靜網PWA視頻評論

泡罩包裝設備的主要工作機構分析

2023年10月14日

- txt下載

孫懷遠1,2楊麗英1孫波2顧青青2
(1.上海健康醫學院,上海200093;2.上海理工大學醫療器械與食品學院,上海200093)
摘要:泡罩包裝是固體製劑的主流包裝形式。儘管泡罩包裝設備有多種類型,但工藝流程基本相同。按工藝操作順序介紹了泡罩包裝設備的主要工作機構,包括加熱裝置、成型裝置、熱封裝置、打字壓印裝置、沖切裝置。
關鍵詞 :泡罩包裝;工作機構;分析
AnalysisofMainlyWorkingDevicesinBlisterpackaging
SunHuaiyuan1,2YangLiying1SunBo2GuQingqing2
(1.ShanghaiUniversityofMedicine&Healthsciences,Shanghai200093;2.CollegeofMedicalInstrumentandFoodEngineering,UniversityofShanghaiforScienceandTechnology,Shanghai200093)
Abstract:Blisterpackagingisthemainstreamformofsolidpreparationpackaging.Althoughblisterpackagingequipmenthasavarietyoftypes,theprocessesarebasicallysame.Accordingtotheprocesssequence,mainlyworkingdevicesinblisterpackagingwereintroducedincludingtheheatingdevice,moldingdevice,heat-sealingdevice,typingandstampingdevice,cuttingdevice.
Keywords:blisterpackaging;workingdevice;analysis
0引言
泡罩包裝目前已成為固體製劑包裝的主流。泡罩包裝設備按自動化程度可分為全自動泡罩包裝機、自動泡罩包裝機及半自動泡罩包裝機;按成型與熱封結構型式可分為輥筒式泡罩包裝機、平板式泡罩包裝機和輥板式泡罩包裝機。
儘管泡罩包裝設備型式較多,完成工藝操作的方法也各不相同,但它們的工藝流程卻基本相同。
其基本工藝流程為:薄膜放卷—加熱—泡罩成型—藥品充填—鋁箔熱封—批號列印—板塊沖裁—包裝。
本文將對完成泡罩包裝工藝過程的主要工作機構進行介紹和分析。
1加熱裝置分析
泡罩包裝設備的加熱裝置的作用是將藥用薄膜加熱軟化至可塑狀態,以便在成型模具上通過一定方式形成泡罩。
圖1為輥筒式泡罩包裝機的兩種加熱形式簡圖,即輻射加熱和接觸加熱,或者稱為外加熱和內加熱。外加熱多採用石英玻璃加熱管作為加熱元件,數支加熱管組成一個與成型模輥同心的弧形加熱面,通電後產生遠紅外線,對繞在成型模輥面上的塑膜進行烘烤加熱。內加熱是將管狀加熱元件均勻置於加熱輥體內,輥體與成型模輥接觸且與成型模輥同步轉動,通電後輥體變熱,對繞在成型模輥面上的塑膜直接接觸加熱。
圖2為平板式和輥板式泡罩包裝機的加熱裝置結構簡圖,由上、下加熱板構成,採用板式接觸間歇加熱方式,加熱器有管狀和片狀兩種,置於加熱板中間。加熱時,上、下加熱板必須保持水平位置,以保證成型均勻性。
加熱板運動有多種形式:上板運動有直動式和翻轉式;下板運動一般為直動式;上、下板一起運動為直動式。
圖2(a)即為上板直動式,圖2(b)為上板翻轉式。加熱板上下運動是由氣缸帶動的。工作時加熱板一般不動,在兩板之間有0.5~0.8mm的間隙,塑膜從間隙通過,這樣能避免熱量損失,保證成型良好。
2成型裝置分析
泡罩包裝設備的成型裝置的作用是將軟化至可塑狀態的藥用薄膜通過一定方式形成泡罩。
圖3為輥筒式泡罩包裝機的成型裝置結構簡圖,主要由成型模輥、動閥板、配氣盤等組成。成型模輥轉動時,配氣盤上的真空接口通過動閥板上的長槽與成型模輥的真空孔道相通,真空孔道再通過與其相通的小孔將成型模輥模孔內的空氣吸走,這時成型模輥面緊貼著受熱軟化的塑膜,膜面受到大氣壓力的作用,下面又形成了真空,於是塑膜被吸成了與模孔形狀相同的泡罩,而在真空區外的塑膜沒有被吸成泡罩。隨著成型模輥的不斷轉動,輥面上包著的塑膜不斷被吸成泡罩。
圖4為平板式泡罩包裝機的成型裝置結構簡圖。下模座與下模具一起被固定連接在機座上,而上模具在旋轉的凸輪驅動下垂直上下運動。當上、下兩模具合模時,通過下模座的通道向成型腔吹入壓縮空氣。塑膜在壓縮空氣的作用下被吹成泡罩,同時也產生一個分模力和向下的壓力。為了防止上、下模具在高壓氣體作用下分開,保證它們之間的密封性,平衡氣室內要始終通入壓縮空氣,使之平衡,從而保證上、下模具之間有足夠的合模力,同時還可以消除模具的安裝誤差,因為下模座是浮動連接的,所以在上、下模具合模時,下模具會依靠下面的平衡氣自動找平衡和上模具良好接觸。
圖5為輥板式泡罩包裝機的成型裝置結構簡圖,由成型模、吹模、上模座、下模座、平衡氣室、驅動軸、導柱等組成。當驅動軸旋轉時,凸輪推動滾輪向下運動,通過導柱帶動成型模向下運動,上、下模具合模,高壓成型氣從吹模的孔道進入成型腔,將加熱軟化的塑膜吹塑成型。成型的同時模腔內產生分模力,為了不使上、下模具分開,保證它們之間的密封性,平衡氣室內始終通入壓力可調的高壓氣使之平衡,從而保證上、下模具之間有足夠的合模力。成型結束,凸輪推動滾輪向上運動,成型模也隨著向上運動,上、下模具分開,一個循環過程完成。
3熱封裝置分析
泡罩包裝設備的熱封裝置的作用是將單面塗有粘合劑的鋁箔覆蓋並牢固粘結在已填入包裝藥品的泡罩膜上,將被包裝藥品分別密封在泡罩內。
圖6為輥筒式泡罩包裝機的熱封裝置結構簡圖,其為輥式結構,由拉膜輥、封合輥、支架、支撐軸等組成,拉膜輥與封合輥平行安裝。封合輥內裝有管狀加熱元件,而輥面上加工有點狀或網狀網紋,以增加封合強度和外觀美觀程度。
拉膜輥面上制有與成型模輥面上排列一致的模孔,成型後的泡罩嵌入模孔中,泡罩帶隨拉膜輥的轉動而勻速運行。拉膜輥內通入冷卻水,用來冷卻繞在輥面上的塑膜泡罩帶,防止泡罩在熱封合時受熱變形。封合裝置工作時拉膜輥勻速轉動,並帶動封合輥同步轉動,在轉動過程中將壓在兩輥間的塑膜泡罩帶與鋁箔牢固地粘合在一起。停車或工作結束時,封合輥立即離開拉膜輥。
圖7為平板式泡罩包裝機的熱封裝置結構簡圖。
其採用板式熱封方式,上封合板內裝有管狀加熱器,上、下封合板對應表面上制有網紋。由於板式封合接觸面積大,為了在給定的系統壓力下能封合牢固,所以在上封合板上方附加有增壓缸。工作時,上封合板不動,下封合板在旋轉凸輪的作用下,沿垂直方向作上、下運動,完成封合功能。
圖8為輥板式泡罩包裝機的輥式熱封裝置結構簡圖,其結構形式與輥筒式泡罩包裝機相似。由主動輥、熱壓輥、支架、調整板、擺杆、氣缸等組成。熱壓輥由氣缸帶動擺杆和支架壓到主動輥上,當充填後的泡罩膜和鋁箔通過主動輥和熱壓輥中間時,在溫度和壓力作用下,鋁箔與塑膜粘合到一起。與圖6所示結構相同,兩輥壓合時是線接觸,封合壓力大,封合效果好,生產效率高。影響熱壓封合質量的因素主要有兩個方面:(1)主動輥與熱壓輥軸線不平行;(2)主動輥與熱壓輥母線不重合。因此,必要時需要對裝置進行調整,以保證兩輥相對位置正確,確保封合質量達到要求。
4打字壓印裝置分析
打字是在封合後的泡罩膜帶上按設計位置等距離間隔打上生產批號或生產日期,以便保存和使用;壓印是在泡罩膜帶的封合帶上壓出易於折斷的橫向、縱向折斷線,使每個泡罩成為單元塊,容易從板塊上分離,方便使用。
打字、壓印裝置是間歇運動的,間歇送入本裝置的泡罩膜帶由步進裝置提供,打字、壓印一般都在一個工位上完成。打字是包裝必需的,但板塊上可以不壓印,可以只壓橫向切印或縱向切印,也可以橫向、縱向切印一齊壓出。橫向、縱向切刀可以單獨安裝,也可以交叉安裝。縱橫切刀單獨安裝加工製造比較容易,但機構體積大;縱橫切刀交叉安裝在一起加工製造較困難,但機構體積小。
壓印有熱壓和冷壓兩種形式:熱壓是將切刀裝在有加熱元件的刀模上,刀模上下運動,切刀在塑膜一面燙切出折斷印跡;冷壓是指在這種結構里不帶有加熱元件,而是用切刀在膜帶鋁箔一側硌切出折斷印跡。比較這兩種壓印方式,冷壓刀刃是靠壓力壓入膜帶的,所需壓力較大,該方法對製造精度、安裝精度要求很嚴格;熱壓比冷壓容易,但由於切刀為熱狀態,泡罩受到烘烤會變形,因而熱壓印刀模的行程要大些,避免切刀離泡罩太近而使泡罩受熱變形。
圖9為輥筒式泡罩包裝機的打字、壓印裝置結構簡圖,屬冷壓形式。膜帶由步進裝置送入動模板和定模板之間,連杆帶動動模板上下往復運動,使打字板、切刀相對於字頭夾、承刀板做運動,從而在膜帶鋁箔一側打出批號和壓出折斷線。
相對於輥筒式泡罩包裝機而言,平板式泡罩包裝機的打字、壓印機構一般較大,也採用冷壓的方式,常用結構如圖10所示。
傳動系統使下座板在垂直方向作上下往復運動,當下座板帶著打字托板(圖中未畫出)和壓印槽板沿導向軸向上運動時,首先壓印槽板與退料板通過彈簧的壓力,將熱封后的成型膜片夾緊,同時繼續向上運動,使刀刃逐漸壓入膜片中,而後再進入壓印槽板的溝槽內,將膜片壓出印跡,同時字頭夾(圖中未畫出)在膜片上打出批號等。之後,下座板向下運動,壓印槽板與壓印刀片逐漸脫開,同時退料板在彈簧力作用下將膜片推出刀片,從而完成一個循環。
圖11為輥板式泡罩包裝機的冷壓法打字壓印裝置結構簡圖,由壓印刀、夾刀體(圖中未標出)、退料板、墊板、導柱、往復軸等組成。驅動軸驅動往復軸往復運動,當墊板向前運動時,通過彈簧的壓力將膜帶壓緊於墊板與退料板之間,刀刃逐漸壓入膜帶,進入墊板的溝槽內,此時批號和印跡同時被壓在膜帶上。之後,墊板開始返回,退料板在彈簧壓力作用下,將膜帶推出刀片,一個工作過程完成。
圖12為輥板式泡罩包裝機的熱壓法打字壓印裝置結構簡圖,由壓印刀、夾刀體(圖中未標出)、退料板、墊板、導柱、加熱管等組成,夾刀體上裝有加熱管,使刀片在熱狀態下壓印,其工作過程與冷壓法相似。
裝有壓印刀的動板向上運動時,通過彈簧的壓力將膜帶壓緊於墊板與退料板之間,刀刃逐漸壓入膜帶,從而在塑膜硬片一側實現壓印。此後,動板開始返回,退料板在彈簧壓力作用下,將塑膜硬片推出刀片,一個工作過程完成。由於熱刀片在瞬間軟化塑膜硬片,容易壓出印跡,故所需壓力比冷壓法要小,墊板上沒有溝槽。這種方法對製造、安裝、調整要求不太嚴格,但是對板塊質量有一定影響。
5沖切裝置分析
沖切是泡罩包裝機的最後一道工序,它是把封合、列印好的連續的成型膜帶按預定的數量和排列形式沖切成規定尺寸的單個板塊。沖切分為有橫邊沖切和無橫邊沖切。有橫邊沖切模具一般沿垂直方向移動,無橫邊沖切模具一般沿水平方向移動。無橫邊沖切可以節約包裝材料,但工作可靠性略差。沖切裝置是間歇運動的,間歇送入本裝置的泡罩膜帶由步進裝置提供。從傳動上來看,沖切裝置主要有兩種形式:一種是凹模固定,凸模運動;另一種是凸模固定,凹模運動。
圖13為輥筒式泡罩包裝機的沖切裝置結構簡圖,由凸模、凹模、直線軸承、導柱及模具板等組成。在連杆帶動下,凸模板上下往復運動,凸、凹模合模時,膜帶被沖切成單個板塊後落入輸料裝置。至此包裝機完成了全部工作過程。
沖切也可以與打字、壓印三位一體放在一個工位上,如圖14所示。該機構水平放置時,左邊為打字、壓印,右邊為沖切;該機構豎直放置時,上面為打字、壓印,下面為沖切。這種結構體積小、構件少,但機器的負荷比較集中。
對於平板式泡罩包裝機,一般都是採用凸模固定、凹模運動的形式完成沖切工序。圖15為平板式泡罩包裝機的沖切裝置結構簡圖。凸模固定在上座板上不動,當凹模在凸輪作用下,沿導柱上升到最高點時,凹模刃口上平面超過凸模刃口下平面,即相當於凸模進入凹模刃口內(一般進入深度為3.5mm),將膜帶沖切成規定尺寸的板塊。同時,凹模壓迫退廢料板一起向上運動,而退料裝置在氣缸作用下向下運動,將沖切好的板塊推出,落在輸送機傳動帶上運走。之後,凹模沿導柱向下回落,同時退廢料板也在彈簧的作用下復位,使沖切後產生的廢料邊脫離凸模,由收廢料機構帶走。
圖16為輥板式泡罩包裝機的沖切裝置結構簡圖,採用凹模固定、凸模運動的形式。驅動軸帶動連杆作往復運動,推動凸模座板沿導柱向前運動,同時退料板通過彈簧的壓力將膜帶壓緊,凸模進入固定不動的凹模刃口深度達3.5mm左右,將膜帶板塊沖切下來。之後,凸模返回,一個循環完成。
6結語
泡罩包裝技術近年來發展快速,薄膜加熱、泡罩成型、鋁箔熱封、打字壓印、板塊沖裁等是泡罩包裝工作過程中的主要工藝操作。本文通過對泡罩包裝設備的主要工作機構的介紹,為進一步了解泡罩包裝設備的核心組成及其工作原理提供了一定的基礎。

參考文獻]
[1]宋利君,張雅君,王興.PVC/PE復合硬片替代泡罩包裝中PVC片的應用研究[J].包裝與食品機械,2015(2).
[2]孫懷遠.藥品包裝技術與設備[M].北京:印刷工業出版社,2008.
[3]劉雄心,譚鐵仁,李夢瑤,等.平板式泡罩包裝機成型裝置凸輪曲線的改進[J].包裝與食品機械,2012(5).
[4]王林寬,施雯宇,胡永勝,等.DPB-250G型平板式自動泡罩包裝機的研製[J].醫療衛生裝備,2012(8).   
收稿日期:2015-07-13
作者簡介:孫懷遠(1962—),男,江蘇興化人,教授,研究方向:醫藥工程技術、藥品生產與包裝設備。

收藏

相關推薦

清純唯美圖片大全

字典網 - 試題庫 - 元問答 - 简体 - 頂部

Copyright © cnj8 All Rights Reserved.