末分配器模塊M的陣列。在一個優選實施方式中，陣列組50包括主體132、頂板134 以及底板136。板136和板136包括作為用於粉末分配器模塊M的導向件和密封件的0形環。此陣列組還包括支承件140及用於將陣列組附連到框架構件的夾柄142。
在操作中，在受控的顆粒沉降過程中，粉末由傳送氣體經每個通道60a至60h傳送並輸送到每個粉末分配器模塊M。粉末通過重力作用落入每個粉末分配器模塊M中。任何穿過通道而未落入粉末分配器模塊M之一中且未被存儲的粉末通過吸力歧管84返回泵組件70。
每個粉末分配器模塊M將粉末分配進筒20中。粉末的劑量典型地在5至30毫克範圍內，但是劑量不限於該範圍。
如在圖10至圖16B中詳細示出，粉末分配器模塊M包括具有下支架部分150a、中支架部分150b和上支架部分150c以及罩蓋150d的粉末分配器支架150。粉末分配器支架150可呈長形構造，具有小的截面以允許在陣列組50中的緊密間距。如上面指出的，粉末分配器模塊M可以1英寸的中心距安裝。中支架部分150b包括粉末入口 130和圓筒形導管 152，其從粉末入口 130向下延伸至下支架部分150a。下支架部分150a包括向下延伸到分配器管嘴158的錐形導管154，分配器管嘴的尺寸大小與筒20相適應。可呈圓錐形的錐形導管1 提供從圓筒形導管152的尺寸到分配器管嘴158的尺寸的過渡。圓筒形導管152 和錐形導管1 共同限定用於保持待分配粉末的分配器料鬥156。分配器料鬥156中的粉末稱為散裝粉末層。分配器管嘴158構造成將粉末分配進筒20中。
粉末分配器模塊M還包括以受控方式使粉末經料鬥156向下移至管嘴158的供料杆160 ；致動杆160的杆致動器162 ；位於料鬥156下端的分配器填充閥180 ；以及打開和關閉閥180的閥致動器182。杆致動器162和閥致動器182可為微型馬達。杆致動器162 可通過柔性耦聯件186或其它耦聯件耦聯到供料杆160，所述其它耦聯件除轉動供給旋轉外還可提供豎直的杆攪動、位移或二者兼有。粉末分配器模塊M還包括電路板184，該電路板184的電路用於控制杆致動器162和閥致動器182並用於與控制粉末分配器模塊M操作的控制電路連通。
填充閥180可包括實施為齒輪的閥構件190，閥構件190設置有偏心設置的閥開口 191。閥構件190可安裝在下支架部分150a中以用於繞一個軸線旋轉，使得閥開口 191可如圖16A所示轉入與分配器管嘴158對齊的位置並可如圖16B所示轉出與分配器管嘴158 對齊的位置。當閥開口 191與分配器管嘴158對齊或部分對齊時，填充閥180打開且粉末分配到筒內。當閥開口 191不與分配器管嘴158對齊時，填充閥180關閉且粉末不分配。優選地，如下所述，填充閥180為可部分打開的類型。
填充閥180的閥構件190可通過驅動組件耦聯到閥致動器182，驅動組件包括與閥構件190的齒輪嚙合的下齒輪192 ；從分配器模塊M的下部延伸至分配器模塊上部—— 閥致動器182安裝於此上部處——的驅動軸193 ；附連到驅動軸193上端的上齒輪194 ；以及附連到閥致動器182的上齒輪195。上齒輪194和195集成一體以使得當激勵閥致動器 182時導致閥構件190旋轉。
齒輪195可與閥構件190相匹配，同時齒輪194可與齒輪192相匹配。因此，齒輪 195的位置指示閥構件190的位置以及閥開口 191相對於管嘴158的位置。附連到上齒輪 195的磁體相對於開/關傳感器220(圖17)旋轉以分別指示填充閥180的打開和關閉位置。
在圖12中示出位於粉末入口 130和分配器管嘴158之間的粉末分配器模塊M的下端的示意性截面圖。如圖所示，可認為分配器料鬥156具有粉末層準備區156a、粉末層壓縮區156b、以及排出區156c。粉末層準備區156a位於粉末入口 130下方的圓筒形導管 152中。粉末層壓縮區156b位於錐形導管154的上部中，而排出區156c位於錐形導管巧4 的下部中。
供料杆160可包括軸向貫穿分配器料鬥156延伸的杆形式的軸杆170。供料杆 160還包括一個或多個附接到軸杆170的供料元件。供料元件以受控方式將粉末從粉末入口 130移至分配器管嘴158。在圖12的實施方式中，供料杆160包括位於粉末層準備區 156a中的粉末層準備元件164 ；位於粉末層壓縮區156b中的粉末層壓縮元件165 ；以及位於排出區156c中的排出元件166。下面描述供料元件164、165和166的示例。
在圖13A和圖13B中示出供料杆160的一個實施方式。在此描述的供料杆實施方式中，粉末層準備元件164和粉末層壓縮元件165實施為螺旋式敞開框架，包括多個安裝到軸杆170上的間隔開的桁架172 ；以及一個或多個附接到桁架172和軸杆170的線。桁架 172可在圓筒形導管152和錐形導管154中從軸杆170徑向延伸。桁架172可延伸到料鬥 156內壁附近但不接觸該內壁。在錐形導管154中的桁架172長度變化以與錐形導管IM 的圓錐形內壁相配。桁架沿不同徑向安裝到軸杆170上。在優選實施方式中，桁架172的端部限定一個雙螺旋。
在圖13A和圖1 的實施方式中，供料杆160包括10個桁架。在這一示例中，相鄰桁架以0. 125英寸的間距沿軸杆170分隔開，並且除在軸杆170底部的最後兩個轉動22. 5 度的桁架外，每個桁架都相對於相鄰桁架轉動45度。桁架的直徑可優選地為結塊的尺寸， 大致為0. 025英寸至0. 075英寸。桁架材料可為不鏽鋼或其它結構剛性、耐腐蝕的惰性材料——例如金屬、陶瓷、塑料等。根據粉末的形態，供料杆可由導電或非導電材料製成。可將例如陶瓷、塑料以及彈性體的非導電材料鍍上金屬以提供導電的外表面。桁架過多導致粉末與旋轉的杆擠壓，反之桁架過少就不能支撐雙螺旋構造。桁架的間距和相鄰桁架的夾角可與使用的桁架數量成反比。
如上面指出的，供料杆160包括附接到桁架172的線。在圖13A和圖13B的實施方式中，線限定雙螺旋174、第一 V形176和第二 V形178。如圖所示，雙螺旋174包括位於或靠近每個桁架172—端的螺旋線17 和位於或靠近每個桁架172相反端的螺旋線174b。 當從杆致動器162向下觀察時每個螺旋線174a、174b從桁架到桁架沿順時針方向向下前進。
第一 V形176可包括在距離軸杆170的第一間隔處附接到桁架172的第一 V形線 176a，而第二 V形178可包括在距離軸杆170的第二間隔處附接到桁架172的第二 V形線 178a。第一 V形線176a穿過軸杆170中的孔176b，而第二 V形線178a穿過軸杆170中的孔178b。可以理解，螺旋線和V形線無需附接到供料杆160中的每個桁架。特別地，第一 V 形線176a附接到第一桁架(最高的桁架)和第五桁架。第二 V形線178a附接到第三桁架和第七桁架。第一和第二 V形可彼此隔開90°。
在圖13A和13B的實施方式中，螺旋線和V形線旋擰穿過位於各桁架中的孔並附連於各端部處。螺旋線位於桁架的端部處或端部附近，而V形線位於和軸杆170隔開期望間距處。桁架172中的孔可通過刀具鑽孔、雷射鑽孔或放電鑽孔。在一個優選的實施方式中，桁架172中的孔通過放電鑽孔，其鑽孔角度防止線的顯著彎曲。從而，每個桁架中的孔與相鄰桁架大致對齊。這種布置使得線可以大致自由地滑經孔，使得粉末裝載力沿整個線的長度分布，從而減少可能導致斷裂的線應力集中。在其它的實施方式中，線可例如通過雷射焊接附連於桁架。在此示例中，螺旋線和V形線的直徑為0. 008英寸。
雙螺旋174可通過以螺旋線17 和174b綁系螺旋式安裝的桁架172的外端來形成。在桁架172的兩個外端布線以形成雙螺旋線圖案。雙螺旋線圖案執行三個主要功能。 首先，周邊的線阻止被壓縮粉末粘附於導管壁、尤其是錐形導管154的壁。第二，當杆160 順時針旋轉(從致動器杆朝下觀察)時，雙螺旋抬高位於導管壁界面處的粉末，並進一步將其減小到優選的可流動結塊的尺寸範圍。第三，當杆160逆時針旋轉時，雙螺旋沿軸杆170、 以及沿V形線自由路徑向下供給散裝粉末，並將粉末供給到分配器管嘴158中。另外，這個旋轉的散裝粉末供給操作易於粉碎水平地形成於旋轉桁架172之間的壓縮粉末餅。
供料杆160利用螺旋形的敞開框架，該框架如上所述地包括作為中央支撐件的軸杆170、作為結構橫向構件形成具有錐形漸縮下端形狀的螺旋形圖案的桁架172、以及形成雙螺旋174及第一和第二 V形176和178的線。倒錐形將桁架從較大直徑的導管過渡到較小直徑的粉末排出管嘴。線附接到桁架以減少散裝粉末的壓縮效果、及改善結塊漿料的流動。供料杆160能夠以微克的精度傳送高粘性的粉末，同時控制散裝粉末被壓實的傾向。粉末壓實導致粉末壓縮鎖住，並從而導致分配器堵塞。螺旋形敞開框架提供一種有利的散裝粉末傳送構件，其能夠精確地傳送和分配各種形態的粉末——從自由流動到高粘度。通過僅允許小部分的螺旋機械力沿向下方向進入散裝粉末層內、從而與待分配粉末的個體特性相適應地控制壓縮效果來獲得這種性能。由於此壓縮控制，可有效地將粘性的粉末從大直徑導管傳送到小直徑導管內。
軸杆170形成供料杆160的中央驅動軸杆。軸杆170支撐桁架172、雙螺旋174和第一及第二 V形176及178，這從而傳送散裝粉末以進行精確分配。中央驅動軸杆允許細小粉末沿其光滑的表面朝分配器管嘴158流動。
桁架172為粉碎被壓實的粉末結塊層的結構橫向構件。桁架172還支撐螺旋及V 形線。另外，桁架172提供以受控、低壓縮的方式傳遞散裝粉末層所需的螺旋機構。
V形線176a和178a提供散裝粉末層內的切割圖案。線設置成減少被壓實的粉末並打開一個位於粉末層內的臨時自由路徑，該自由路徑允許少量的粉末結塊在重力作用下向下流動通過粉末層。另外，V形線切斷形成於桁架172之間的散裝粉末餅。這些餅由累積的壓實力形成並形成懸置的結塊粉末結構。通過優選地在中間處切斷餅，餅的結構變得不穩定，並在來自螺旋桁架172的機械力的驅動下開始粉碎和向下流動。
排出元件166(圖12)構造和設置成粉碎位於分配器管嘴158處的粉末壓縮餅。當填充閥180關閉且杆160執行散裝粉末的耙整和梳理操作時形成粉末餅。如果排出元件166 不移除和減少餅的話，則餅將堵塞管嘴或在閥打開時掉入筒內，可能導致筒的過量填充。在環境溼度大於50%時，粉末餅堵塞管嘴的可能性最大。
在圖13A-13B、14A-14F和15A-15D中示出了排出元件166的實施方式。每個實施方式都採用如上所述的由桁架及線形成的螺旋型敞開框架，但是採用不同的排出元件。通過旋轉上述的螺旋型敞開框架，粉末受導引落入粉末層準備區156a中。外側螺旋線破壞粉末與圓筒形導管壁之間的吸力，並在反向旋轉時抬高粉末層並給粉末層曝氣。隨著螺旋型敞開框架的旋轉，V形線切割並進一步減少粉末層。粉末層準備區156a增加了粉末層在進入粉末層壓縮區156b的錐形導管時的流動性。因為螺旋型敞開框架能夠形成自然結塊—— 其在受到螺旋型敞開框架的力的引導時允許粉末流動，所以增強了粉末的流動性。在粉末層壓縮區156b中，結塊粉末層因為錐形導管的體積減少而受到壓縮。壓縮區不斷地增強粉末層的壓實，同時桁架和線持續地減少和曝氣粉末層。在排出區156c中，粉末結塊團進一步減少並通過管嘴158排出。排出元件控制粉末的減少和分配特性。粉末減少控制的不足導致排出孔口堵塞。粉末減少控制的不足還阻礙了粉末在規定時間內的不過量分配。排出元件確定最終的粉末分配流速以及粉末結塊的一致性。
在圖13A-i;3B所示的實施方式中，排出元件166構造成改型桁架181。改型桁架 181的兩側181a和181b向下延伸半個逆時針螺旋圈以形成一個雙螺旋。雙螺旋改型桁架181和雙螺旋174反向地盤繞。在其它實施方式中，改型桁架的一側螺旋形地向上轉。改型桁架可形成順時針或逆時針的螺旋。在某些實施方式中，改型桁架可形成為倒U形或S形。 對於自由流動的粉末，U形效果較好；而對於粘性粉末而言S形效果較好。在U形中，改型桁架的兩側都轉向分配器管嘴。在S形中，改型桁架的一側轉向分配器管嘴而另一側向上轉。
圖13A-i;3B的雙螺旋改型桁架181起到位於錐形導管下端內的旋轉極化元件的作用。改型桁架的反向盤繞幾何形狀增加了粉末的抬升和曝氣，從而控制粉末分配以及改善了粉末的一致性。反向盤繞幾何形狀還在耙整循環中將粉末驅往管嘴。這形成了分配循環開始時的初始的2到4毫克的粉末排卸，並最終獲得更多的填充時間。
在圖14A-14F中示出了供料杆160的另一實施方式。在圖14A-14F的實施方式中， 排出元件166實施為通過倒U形支撐元件185安裝於軸杆170的滾針183。在圖14A-14F 的實施方式中，可選地，開有多個槽的擋盤189可位於錐形導管巧4的上部並附接到下支架部分150a。
粉末分配器模塊M進一步包括安裝於錐形導管IM下部的孔口元件187。孔口元件187可具有一個或多個槽形的孔口。在圖14D所示的一個實施方式中，孔口元件187a 包括兩個相交形成十字的槽形孔口。在其它實施方式中，孔口元件187b和187c包括三個相交的槽形孔口，如圖14E和14F所示。孔口可以相對較寬，如圖14E所示，或者可以相對較窄，如圖14F所示。供料杆160定位成使得滾針183與孔口元件187隔開的間距小於自然的結塊尺寸。在操作中，滾針183相對於孔口元件187旋轉，使得粉末通過孔口元件187 中的孔口排出。
擋盤189可用於控制粉末層的前進速度，並且用於進一步減少進入錐形導管時的粉末結塊。在排出區156c中，粉末結塊團減少並然後由旋轉的滾針183通過孔口元件187 中的孔口擠出。包括支撐元件185、滾針183和孔口元件187的機構控制粉末的減少和分配特性。粉末減少控制的不足導致排出孔口堵塞。粉末減少控制的不足還阻礙了粉末在規定時間內的不過量分配。支撐元件185和滾針183確定最終的粉末分配流速和粉末結塊的一致性。包括支撐元件185、滾針183和孔口元件187的機構可構造成為特定的粉末形態提供最佳的粉末流動及結塊尺寸。支撐元件185沿下支架部分150a的周邊槽道行進以自動對中供料杆160。與孔口元件187結合的滾針183實現了力很小的粉末結塊分配。孔口元件 187提供了一致的粉末結塊，結塊尺寸落在一個很小的範圍內。
在圖15A-15D中示出了供料杆160的另一個實施方式。排出元件166實施為附接於軸杆170的螺旋形的螺旋刀片240和M2。每個螺旋刀片240、242繞軸杆170轉大約半圈。螺旋刀片240和242的軸向長度可以是錐形導管154的軸向長度的大約一半。如圖所示，圖15A-15D所示的供料杆所採用的桁架少於圖13A-i;3B的實施方式，而螺旋線和V形線可附接於螺旋刀片240和242的上邊緣。螺旋刀片240、242以及雙螺旋174可反向地盤繞。
圖15A-15D所示的粉末分配器模塊M進一步包括安裝於錐形管道IM下端的孔口元件對4。在圖15A-15D所示的實施方式中，孔口元件244呈倒錐形，並設置有用於通過管嘴158排出粉末的多個孔口 244a。進一步地，螺旋刀片240和242的下邊緣是傾斜的，從而與倒錐形孔口元件244相匹配。安裝於軸杆170下端的軸承246接合孔口元件244中的開口並形成螺旋刀片240、242與孔口元件244之間的期望間距。軸承246可以是例如紅寶石或藍寶石的寶石材料，其對分配的藥粉不形成汙染。在操作中，螺旋刀片240和242相對於孔口元件244旋轉，導致粉末通過孔口元件244中的孔口排出。在其它的實施方式中，孔口元件可以是平的，如圖14D-14F所示，且螺旋刀片240和M2的下邊緣是平的，以與孔口元件相匹配。
此實施方式與圖13A-i;3B和14A-14F中所示的供料杆反向地旋轉。在排出區156c 中，反向盤繞的螺旋刀片導致粉末結塊流動、並然後被擠出、由旋轉的螺旋尖經由孔口元件 244中的孔口粉碎成顆粒狀。螺旋刀片和孔口元件形成的機構控制粉末的減少及分配特性。 粉末減少控制的不足導致排出孔口堵塞。粉末減少控制的不足還阻礙了在規定時間內的不過量分配。由螺旋刀片240、242及孔口元件244形成的機構能夠補償粉末層的流體落差高度，從而降低分配過程對粉末層落差狀況的敏感度。螺旋刀片的半圈雙螺旋使得管嘴中的粉末不受豎直流體層力的作用，從而消除傾向於將粉末壓緊在管嘴中的力矢量。由螺旋刀片240、242及孔口元件244形成的機構可構造成提供最佳的單一粉末結塊尺寸。該機構提供了一致的粉末結塊，結塊尺寸落在一個很小的範圍內。軸承246提供螺旋的對齊和支撐， 同時保持從螺旋到孔口的粉末薄膜的厚度。
在某些實施方式中，排出元件166安裝在位於軸杆170尖端內的孔中。在其它的實施方式中，排出元件166實施為軸杆170的可拆除的尖端。例如，雙螺旋排出元件可形成為壓配合到軸杆170端部中的可拆除尖端。可以更換該可拆除尖端以適應不同的粉末形態。
下文參見圖13A-i;3B和14A-14F的實施方式的耙整操作和分配操作來描述粉末分配器模塊M的操作。耙整是這樣的一種操作將粉末層梳理和調整成均勻地曝氣、具有有利結塊尺寸的基體，從而為散裝粉末傳送提供更高的流動性。優選的結塊尺寸是通過粉末層翻滾操作所形成的粘性粉末結塊的自然、穩定的尺寸，並且其球徑通常落在0. 025英寸到0. 075英寸的範圍內。粉末層耙整可通過向下進刀或抬升的模式進行。然而，粘性粉末偏向於抬升耙整以實現最佳的曝氣及改善的流動性。分配是將乾燥散裝粉末以「灑落」方式傳送的操作，在重力作用下無壓縮地掉落，優選的結塊基體從粉末管嘴排出、分配入筒內。在此描述的粉末分配和感測設備可以操作球徑範圍在0. 005英寸到0. 075英寸的粉末結塊， 但是並不限於這個範圍。
當從分配器模塊討的頂部觀察時，供料杆160沿順時針方向轉動以對散裝粉末層進行耙整、梳理和曝氣。由於雙螺旋導致的向上流動矢量，順時針旋轉抬升粉末。在此操作中，杆可以看作一個螺絲，豎直地保持在其螺帽處、被轉入粉末內。雙螺旋刮擦導管壁，並且還將外側結塊移向分配器料鬥的中央。隨著杆的轉動，桁架迫使大的結塊均勻地粉碎。這對散裝粉末層進行曝氣，導致層更為一致。
為了分配粉末，杆160優選地沿逆時針方向轉動。桁架172和V形176、178粉碎粉末層並打開一個自由路徑，使得粉末沿軸杆170流動。雙螺旋174附加一個下壓矢量來向下驅動粉末並通過分配器料鬥158。在其它的實施方式中，杆160沿順時針方向轉動以分配粉末。然而，結塊易於變大，並且對於沿順時針方向旋轉的粉末分配而言，過量填充的可能性要大得多。
在上述的實施方式中，當從頂部觀察時，桁架和螺旋線具有順時針的構造。應當理解，在本發明的範圍內，供料杆的桁架及線的布置可以反過來。從而，當從頂部觀察時，桁架及螺旋線可具有逆時針的構造。在這個構造中，杆優選地沿順時針方向旋轉以分配粉末。
下文對粉末分配器模塊M的操作的描述參見圖15A-15D的實施方式的耙整操作及分配操作。當從分配器模塊M的頂部觀察時，供料杆160沿逆時針方向旋轉以梳理散裝粉末層並填充螺旋。雙螺旋174附加一個下壓矢量來向下驅動粉末並進入分配器管嘴158。 同時，螺旋刀片240、242在粉末上施加向上的力矢量，以使得螺旋中的粉末升到上層以進行曝氣。
為了分配粉末，供料杆160優選地沿順時針方向轉動。由於螺旋形敞開框架的雙螺旋導致的向上的流動矢量，順時針轉動抬高上層粉末。在此操作中，上部的杆可看作一個螺絲，豎直地保持在其螺帽處、被轉入粉末內。雙螺旋刮擦導管壁，並且還將外側結塊移向分配器料鬥的中央。隨著杆的轉動，桁架迫使大的結塊均勻地粉碎。這對散裝粉末層進行曝氣，導致層更為一致。桁架172和V形176、178粉碎粉末層並打開一個自由路徑，使得粉末沿軸杆170流動。
在首先開始分配時，螺旋中的粉末因為螺旋的向下力矢量受迫通過管嘴。在分配期間，另外的粉末通過從上層掉落的曝氣粉末來供應。
在上述的實施方式中，當從頂部觀察時，桁架和螺旋線具有順時針的構造。應當理解，在本發明的範圍內，供料杆的桁架及線的布置可以反過來。從而，當從頂部觀察時，桁架及螺旋線可具有逆時針的構造。在這個構造中，杆優選地沿逆時針方向旋轉以分配粉末。
在圖17中示出用於單個粉末分配器模塊M及對應的傳感器單元114的控制器的框圖。優選地，粉末分配器的控制提供最低程度的有目的的集中冗餘計算能力。粉末分配器模塊M包括位於電路板184(圖11)上的分配器控制器200(圖17)。分配器控制器200 可包括三個處理器。每個杆致動器162和閥致動器182設置一個處理器，且一個處理器用於控制狀態LED 2 和可選模擬傳感器輸入。控制處理器210位於傳感器模塊34的底板上， 如下文所述。該系統對每個分配器模塊M及其相應的傳感器單元114採用一個控制處理器210。處理器210控制傳感器模塊34和分配器模塊M之間的通訊以及外部通訊。當給出填充參數以及「執行」指令時，控制處理器210具有讀取傳感器單元並指令分配器模塊致動器執行筒的填充的能力。控制處理器210還與管理處理器212通過網絡界面進行通訊。 管理處理器212對所有的粉末分配器模塊和傳感器單元提供高級別的控制。
除了管理處理器之外，系統中的每個分配器模塊M及相應的傳感器單元114都重複圖17的控制器。在上述6X8的分配器模塊陣列的示例中，系統包括48個控制器。此布置提供對每個筒的粉末分配的獨立控制和監控。
在一個實施方式中，構造和控制粉末分配器模塊M，從而在10秒鐘內精確地分配 10. Omg (毫克)的粉末。平均流速為l.Omg每秒，精度為+/-0.3mg或3%。為了以這個流速填充，控制電路每秒鐘至少作出20個決定。在其它的實施方式中，為了獲得期望的精度， 控制電路每秒鐘作出多於或少於20個的決定。供料杆的幾何形狀提供了足夠的流動一致性以實現此性能。供料杆將粉末團粉碎成小的結塊顆粒。機械地供料的結塊漿料的流動特性允許粉末在供料杆停止時暫停、同時粉末溢出最少，粉末溢出可能會導致筒的過量填充。
控制電路可提供下列的控制和功能。
1.杆速可具有50種不同的速度，從0. 1轉每秒變到5轉每秒。
2.在填充時，杆可以脈動。在脈動時，杆交替地順時針旋轉然後逆時針旋轉，例如前進兩步/後退一步，運動方式基於編程的脈動係數。當填充重量小於選定的重量時，「脈動小於重量」的功能與脈動接合。當填充重量大於選定的重量時，「脈動大於重量」的功能與脈動接合。當填充重量位於兩個選定的重量之間時，「中間脈動」的功能與脈動接合。脈動指數是脈動時的選擇轉速。脈動重量是選定的開始或停止脈動的重量，且可以選擇在選定的脈動重量處的最小脈動時間。在某些應用中，可能不採用脈動。
3.控制電路可打開和關閉粉末分配器填充閥。
4.控制電路可測量傳感器單元的皮重並開始粉末分配循環，以及可以停止粉末分配循環。
5.控制電路可通過由耙整時間、脈動時間和速度限度的序列來耙整粉末分配器中的粉末。
6.新的裝載函數開始通常在用新鮮粉末裝載分配器模塊之後運行的耙整/脈動循環。規定耙整時間、脈動時間以及速度。
7.另外的功能包括在填充循環期間自動地打開和關閉填充閥、每次閥關閉時自動地耙整粉末、以及在每次閥關閉時的耙整之後自動地脈動粉末。
8. 「停止步驟」函數設定在達到目標重量後反向旋轉供料杆的步驟數。這可以使粉末回流以防止過量填充，並取決於粉末形態的類型和相關的環境溼度條件。
9.速度控制函數迫使供料杆全速地運行，直至達到選定的填充重量。在這個觸發點，開始比例控制以與目標重量減去實際重量成比例地減少杆速。此方法減少了總的填充時間。對於IOmg的額定填充重量以及+/-3%的公差而言，落在10. 3mg到9. 7mg之間的任何填充重量都是可接受的。由於過量填充的筒必須被扔掉，所以在達到最小重量之後，填充儘可能早地停止以避免可能的過量填充。最小重量例如設為9. 75mg，略大於實際的下限 9.7mg。這是必要的，因為當粉末掉落到筒內時，附加的力——例如慣性力、氣動力、靜力以及磁通量——可導致瞬間的重量讀數略高於實際的粉末重量。在一個數十秒的短暫時間之後，讀數停留在實際重量上。將最小重量設成高於實際下限0. 05mg減少了筒填充不足的危險。
10.與填充循環相關聯的參數包括填充伺服迴路的比例增益、例如在比目標重量低l.Omg時啟動的填充伺服迴路的積分增益、以及填充循環期間所允許的最大杆速。可通過將速度指數規定在0到50之間來控制杆速。作為杆速指數的函數的、以每秒幾轉為單位的杆速的特性在於其對於低的杆速指數而言大致呈線形，並然後急劇地增加到最大杆速。 此特性提供在較低速度時比較高速度時更精細的控制，並允許杆在起初的70%的填充循環內迅速得多地運行，以迅速地將筒填充到其填充重量的90%。最大杆速通常為5轉每秒。 超過該速度，存在將粉末壓得如此地實、從而使得必須卸下並清理分配器以恢復原來的粉末流動特性的危險。
脈動係數控制供料杆旋轉時的往復運動——如果允許脈動。在此實施方式中，向前旋轉與退後旋轉的比例是2。從而，取決於脈動係數，供料杆向前旋轉2η步並退後旋轉η 步。從而，例如500的脈動係數表示前進1000步並後退500步，而1的脈動係數表示前進2 步並後退1步。在其它的實施方式中，向前旋轉與退後旋轉的比例的值可不等於2和/或可編程。
11.填充時間伺服控制函數與在最後填充循環期間全速運行的時間成比例地調節杆速的最大指數。全速運行的時間很好地指示了粉末如何好地流動。如果實際的全速運行時間大於設定的時間，則控制器增加最大杆速指數以加快填充。相反地，如果實際的全速運行時間小於設定的時間，則減少最大杆速指數以維持恆定的處理時間。雖然儘可能快的填充看起來是有利的，但是存在粉末被壓實、堵塞分配器或過量填充筒的危險。
粉末分配器模塊M的參數如下所述地相關。當較小的顆粒結塊尺寸分配到筒內時，可提供更大的上衝控制。杆的加速增加了流速，但將粉末壓縮成大的結塊。大的結塊增加了流動，但是在填充的最後階段更易於過量填充。大的粉末存儲器節約了分配器的裝載時間，但將粉末壓縮成大的結塊，並在填充之前需要更多的粉末處理。脈動切碎大的結塊以實現更精確的填充，但是減少了流速。在填充之前的粉末處理增加了填充的一致性，但是增加了整體填充時間。
參見圖18和19來描述筒填充循環的一個實施方式。參見一個在10秒鐘內用IOmg 劑量的Technosphere微粒來填充筒的示例來描述填充循環。應當理解，可對不同的填充重量、不同的粉末形態、不同的填充時間以及不同的環境條件採用不同的參數。筒填充循環可由控制處理器210和分配器控制器200來執行。
當分配器填充筒時，分配器控制處理器與管理計算機一起參照填充重量的值監控所有的這些控制係數，每秒讀數20次。當與理想的分配循環相比時，此數據提供反饋以促進改善粉末的粘性、流動性、一致性、病人藥物的功效以及整體的質量控制。應當理解，在本發明的範圍內，可每秒超過或少於20次地讀取重量值。
參見圖18，可在步驟250中設定用於分配器模塊操作的控制參數。例如，初始地，脈動設成「關閉」。閥控制參數可如此地設置在裝載新的粉末後，設置2秒的耙整，速度指數設為44，自動打開設為「打開」，且在關閉後自動耙整設為2秒。填充參數可包括一個8. Smg的設置——在該處開始比例控制，目標填充重量可設為10. Omg,比例增益可設為 1. 0，積分增益可設為0. 03，且最大杆速指數可設為41 (每秒2轉)。脈動係數可設為50，且填充時間伺服可設為10.0秒。可啟動一雙極離子發生器來使中性的粉末分配器模塊和筒帶電。
在步驟2M中，通過操作粉末傳送系統32來給分配器料鬥156填充粉末。粉末通過粉末曝氣機72輸送到陣列組50。粉末通過陣列組50中的通道供應到每個粉末分配器模塊M。當過量的粉末經過陣列組50並由位於吸力歧管84中的分配器填充程度傳感器感測到時，結束分配器模塊M的裝載，並且粉末傳送系統中止。可在料鬥填充循環期間耙整分配器料鬥156，以除去粉末層中的大的氣隙和不一致。
料鬥組件74由操作器或其它自動注入系統填充。流動幫助機構旋轉以粉碎新的被壓縮的粉末。結塊輥旋轉以將大的結塊粉末輸送到曝氣機72中的卸料閥。卸料閥高度傳感器指示卸料閥為滿，從而停止結塊輥。鼓風機組件70以大約3500rpm轉動，以使得氣體循環通過系統。氣動清掃器旋轉，準備粉末由卸料閥輸送。旁通閥設為50%，以便於粉末和氣流氣體傳送。
卸料閥以每秒10度的增量旋轉，從而使粉末逐漸地落入氣動清掃器室內。隨著粉末提供到氣動清掃器，細小的結塊向上傳送到升降器並進入分配器填充室。此時，大多數的填充發生在最後的分配器位置處。在卸料閥循環結束之後，變向閥以每秒10度的增量旋轉到0%旁通，從而引入最大的氣動清掃器壓力。這使得除了最重的結塊之外都傳送入分配室並且填充中間行的分配模塊。最後，鼓風機組件70的速度增加到SOOOrpm，從而將剩餘的粉末從氣動清掃器室傳送到第一行分配器模塊。
隨著這些填充循環的繼續，分配器料鬥變滿。鼓風機組件70結合旁通閥通過從峰頂掃除粉末、使細小的粉末循環通過系統以及將粉末沉積到位於峰頂之間的粉末層的低壓區域來整平所有分配器模塊的分配層高度。
在步驟258中，將筒定位於分配器管嘴158的下方、位於重量傳感器單元之上。如上所述，筒託架定位在粉末分配器模塊M的陣列與傳感器模塊34之間。在步驟260中，筒填充以預定的粉末劑量。下文結合圖19來描述填充循環。在步驟沈2中，填充閥關閉，且供料杆停止旋轉。
在步驟沈4中，判定分配器料鬥是否需要再填充。如果分配器料鬥需要再填充，則程序返回到步驟254。如果分配器料鬥不需要再填充，則程序返回到步驟256。在所提供的示例中，可在四次10. Omg劑量後再填充分配器料鬥。應當理解，可在多於或少於四次筒填充循環後——取決於例如分配器料鬥的容量和在每個填充循環中分配的粉末量——啟動分配器料鬥的再填充。在步驟254中再填充分配器料鬥。如果不需要再填充，則在步驟 256中程序前進到下一個筒的填充循環。在提供的示例中，分配器料鬥容納足夠用於20次 10. Omg劑量的粉末。在某些實施方式中，填充程序取決於在分配器料鬥中的粉末高度以產生一個乾燥粉末的流體落差並在重力導致的粉末流動中起到幫助作用。如果沒有足夠的流體落差，則填充時間增加到超過填充時限。可採用其它的技術來判定是否需要再填充分配器料鬥156。例如，如果在筒的填充循環期間幾乎沒有分配或沒有分配粉末，則可以假設需要再填充分配器料鬥156。
在圖19中示出筒填充循環的一個實施方式。初始操作是在步驟觀0中測量傳感器單元的皮重。測量皮重操作將空筒重量從傳感器單元的讀數中減去，從而使得在填充循環開始時傳感器單元的讀數為0或0左右。控制電路等待0. 5秒鐘以使得傳感器單元結束其測量皮重循環，並且如果傳感器單元的讀數小於0. 02mg則前進到填充操作。否則，重複測量皮重操作。
在步驟觀2中，填充閥180打開。如下文所述，填充閥開口可與分配器管嘴158略微地偏置以確保一致的操作。
在步驟觀4中，供料杆沿逆時針方向旋轉以進行填充。通常地，實際填充大約在2 秒鐘——前移足夠的粉末以在耙整後重新開始粉末流動所需的時間——後開始。首先，供料杆以在分配器模塊設置期間所規定的全速轉動。在填充期間對筒中所分配的粉末的重量進行監控。
在步驟觀6中，判定當前所感測到的重量是否大於選定的啟動比例控制的重量。 在IOmg劑量的示例中，選定的重量可以是8. Smg0如果感測到的重量不大於選定的重量，則程序返回到步驟觀4並且供料杆繼續以全速旋轉。如果感測到的重量大於選定的重量，則在步驟288中對杆速進行伺服控制。初始誤差確定為目標重量減去選定的啟動伺服控制時的重量。在上述的示例中，初始誤差為10. 0-8. 8 = 1. 2mgo依據下式控制杆速
新的杆速指數=((當前誤差/初始誤差)*比例增益*最大指數)+ (積分增益* 所經過的時間)。
在此實施方式中，控制電路基於當前誤差每秒鐘20次設定杆速。當前誤差確定為目標重量減去當前所感測到的重量。對於0. 6mg的當前誤差——其為上述示例中的初始誤差的一半——而言，杆速從最大指數41降低到指數20。由於指數速度曲線的非線性，實際杆速小於初始速度的一半。如上文所注意到的，到最需要控制的0為止，指數速度曲線是線性的。比例增益值使得可以改變作為誤差函數的速度改變量。在當前感測到的重量大於目標重量減去1. Omg時，所經過的時間設成「打開」。比例誤差公式基於實際重量與期望重量之間的固定比例來減少杆速。在接近目標重量時，存在速度非常低的情形，此時杆速不足以形成粉末流動。如果不加處理，則填充循環會超時運行而不能達到目標重量。積分增益係數通過累積所經過的時間並將所經過的時間乘以積分增益係數來增加速度。此係數增加了新的杆速並迫使杆更快地旋轉以克服填充停止。
再次參見圖19，在步驟四0中比較當前感測到的重量與最小重量。如果當前感測到的重量小於最小重量，則在步驟觀8中繼續杆速的伺服控制。如果當前感測到的重量等於或大於最小重量，則在步驟四2中比較當前感測到的重量與最大重量。如果當前感測到的重量大於最大重量，則在步驟四4中判定筒過量填充。如果當前感測到的重量不大於最大重量，則填充循環完成且程序返回到圖18中的步驟沈2。
在步驟沈2中，控制電路可以對伺服進行調節。如果填充時間大於11秒，則控制電路可以將最大速度指數增加1。如果填充的時間小於9秒，則控制電路可以將最大速度指數減少1。此控制試圖維持一個10秒鐘的恆定填充時間。
優選地，閥構件190如此地定位當填充閥180處於打開位置時，閥開口 191相對於錐形導管154的下端偏置。更具體地，閥構件190如此地偏置，使得閥開口 191相對於錐形導管IM後置。也就是說，閥開口 191朝閥的關閉位置偏置。另外，當打開和關閉閥以補償傳動系統中的遲滯時，閥構件190沿一個方向旋轉。從而，例如閥構件190可順時針旋轉以打開閥並可進一步順時針旋轉以關閉閥。此操作減少了由於在打開位置中閥構件190與錐形導管IM之間的不受控的偏置而導致的不一致填充或過量填充的危險性。
在打開位置中，閥開口 191與錐形導管IM之間的任何偏置在閥構件190頂部產生小擋板，粉末會積聚於該擋板上。如果閥開口 191相對於錐形導管巧4前置，則當閥關閉時，該擋板上的任何粉末都會被倒下，從而可能會使筒過量填充。當閥開口 191相對於錐形導管1 後置時，則閥的關閉不會從擋板上倒下任何粉末。當為下一個筒打開閥時，粉末倒下，並且倒下的粉末由傳感器單元測量到。
已經結合用於在規定的時間內分配規定量的Technosphere微粒的實施方式來描述了粉末分配器模塊討及其操作。應當理解，可在本發明的範圍內採用多種不同的分配器模塊結構以及操作方案。例如，供料杆可採用不同的結構——例如不同的桁架構造、不同的線構造，並且在某些實施方式中可能不需要線。可使用不同數量的螺旋線和V形線。可使用不同的排出元件。供料杆可採用不同的供料機構——例如螺絲機構——以分配粉末。可使用任意適當的填充閥機構來控制粉末的分配。對於操作而言，可使用任意獲得期望操作參數的操作方案。例如可採用任意適當的供料杆運動——例如旋轉、往復運動或振動。運動速度可以是變化的或固定的，或者是兩者的結合。可如需地單獨應用或組合地應用脈動、 比例控制、積分控制以及其它控制技術。在傳感器模塊的能力範圍內，傳感器模塊可構造成以任意期望的速率提供感測到的值。總體上，粉末分配器模塊M應當具有一個緊湊的結構以允許安裝在上述的陣列中，並且應當構造成響應於控制電路——其從例如上述實施方式中所描述的重量傳感器的傳感器模塊接收感測到的值——在規定的時間間隔內分配期望CN 102530277 A量的粉末。
如圖20和21所示，傳感器模塊34可包括安裝在傳感器支架100中的傳感器組件 110。在所示的實施方式中，每個傳感器組件110都包括兩個傳感器單元114。傳感器組件 110安裝在傳感器支架100中，使得傳感器單元114定位成測量位於筒託架22中的筒20的重量。在一個實施方式中，傳感器單元114以1英寸的中心距安裝在6X8的陣列中。在此實施方式中，使用M個傳感器組件110——每個包括2個傳感器單元114——來提供具有 48個傳感器單元的陣列。
每個傳感器組件110都具有一個豎向的構造，其中兩個傳感器單元組裝在一起。 重量感測機械部件位於所述組件的頂部，電氣電路位於機械部件的下部，且電連接器300 位於傳感器組件110的底部。
傳感器支架100包括傳感器定位板310、傳感器殼體312、傳感器託架314以及導引銷組件316。定位板310包括一個開口陣列，開口與筒託架22中的筒20的位置配合，使得傳感器單元114相對於筒20準確地定位。導引銷組件316使得定位板310可以定位在傳感器組件110上而不會損壞敏感的探針112或傳感器單元。傳感器託架314可包括分隔裝置，以將傳感器組件110定位在傳感器模塊34中。
傳感器模塊34進一步包括具有接頭332的傳感器底板330，所述接頭用於接合傳感器組件Iio的電連接器300。在圖20和21的實施方式中，傳感器模塊34包括兩個底板 330，每個底板都具有12個接頭332，以與總共M個傳感器組件110相適應。每個傳感器底板330都可包括用於在筒填充操作期間處理來自傳感器組件110的信號、以及和粉末分配器模塊M通訊的控制電路。
傳感器模塊34可設置有用於冷卻傳感器組件110的裝置，其包括傳感器冷卻柵 340、傳感器冷卻支架342以及傳感器冷卻歧管344和346。冷卻空氣可導引通過冷卻歧管 344，從而對傳感器模塊34的包含有電氣電路的下部提供強迫的空氣冷卻。在圖20和21 的實施方式中，冷卻歧管344附連到傳感器託架314，且冷卻歧管346附連到冷卻支架342。 通過此裝置，冷卻空氣經由冷卻歧管344循環入傳感器模塊34，循環通過傳感器託架314， 並然後向下進入冷卻支架342，並通過冷卻歧管346排出。在另一個冷卻裝置中，冷卻歧管 346附連到傳感器託架314，使得冷卻空氣導引通過傳感器託架314。傳感器託架314中未被使用的開口可由蓋板348關閉。每個冷卻歧管344和346可包括提供流經傳感器模塊的均勻氣流的內部通路。另外，冷卻歧管344和346可包括溫度感測元件以監測傳感器模塊的溫度。
圖22示出了提供了重量傳感器單元和筒20之間的界面的重量傳感器探針的第一實施方式。探針112包括一主體360、頭部364以及杯狀件360，所述主體360包括與傳感器單元接合的支柱362，所述杯狀件360容納灰塵以及飄離的粉末顆粒。探針112進一步包括使灰塵和粉末顆粒偏離傳感器單元的灰塵護罩370以及用於接合併支撐筒20的銷372。 3個銷372以120度均勻地間隔開並且設計成彈性地變形並然後回復到其初始位置。另外， 銷設計成在過載狀態下屈曲以保護傳感器單元。在圖22的實施方式中，銷372是可移除的， 以針對不同的筒託架設計改變銷的高度。銷的小截面面積減少了熱流的空氣動力學效應， 熱流的空氣動力學效應可給精確的為棵重量測量增加偏置負載力。
圖23示出了提供了重量傳感器單元和筒20之間的界面的重量傳感器探針的第二實施方式。探針11 包括一主體380、頭部384以及杯狀件386，所述主體380包括支柱 382。杯狀件386容納灰塵以及飄離的粉末顆粒。灰塵護罩390使灰塵和粉末顆粒偏離傳感器單元。在圖23的實施方式中，探針11 包括與頭部384 —體地形成的銷392。每個銷 392通過徑向撐板加強。此構造為豎直懸臂式的頂銷增加了結構剛度。此構造還減少了銷尖端處的振動和位移，從而抑制了音叉效應。
在圖24-27及中示出了粉末曝氣機72的第一實施方式。在圖四_32中示出了粉末曝氣機72的第二實施方式。粉末曝氣機72包括一歧管體500，其限定氣體入口 78、粉末入口 80以及粉末出口埠 82。如上所述，氣體入口 78經由管76連接到鼓風機組件70，料鬥組件74安裝到粉末入口 80，且粉末出口埠 82連接到陣列組50中的各個通道。粉末曝氣機72可包括氣動清掃器510，以將粉末通過抬升管512輸送到粉末出口埠 82 ；以及卸料閥520，以將一定量的粉末從粉末入口 80供應到氣動清掃器510。在圖M-27 及^A-28C所示的實施方式中，歧管體500中的四個抬升管512將氣動清掃器510連接到粉末出口埠 82。粉末曝氣機72進一步包括變向閥524，變向閥5M將通過氣體入口 78 接收到的傳送氣體以期望的比例導引到氣動清掃器510以及旁通歧管526。使得導引通過旁通歧管5 的傳送氣體通過粉末出口埠 82流向陣列組50，從而將粉末傳送到安裝於陣列組50的每個通道中的粉末分配器模塊M。
氣動清掃器510包括大致圓筒形的曝氣管530，該曝氣管具有一個中空的內部並設置有排出管嘴532。曝氣管530位於歧管體500的膛孔中。排出管嘴532可在曝氣管530 上形成螺旋形的圖案並可與曝氣管530的圓筒表面大致相切。分隔件534沿曝氣管530隔開並限定與各抬升管512對應的環形室M2。另外，氣動清掃器510包括附接於分隔件534 並繞環形室542隔開的槳590。排出管嘴532與槳590的組合有效地將粉末漿料傳送到陣列組50。附連於曝氣管530 —端的導流件536包括有葉片，以幫助粉碎粉末團以及將傳送氣體從變向閥5 導引到曝氣管530的中空內部。曝氣芯538的輪廓幫助傳送氣體等量地流過排出管嘴532。馬達540使得曝氣管530和導流件536在歧管體500內旋轉。馬達540 具有可變的速度並且以相對高的速度——例如3500rpm——旋轉氣動清掃器510以傳送粉末漿料。
卸料閥520包括一個圓筒形的芯部550，該芯部550具有徑向相對的腔552。芯部 550安裝在歧管體500中的一個膛孔內、位於氣動清掃器510的上方，並且連接到馬達554 以繞其中軸線旋轉。芯部550由馬達M4定位，其中腔552之一向上、朝向粉末入口 80。粉末由料鬥組件74供應通過粉末入口 80，從而填充或部分地填充腔552。然後，芯部550旋轉180°，導致粉末卸入繞著曝氣管530的環形室M2。卸料閥520單次操作所供應的最大粉末量由腔陽2的體積限定。
變向閥5M包括安裝於歧管體500中的膛孔內的閥構件560、以及用於繞其中軸線旋轉閥構件560的閥致動器562。閥構件560可構造成一個具有位於選定周向位置處的入口 564和出口 566及568的中空圓筒。埠 564、566和568可設置有葉片以阻擋和粉碎粉末團。通過適當地調節閥構件560，通過氣體入口 78接收的傳送氣體可以期望的比例導引通過氣動清掃器510和通過旁通歧管526。在一個實施方式中，在將粉末輸送到陣列組50 期間調節變向閥524。在另一個實施方式中，變向閥5M在將粉末輸送到陣列組50期間是固定的。
粉末曝氣機72可進一步包括流動校直器570和具有特定輪廓的流動元件572， 以有助於提供均勻的傳送氣流通過每個粉末出口埠 82。每個出口 82可構造為與通道 60a-60h之一的入口端相配合的排出腔。旁通歧管5 將傳送氣體供應到每個排出腔的上部，且每個抬升管512將曝氣後的粉末向上地供應到排出腔內的傳送氣流中，如圖28A所最好地示出的。
粉末曝氣機72用作料鬥組件74、陣列組50和鼓風機組件70之間的界面。粉末曝氣機72從料鬥組件74接收新鮮的粉末並從鼓風機組件70接收再循環的粉末。新鮮粉末通過卸料閥520接收，且再循環粉末通過氣體入口 78接收並通過變向閥5M根據變向閥 524的位置分配至氣動清掃器510和旁通歧管526。
圖四-32所示的粉末曝氣機72的第二實施方式與圖24_27及28A-28C所示的粉末曝氣機類似，除了以下區別。如圖31和32所最好地示出的，氣動清掃器510類似地包括分隔件53 ，分隔件53 沿曝氣管530隔開並限定與歧管體500中的各抬升管對應的環形室。第二實施方式的氣動清掃器510不包括繞環形室隔開的槳。另外，圖四-32的粉末曝氣機設置有以相對低的速度——例如1到IOrpm——旋轉氣動清掃器510的馬達540a，以傳送粉末氣霧。
粉末曝氣機72的部件包括氣動清掃器510、卸料閥520以及變向閥524。另外，旁通歧管526、流動元件572和流動校直器570用於使陣列組50中的每個通道中的氣流均勻化。氣動清掃器510、變向閥524以及卸料閥520由馬達操作並由系統控制計算機控制。
變向閥5 將進入的傳送氣體分成兩個方向進入旁通歧管5 和進入氣動清掃器510。旋轉的柱形閥縱向開槽以導引流動、同時維持相對恆定的液壓損失，從而有利於穩定的排出。
氣動清掃器510具有數個元件。導流件536上的進氣通道葉片以有效、低損失的方式改變進入的傳送氣體的方向，同時形成一個在飄離結塊堵塞排出管嘴532下遊之前阻止和清除飄離結塊的緊湊系統。切向的氣體排出管嘴532——其優選地具有雙螺旋構造—— 沿曝氣管530的長度布置。氣動清掃器510分成四個環形室M2。從卸料閥520供應的藥粉在環形室542中曝氣。切向的排出管嘴532有效地曝氣藥粉和將藥粉從所述室的壁上掃除。變向閥5M可以相反地控制兩個傳送氣流，即一個可以增加而另一個減少。此控制功能允許藥粉在環形室542中翻轉，從而形成自然的平均結塊尺寸。然後，傳送氣流可穩定地增加以將曝氣後的粉末漿料向上傳送到抬升管512並進入陣列組50的通道內，這以受控的顆粒沉積過程填充陣列組通道。此傳送過程利用了自然結塊粉末的不利的粉末形態，並強迫粉末進入允許其被有效地氣動傳送的結塊狀態。
抬升管512與每個出口 82的排出腔相交。在此交點處，水平的傳送氣體使出來的上升粉末漿料轉向並將其下曳到陣列組50的通道內。此過程形成了受控顆粒沉積過程的條件。
粉末曝氣機72從鼓風機組件74接收已知量的粉末。粉末收集於卸料閥520中。 卸料閥520將傳送氣體與鼓風機組件74隔開。另外，卸料閥520通過此氣體連結傳送粉末並將粉末傳送入氣動清掃器510。卸料閥520可選地具有以下功能使得粗略測重的初始藥粉從料鬥組件74沉積到系統中。重量測量可通過位於卸料閥520的腔552中的負載傳感器進行。粗略的重量測量可用作料鬥組件74的反饋控制、以及用作額外的數據以監控散CN 102530277 A裝粉末的分配速度。
在環形室542中，氣動清掃器510使藥粉流體化、分配藥粉並將藥粉夾帶於傳送氣體中。室M2由多個螺旋構造的切向排出管嘴532供應傳送氣體。螺旋構造可包括一個或多個螺旋——例如雙螺旋。另外，氣動清掃器510包括位於導流件536中的氣體導引葉片， 所述氣體導引葉片有效地將氣體導引到曝氣管530內並用作撞擊器，以在大結塊抵達排出管嘴532之前減少大結塊。
變向閥5M在氣動清掃器510和旁通歧管5 之間分開進入的傳送氣體。變向閥 524構造成阻礙緊湊設計內的任何渦旋流動條件。變向閥用於控制曝氣後的結塊粉末漿料傳送入陣列組50的通道60a-60h。
具有特定輪廓的流動元件572置於旁通歧管5 內，以促進管道流動幾何特性。當旁通氣體從變向閥5M流入旁通歧管526時，其優選地形成等動能流動圖形以防止形成斷流或渦流滯流區狀態。
流動校直器570包括通過在氣流排入排出腔580時限制和流動氣流來調節氣流的葉片。通過改變葉片之間的間隔，可以獲得通過陣列組50的每個通道60a-60h的均勻流速。
在圖33和34中示出了料鬥組件74的第一實施方式。如圖33和34所示，料鬥組件74包括料鬥本體600和粉末出口 612，料鬥本體600限定一用於保持粉末供給的粉末儲存器610，粉末出口 612與粉末曝氣機72的粉末入口 80接合。料鬥組件74可設置有一鉸接蓋614和流動輔助機構620。流動輔助機構620可包括位於粉末儲存器610內的螺旋形線圈622、以及一轉動線圈622的馬達624。料鬥組件74可進一步包括位於粉末儲存器610 下部的成粒器630。成粒器630可包括耦聯到第一馬達634的第一成粒輥632與耦聯到第二馬達638的第二成粒輥636。每個成粒輥632和636都設置有多個從相應輥徑向延伸的銷640。在一個實施方式中，各輥632和636上的銷640的位置限定一個或多個螺旋圖案。 另外，成粒輥632和636可具有中空的中部並可設置有連接到該中空中部的氣孔。位於輥 632和636的端部的氣體接頭650可連接到一加壓空氣源。通過輥632和636的孔的氣流幫助對供應到系統的粉末進行曝氣。
在操作中，當粉末儲存器610被填充到料鬥高度傳感器的高度時，第一和第二成粒輥632和636旋轉，導致粉末結塊，並通過粉末出口 612將結塊粉末排出到粉末曝氣機 72。在一個優選的實施方式中，成粒輥632和636沿相反的方向旋轉，其中輥632和636的頂部彼此相向地旋轉。然而，操作並不限於這個方面。成粒輥632和636可連續地旋轉，同時往復運動或結合連續和往復運動，並且可以反過來。旋轉方案取決於粉末形態。成粒器 630形成落在期望尺寸範圍內的粉末結塊，以促進粉末從料鬥組件74流入粉末曝氣機72。
在圖35和36中示出了料鬥組件74的第二實施方式。圖35和36的料鬥組件與圖33和34的料鬥組件類似，除了下列方面。在圖35和36的料鬥組件中，沒有採用流動輔助機構。另外，成粒器630設置有成粒輥63 和636a，每個成粒輥63 和636a都設置有多個安裝於各輥軸杆上的隔開的盤660。盤660可設置有切口 662，切口 662幫助向下移動通過粉末儲存器610。輥63 的盤可與輥636a的盤互相嚙合。
可通過打開料鬥本體600的頂部、使得蓋614敞開來將散裝粉末導入到粉末儲存器610內。在圖35和36所示的料鬥組件74的第二實施方式中，粉末漿料可通過位於料鬥本體600傾斜部分中的一個配件670導入到粉末儲存器610內。安裝在料鬥本體600上部的配件672提供通過配件670與粉末漿料一起導入的傳送氣體的排出口。
料鬥組件74是主粉末儲存器，並且是將粉末導入粉末分配系統32的級。料鬥組件74設計用於例如Technosphere微粒的高粘度粉末。成粒器630形成落在有限尺寸範圍內的粉末結塊。此預處理通過形成更均勻的多尺寸結塊粉末混合物來改善粉末的曝氣和夾帶特性。另外，粉末結塊的處理對當堆疊在粉末儲存器610內時通常受到重力壓力的粉末進行曝氣和混合。
在粉末儲存器610的中部區域，流動輔助機構620強迫粉末雪崩式的下落或朝成粒器630下落。是否需要流動輔助機構620取決於粉末的粘度。當藥物濃度增加時——例如蛋白質含量增加而使得顆粒更粘，效果可變得更為明顯。
在圖37和38中示出了鼓風機組件70的第一實施方式。如圖37和38所示，鼓風機組件70的部件可包括可變速度鼓風機700以及旋風分離器702。鼓風機700包括由馬達支座706支撐的鼓風機馬達704和安裝在鼓風機支架710中的葉輪708。鼓風機支架710 具有一個用於通過管76將傳送氣體供應到粉末曝氣機72的排出埠 712。調整好的吸力歧管84安裝於鼓風機支架710的下端。如上所述，傳送氣體從陣列組50再循環回到鼓風機組件70。吸力歧管84包括連接到陣列組50相應通道的入口 7Ha、714b、7Hc和714d。 旋風分離器702包括吸力歧管84的圓筒形殼體部84a、以及安裝於吸力歧管84下方的旋風器720，圓筒形殼體部8 安裝於鼓風機支架710。用作氣體-顆粒分離設備的旋風分離器 702接收經過陣列組50而沒有被輸送到粉末分配器模塊M的粉末結塊。
帶孔的導引杆7 位於旋風器720的中部內並連接到氣體調節系統730，如圖41 所示並在下文中描述。氣體調節系統730將調節過的氣體供應通過帶孔導引杆724，從而在粉末輸送系統32中形成精確控制的相對溼度。
在其它的實施方式中，調節過的氣體可通過一個閥從一個來源——例如純水蒸汽源或蒸汽源——脈衝地送入閉環系統中。通過感測一個小旁通環路中的氣體來控制環路的相對溼度，該小旁通環路連接到一個用於溫度、壓力和相對溼度傳感器的感測室。旁通環路可位於鼓風機排出埠 712和調整好的吸力歧管84之間。在其它的實施方式中，脈衝閥系統可構造成一個雙口系統，其允許一定量的調節氣體脈衝地送入閉環系統，並允許補償的或等量的傳送氣體排出閉環系統。
在圖39和40中示出了鼓風機組件70的第二實施方式。圖39和40的鼓風機組件與圖38和39的鼓風機組件類似，除了下列方面。在圖39和40的鼓風機組件中，不採用旋風分離器。相反地，葉片分離器750在鼓風機的吸入側設置在吸力歧管84的殼體部8 中。用作氣體-顆粒分離設備的葉片分離器750具有一個圓筒形的構造，其中葉片52通過豎向的槽分開，以將重的顆粒與傳送氣體分開。傳送氣體在葉片分離器750外側的切向流動移除了重的顆粒，而輕的顆粒和傳送氣體運動到葉片分離器750的內部、然後運動到葉輪708。在鼓風機組件70的第二實施方式中，導引杆7M位於葉片分離器750的內部。
在本實施方式中，粉末傳送系統32構造成閉環系統，其中從再循環氣體環路中移去過多的顆粒和結塊，從而阻止粉末曝氣機排出管嘴532的顆粒堵塞。這通過旋風分離器 702、葉片分離器或任意其它氣體-顆粒分離設備實現。
粉末傳送系統32構造有位於氣體-顆粒分離設備和鼓風機700的排出口 712之間的第二處理氣體環路。此控制環路可導入第二調節過的氣體，從而調節第一再循環傳送CN 102530277 A氣體的環境參數——例如溫度、壓力、相對溼度、靜電度、離子電荷密度、氣體元件混合物、 曝氣細小顆粒成晶，等等。
閉環粉末傳送系統32由鼓風機組件70驅動，鼓風機組件70是耦聯到旋風分離器出口側的脈衝式葉輪鼓風機或其它氣體-顆粒分離設備的組合。鼓風機組件70形成傳送氣體的原動力，並包括自動清潔的粉末結塊過濾系統。另外，傳送氣體通過第二處理環路調節，該第二處理環路控制第一處理環路的氣體特性。這兩個環路一起設置在鼓風機組件70 內。鼓風機組件70包括葉輪708，葉輪708具有槳輪構造、同時渦線位於各葉輪之間。槳輪葉輪構造產生呈壓力脈衝形式的動力學衝擊波，衝擊波下行至管76並進入粉末曝氣機72。 這些衝擊波幫助受壓藥粉的粉碎、曝氣以及分配。
鼓風機可以改變速度並由鼓風機馬達704驅動。當馬達704運轉超過正常的操作速度時，傳送氣體用於衝刷再循環氣體，其幫助從閉環管路通道中除去殘餘粉末。
圖41中示出氣體調節系統730的示意性框圖。氣體調節系統730包括與閉環系統區分開的第二氣體處理環路，以用於再循環傳送氣體和將粉末輸送到陣列組50。在鼓風機組件70的排出口 712附近，一部分再循環傳送氣體分支到第二氣體處理環路。調節過的氣體經由導引杆7M再次導入再循環傳送氣體環路。氣體調節系統730包括一耦聯到水源 802以迅速地產生水蒸汽的蒸汽發生器800、一用於減少傳送氣體相對溼度的乾燥器810、 用於選擇蒸汽發生器800或乾燥器810的閥812和814、以及過濾器820和822。
可通過設置用來感測傳送氣體的傳感器——例如下文描述的傳感器室——來測量傳送氣體的相對溼度。當傳送氣體的相對溼度需要增加時，閥812和814連接到蒸汽發生器800。蒸汽發生器800包括氣泡發生器和閃蒸加熱器以迅速地產生水蒸汽。第二環路中的分支傳送氣體經過過濾器820、蒸汽發生器800和過濾器822、從而將相對溼度升高的氣體返回到導引杆724。當傳送氣體的相對溼度需要減少時，閥812和814連接到乾燥器 810。第二環路中的分支傳送氣體經過過濾器820、乾燥器810和過濾器822、從而將相對溼度降低的氣體返回到導引杆724。
通過將加工處理氣體引入旋風器720的內芯來實現傳送氣體的調節。調節後的氣體在導引杆7M端部處引入到旋風器中。導引杆724由燒結金屬或帶孔塑料聚合物製成， 其允許調節後的氣體均勻地混入再循環傳送氣體而不產生水滴或團狀流條件。此加工處理氣體環路由一個位於鼓風機700排出側的返回引出支線平衡。一部分旋風器720或殼體部 8 可由玻璃製成以目視地觀察所收集的藥粉。如果所收集的粉末是可回收的，則其可再次導入到料鬥組件74，或者可以丟棄。
在粉末傳送系統操作期間，粉末溼度控制通過如下事實來實現粉末的暴露表面面積在傳送過程中改變。粉末初始準備為結塊狀態。然而，隨著粉末在氣體傳送期間的粉碎和分配，其暴露的表面面積顯著地增大，從而導致快速地吸收溼氣。為了使加溼過程不落後並控制傳送氣體環路的這個迅速的脫水，氣體處理系統必須可以迅速地強制供水。
旋風分離器702具有一體的調整好的進氣歧管，該進氣歧管以最小的液壓損失合併入旋風器本體。鼓風機組件的流量範圍很大，並可用作系統粉末清除器。鼓風機配備有槳輪狀的葉輪，該葉輪具有位於各槳片之間的卷形、彎曲的表面，以有效地傳送細小的粉末氣霧、並防止粉末再結塊和結團。槳輪狀的葉輪將動力學衝擊波導入粉末曝氣機72，從而幫助藥粉的流體化。鼓風機組件70包括氣體調節系統，其中第二氣體處理環路通過位於旋風器內的導引杆7M而引入到所述單元中。氣體調節系統可控制許多氣體參數——例如相對溼度與溫度、離子靜態控制、細小顆粒成晶、跟蹤元件添加、氣體催化劑激活、氣體/光線消毒控制，等等。
在圖42和43中示出了傳感器室850的一個實施方式，該傳感器室850用於感測粉末傳送系統中的傳送氣體的狀態。其中以實際可能的程度除去了粉末的傳送氣體循環通過與粉末傳送系統並聯的傳感器室850。傳感器室850包括用於感測傳送氣體參數——例如相對溼度和溫度——的傳感器，以允許上述的傳送氣體調節。
傳感器室850接收經過入口管852的傳送氣體、並通過出口管邪4輸出傳送氣體， 入口管852連接於鼓風機組件70的鼓風機殼體710，出口管邪4連接到吸力歧管84。入口管852和出口管邪4中的每一個都是隔絕的，並可構造為通過隔離環來分開的內管和外管。 入口管852可垂直於傳送氣流方向地連接到鼓風機殼體710以限制粉末進入傳感器室850。
如圖43所示，傳感器室850可包括上殼體856和下殼體858，其內部體積大致等於陣列組50的內部體積。傳感器室850可包括相對溼度傳感器860、溫度傳感器862和壓力傳感器864。在圖42和43的實施方式中，相對溼度傳感器860包括有溫度傳感器，這允許交叉校驗由溫度傳感器862感測到的溫度值。讀數的差異表示傳感器上結有粉末塊並因此沒有提供正確的感測。氣流隔板866安裝在下殼體858中。傳感器室850提供對粉末傳送系統中的傳送氣體狀態的精確感測。
在圖44中圖示出吸入筒的粉末填充和組裝過程。筒底900在筒託架中置入系統內，並定位在重量傳感器11 上以進行填充。筒底900如上文詳細描述地通過粉末分配器模塊M填充以藥粉。在填充後，筒蓋903卡合到筒底900上以形成一個適於密封包裝的完整筒910。
如上文所注意到的，本發明的粉末分配和感測設備可用於填充不同類型的容器。 在另一實施方式中，粉末分配和感測設備用於填充一如在2005年8月2日授權於Poole等人的美國專利No. 6，923，175中所述的緊湊型吸入器。如圖45所示，緊湊型吸入器的筒底 920定位在重量傳感器11 上以進行填充。筒底920如上所述地通過粉末分配器模塊M 填充以藥粉。然後，筒蓋922附連到筒底920上，且接口管殼體擬4緊固於筒組件。最後， 防塵罩930卡合在接口管殼體924上以形成一個適於密封包裝的完整的緊湊型吸入器932。
由此已經描述了本發明至少一個實施方式的數個方面，應當理解，各種變動、改型以及改進對於本領域內的技術人員是顯然的。意圖將這些變動、改型以及改進作為本發明的一個部分，並且落在本發明的精神和範疇之內。因此，以上的描述和附圖僅僅是示例性的。
權利要求
1.一種粉末分配器模塊，包括支架，其限定用於接收粉末的粉末入口、粉末出口以及連接所述粉末入口和所述粉末出口的導管；供料杆，其用於使粉末通過所述導管從所述粉末入口運動到所述粉末出口 ；以及杆致動器，其用於使所述供料杆在所述導管內旋轉，其中所述導管包括位於所述粉末入口下方的粉末層準備區、位於所述粉末層準備區下方的粉末層壓縮區以及位於所述粉末層壓縮區下方的粉末排出區，並且其中所述供料杆包括軸杆、位於所述粉末層準備區中的粉末層準備元件以及位於所述粉末排出區中的排出元件。
2.如權利要求1所述的粉末分配器模塊，其中所述供料杆包括有軸杆和在所述導管的粉末排出區中附連到所述軸杆的排出元件。
3.如權利要求2所述的粉末分配器模塊，進一步包括鄰近所述粉末出口定位的具有至少一個孔口的孔口元件，其中所述杆致動器相對於所述孔口元件旋轉所述排出元件。
4.如權利要求3所述的粉末分配器模塊，其中所述排出元件包括位於所述孔口元件附近的滾針以及耦聯於所述供料杆的軸杆與所述滾針之間的支撐構件，其中所述杆致動器相對於所述孔口元件旋轉所述滾針。
5.如權利要求3所述的粉末分配器模塊，其中所述排出元件包括耦聯到所述供料杆的軸杆的螺旋刀片，其中所述杆致動器相對於所述孔口元件旋轉所述螺旋刀片。
6.如權利要求1所述的粉末分配器模塊，其中所述供料杆包括軸杆、附連於所述軸杆並位於所述粉末層準備區和粉末層壓縮區中的螺旋式敞開框架、以及附連於所述軸杆並位於所述粉末排出區中的排出元件。
7.如權利要求6所述的粉末分配器模塊，進一步包括鄰近所述粉末出口定位的具有至少一個孔口的孔口元件，所述排出元件包括在所述導管的排出區中耦聯到所述供料杆的軸杆的螺旋刀片，所述螺旋刀片相對於所述螺旋式敞開框架反向盤繞。
8.如權利要求6所述的粉末分配器模塊，進一步包括鄰近所述粉末出口定位的具有至少一個孔口的孔口元件，所述排出元件包括位於所述孔口元件附近的滾針以及耦聯於所述供料杆的軸杆與所述滾針之間的支撐構件，其中所述杆致動器相對於所述孔口元件旋轉所述滾針。
9.如權利要求3、5或7所述的粉末分配器模塊，進一步包括位於所述供料杆的軸杆與所述孔口元件之間以限定位於所述螺旋刀片與所述孔口元件之間的間距的軸承。
10.如權利要求3、5或7所述的粉末分配器模塊，其中所述孔口元件包括錐形的孔口區域。
11.如權利要求3、4或7所述的粉末分配器模塊，其中所述孔口元件包括平的孔口區域。
12.如權利要求2或6所述的粉末分配器模塊，其中所述排出元件包括從所述供料杆的軸杆延伸並具有螺旋構造的第一桁架和第二桁架。
13.如權利要求1所述的粉末分配器模塊，進一步包括 閥，所述閥用於控制所述粉末出口 ；以及閥致動器，所述閥致動器用於操作所述閥。
14.如權利要求13所述的粉末分配器模塊，其中所述供料杆包括有軸杆、附接於所述軸杆並具有螺旋設置的多個隔開桁架、以及緊固在一些或所有所述隔開桁架之間的一個或多個線。
15.如權利要求14所述的粉末分配器模塊，所述一個或多個線包括在所述隔開桁架的端部處或端部附近緊固在一些或所有所述隔開桁架之間呈雙螺旋構造的線、以及緊固在一些或所有所述隔開桁架之間呈雙V形構造的線。
16.如權利要求1所述的粉末分配器模塊，其中所述導管包括位於所述粉末入口下方的圓筒形部分和位於所述圓筒形部分下方的錐形部分。
17.如權利要求13所述的粉末分配器模塊，進一步包括用於響應於控制信號來控制所述杆致動器和所述閥致動器的電路。
18.如權利要求1所述的粉末分配器模塊，其中所述供料杆在所述粉末層準備區中產生粉末的翻滾。
19.如權利要求18所述的粉末分配器模塊，其中粉末的翻滾產生落在結塊尺寸範圍內的粉末結塊。
20.如權利要求18所述的粉末分配器模塊，其中粉末作為通過在所述粉末層準備區中的粉末的翻滾而產生的自由掉落結塊進行分配。
21.如權利要求1所述的粉末分配器模塊，其中所述供料杆的旋轉在所述粉末層準備區中產生粉末的抬升耙整。
22.如權利要求1所述的粉末分配器模塊，其中所述粉末層準備元件包括線框架。
23.如權利要求1所述的粉末分配器模塊，其中所述線框架包括螺旋式敞開框架。
24.一種用於將粉末分配到筒中的方法，包括將筒定位在分配器模塊的下方，所述分配器模塊具有容納粉末的分配器料鬥；打開控制所述分配器料鬥的閥；操作所述料鬥中的供料杆，以通過所述閥將粉末分配到所述筒，其中操作所述供料杆的步驟包括操作位於粉末入口下方的所述料鬥的粉末層準備區中的粉末層準備元件以及操作位於所述料鬥的粉末排出區中的排出元件；以及在所述筒達到期望的填充狀態時關閉所述閥。
25.如權利要求M所述的方法，其中操作所述供料杆的步驟包括繞所述供料杆的軸線旋轉所述供料杆。
26.如權利要求25所述的方法，進一步包括反向旋轉所述供料杆以對所述分配器料鬥中的粉末進行調節。
27.如權利要求25所述的方法，其中旋轉所述供料杆的步驟包括在旋轉期間脈動所述供料杆。
28.如權利要求M所述的方法，進一步包括用粉末填充所述分配器料鬥並在打開所述閥之前對粉末進行調節。
29.如權利要求M所述的方法，其中關閉所述閥的步驟包括感測所述筒中的粉末的重量並在所感測到的重量等於或大於目標重量時關閉所述閥。
30.如權利要求M所述的方法，其中打開所述閥的步驟包括沿選定的方向旋轉閥構件，且其中關閉所述閥的步驟包括沿所述選定的方向旋轉所述閥構件。
31.如權利要求30所述的方法，其中打開所述閥的步驟包括相對於所述分配器的管嘴開口後置所述閥構件。
32.如權利要求M所述的方法，其中操作所述供料杆的步驟包括在填充循環的第一部分期間以選定的最大速度操作所述供料杆、並然後在填充循環的第二部分期間以降低的速度操作所述供料杆。
33.如權利要求32所述的方法，其中在分配到所述筒內的粉末達到選定的重量時開始所述填充循環的第二部分。
34.如權利要求33所述的方法，其中所述填充循環的第二部分期間採用比例控制。
35.如權利要求34所述的方法，其中在所述填充循環的第二部分期間採用積分控制。
36.如權利要求觀所述的方法，其中調節所述粉末的步驟包括使粉末翻滾。
37.如權利要求36所述的方法，其中粉末的翻滾產生落在結塊尺寸範圍內的粉末結塊。
38.如權利要求37所述的方法，其中粉末作為通過粉末的翻滾而產生的自由掉落結塊進行分配。
全文摘要
提供粉末分配和感測設備及方法。該粉末分配和感測設備包括託架支撐結構，其用於容置保持有筒的筒託架；粉末分配器組件，其包括粉末分配器模塊，從而將粉末分配到位於所述筒託架中的筒批次的各個筒內；粉末傳送系統，其用於將粉末輸送到所述粉末分配器模塊；傳感器模塊，其包括多個傳感器單元以感測所述筒批次中的每個筒的諸如重量的相應的填充狀態；以及控制系統，其用於響應於感測到的所述筒批次中的每個筒的相應的填充狀態來控制所述粉末分配器模塊。
文檔編號B67D7/30GK102530277SQ20111040197
公開日2012年7月4日 申請日期2006年11月20日 優先權日2005年11月21日
發明者佩爾·B·福格, 大衛·F·博諾, 特倫特·A·普爾 申請人:曼康公司