專利名稱：用來計(jì)量顆粒物質(zhì)的裝置和方法以及包括多個(gè)這樣的裝置的設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的背景本發(fā)明涉及用來計(jì)量預(yù)定數(shù)量的顆粒物質(zhì)的裝置和方法，并涉及包括兩個(gè)或多個(gè)這樣的計(jì)量裝置的設(shè)備。更具體地說，本發(fā)明針對(duì)流動(dòng)性較差的顆粒物質(zhì)或球形物質(zhì)的計(jì)量，或把這些物質(zhì)分成劑量。本發(fā)明特別是但不是排它地適用于計(jì)量對(duì)壓力敏感的顆粒物質(zhì)，比如計(jì)量用于干粉吸入器的預(yù)定數(shù)量的顆粒狀藥物。
在吸入療法中通常使用有非常小顆粒尺寸的微細(xì)地分開的粉末(微細(xì)化的粉末)。這樣的粉末常常很輕，并為粉塵狀，因此造成處理方面的問題。還有，這樣的粉末的自由流動(dòng)性能很差，這常常使得它的處理和準(zhǔn)確計(jì)量成為問題。
已經(jīng)知道，把這樣的粉末做成較大的顆粒(結(jié)塊)，以便提高流動(dòng)能力。國(guó)際專利WO-A-95/09615公開了形成球形結(jié)塊的一種方法的示例，在吸入過程中可以把這些結(jié)塊粉碎，提供細(xì)粉的藥物。然而，由密度更大和更緊湊的顆粒構(gòu)成的這樣的結(jié)塊產(chǎn)生了另一個(gè)缺點(diǎn)，它在于這些結(jié)塊對(duì)壓力相當(dāng)敏感。這使得很難計(jì)量這些結(jié)塊，而又不會(huì)損壞這些結(jié)塊和/或產(chǎn)生更大的結(jié)塊，而損壞結(jié)塊或形成更大的結(jié)塊會(huì)降低流動(dòng)能力，因此，為了精確地進(jìn)行計(jì)量需要預(yù)處理。
因此，需要一項(xiàng)技術(shù)，它可以對(duì)微細(xì)地分開的顆粒物質(zhì)特別是結(jié)塊進(jìn)行更精確的計(jì)量。在處理和分配粉末藥物的情況下，精確的計(jì)量特別重要，在這些情況下，必須遵從規(guī)定的體積或重量的容許限度。一個(gè)例子是填充干粉吸入器，比如在歐洲專利EP-B-0237507中公布的那種類型的吸入器。
英國(guó)專利GB-A-2113182公開了用來計(jì)量顆粒材料的一種計(jì)量裝置。然而，所公開的裝置適用于計(jì)量自由流動(dòng)的顆粒材料，比如顆粒肥料，而不適用于流動(dòng)性差的有非常小的顆粒尺寸的微細(xì)地分開的粉末。所公開的計(jì)量裝置包括一個(gè)細(xì)長(zhǎng)的管形式的儲(chǔ)存器，適用于把自由流動(dòng)的顆粒材料分送到計(jì)量機(jī)構(gòu)，可能不能可靠地把微細(xì)地分開的粉末分送到計(jì)量機(jī)構(gòu)，這是因?yàn)樵谠撚?jì)量機(jī)構(gòu)的上方的儲(chǔ)存器中的粉末的前端可能造成在該儲(chǔ)存器中形成的粉末的物理性橋接，從而妨礙粉末自由地流到計(jì)量機(jī)構(gòu)。
因此，本發(fā)明的總的目的是提供用來以一種可靠和精確的方式對(duì)顆粒物質(zhì)進(jìn)行計(jì)量的裝置和方法。
本發(fā)明的另一目的是提供對(duì)壓力敏感的顆粒物質(zhì)比如結(jié)塊進(jìn)行計(jì)量的裝置和方法，其方式可避免損壞這些顆粒物質(zhì)。
本發(fā)明的再一目的是提供可以以高速進(jìn)行的對(duì)顆粒物質(zhì)進(jìn)行計(jì)量的裝置和方法。
本發(fā)明的概述因此，本發(fā)明提供了用來計(jì)量預(yù)定數(shù)量的顆粒物質(zhì)的一種計(jì)量裝置，它包括一個(gè)形成一個(gè)計(jì)量腔室的本體件；一個(gè)不被截?cái)嗟牧魅肼窂?，它有一個(gè)入口，并通向計(jì)量腔室，其中流入路徑可以關(guān)于一個(gè)軸線旋轉(zhuǎn)，該軸線相對(duì)于豎直方向傾斜，使得流入路徑的至少一部分在裝載狀態(tài)向下傾斜，并在排空狀態(tài)向上傾斜，從而使用中的流入路徑在裝載狀態(tài)下把顆粒物質(zhì)的由于重力引起的物料流引進(jìn)計(jì)量腔室中，并且，提供一種由于重力引起的入口閉鎖，阻止顆粒物質(zhì)在排空狀態(tài)下流進(jìn)計(jì)量裝置中；一個(gè)流出路徑，它有一個(gè)出口，并由計(jì)量腔室引出，該流出路徑包括阻止顆粒物質(zhì)在裝載狀態(tài)下由計(jì)量腔室中流出的裝置，但是該裝置容許顆粒物質(zhì)在排空狀態(tài)下由計(jì)量腔室中流出；以及連接到流入路徑的一個(gè)儲(chǔ)存裝置，在使用中一起旋轉(zhuǎn)，并適宜于當(dāng)包含任何體積的顆粒物質(zhì)時(shí)由于旋轉(zhuǎn)使在入口處的所包含的顆粒物質(zhì)運(yùn)動(dòng)，從而確保顆粒物質(zhì)流到計(jì)量腔室。
此計(jì)量裝置適宜于計(jì)量預(yù)定數(shù)量的顆粒物質(zhì)，或者以預(yù)定的體積，或者以預(yù)定的重量。在這種應(yīng)用中，將會(huì)理解到，狀態(tài)轉(zhuǎn)換這個(gè)詞包括由裝載狀態(tài)轉(zhuǎn)換到排空狀態(tài)，也包括由排空狀態(tài)轉(zhuǎn)換到裝載狀態(tài)。
此計(jì)量裝置的一個(gè)重要特點(diǎn)在于，通到計(jì)量腔室的流入路徑是不被截?cái)嗟摹Ｔ谶@種應(yīng)用中，將會(huì)理解到，不截?cái)噙@個(gè)詞被用來意謂著在該流入路徑中沒有設(shè)置任何機(jī)械閥門件或類似物。因此，可以避免對(duì)在流入路徑中的顆粒物質(zhì)的損壞，并且此計(jì)量裝置特別適用來對(duì)壓力敏感的顆粒物質(zhì)比如粉末的結(jié)塊進(jìn)行計(jì)量。然而，并不排除在計(jì)量裝置的下游使用機(jī)械閥門件，這樣的閥門件并不阻塞或截?cái)嗔鞒雎窂?。將在下面描述此種閥門件的一個(gè)示例。
該計(jì)量裝置的另一個(gè)重要特點(diǎn)是在該計(jì)量腔室的上游設(shè)置一個(gè)由于重力引起的入口閉鎖；即，由作用在流入路徑中的顆粒物質(zhì)上的重力所造成的閉鎖作用。結(jié)果，即使在完成計(jì)量腔室的填充之后，可以保持在流入路徑中的顆粒物質(zhì)與在計(jì)量腔室中的被計(jì)量的顆粒物質(zhì)之間有不被截?cái)嗟慕佑|。因此，在通到該計(jì)量腔室的入口處不需要任何機(jī)械閥門件或類似物，來阻止在已經(jīng)完成填充之后顆粒物質(zhì)的進(jìn)一步流入。
除了上述的重力引起的入口閉鎖以外，流出路徑也包括在裝載狀態(tài)下防止顆粒物質(zhì)由計(jì)量腔室流出的裝置，但是該裝置在排空狀態(tài)下容許這樣的流出。由于計(jì)量腔室和在計(jì)量腔室的下游的流出路徑在填充步驟中通常是空的，所以與入口的閉鎖相反，在計(jì)量腔室下游的裝置可以為可運(yùn)動(dòng)的機(jī)械閥門件或類似物，按照每次狀態(tài)的轉(zhuǎn)換以一種適當(dāng)?shù)姆绞娇刂拼思倪\(yùn)行。然而，在本發(fā)明的計(jì)量裝置的優(yōu)選實(shí)施例中包括在計(jì)量腔室下游的重力引起的出口閉鎖。為了提供重力引起的出口閉鎖，狀態(tài)的轉(zhuǎn)換還包括流出路徑的旋轉(zhuǎn)，從而在裝載狀態(tài)下阻止顆粒物質(zhì)由計(jì)量腔室中流出，但是容許在排空狀態(tài)下流出。
流動(dòng)路徑最好形成一個(gè)通道，此通道穿過本體件伸展。然而，流動(dòng)路徑也可以為不封閉的表面的形式，這些表面支承著并引導(dǎo)顆粒物質(zhì)，只要為了實(shí)現(xiàn)由于重力引起而進(jìn)行閉鎖的功能可以使這些表面的傾斜角度改變就行。
本發(fā)明也提供了用來計(jì)量預(yù)定數(shù)量的顆粒物質(zhì)的一種方法，它包括如下步驟提供一種用來計(jì)量預(yù)定數(shù)量的顆粒物質(zhì)的計(jì)量裝置，該計(jì)量裝置包括一個(gè)計(jì)量腔室，一個(gè)不被截?cái)嗟牧魅肼窂剑幸粋€(gè)入口，并通向計(jì)量腔室，一個(gè)由計(jì)量腔室引出的流出路徑，以及連接到流入路徑的一個(gè)儲(chǔ)存裝置，該儲(chǔ)存裝置適宜于當(dāng)包含任何體積顆粒物質(zhì)時(shí)，由于轉(zhuǎn)動(dòng)提供在入口的所包含顆粒物質(zhì)運(yùn)動(dòng)，由此，保證顆粒物質(zhì)流入計(jì)量腔室，向儲(chǔ)存裝置提供顆粒物質(zhì)，通過流入路徑引導(dǎo)由于重力引起的顆粒物質(zhì)的流動(dòng)來充填計(jì)量腔室；在填充的過程中，阻止顆粒物質(zhì)的由于重力引起的流動(dòng)流出計(jì)量腔室；使流入路徑關(guān)于一個(gè)軸線旋轉(zhuǎn)，該軸線相對(duì)于豎直方向傾斜，使得流入路徑的至少一部分向上傾斜，從而提供一個(gè)由于重力引起的入口閉鎖，阻止顆粒物質(zhì)進(jìn)一步流進(jìn)計(jì)量腔室中；排空計(jì)量腔室，同時(shí)由于重力引起的入口閉鎖阻止顆粒物質(zhì)進(jìn)一步流進(jìn)計(jì)量腔室中；以及使流入路徑關(guān)于旋轉(zhuǎn)軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，除去由于重力引起的入口閉鎖，并使得可以重復(fù)填充的步驟。
本發(fā)明還提供了用來計(jì)量預(yù)定數(shù)量的顆粒物質(zhì)的一種計(jì)量設(shè)施，它包括一個(gè)可旋轉(zhuǎn)的輪，兩個(gè)或更多個(gè)計(jì)量裝置在沿圓周的分離開的位置以一根共同的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線裝在此輪上，每個(gè)計(jì)量裝置包括形成一個(gè)計(jì)量腔室的一個(gè)本體件，一個(gè)不被截?cái)嗟牧魅肼窂?，它有一個(gè)入口，并通向計(jì)量腔室，其中流入路徑可以關(guān)于一根軸線旋轉(zhuǎn)，該軸線相對(duì)于豎直方向傾斜，使得流入路徑的至少一部分在裝載狀態(tài)向下傾斜，并在排空狀態(tài)向上傾斜，從而流入路徑在裝載狀態(tài)下把顆粒物質(zhì)的由于重力引起的物料流引導(dǎo)進(jìn)計(jì)量腔室中，并且，提供一種由于重力引起的入口閉鎖，阻止顆粒物質(zhì)在排空狀態(tài)下流進(jìn)計(jì)量腔室中，以及一個(gè)流出路徑，它有一個(gè)出口，并包括阻止顆粒物質(zhì)在裝載狀態(tài)下由計(jì)量腔室中流出的裝置，但是該裝置容許顆粒物質(zhì)在排空狀態(tài)下由計(jì)量腔室中流出。
在一個(gè)可旋轉(zhuǎn)的輪上設(shè)置多個(gè)計(jì)量裝置的好處在于，一個(gè)計(jì)量裝置可以在裝載站進(jìn)行裝載，而另一個(gè)先前已經(jīng)填充的計(jì)量裝置可以同時(shí)在一個(gè)排空站進(jìn)行排空。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，把至少兩個(gè)計(jì)量裝置在直徑上彼此相對(duì)著設(shè)置在旋轉(zhuǎn)輪上，使得當(dāng)至少兩個(gè)計(jì)量裝置之一處于裝載狀態(tài)時(shí)，另一個(gè)處于排空狀態(tài)。
當(dāng)只使用一個(gè)計(jì)量裝置時(shí)，在狀態(tài)轉(zhuǎn)換的過程中，它的出口可以被固定在一個(gè)水平平面中的一個(gè)基本上固定的位置。結(jié)果，由該裝置流出的顆粒物質(zhì)流是聚集在一起的。相反，在旋轉(zhuǎn)輪裝有多個(gè)計(jì)量裝置的情況下，這些計(jì)量裝置沿著圓形的路徑行進(jìn)，在狀態(tài)轉(zhuǎn)換的過程中，每個(gè)計(jì)量裝置的出口不是不動(dòng)的。為了在由裝載狀態(tài)轉(zhuǎn)換到排空狀態(tài)的過程中避免顆粒物質(zhì)過早地由出口流出，每個(gè)計(jì)量裝置最好包括一個(gè)可以單獨(dú)控制的閥門件，它可以在用來在裝載狀態(tài)下關(guān)閉該計(jì)量裝置的出口的關(guān)閉位置與用來在排空狀態(tài)下打開該計(jì)量裝置的出口的打開位置之間運(yùn)動(dòng)。此閥門件的動(dòng)作可以由一個(gè)凸輪型的裝置控制，把它的構(gòu)形做成使閥門件按照旋轉(zhuǎn)輪的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)作。
附圖的簡(jiǎn)要描述現(xiàn)在將在下面參考著附圖僅只以示例的方式描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，在附圖中

圖1為按照本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的計(jì)量裝置在其裝載狀態(tài)下的剖面圖2為圖1所示的計(jì)量裝置在其排空狀態(tài)下的剖面圖；以及圖3為按照本發(fā)明的另一實(shí)施例的計(jì)量設(shè)備的示意性剖面圖，示出了一個(gè)計(jì)量裝置在其裝載狀態(tài)，而另一個(gè)計(jì)量裝置在其排空狀態(tài)。
對(duì)優(yōu)選實(shí)施例的描述圖1和2示出了按照本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的計(jì)量裝置。此計(jì)量裝置典型地用于以一個(gè)預(yù)定的數(shù)量(下面把它稱為一個(gè)“劑量”)的顆粒狀的或球形的藥物填充干粉吸入器。該計(jì)量裝置最好由不銹鋼制成。
此計(jì)量裝置包括本體件2，在使用中它關(guān)于一根傾斜的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線4(A-A)在如在圖1中所示的一個(gè)裝載狀態(tài)與如在圖2中所示的一個(gè)排空狀態(tài)往復(fù)地轉(zhuǎn)過180度。轉(zhuǎn)動(dòng)軸線4相對(duì)于豎直方向V傾斜大約45度的一個(gè)角度α，但是，將會(huì)理解到，可以采用其它的傾斜角度。雖然在此優(yōu)選實(shí)施例中本體件2往復(fù)地轉(zhuǎn)動(dòng)，但是將會(huì)理解到，計(jì)量裝置也可以以在單一的方向上旋轉(zhuǎn)本體件2的方式運(yùn)行。
由入口6到出口8穿過本體件2伸展的流動(dòng)路徑由三個(gè)帶孔的通道構(gòu)成，即，一第一通道10、一第二中間通道12和一第三通道14。三個(gè)通道10、12和14總是相互連通的；即，沒有閥門件或類似物阻塞住在流動(dòng)通道內(nèi)引導(dǎo)的顆粒物質(zhì)。
第一和第二通道10、12一起形成由入口6到計(jì)量腔室20的流入路徑，而第三通道14形成由計(jì)量腔室20到出口8的流出路徑。在此實(shí)施例中，計(jì)量腔室20構(gòu)成第三通道14的一部分。
第一通道10由入口6向下伸展，并與旋轉(zhuǎn)軸線4共軸線。因此，第一通道10的傾斜角度不隨時(shí)間改變，不受狀態(tài)轉(zhuǎn)換的影響。
第二通道12形成在計(jì)量腔室20上游的一個(gè)重力引起的閉鎖，并由第一通道10的下部16伸展到通向計(jì)量腔室20的開孔18。第二通道12相對(duì)于旋轉(zhuǎn)軸線4以角度β伸展。把角度α和β選擇成使第二通道12的方向不論在裝載狀態(tài)還是排空狀態(tài)都不在一個(gè)水平面內(nèi)。更具體地說，第二通道12在其裝載狀態(tài)向下傾斜，為的是允許由于重力引起而流進(jìn)計(jì)量腔室20，并在其排空狀態(tài)向上傾斜，為的是防止由于重力引起流進(jìn)計(jì)量腔室20。標(biāo)號(hào)22表示插進(jìn)第二通道12的外端的一個(gè)密封件。
第三通道14形成在計(jì)量腔室20下游的一個(gè)重力引起的閉鎖，并由計(jì)量腔室20伸展到出口8。第三通道14相對(duì)于旋轉(zhuǎn)軸線4以角度φ伸展。把角度α和φ選擇成在如圖1所示的裝載狀態(tài)下由第三通道14確定的流出路徑的方向向上，使得在填充它的過程中防止由于重力引起由計(jì)量腔室20中流出，并在如圖2所示的排空狀態(tài)下由第三通道14確定的流出路徑的方向向下，為的是容許和幫助由于重力引起由計(jì)量腔室20中流出一個(gè)劑量的顆粒物質(zhì)。
在第三通道14內(nèi)在計(jì)量腔室20朝向離開出口8的那一側(cè)設(shè)置一個(gè)可調(diào)節(jié)的柱塞24，以提供計(jì)量腔室20的體積調(diào)節(jié)。通過調(diào)節(jié)裝置26可以使柱塞24在縱向上定位，以便設(shè)定計(jì)量腔室20的內(nèi)部體積，并因此設(shè)定在裝載狀態(tài)下被填充的體積。可以通過一個(gè)如圖1和2中所示的螺母和螺紋裝置手動(dòng)地調(diào)節(jié)柱塞24的位置，或者可選地通過一個(gè)步進(jìn)馬達(dá)或類似物(未畫出)調(diào)節(jié)柱塞的位置。在優(yōu)選實(shí)施例中，可以結(jié)合一個(gè)反饋型的控制裝置，其中測(cè)量由出口排放的一個(gè)劑量的重量，并使用一個(gè)相應(yīng)的信號(hào)作為反饋信號(hào)，用來以所要求的數(shù)值設(shè)定計(jì)量腔室20的內(nèi)部體積。
在使用中，在如圖1所示的裝載狀態(tài)下，在重力作用下顆粒物質(zhì)流過由第一和第二通道10,12形成的流入路徑，并把計(jì)量腔室20的體積充滿。在此填充步驟中第三通道14被填充的程度取決于第三通道14的傾斜和長(zhǎng)度，以及顆粒物質(zhì)的流動(dòng)能力和在計(jì)量腔室20的上游的流動(dòng)路徑中存在的顆粒物質(zhì)的重量所造成的壓力。最好，把這些參數(shù)選擇成在裝載步驟中將不會(huì)發(fā)生由出口8溢出的情況。
當(dāng)本體件2接著轉(zhuǎn)過180度到達(dá)如圖2中所示的排空狀態(tài)時(shí)，在計(jì)量腔室20和現(xiàn)在已經(jīng)向下傾斜的第三通道14中的劑量在重力的作用下通過出口8流出。在排空步驟中，因?yàn)榈诙ǖ?2在排空狀態(tài)下是向上傾斜的，所以防止了顆粒物質(zhì)流進(jìn)計(jì)量腔室20中；即，流入路徑由于重力引起而被封閉住。重要的是要注意到?jīng)]有任何可能損壞顆粒物質(zhì)的閥門件或類似物阻塞流動(dòng)路徑。
如將由圖1和2看到的那樣，出口8在水平平面中的位置基本上不受狀態(tài)轉(zhuǎn)換的影響。這是由于出口8與旋轉(zhuǎn)軸線4共軸線。為了基本上在豎直方向上引導(dǎo)流出的物料，例如引導(dǎo)進(jìn)入位于出口8下面的一個(gè)吸入器(未畫出)中，本體件2設(shè)有凸耳狀的引導(dǎo)件28。
計(jì)量裝置還包括一個(gè)儲(chǔ)存裝置30，它在入口6有一個(gè)引導(dǎo)流動(dòng)的表面32。在此實(shí)施例中，儲(chǔ)存裝置30的形狀為一個(gè)中空的截頭錐體，此錐體與旋轉(zhuǎn)軸線4共軸線，并被固定地裝到本體件2上，為的是與它一起旋轉(zhuǎn)。把計(jì)量好的顆粒物質(zhì)最好是間歇地送進(jìn)此儲(chǔ)存裝置30中，從而在該儲(chǔ)存裝置30中維持一個(gè)預(yù)定的高度。儲(chǔ)存裝置30的轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)一種翻滾的效果，即，其中的顆粒物質(zhì)的平移，從而防止了顆粒物質(zhì)形成可能影響或阻塞進(jìn)入計(jì)量腔室20的物料流的物理橋接。
圖3示出了設(shè)有多個(gè)如在圖1和2中示出的那種類型的計(jì)量裝置A,B的一個(gè)計(jì)量設(shè)備。已經(jīng)結(jié)合著圖1和2的計(jì)量裝置描述過的計(jì)量裝置A,B的部件將用相同的標(biāo)號(hào)表示，它們的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行將不再重復(fù)。
此計(jì)量設(shè)備包括一個(gè)由輪轂52支承的可旋轉(zhuǎn)的輪50，并把此輪設(shè)置成關(guān)于一根轉(zhuǎn)動(dòng)軸線54(B-B)作步進(jìn)的單方向的轉(zhuǎn)動(dòng)。該轉(zhuǎn)動(dòng)軸線54相對(duì)于豎直方向V傾斜一個(gè)大約45度的角度φ，但是將會(huì)理解到，也可以采用其它的傾斜角度。旋轉(zhuǎn)輪50包括兩個(gè)相對(duì)的主壁56,58，周邊壁60把它們相互連接起來。壁56、58、60形成一個(gè)內(nèi)部體積62，用來容納顆粒物質(zhì)S，通過設(shè)在上面的主壁56中的開孔64，把顆粒物質(zhì)S送進(jìn)來。
把參考著圖1和2描述的那種類型的第一和第二計(jì)量裝置A,B裝在旋轉(zhuǎn)輪50上，將它們裝在直徑上相對(duì)的位置上。在圖3中，示出旋轉(zhuǎn)輪50處在第一計(jì)量裝置A處于裝載狀態(tài)，而第二計(jì)量裝置B處于排空狀態(tài)的位置。計(jì)量裝置A,B的運(yùn)行與聯(lián)系著圖1和2描述的計(jì)量裝置的運(yùn)行基本上相同。因此，使計(jì)量裝置A,B在裝載狀態(tài)與排空狀態(tài)之間重復(fù)地移動(dòng)，而不需要任何可能損壞在該計(jì)量裝置內(nèi)的顆粒物質(zhì)的閥門件。然而，盡管在圖1和2的計(jì)量裝置中，旋轉(zhuǎn)軸線4穿過計(jì)量裝置伸展，并且與第一通道10共軸線，但是圖3的計(jì)量裝置A,B有共同的旋轉(zhuǎn)軸線，即，旋轉(zhuǎn)輪50的旋轉(zhuǎn)軸線54。在這方面，顯然，圖1和2的計(jì)量裝置的旋轉(zhuǎn)軸線4可以位于計(jì)量裝置的外面。
雖然圖3的計(jì)量設(shè)備只包括兩個(gè)計(jì)量裝置A,B，但是，將會(huì)認(rèn)識(shí)到，旋轉(zhuǎn)輪50可以支承附加的計(jì)量裝置。典型地，旋轉(zhuǎn)輪50可以支承六個(gè)在圓周方向上對(duì)稱地分離開的計(jì)量裝置，比如，在旋轉(zhuǎn)輪50的一個(gè)給定的旋轉(zhuǎn)位置，一第一裝置處于裝載站的裝載狀態(tài)，第二和第三裝載的裝置處在正旋轉(zhuǎn)到排空站的過程中，第四裝置處于排空站的排空狀態(tài)，而第五和第六排空的裝置處在正旋轉(zhuǎn)到裝載站的過程中。
在如圖1和2中所示出的計(jì)量裝置與如圖3中所示出的計(jì)量設(shè)施的計(jì)量裝置A,B之間還有另外的差別。在圖1和2的裝置中，出口8的位置基本上不受狀態(tài)轉(zhuǎn)換的影響，而在圖3的裝置中，出口8的位置在狀態(tài)轉(zhuǎn)換的過程中沿著一個(gè)圓周路徑運(yùn)動(dòng)。因此，在圖3的計(jì)量裝置A,B的其中一個(gè)離開裝載站的被填充的計(jì)量腔室20中的顆粒物質(zhì)可能在該計(jì)量裝置到達(dá)排空站之前，部分地或完全地通過出口8流出。為了防止計(jì)量裝置A,B的這種過早的排空，每個(gè)計(jì)量裝置A,B設(shè)有形式為可控的閥門裝置的一個(gè)機(jī)械的出口鎖定件。每個(gè)閥門裝置包括一個(gè)可作樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)的臂66，此臂在一端有一個(gè)閥門件70，而在另一端有滾輪形式的一個(gè)凸輪隨動(dòng)件72。臂66的樞軸軸線用標(biāo)號(hào)68表示。沿著在一個(gè)不動(dòng)的環(huán)76上形成的一個(gè)沿圓周的凹槽74引導(dǎo)每個(gè)凸輪隨動(dòng)件72，并且，每個(gè)凸輪隨動(dòng)件提供了對(duì)于該凸輪隨動(dòng)件72的一個(gè)引導(dǎo)凸輪的表面。如在圖3中所示，沿圓周的凹槽74的半徑在裝載狀態(tài)比在排空狀態(tài)要大一些。結(jié)果，在狀態(tài)轉(zhuǎn)換的過程中，臂66的角度位置將移動(dòng)。更具體地說，把凸輪凹槽74的半徑選擇成使得在裝載狀態(tài)和沿著朝向排空狀態(tài)的路徑閥門件70將處在它的關(guān)閉位置，為的是把出口8關(guān)閉起來，如計(jì)量裝置A所示出的那樣。在排空狀態(tài)，閥門件70將處在它的打開位置，容許顆粒物質(zhì)由出口8流出，如計(jì)量裝置B所示出的那樣。
將會(huì)理解到，在圖1和2的計(jì)量裝置中可以使用一個(gè)機(jī)械閥門件。事實(shí)上，將會(huì)認(rèn)識(shí)到，可以用重復(fù)地把出口8打開和關(guān)閉的一個(gè)機(jī)械閥門機(jī)構(gòu)來替代在圖1和2的計(jì)量裝置中由第三通道14形成的重力引起的出口閉鎖。
最后，對(duì)本技術(shù)熟悉的人士將會(huì)認(rèn)識(shí)到，本發(fā)明不限于所描述的實(shí)施例，而可以在如所附的權(quán)利要求中所確定的本發(fā)明的范圍以內(nèi)以多種不同的方式改變。
權(quán)利要求
1．一種用來計(jì)量預(yù)定數(shù)量的顆粒物質(zhì)的計(jì)量裝置，它包括一個(gè)形成一個(gè)計(jì)量腔室(20)的本體件(2)；一個(gè)不被截?cái)嗟牧魅肼窂?，它有一個(gè)入口(6)，并通向計(jì)量腔室(20)，其中流入路徑可以關(guān)于一根軸線(4)旋轉(zhuǎn)，該軸線相對(duì)于豎直方向(V)傾斜(α)角度，使得流入路徑的至少一部分在裝載狀態(tài)向下傾斜，并在排空狀態(tài)向上傾斜，從而使用中的流入路徑在裝載狀態(tài)下把顆粒物質(zhì)的由于重力引起的物料流引導(dǎo)進(jìn)計(jì)量腔室(20)中，并且，提供一種由于重力引起的入口閉鎖，阻止顆粒物質(zhì)在排空狀態(tài)下流進(jìn)計(jì)量腔室(20)中；一個(gè)流出路徑，它有一個(gè)出口(8)，并由計(jì)量腔室(20)引出，該流出路徑包括阻止顆粒物質(zhì)在裝載狀態(tài)下由計(jì)量腔室(20)中流出的裝置，但是該裝置容許顆粒物質(zhì)在排空狀態(tài)下由計(jì)量腔室(20)中流出；以及一個(gè)連接到流入路徑的儲(chǔ)存裝置(30)，在使用中一起旋轉(zhuǎn)，并適宜于當(dāng)包含任何體積的顆粒物質(zhì)時(shí)由于旋轉(zhuǎn)使在入口(6)處的所包含的顆粒物質(zhì)運(yùn)動(dòng)，從而確保顆粒物質(zhì)流到計(jì)量腔室(20)。
2．按照權(quán)利要求1所述的計(jì)量裝置，其特征在于，流出路徑適宜于與流入路徑一起關(guān)于轉(zhuǎn)動(dòng)軸線(4)旋轉(zhuǎn)，使得流出路徑的至少一部分在裝載狀態(tài)下向上傾斜，并在排空狀態(tài)下向下傾斜，從而該流出路徑提供一個(gè)由于重力引起的出口閉鎖，阻止顆粒物質(zhì)在裝載狀態(tài)下流出計(jì)量裝置(20)，并在排空狀態(tài)下把顆粒物質(zhì)的由于重力引起的物料流引導(dǎo)流出計(jì)量腔室(20)。
3．按照權(quán)利要求1或2所述的計(jì)量裝置，其特征在于，計(jì)量腔室(20)有可以改變的內(nèi)部體積。
4．按照權(quán)利要求3所述的計(jì)量裝置，其還包括控制裝置(24,26)，用來調(diào)節(jié)計(jì)量腔室(20)的內(nèi)部體積。
5．按照權(quán)利要求1到4中任何一個(gè)所述的計(jì)量裝置，其特征在于，流動(dòng)路徑確定了一個(gè)通道(10,12,14)，此通道穿過本體件(2)伸展。
6．按照權(quán)利要求1到5中任何一個(gè)所述的計(jì)量裝置，其特征在于，流動(dòng)路徑確定了一個(gè)通道(10,12,14)，此通道的截面基本上不受狀態(tài)轉(zhuǎn)換的影響。
7．按照權(quán)利要求1到6中任何一個(gè)所述的計(jì)量裝置，其特征在于，儲(chǔ)存裝置(30)與流入路徑的入口(6)共軸線。
8．按照權(quán)利要求1到7中任何一個(gè)所述的計(jì)量裝置，其特征在于，儲(chǔ)存裝置(30)的形狀基本上為錐形，并朝向流入路徑的入口(6)傾斜。
9．按照權(quán)利要求1到8中任何一個(gè)所述的計(jì)量裝置，其特征在于，旋轉(zhuǎn)軸線(4)的傾斜角度(α)不受狀態(tài)轉(zhuǎn)換的影響。
10．按照權(quán)利要求1到9中任何一個(gè)所述的計(jì)量裝置，其特征在于，旋轉(zhuǎn)為一個(gè)方向的。
11．按照權(quán)利要求1到9中任何一個(gè)所述的計(jì)量裝置，其特征在于，接續(xù)的狀態(tài)轉(zhuǎn)換包括往復(fù)的轉(zhuǎn)動(dòng)。
12．按照權(quán)利要求1到11中任何一個(gè)所述的計(jì)量裝置，其特征在于，流出路徑的出口(8)位于鄰近旋轉(zhuǎn)軸線(4)，從而出口(8)在水平面中的位置基本上不受狀態(tài)轉(zhuǎn)換的影響。
13．按照權(quán)利要求1到12中任何一個(gè)所述的計(jì)量裝置，其特征在于，流入路徑的入口(6)位于鄰近旋轉(zhuǎn)軸線(4)，從而入口(6)在水平面中的位置基本上不受狀態(tài)轉(zhuǎn)換的影響。
14．一種用來計(jì)量預(yù)定數(shù)量的顆粒物質(zhì)的方法，它包括如下步驟提供用來計(jì)量預(yù)定數(shù)量的顆粒物質(zhì)的一種計(jì)量裝置，該計(jì)量裝置包括一個(gè)計(jì)量腔室(20)，一個(gè)不被截?cái)嗟牧魅肼窂?，它有一個(gè)入口(6)，并通向計(jì)量腔室(20)，一個(gè)由計(jì)量腔室(20)引出的流出路徑，以及一個(gè)連接到流入路徑的儲(chǔ)存裝置(30)，該儲(chǔ)存裝置(30)適宜于當(dāng)包含任何體積的顆粒物質(zhì)時(shí)由于旋轉(zhuǎn)使在入口(6)處的所包含的顆粒物質(zhì)運(yùn)動(dòng)，從而確保顆粒物質(zhì)流到計(jì)量腔室(20)；提供在儲(chǔ)存裝置(30)中的顆粒物質(zhì)；通過引導(dǎo)由重力引起的顆粒物質(zhì)流過流入路徑填充計(jì)量腔室(20)；在填充的過程中，阻止顆粒物質(zhì)的由于重力引起的流動(dòng)流出計(jì)量腔室(20)；使流入路徑關(guān)于一個(gè)軸線(4)旋轉(zhuǎn)，該軸線相對(duì)于豎直方向(V)傾斜(α)角度，使得流入路徑的至少一部分向上傾斜，從而提供一個(gè)由于重力引起的入口閉鎖，阻止顆粒物質(zhì)進(jìn)一步流進(jìn)計(jì)量腔室(20)中；排空計(jì)量腔室(20)，同時(shí)由于重力引起的入口閉鎖阻止顆粒物質(zhì)進(jìn)一步流進(jìn)計(jì)量腔室(20)中；以及使流入路徑關(guān)于旋轉(zhuǎn)軸線(4)轉(zhuǎn)動(dòng)，除去由于重力引起的入口閉鎖，并使得可以重復(fù)填充的步驟。
15．按照權(quán)利要求14中所述的方法，其還包括間歇地把顆粒物質(zhì)送到儲(chǔ)存裝置(30)的步驟。
16．按照權(quán)利要求14或15中所述的方法，其還包括確定在排空步驟中由計(jì)量腔室(20)排出的數(shù)量經(jīng)過計(jì)量的顆粒物質(zhì)的重量的步驟，以及按照此重量調(diào)節(jié)計(jì)量腔室(20)的內(nèi)部體積的步驟。
17．一種用來計(jì)量預(yù)定數(shù)量的顆粒物質(zhì)的計(jì)量設(shè)備，它包括一個(gè)可旋轉(zhuǎn)的輪(50)，兩個(gè)或更多個(gè)計(jì)量裝置(A,B)在沿圓周分離開的位置以一根共同的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線(54)裝在此輪上，每個(gè)計(jì)量裝置(A,B)包括形成一個(gè)計(jì)量腔室(20)的一個(gè)本體件(2)，一個(gè)不被截?cái)嗟牧魅肼窂?，它有一個(gè)入口(6)，并通向計(jì)量腔室(20)，其中流入路徑可以關(guān)于一根軸線(4)旋轉(zhuǎn)，該軸線相對(duì)于豎直方向(V)傾斜(φ)角度，使得流入路徑的至少一部分在裝載狀態(tài)向下傾斜，并在排空狀態(tài)向上傾斜，從而流入路徑在裝載狀態(tài)下把顆粒物質(zhì)的由于重力引起的物料流引導(dǎo)進(jìn)計(jì)量腔室(20)中，并且，提供一種由于重力引起的入口閉鎖，阻止顆粒物質(zhì)在排空狀態(tài)下流進(jìn)計(jì)量腔室(20)中，以及一個(gè)流出路徑，它有一個(gè)出口(8)，并包括阻止顆粒物質(zhì)在裝載狀態(tài)下由計(jì)量腔室(20)中流出的裝置，但是該裝置容許顆粒物質(zhì)在排空狀態(tài)下由計(jì)量腔室(20)中流出。
18．按照權(quán)利要求17中所述的計(jì)量設(shè)備，其特征在于，把至少兩個(gè)計(jì)量裝置(A,B)在直徑上彼此相對(duì)著設(shè)置在旋轉(zhuǎn)輪(50)上，使得當(dāng)至少兩個(gè)計(jì)量裝置(A,B)之一處于裝載狀態(tài)時(shí)，另一個(gè)處于排空狀態(tài)。
19．按照權(quán)利要求17或18中所述的計(jì)量設(shè)備，其特征在于，計(jì)量裝置(A,B)中的每一個(gè)包括一個(gè)閥門機(jī)構(gòu)，用來打開和關(guān)閉相應(yīng)計(jì)量裝置(A,B)的流出路徑的出口(8)，每個(gè)閥門機(jī)構(gòu)包括一個(gè)閥門件(70)，它可以在用來在裝載狀態(tài)下關(guān)閉相應(yīng)計(jì)量裝置(A,B)的出口(8)的關(guān)閉位置與用來在排空狀態(tài)下打開相應(yīng)計(jì)量裝置(A,B)的出口(8)的打開位置之間運(yùn)動(dòng)，每個(gè)閥門機(jī)構(gòu)還包括一個(gè)凸輪型的裝置(72,74)，用來在旋轉(zhuǎn)輪(50)的轉(zhuǎn)動(dòng)過程中用機(jī)械的方法使閥門件(70)動(dòng)作。
全文摘要
一種本發(fā)明涉及用來計(jì)量預(yù)定數(shù)量的顆粒物質(zhì)的方法和計(jì)量裝置,并涉及包括兩個(gè)或更多個(gè)這樣的計(jì)量裝置的計(jì)量設(shè)備。此計(jì)量裝置包括:一個(gè)限定一個(gè)計(jì)量腔室(20)的本體件(2);一個(gè)不被截?cái)嗟牧魅肼窂?它有一個(gè)入口(6),并通向計(jì)量腔室(20),其中流入路徑可以關(guān)于一根軸線(4)旋轉(zhuǎn),該軸線相對(duì)于豎直方向(V)傾斜(α)角度,使得流入路徑的至少一部分在裝載狀態(tài)向下傾斜,并在排空狀態(tài)向上傾斜,從而使用中的流入路徑在裝載狀態(tài)下把顆粒物質(zhì)的由于重力引起的物料流引導(dǎo)進(jìn)計(jì)量腔室(20)中,并且,提供一種由于重力引起的入口閉鎖,阻止顆粒物質(zhì)在排空狀態(tài)下流進(jìn)計(jì)量腔室(20)中;一個(gè)流出路徑,它有一個(gè)出口(8),并由計(jì)量腔室(20)通出,該流出路徑包括阻止顆粒物質(zhì)在裝載狀態(tài)下由計(jì)量腔室(20)中流出的裝置,但是該裝置容許顆粒物質(zhì)在排空狀態(tài)下由計(jì)量腔室(20)中流出;以及一個(gè)連接到流入路徑的儲(chǔ)存裝置(30),在使用中一起旋轉(zhuǎn),并適宜于當(dāng)包含任何體積的顆粒物質(zhì)時(shí)由于旋轉(zhuǎn)使在入口(6)處的所包含的顆粒物質(zhì)運(yùn)動(dòng),從而確保顆粒物質(zhì)流到計(jì)量腔室(20)。
文檔編號(hào)A61M15/00GK1228834SQ9719741
公開日1999年9月15日 申請(qǐng)日期1997年8月14日 優(yōu)先權(quán)日1996年8月23日
發(fā)明者B·-A·奧爾松 申請(qǐng)人:阿斯特拉公司