螺杆式粉体分装机

螺杆式粉体分装机（精选三篇）

螺杆式粉体分装机 篇1

1 现状分析与原因查找

就粉体分装机械的核心部件———分装头而言, 分装螺杆绝大部分仍沿用传统的结构单一的圆柱等距普通螺杆, 这就难以保证物理性状千差万别的粉体分装要求。整机的性能参数欠佳, 主要表现为:分装速度慢、装量精度低、装量范围窄、对粉体的适应性差。尤其在遇到流动性特好或流动性特差的粉体时, 其矛盾就更为突出, 有时甚至难以分装。装量特小或装量特大时, 其装量精度更难以保证。

再来看一看国外的情况。国外有代表性的厂家把粉体分为3类:自由流动粉体 (例如盐) 、非自由流动粉体 (例如面粉) 和中性粉体 (例如速溶咖啡粉) 。可用一种简易的测试方式来判断粉体的流动性:把一支铅笔插入粉体容器的顶部, 然后拔出来, 洞如果立即坍塌, 则这种粉体可被认为是自由流动的;如果保持一个明显的铅笔印迹, 它就是非自由流动的;部分坍塌, 则是中性粉体。根据3类粉体的物理性状, 设计出3种不同的分装头, 来适应每类粉体的分装要求。

(1) 对于自由流动粉体, 在靠近伸出螺杆的末端加1个挡料盘, 用左旋螺母固定, 来拦挡料粉流动。挡料盘的尺寸及与料管底部的距离由粉体的休止角和装量要求而定, 并在料管的下端连接1个简易的倒锥形收集器来完成粉体的分装。

(2) 对于非自由流动粉体, 螺杆尾部几乎同料管底部在同一平面内, 其距离只有1/64″ (0.396 mm) 。自喂料螺杆在料管喉部以上装有一组较大直径的倒锥形螺旋叶片, 这样有助于非自由流动粉体向下流到料管喉部。同时设计了1个比较大的料斗空间, 以让粉体在其中有更长的停留时间, 有助于排气和视比重的均一性。

(3) 对于中性粉体, 则是在自喂料螺杆的底部安装1个“滴注缓冲环”, 或是在料管底部加1个十字丝, 当螺杆停止转动时, 使其产生一个轻微的回压力, 让粉体保持在料管内, 以防止漏粉。

通过以上对国内外螺杆式粉体分装机械分装头的分析可知, 国外在对粉体物理性状的研究方面, 比国内更加深入与细化, 设计的3种分装头更加贴近生产实际, 所以整机的性能指标要好一些。

从当今螺杆式粉体分装机械分装头结构及其设计的依据来看, 都是从粉体的物理性状参数之表面现象出发而得出的设计结论。并没有找到影响螺杆式粉体分装机械整机性能参数的关键因素。

2 最佳分装密度是决定螺杆式粉体分装机械整机性能参数的关键因素

最佳分装密度不但是决定螺杆式粉体分装机械整机性能参数的关键因素, 而且贯穿于从设计到使用与操作的全过程。

众所周知, 螺杆式计量装置是容积式计量装置。容积式计量装置的基本特征是以容积来计量质量的。要想达到高速、精确计量 (即分装) 的目的, 加大密度和使其视比重趋于均一, 是必要的前提条件。而对于比容小、粒子形状不同且呈飘浮状的粉体, 加大密度又是使其视比重趋于均一的前提条件, 所以加大密度就显得更为重要。只有加大单位体积的密度和使其视比重更趋均一, 才能使粉体的分装速度和装量精度得到同步提高。实践证明, 当粉体密度加大到某一个值时, 粉体就会与螺杆或料管粘接或堵塞, 使分装难以进行。能够确保粉体不与螺杆或料管粘接或堵塞的最大密度值, 就是该粉体的最佳分装密度。每一种粉体的最佳分装密度值通过实验都可以测得, 其数值与该粉体的压缩比相关。测得该粉体的压缩比后, 根据粉体的粘性、流动性及吸湿性, 稍加修正便可。

通过对最佳分装密度的形成过程, 来分析其在生产实践中的科学性。某种粉体的最佳分装密度是该粉体在分装过程中由料管喉部到料管尾部通过螺杆与料管所构成的空间逐渐变小, 让粉体的密度在运动中逐渐加大, 当运动到料管尾部时, 刚好达到该粉体的最佳分装密度。这样, 既保证了最佳分装密度的最大化, 又防止了粉体在加大密度的分装过程中由于受热而使其化学成分发生变化。

螺杆与料管所构成的空间逐渐变小, 是通过等距变径螺杆、圆柱变距螺杆、螺杆底径呈倒锥形的圆锥和棱锥圆柱等距螺杆来实现的。必须指出的是, 对于螺杆底径呈棱柱型的螺杆, 其法向各个不同截面的形状与截面积均不相同, 且呈周期性的变化。在分装过程中, 对被分装的粉体产生了分流、对流、增压—减压、延伸流动、剪切、表面更新、压延、连续改变速度分布等效应。使流动性差、吸湿性强、有粘性的粉体不至于形成团粒和粘结现象, 并使其视比重均一性在极短的瞬间达到最大化, 这对于流动性差、吸湿性强、有粘性的粉体达到最佳分装密度的最大值是非常有利的, 同时也扩大了对粉体的适应性。而对于螺杆底径呈棱锥型的螺杆而言, 其对粉体的各种效应比底径呈棱柱型的螺杆更强烈, 所以, 其效果更佳。

为了确保最佳分装密度和视比重均一性的最大化, 做好以下几方面是非常必要的:

(1) 料斗通风:使料斗压力与大气压力相同, 以防止送粉时粉体变得松散。

(2) 输送压力:保持稳定可靠的输送压力, 是使料斗内粉体密度趋于均一的先决条件。横向进料系统的进料方式, 以沿进料螺杆的方向呈瀑布式为佳, 来确保横向进料的稳定性。

(3) 料位控制:将料斗内的料位控制在一个恒定的位置, 是确保料斗内粉体密度趋于均一的必要条件。

3 实际应用效果

石家庄振玉分装工艺研究所受兄弟单位的委托, 对国内数家制药厂粉针之粉体的最佳分装密度进行了测试, 根据测得的数值, 精心设计、研制出结构特征与功能特性独特的各种异型螺杆, 并取得了国家专利。在生产实践中, 有目的地针对某种粉体的测得数值, 优化组合式选用适合该种粉体分装的异型螺杆, 这只是初步的功能设计。而后, 根据装量、分装速度、装量精度、瓶口内径和该粉体的物理性状参数等, 对所选定的异型螺杆之各项参数做出定量的技术设计, 可参见附表。实践证明, 我们所设计的每种异型螺杆, 在分装机其他部分都不变的情况下, 其分装速度、装量精度、装量范围及对粉体的适应性都有明显的提高。更值得一提的是, 尤其对于小装量 (0.1 g以下) 其装量精度得到了充分的保证。解决了困扰企业多年的难题, 并为企业带来了显著的经济效益, 帮助设备生产企业树立了良好的市场形象。

4 几点建议

(1) 提高螺杆式粉体分装机械的装量范围是通过选用双头 (螺旋) 或多头 (螺旋) 螺杆来实现的。根据经验, 比例为5∶1, 可被认为是适当的。尤其对那些螺距相对外圆直径而言, 其比值较大时, 将其设计成双头或多头是非常必要的。该种结构的螺杆可以在确保分装速度和装量精度的综合要求下, 提高其装量范围。

(2) 不管是单头 (螺旋) 螺杆、双头 (螺旋) 螺杆, 还是多头 (螺旋) 螺杆, 其螺杆外径与料管之间的间隙和料管的必要长度, 均与粉体的物理性状参数紧密相关。对此, 应引起业内同仁的关注。双头或多头螺杆除了能扩大装量范围外, 当料管的必要长度不足时, 不用改变料管长度, 只需选用双头 (螺旋) 或多头 (螺旋) 螺杆, 就能确保装量精度的稳定性。这对用户是非常方便和有用的。

5 路在何方

通过以上分析, 自然而然地可以得出这样的结论:唯有以最佳分装密度为基调来设计分装头, 才能真正从理论的高度上诠释粉体在螺杆式计量装置中的运动规律, 确保高速、精确分装的本质内涵。实践也一再证明, 它能确保粉体分装机械的分装速度、装量精度、装量范围和对粉体的适应性这四大性能指标同时得到提高。如果把国内现有的粉体分装机械看作第一代产品, 把国外将粉体分为3类的粉体分装机械看作第二代产品, 那么, 第三代产品应是什么样子?笔者认为, 应是上述整机四大性能指标同时得到提高的机型。

最佳分装密度不但为粉体分装机械指明了研发思路, 而且为我国现存的粉体分装机械指出了改造的方向。只需对我国现存的粉体分装机械之分装头稍加改造, 便可使其整机性能跨上一个新台阶。更确切地说, 比该机出厂时的各项性能参数指标还要好。通过对我国现存粉体分装机械的改造, 可使我国的粉体分装行业在短期内取得较快的发展。对我国现存的粉体分装机械进行必要的改造, 实乃是“投资少、见效快、成大事”的明智之举。

应该指出的是, 需要进行改造的不只是使用多年的旧分装机, 对新出厂的一些分装机也需要进行必要的改造。因为其设计理念欠妥, 而造成其整机性能欠佳之先天不足, 对之稍加改造, 便能充分发挥该机应有的效能, 使用户在短期内取得较好的收益。

6 结语

螺杆式粉体分装机 篇2

目前, 国内粉针生产所用的分装机的形式有两大类, 即气流式和螺杆式。气流式主要有单轮气流、双轮气流、单轮双孔气流等;螺杆式主要有单头螺杆、双头螺杆、四头螺杆、振荡盘式螺杆、八头螺杆等。其中, 螺杆式分装机的分装速度和装量精度都有明显的优势, 其对药粉的晶形及环境的湿度要求也不高。但其缺点是送粉大螺杆与轴承、齿轮间的密封硅胶垫容易磨损, 有掉屑的风险。笔者在本文中将对气流式和螺杆式分装机的结构原理及试运行数据做一简单的比较。

1 单轮双孔气流分装机

1.1结构原理

单轮双孔气流分装机是国内在20世纪90年代仿德国BOSCH公司20世纪80年代的单轮双排气孔 (共16个分装孔) 气流分装机。其结构性较合理, 运转噪音小。每个排气孔内各置有一个过滤塞。分装原理有两个过程:一是吸粉过程;二是喷粉过程。其中, 吸粉过程是通过真空将药粉吸到分装孔内, 过滤塞起到阻挡药粉的作用, 防止药粉被吸到真空管内。吸粉完成后, 分装轮间歇运转, 进行喷粉过程, 待分装孔对准西林瓶口时, 分装孔接通洁净压缩空气, 将药粉吹到西林瓶内, 完成分装过程。分装过程中经常会出现少量药粉喷到瓶外的情况, 影响装量精度, 此时需要及时调节压缩空气压力的大小, 一般控制在0.2 MPa为宜。

1.2试运行

试车情况:设备生产能力为300瓶/min, 试验原粉为抗生素合格原粉, 现场温度为15 ℃, 湿度27%。先对设备进行调整, 使一次装量为1.4 g, 然后进行分装。共取样5组, 每组8支 (每个分装孔取1支) , 测试每支装量, 结果如图1所示。

1.3测试结论

从图1可以看出, 只有两个分装孔的装量偏差不合格。当分装速度增大到240瓶/min时, 由于拨瓶轮与分装轮不同步, 装量差异波动明显, 经过反复多次调整后, 生产能力能够达到设计水平 (300瓶/min) 。该设备的缺点在于, 其与BOSCH公司目前的气流分装机差距较大;该设备为双排分装孔, 共16个, 均采用过滤塞调节装量, 每个分装孔都需单独手工调节, 调节装量较费时。

2 双头螺杆分装机

2.1结构原理

螺杆式分装机的原理:通过控制螺杆的转速, 利用螺距与螺槽深所形成螺带容积来量取定量粉剂, 再分装到西林瓶内。双头螺杆分装机的优点是产能较大, 运行平稳。但是, 送粉大螺杆与轴承、齿轮间的密封硅胶垫容易磨损, 磨损后的小颗粒有可能混入药粉中。

2.2第一次试车

试车情况:试车原粉为抗生素合格原粉, 现场温度为23~25 ℃, 湿度49%~55%。先对设备进行调整, 采用准9 mm×14 mm (螺距) 的螺杆及准6 mm的粉嘴, 分装能力设定在150支/min, 装量为1.4 g。运行平稳后, 1#、2#分装头各取样2组, 每组12支, 测量装量, 结果如图2所示。

从图2可以看出, 第二组抽取的24支药品中, 只有3支合格品。重新拆机调整, 发现粉嘴有溶化结块的药粉, 所以这是造成第二组装量不合格的原因。

2.3第二次试车

试车情况:选用准12 mm×12 mm (螺距) 的螺杆, 准8 mm的粉嘴, 重新调整后, 分装能力提高到160支/min, 装量为1.4 g。运行平稳后, 1#、2#分装头各取样3组, 每组12支, 测量装量, 结果如图3所示。

从图3可以看出, 6组样品中, 2#分装头的第2组中有两支药品装量不合格。分析原因是因为湿度大, 粉嘴有料粉结块现象。

2.4第三次试车

试车情况:装量为2.8 g, 选用准12 mm×12 mm (螺距) 的螺杆, 准8 mm的粉嘴, 分装能力为125支/min。运行平稳后, 1#、2#分装头各取样3组, 每组12支, 测量装量, 结果如图4所示。

从图4可以看出, 试车装量较好, 6组样品全部合格。

2.5测试结论

在双头螺杆分装机的试车过程中, 螺杆的直径、螺距及粉嘴的选用很重要, 可根据原粉的流动性和吸湿性选用螺杆和粉嘴, 流动性好、不易吸湿的原粉可选用直径、螺距较小的螺杆及粉嘴。反之, 可选用直径、螺距较大的螺杆及粉嘴。总体看来, 在国产同类设备中, 其装量精度及生产能力还比较稳定。

3 四头螺杆分装机

3.1结构原理

四头螺杆分装机是将两台双头螺杆分装机的动力系统合并, 采用一台功率较大的电机带动两套间歇机构, 用一套控制系统控制4个分装机构进行分装, 并且此分装机有以下控制功能:螺杆碰壳停机报警、无瓶停止灌装、倒瓶停机、自动设定送粉、无塞降速报警等。

3.2试运行

对四头螺杆分装机进行了试验。产能试验结果:分装1.4 g药粉时, 能力可达到260支/min;分装2.8 g药粉时, 能力可达到240支/min。装量差异试验结果:装量1.4 g的取样120支进行称量, 只有一支装量为1.446 g, 装量差为+3.2%, 其余的均在±3%以内;装量2.8 g的取样120支进行称量, 也只有一支装量为2.902 g, 装量差为+3.6%, 其余的均在±3%以内。

4 结语

螺杆式粉体分装机 篇3

SCM-DF400单头螺杆高速分装机是该公司最新研发的新型分装机, 设备获得国家多项发明专利, 整机均按新版GMP规范和FDA要求设计制造。可有效提高生产效率, 主要用于制药厂无菌粉针剂的分装与加塞。

产品特点: (1) 保证设备高速度、高精度、高稳定连续分装; (2) 结构简洁、维修快捷; (3) 配有自动成像检测装置和电子自动监护功能, 遇不良状态时, 能自动显示故障状态和踢除; (4) 可配置在线称重装置、FFU系统 (含风速监测、压差监测、温湿度监测) , 还可配置尘埃粒子、浮游菌、沉降菌的在线监测装置。

技术参数: (1) 产能:400瓶/min (10 L西林瓶) ; (2) 装量精度:≤±3% (0.2~0.5 g) , ≤±2% (1 g) , ≤±1.5% (2~5 g) ; (3) 装量范围:0.2~5 g; (4) 适用规格:3~32 m L西林瓶; (5) 功率:8 k W; (6) 机器外形尺寸:1 400 mm×1 300 mm×2 500 mm (包括FFU) ; (7) 重量:600 kg。

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