2.2容积计量机构_2.药品计量机构_药物制剂机械设计
*重量=比重×体积 →比重一定时，以体积代表重量。
*常用容积计量有容杯式、转鼓式、螺杆式等等。
一、容杯式计量机构
*容积可调与否→定量容杯式和可调容杯式计量机构。
*容杯式计量机构运动方式：旋转和往复运动。
*容杯的形状常用圆筒形，也有用方形容杯（用于流动性好的药物）。
1、定量容杯式计量机构
·组成：料斗、转盘、固定量杯、活门底盖及固定内外挡销等。
·工作过程：计量——物料由料斗1→粉罩2
→自重进入随转盘转动的容杯8
→刮粉板5刮去多余药物。
分装——转到卸料位时容杯底活门3被外挡销打开
→药物落入容器；/继续转动
→活门3被内挡销重新关上→准备下一次计量分装。
·计量调节：调整刮粉板与转盘间隙（微调误差）；更换容杯（粗调）。
间隙不应过大，以免计量不准；
间隙也不应过小，以免引起刮板磨损，污染药物。
·计量精度：与药物视比重和装料速度有关，误差±2~3%。
·特点与应用：结构简单，但计量固定，装量范围5~100克。
适合固定剂量、比重稳定的药物计量分装。
2、可调容杯式计量机构
·组成：料斗、转盘、可调量杯、5盘、活门底盖及调节机构等。
上容杯4由转盘3带动、下容杯5由托盘6带动，两者同步转动。
·工作过程：计量——物料由料斗1→自重进入随转盘3转动的容杯4
→刮粉板2刮去多余药物。
分装——转到卸料位时容杯底活门7沿导路12打开
→药物落入容器；/继续转动
→活门7沿导路12重新关上→准备下一次计量分装。
·容量调节：转动手轮11（经中间机构）→托盘6带动下容杯5升降
→改变上容杯4和下容杯5的组合容积→调节计量。
·计量精度：与药物视比重和装料速度有关，误差±2~3%。
·特点与应用：装量可调，但结构比定量容杯式复杂。
适用于比重稳定药物计量分装。可实现自动检f与调节。
3、方形容杯计量机构
·组成：料斗、盖板、方形可调容杯、滑块及调节装置等。
上容杯4由转盘3带动、下容杯5由托盘6带动，两者同步转动。
·工作过程：计量——物料由料斗1→容杯（调节板3与中心滑块组成）；
分装——滑块4带动e出料口7→复位准备下一次计量分装。
·容量调节：转动5→改变调节板3与中心滑块间隙→改变-形容杯容积。
·计量精度：与上述容杯式相近。
·特点与应用：结构简单，装量调节容易。但盖板与滑块的间隙须调好。
适用于流动性较好的粉末、小颗粒等药物的计量分装。
*容杯式计量机构的生产率
Q=w·n·m=v·r·n·m（kg/min)
二、转鼓式计量机构
* 鼓式计量机构是利用转鼓外缘与外壳之间所形成的容积进行计量的。
* 转鼓形状有圆柱形、棱柱形等，构成槽形、扇形、轮叶形等容腔形状。
转鼓容腔可以是固定的，也可设计成可调的。
1、固定容积转鼓计量机构
·组成：料斗、转鼓、下料引导管等。
·工作过程：计量——料斗1→转鼓2→转动后与外壳形成计量容腔；
分装——转鼓转过180°→药物进入下料引导管。
·容量调节：定量包装，更换转鼓→改变计量。
·计量精度：与上述容杯式相近。
·特点与应用：结构简单，装量不可调。
适用于流动性较好的药物定量包装。
2、可调0转鼓计量机构
·组成：料斗、转鼓、调节机构、出料口等。
·工作过程：计量——料斗1→转鼓2→转动后与外壳形成计量容腔；
分装——转鼓转过180°→药物进入出料口。
·容量调节：调节螺钉3→调节板4径向位置→定量包装——微调；
更换转鼓→改变计量范围——粗调<
·计量精度：与固定容积转鼓式相近。
·特点与应用：装量可调，但结构比固定转鼓式复杂。
适用于流动性较好的小颗粒药物定量包装。
* 转鼓式计量机构的生产率
Q=S·L·γ·n·m·k （kg/min)
（转鼓速度视物料和容腔结构的不同，在0.25~1m/s范围内选取。）
三、螺杆式计量机构
* 螺杆式计量机构是利用螺旋给料原理来进行计量的，即利用螺杆槽的空腔作为计量的容积，在每一分装循环中，控制螺杆转数，便可控制螺杆每次旋转传送的物料量，从而达到计量目的。
* 螺杆式计量机构在药剂生产中用来对粉体或细颗粒物料进行计量，特别适用于粉体，对细颗粒物料有磨碎现象。
* 螺杆式计量机构有机械式、电磁离合器控制式、步电机驱动式。
1、机械式螺杆计量机构
——计量分装螺杆和搅拌桨的动力均来自主电机，采用机械传动系统。
图2-6 机械传动式螺杆计量机构
1-落粉斗；2-螺杆；3-料斗；4-搅拌器；5-伞形齿轮；
6-圆锥齿轮；7、8-传动轴；９-螺杆传动轴；10-机架
·结构：轴7→齿轮6→螺杆传动轴9→计量螺杆2转动；
轴8→空套于轴9上的齿轮5→搅拌器4转动；
料斗3中的药物量由另一传动路线驱动送粉螺杆进行控制。
·为使螺杆2间歇计量分装—→轴7须单向间歇转动→采用单向离合器。
·单向离合器是通过偏心调节盘、扇形齿轮等传动元件驱动的。
·计量的调节：调整驱动单向离合器的偏心调节盘的偏心量（微调）；
更换不同型号的螺杆（粗调）。
·工作原理：机械式螺杆计量分装机构是通过机械传动和单向离合器
来t制计量螺杆间歇旋转并进行计量分装的。
2、电磁离合器控制式螺杆计量机构
——计量分装螺杆和搅拌桨的动力来自不同动力源，计量螺杆由电磁离合器控制。
·结构：电机2→带传动1→电磁离合器3→计量螺杆8间歇单向转动；
……→空套于螺杆轴上的搅拌桨轴套→搅拌器转动；
料斗6中的药物量由另一传动路线驱动送粉螺杆进行控制。
·为使螺杆8间歇计量分装—→采用电磁离合器3间歇吸合控制。
·电磁离合器吸合与否受分装工位容器到位发出的信号控制。
·计量的调节：调整离电磁合器的吸合时间（微调）；
=换不同型号的螺杆（粗调）。
·工作原理：电磁式螺杆计量分装机构是通过电磁离合器的吸合与分离
来控制计量螺杆间歇旋转并进行计量分装的。
3、步进电机驱动式螺杆计量机构
——计量分装螺杆和搅拌桨的动力来自不同动力源，计量螺杆由步进电机直接驱动。
图2-7+ 步进电机式螺杆计量机t
1-步进电机；2-联轴器；3-同步带轮；4-送粉螺-；5-搅拌桨；6-粉斗；7-螺杆
·结构：步进电机1→联轴器2→计量螺杆7间歇单向转动；
……→空套于螺杆轴上的同步带轮3→搅拌桨5转动；
……→送粉螺杆4→控制粉斗6中的药物量。
·螺杆7间歇计量分装采用步进电机驱动。
·步进电机转动受分装工位容器到位、控制系统发出的脉冲信号控制。
·计量的调节：调整驱动步进电机的脉冲信号脉冲数（微调）；
更换不同型号的螺杆（粗调）。
·工作原理：步进电机驱动螺杆计量分装机构是通过步进电机的间歇转
动来控制计量螺杆间歇旋转并进行计量分装的。
◆ 螺杆计量机构中：
（1）计量螺杆一般垂直安装，在导管内的螺距数≥5；
（2）螺杆采用精密加工的矩形截面螺纹(图2-7)，其一圈计量容积V为
V=F·L=t(s-b)·πDm/cosα (cm3)
螺杆每次计量的理论重量W为
W=V·γ·m (kg)
螺杆计量的平均生产率Q为
Q=W·n/m =V·γ·n
=t(s-b)·πDm/cosα·γ·n (kg/min)
（3）螺杆与导管间的间隙：一般取0.2mm左右。
过大会影响计量精度；
过小回使螺杆与导管相摩擦而产生金属屑，污染药物。
（4）特点：
A、计量精度较高，误差≤5%；
B、计量和装量范围较大（0.12~1.4g），且可调
（调螺杆转数→微调，更换螺杆→粗调）；
C、应用范围较广，尤其适用于流动性好的重体药粉的计量分装；
D、螺杆加工和安装要求较高。
（5）计量精度主要影响因素：
A、药物的流动性、比重等物理性能；
B、螺杆与导管间的间隙；
C、螺杆的转数与转速；
D、螺杆的加工精s。
四、气流式计量机构
* 气流式计量机构是在工作转盘上开有若干空腔（空或凹槽），利用气流原理实现真空吸粉和压缩空气吹粉，从而完成一定容积药物的计量分装——工作原理。
* 气流式计量机构在药剂生产中用于抗生素及其它疏松粉剂的计量。
图2—8 气流式计量机构
1—分装盘；2—调节装量盘；3—滑块；4—活塞栓；5—过滤片；6—端面阀
·结构：计量盘1、调节盘2、滑块3与活塞栓4、过滤片5、端面阀6。
A、计量盘1上有六个径向圆柱形计量孔，其侧面轴向各有一个圆孔，
用以与端面阀接触；
B、调节盘2端面上开有阿基米德螺旋槽，用以装嵌调节滑块3；
C、不锈钢滑块与过滤片5通过活塞栓4连接并装在计量孔内；
D、过滤片采用不锈钢粉末烧结而成，充满微孔，只能通过洁净空
气，而阻止药粉通过。
·工作过程：是在计量盘1的间隙转动中进行的。
吸粉——圆盘转动至计量孔处于料斗下方→通过端面阀接通真空
→从料斗中吸入粉末；
吹粉——圆盘转至计量孔处于容器上方→通过端面阀接通压缩空气
→从计量孔吹出粉末至容器中，完成一次计量分装循环。
计量盘每次转过的角度即计量孔的角度角送瓶时间对应。
·计量的调节：调整过滤片5在计量孔内的位置。
调节装量盘2→滑块3沿螺旋槽运动→滤粉片5产生径向位移
→改变吸入孔内的粉末量。
◆气流式计量机构中：
（1）计量盘每次转过的角度即计量孔的分度角与送瓶时间对应；
（2）当某工位缺瓶时，药粉由回收机构自动回收；
（3）因飘散和泄漏使计量孔周围粘附或散落有一些药粉
→在下料辅助漏斗与计量分装盘之间装有刮粉片刮下粘附粉末
→刮下的粘附粉末由回收机构回收；
（4）特点：
A、计量精度较高，误差<5%；
B、计量与装量范围（0.05~0.5g）较螺杆式小，且可调；
C、速度和产量比螺杆式高，尤t适用于轻体药粉的计量分装；
D、机械化程度较高，操作方便；
E、须有真空及压缩空气等辅助装置，占地面积较大。
（5）计量精度主要影响因素：
A、药物的流动性、比重等物理性能；
B、过滤片堵塞或损坏→吸粉不足和吹粉不净(→设吹净工位)；
C、真空度(吸粉，应≥0.08MPa)和压缩空气压力(吹粉及吹净)；
D、料斗中的药物量与搅拌。
五、插管式计量机构
* 插管式计量机构多用于胶囊生产。
* 冲杆套在插管内（配合间隙0.1mm）
1、结构：
插管2件、推粉组件、粉斗及搅拌装置、传动装置等。
A、数对插管6与冲杆4装在插管架5上，对称排列于打杆3两侧，分
别对着药粉盒14和囊板7；
（传"：分度盘→花键齿轮9→花键轴8→插管架180°间歇回转；
盘形凸轮a→摆辊架11→花键轴8→插管架间歇上下往复)
B、打板1和顶杆2装在打杆3上，控制冲杆4；
（传动：盘形凸轮b→摆辊10→打杆3间歇上下往复→冲杆4上下）
[盘形凸轮a与盘形凸轮b的曲线应保证冲杆4与插管6在同步
下行一段时间后，再有一段单独下行时间]
C、粉盒14旋转、刮板13不动；
（传动：分度盘→花键齿轮9→齿轮12→粉盒14间歇回转；）
D、囊板7由主工作盘带动作间歇旋转。
2、工作过程：
是在插管计量装置和囊板的间隙转动中进行的。
插粉计量——插管架5下行→冲杆4与插管6一起下行插粉
→打杆3使冲杆4继续下行压实药粉a；
（此过程粉盒14静止不转）
回程换位——打杆3上行复位，插管架5上行
→插管架5回转→衔粉插管正对胶囊体；
（此过程中，粉盒14回转、刮板13将药粉耙匀刮平）
推粉分装——插管架5(冲杆4与插管6一起)下行→插管6进入胶囊体
→打杆3使冲杆4继续下行推药粉柱于胶囊体；
（此过程粉盒14静止不转）
回程复位——打杆3上行复位，插管架5上行
→插管架5回转→空插管正对粉盒14；
（此过程中，粉盒14回转、刮板13将药粉耙匀刮平）
至此，完成一次计量分装循环。
3、计量的调节：
调整粉盒内粉层厚度、插管内径、插管与粉盒底的间隙。
◆ 在插管式计量机构中：
（1）为保证计量准确，冲杆与插管间的间隙很小（0.1mm）。
（2）插管下行到最低位应与粉盒底保证有0.1mm左右间隙
（既要压实药粉柱，又要保护插管）。
（3）刮板与耙料器控制粉盒内药物的松实程度
对粘性大、流动性差、易结晶结块、架桥形成空穴的药物，
须耙松、翻匀、刮实；
对粘性小、流动性好的药物，只须刮板将粉层刮平。
（4）插粉后压实药粉时，冲杆相对插管的行程决定p驱动打杆和花键
轴的两凸轮曲线相对位置。
（5）冲杆相对插管的行程应根据药物性能调节
粘性小→相对行程大→以防压得&实，在转位时松散掉落；
粘性大→相对行程小→以防压得过实而粘附在冲杆或插管内壁
上 为消除粘附现象，有时在冲杆上装一销钉使其沿
插管壁上的螺旋槽有一旋转动作）。
（6）对比重较小且粘性较大的粉剂（如青霉素、土霉素等），插粉计
量时，冲杆与插管间可无需相对行程，图2-10即为此情形。
有的插管计量机构中只有 单侧插管
4、特点：
A、插管式计量适用的药粉范围较宽，多用于胶囊充填。
B、插管式计量自动化程度较高，有间歇式和连续式（图2-11）；
图2—11 连续插管式计量分装示意图
原理与间歇式相同；
插粉、计量、落粉的动作是在回转过程中完成的；
每一粉管对准一对上下模具。
5、计量精度主要影响因素：
A、药物的流动性、比重等物理性能；
B、粉斗中的药物量、松实度及搅拌；
C、冲杆与插管间的间隙；
D、冲杆与插管的加工精度。
六、模板式计量机构
（左图是轴向展开图）
* 模板式计量又叫冲塞式计量。模板式计量机构多用于胶囊生产。
1、机构的组成结构（演示）：
冲杆、计<模板、粉盒圈、托板、刮粉器等。
·计量模板上开有若干组周向分布的贯通模孔（图示为6组）；
·计量模板与粉盒圈组成药粉盒作间歇转动；
·冲杆（组）数与模孔（组）数相同；
·各组冲杆安装在同一横梁上但高度不同，由螺旋调节，横梁（由凸轮机构驱动）带动各组冲杆作上下往复运动；
·刮粉器位于最后一组孔处，利用其与模板的相对运动而刮去模板上多余粉末，以保证计量精度。
2、工作过程：
药粉置于粉盒中，模板上粉末进入模孔
→冲杆下行压实模孔中粉末，然后上升离开模孔
→药粉盒间歇转动，模孔依次进入下一组位，模粉末再次进入模孔
→冲杆下行……
→粉末填充一次->冲杆压实一次->…直到f次，第f组冲杆将模孔中药粉柱推出计量模孔，并通过模板下方的托板上的半圆缺口进入胶囊体或计量容器。
3、工作原理：
由计量模板与粉盒圈组成药粉盒作间歇回转，通过作上下往复运动的而高度不同的多组冲杆的冲压，使粉盒转动时填入模孔的松散药粉受到多次压实，最后被推送到分装容器中。
4、计量调节：
·螺旋调节各组冲杆安装高度→冲杆压实粉末的程度
→下一次填入模孔的药粉量→模孔中的药粉质量→微调；
·更换不同孔径和厚度的模板、相应尺寸的冲杆→粗调。
5、计量精度主要影响因素：
A、药物的流动性、比重等物理性能；
B、粉斗中的药物量、松实度及搅拌；
C、冲杆与模孔的间隙；
D、冲杆与模板的加工精度。
6、特点：
A、计量模板和冲杆的制造、调试精n要求较高；
B、可采用多规格计量模板和冲杆→计量、调节范围较广；
C、多次充填压实又可单独调节→保证计量准确、差异小、成品率高。
—→应用较广。