Автоматизированное устройство для опорожнения контейнеров, снабженное средствами для сбора и опорожнения контейнеров под действием силы тяжести и содержащее зону для сбора препарата
AUTOMATED DEVICE FOR DISCHARGE OF CONTAINERS, EQUIPPED WITH MEANS FOR COLLECTION AND DISCHARGE OF CONTAINERS BY GRAVITY AND CONTAINING ZONE FOR COLLECTION OF PREPARATION

Предложенное изобретение относится к работающему автоматически устройству, предназначенному для опорожнения контейнеров, содержащих препарат крови.
Емкости с препаратом крови, получаемые от доноров, принимают в фармацевтических лабораториях, специализирующихся на получении препаратов, являющихся производными крови. Указанный препарат крови доставляют в замороженном виде для обеспечения его сохранности в оптимальном состоянии. Указанный замороженный препарат крови должен быть извлечен из емкостей для возможности выполнения необходимых операций так, чтобы указанный препарат можно было использовать в фармацевтике.
В настоящее время в большинстве передовых лабораторий процесс извлечения замороженного препарата крови из соответствующих емкостей выполняют автоматически. Одна проблема, связанная с замороженным препаратом крови, заключается в том, что вследствие его физических свойств извлечение замороженного препарата должно проходить на протяжении длительного периода времени, при этом возникают промежутки времени, в течение которых опорожняющее устройство просто находится в режиме ожидания завершения опорожнения емкости или емкостей. Если указанный процесс ускорить, то возникает опасность потери препарата крови, который является дорогостоящим и дефицитным.
В патентном документе США 2007/0069087 А1, озаглавленном «Устройство для подъема и поворота контейнеров» приведено описание устройства для транспортировки и опорожнения контейнеров, содержащих небольшие объекты (например, поршни шприцев, ампул для фармацевтических целей и т.д.), жидкости или порошки в чистом или асептическом помещении, причем указанное устройство состоит из шарнирно-сочлененной руки, присоединенной к опорной стойке. Указанная шарнирно-сочлененная рука подбирает контейнер в приемной зоне и размещает указанный контейнер в окне быстрой передачи, расположенном в станции опорожнения. Недостаток указанного устройства заключается в том, что оно не предназначено для извлечения замороженного препарата, и если указанное устройство используют для извлечения препарата этого типа, то шарнирно-сочлененная рука вынужденно будет затрачивать значительное количество времени с контейнером в перевернутом вверх дном состоянии в ожидании его полного опорожнения, что делает процесс крайне неэффективным. Помимо этого, указанное устройство может опорожнять лишь один контейнер за рабочий цикл, так как оно не предназначено для одновременного опорожнения множества контейнеров.
Наиболее близкий к предложенному изобретению аналог раскрыт в патентном документе Испании 2245836 А1, озаглавленном «Procedimento у aparato para el vaciado de recipients de plasmas sanguineo» (Способ и устройство для опорожнения контейнеров с плазмой крови). В указанном документе описаны способ и устройство для опорожнения емкостей, содержащих плазму крови, полностью автоматизированным способом. Данный процесс начинается с этапа мытья, ополаскивания и высушивания заполненных емкостей снаружи с использованием водяного спрея и чистого воздуха. Затем формируют партию заполненных приемников так, что их верхние концы впоследствии могут быть срезаны одновременно.
После этого роботизированная рука, снабженная специальным удерживающим инструментом, захватывает партию вскрытых емкостей и устанавливает их над воронкой, предназначенной для сбора препарата крови. После установки емкостей над указанной воронкой роботизированная рука опрокидывает емкости, при этом происходит падение препарата крови в указанную собирающую воронку под действием силы тяжести. Одной проблемой, связанной с этим способом, является то, что робот должен оставаться в течение некоторого времени с емкостями, находящимися в перевернутом вверх дном состоянии, в ожидании полного опорожнения емкостей, если необходимо достичь полного опорожнения емкостей перед их утилизацией. Процесс опорожнения емкостей, содержащих замороженный препарат крови, является процессом, выполняемым непрерывно, причем этот короткий период, в течение которого робот находится в ожидании завершения опорожнения, со временем складывается в значительную трату времени и, следовательно, к значительным потерям с экономической точки зрения. Если требуется сократить время ожидания роботом завершения опорожнения емкостей, то возникает опасность утилизации емкостей, еще содержащих внутри препарат крови. Если не дожидаться полного опорожнения контейнера, то это приведет к значительной потере с экономической точки зрения из-за потери препарата крови, а также к увеличению опасности загрязнения.
Целью предложенного изобретения является устранение неэффективности известных процессов извлечения замороженного препарата крови.
Предложенное изобретение решает эту проблему с помощью добавления капельного блока, содержащего множество опорных элементов для емкостей с препаратом крови. Указанный капельный блок имеет два рабочих положения. В первом положении капельный блок удерживает различные емкости с препаратами крови в перевернутом верх дном состоянии, обеспечивая стекание содержимого емкости в воронку для сбора препарата крови. Во втором положении капельный блок повернут до достижения положения, в котором происходит падение емкостей с опорных элементов под действием силы тяжести в воронку для подачи к измельчителю использованных контейнеров.
С помощью использования капельного блока роботизированная рука, вместо ожидания окончательного опорожнения емкостей с препаратом крови, после завершения начального опорожнения контейнеров оставляет емкости для стекания в капельном блоке. Таким образом, рука может доставлять следующую партию емкостей во время завершения опорожнения контейнеров с препаратом крови. Перед выполнением роботом первой операции по опорожнению емкостей капельный блок сбрасывает указанные емкости, уже полностью пустые, в воронку для подачи к измельчителю использованных контейнеров, и возвращается в положение удержания для ожидания размещения роботом на соответствующих опорных стержнях емкостей с обеспечением выполнения полного опорожнения указанных емкостей.
Соответственно, предложенное изобретение раскрывает автоматизированное устройство для опорожнения контейнеров, снабженное средством для сбора и опорожнения контейнеров под действием силы тяжести и содержащее зону для сбора препарата, а также капельный блок, снабженный по меньшей мере одним элементом, поддерживающим контейнеры в перевернутом вверх дном состоянии, при этом капельный блок дополнительно имеет два рабочих положения, причем первое положение обеспечивает удержание контейнеров с возможностью стекания препарата в зону для сбора препарата, и второе положение обеспечивает сбрасывание указанных контейнеров.
Одно преимущество предложенного изобретения заключается в том, что встраивание капельного блока в автоматизированное устройство для опорожнения контейнеров с препаратом крови, причем капельный блок работает в сочетании с остальными элементами, составляющими указанное автоматизированное устройство для опорожнения контейнеров, значительно увеличивает производительность указанного устройства. Кроме того, указанный капельный блок выполнен и приводится в действие с обеспечением возможности его легкого очищения и обеззараживания. Вследствие того, что препарат, подлежащий извлечению, требует высокой степени обеззараживания, такое решение является особенно важным.
Предпочтительно, предложенное автоматизированное устройство для опорожнения контейнеров является автоматизированным устройством для сливания препарата крови. Предпочтительнее указанный препарат крови является замороженным. Предпочтительно указанные контейнеры являются флаконами.
В одном варианте выполнения предложенного изобретения капельный блок сформирован из продольного вала, содержащего по меньшей мере один опорный элемент. Предпочтительно, по меньшей мере один опорный элемент является стержнем. Преимущественно, множество опорных стержней расположено в одной и той же плоскости, перпендикулярной продольному валу. В положении удержания капельного блока по меньшей мере один опорный элемент направлен вверх от горизонтального вала капельного блока, так что по меньшей мере один опорный элемент может удерживать по меньшей мере одну емкость с препаратом крови в перевернутом вверх дном состоянии.
В одном варианте выполнения предложенного изобретения поворотный модуль приводит в действие капельный блок. В предпочтительном варианте выполнения предложенного изобретения указанный поворотный модуль содержит пневматическое приводное средство.
В одном варианте выполнения предложенного изобретения вал на одном своем конце содержит шплинт, который входит в отверстие под шплинт в круговой приводной пластине. Указанная круговая приводная пластина обеспечивает, в конечном счете, передачу движения от поворотного модуля к продольному валу и к соответствующему множеству его опорных стержней.
В предпочтительном варианте выполнения предложенного изобретения вал содержит четыре опорных стержня. Предпочтительно, множество емкостей состоит из четырех контейнеров с препаратом крови.
В одном варианте выполнения предложенного изобретения вал концом, противоположным шплинту и приводной пластине, вставлен в поворотную втулку, действующую в качестве опорной точки для вала и множества опорных стрежней и, в то же самое время, содействующую его повороту. Указанная поворотная втулка в свою очередь установлена в опорной пластине, которая вместе с ее парой, установленной с круговым диском, обеспечивают опору капельному блоку в целом.
В одном варианте выполнения предложенного изобретения круговая приводная пластина размещена внутри диска. Указанная круговая приводная пластина ее концом, противоположным концу с отверстием для шплинта, присоединена к выходному валу поворотного модуля.
В одном варианте выполнения предложенного изобретения между круговой приводной пластиной и отверстием в диске, в котором размещена указанная пластина, расположен скребок, при этом скребок препятствует вхождению в контакт препарата крови с вращательным модулем.
В одном варианте выполнения предложенного изобретения поворотный модуль расположен внутри цилиндрического корпуса. Указанный цилиндрический корпус присоединен к диску временными соединительными средствами. Предпочтительно, указанные временные соединительные средства являются винтами.
В одном варианте выполнения предложенного изобретения между цилиндрическим корпусом и диском расположена втулка, причем указанная втулка, предпочтительно, выполнена из тефлона и обеспечивает непроницаемое для жидкостей уплотнение.
В одном варианте выполнения предложенного изобретения обеспечено наличие средств, предназначенных для координации капельного блока со средствами для сбора и опорожнения контейнеров под действием силы тяжести. Предпочтительно, указанные средства для сбора и опорожнения контейнеров под действием силы тяжести содержат роботизированную руку. Предпочтительнее указанная роботизированная рука содержит специальный инструмент для одновременного захвата множества емкостей с препаратом крови.
В одном варианте выполнения предложенного изобретения капельный блок расположен близко к одному из концов воронки для сбора препарата крови на более высоком уровне, чем воронка. В одном варианте выполнения предложенного изобретения воронка для подачи к измельчителю использованных контейнеров расположена на конце, противоположном воронке для сбора препарата крови.
В одном варианте выполнения предложенного изобретения капельный блок имеет два рабочих положения. Первым положением капельного блока является положение удержания множества контейнеров, а вторым положением является положение сбрасывания указанного множества контейнеров. В первом положении множество опорных стержней слегка наклонено относительно вертикали в направлении стороны, на которой расположена воронка для сбора препарата крови, так что когда средства для сбора и опорожнения контейнеров под действием силы тяжести оставляют контейнеры в перевернутом вверх дном состоянии на соответствующих опорных стержнях, то любая плазма, которая остается внутри емкостей стекает в направлении воронки для сбора препарата крови. В положении капельного блока для сбрасывания происходит падение под действием силы тяжести использованных контейнеров в воронку, предназначенную для приема использованных контейнеров. В указанном втором рабочем положении вал вместе со множеством опорных стержней совершает поворот наружу от воронки для сбора препарата крови, пока не достигнет положения, в котором контейнеры, уже полностью освобожденные от плазмы, падают под действием силы тяжести в воронку для подачи к измельчителю использованных контейнеров. После падения контейнеров в воронку, обеспечивающую подачу к измельчителю использованных контейнеров, вал вместе с множеством опорных стержней поворачивается до тех пор, пока он не вернется в первое положение.
Предпочтительно, капельный блок перемещается из положения удержания в положение сбрасывания поворотом. Поворот для перемещения из первого положения во второе положение происходит через верхнюю плоскость вала для предотвращения случайного падения емкостей в воронку для сбора препарата крови.
В одном варианте выполнения предложенного изобретения автоматизированное устройство для опорожнения контейнеров содержит датчики, определяющие положение капельного блока. Предпочтительно, указанные датчики расположены в поворотном модуле. Указанные датчики формируют часть средств для координации капельного блока со средствами для сбора и опорожнения контейнеров под действием силы тяжести.
В преимущественном варианте выполнения предложенного изобретения указанные средства для координации предназначены для гарантирования того, что капельный блок находится в положении удержания контейнеров вверх дном, обеспечивая возможность стекания препарата в зону сбора, когда средства для сбора и опорожнения контейнеров под действием силы тяжести находятся в положении для сбора следующего множества контейнеров, подлежащих опорожнению. Указанные средства для координации также обеспечивают расположение капельного блока в положении сбрасывания контейнеров, когда средства для сбора и опорожнения контейнеров под действием силы тяжести находятся в положении опрокидывания контейнеров в зону для сбора препарата. Вышеупомянутые средства для координации также обеспечивают возврат капельного блока в положение удержания контейнеров, когда средства для сбора и опорожнения контейнеров под действием силы тяжести завершили опрокидывание контейнеров, так что средства для сбора и опорожнения контейнеров под действием силы тяжести могут оставить контейнеры на соответствующих опорных элементах для стекания.
В одном варианте выполнения предложенного изобретения все компоненты, которые могут входить в контакт с препаратом крови, выполнены из материала, пригодного для медицинского использования. Предпочтительно, все металлические компоненты, которые могут входить в контакт с препаратом крови, выполнены из нержавеющей стали, подходящей для медицинского использования.
В настоящем документе термины «контейнер для препарата крови» и «емкость для препарата крови» являются равнозначными и взаимозаменяемыми. Термин «препарат крови» может относиться к сырой крови, плазме крови или другим препаратам, являющимся производными крови. Термин «робот» и «роботизированная рука» являются равнозначными. Термин «автоматизированное устройство для опорожнения контейнеров с препаратом крови» является равнозначным термину «автоматизированное устройство для опорожнения контейнеров, снабженное средствами для сбора и опорожнения контейнеров под действием силы тяжести и содержащее зону для сбора препарата».
Для содействия пониманию приложены пояснительные неограничивающие чертежи, показывающие вариант выполнения автоматизированного устройства для опорожнения контейнеров с препаратом крови в соответствии с предложенным изобретением.
Фиг. 1 изображает вид в аксонометрии автоматизированного устройства для опорожнения контейнеров с препаратом крови в целом.
Фиг. 2 изображает вид в аксонометрии передней части робота, опорожняющего контейнеры с препаратом крови.
Фиг. 3 изображает вид в аксонометрии задней части робота, опорожняющего контейнеры с препаратом крови.
Фиг. 4 изображает вид в аксонометрии робота, размещающего контейнеры на соответствующих опорных стержнях капельного блока.
Фиг. 5 изображает вид в аксонометрии капельного блока сразу после сбрасывания пустых контейнеров.
Фиг. 6 иллюстрирует рабочий цикл автоматизированного устройства для опорожнения контейнеров с препаратом крови.
Фиг. 7 изображает покомпонентный вид в аксонометрии капельного блока.
Фиг. 8 изображает вид передней вертикальной проекции капельного блока в положении удержания контейнеров.
Фиг. 9 изображает вид боковой вертикальной проекции капельного блока в положении сбрасывания контейнеров.
Фиг. 10 изображает вид передней вертикальной проекции в разрезе, взятом по линии Х-Х, показанной на фиг. 9.
Фиг. 11 изображает вид боковой вертикальной проекции капельного блока в положении удержания контейнеров.
На фиг. 1 показано, что когда множество контейнеров 2 в перевернутом вверх дном состоянии находится в капельном блоке 1 в процессе сливания в собирающую препарат воронку, робот 3 удерживает второе множество контейнеров 2, еще заполненных препаратом крови. Эта фигура показывает капельный блок 1 в положении удержания контейнеров.
На фиг. 2 и 3 показаны робот 3, опрокидывающий множество контейнеров 2 над воронкой 5 для сбора препарата, и падение под действием силы тяжести замороженной плазмы 6 из контейнеров 2 в воронку 5. Обе фигуры показывают, что, в то время когда роботизированная рука 3 опрокидывает контейнеры 2, капельный блок 1 находится в положении сбрасывания контейнеров. На фиг. 2 также показана воронка 4 для подачи использованных контейнеров в измельчитель, в которую падают совершенно пустые контейнеры при их сбрасывании из капельного блока 1.
На фиг. 4 показано, что после опрокидывания емкостей 2 роботом 3 капельный блок перемещается в положение удержания контейнеров. Такое решение обеспечивает возможность роботу 3 размещать емкости 2 на соответствующих опорных стержнях 11 капельного блока после опрокидывания роботом 3 контейнеров над собирающей препарат воронкой 5 для обеспечения возможности стекания содержимого емкостей 2 в воронку 5.
В положении удержания контейнеров (фиг. 1 и 4) множество опорных стержней 11 слегка наклонено относительно вертикали в направлении к воронке 5. В положении сбрасывания контейнеров (фиг. 2 и 3) множество опорных стержней 11 наклонено так, что происходит падение под действием силы тяжести уже пустых контейнеров 2 в воронку 4 для подачи использованных контейнеров в измельчитель.
Для перемещения из положения сбрасывания контейнеров (фиг. 2 и 3) в положение удержания контейнеров (фиг. 1 и 4) и наоборот, продольный вал 10 и, соответственно, множество опорных стержней 11, жестко присоединенных к валу, совершают поворот. Указанный поворот происходит через верхнюю плоскость вала 10 с предотвращением случайного падения емкостей 2 в воронку 5, собирающую препарат крови.
На фиг. 5 подробно показан блок, который в этом варианте выполнения изобретения сформирован из капельного блока 1, воронки 5 для сбора препарата, и воронки 4 для подачи использованных контейнеров в измельчитель. На этой фигуре показан капельный блок в положении сбрасывания контейнеров. В указанном положении продольный вал 10 повернут с помощью приведения в действие поворотным модулем (не показано) до достижения положения, в котором опорные стержни 11 образуют угол, обеспечивающий возможность падения под действием силы тяжести пустых емкостей в воронку 4 для подачи использованных контейнеров в измельчитель. Поворотный модуль (не показано), обеспечивающий возможность поворота продольного вала 10 и множества его опорных стержней 11, расположен внутри цилиндрического корпуса 70.
На фиг. 6 в общем виде представлены основные этапы рабочего цикла автоматизированного устройства для опорожнения контейнеров с препаратом крови. Как можно видеть, первый этап I начинается с опрокидывания роботизированной рукой 3 множества контейнеров с обеспечением падения замороженного препарата крови 6 под действием силы тяжести.
На втором этапе II роботизированная рука оставляет множество контейнеров 2 на соответствующем множестве опорных стержней 11 с обеспечением стекания остатков препарата крови, еще находящийся внутри контейнеров, в собирающую препарат воронку (на этой фигуре не показано).
На третьем этапе III капельный блок перемещается в положение сбрасывания контейнеров, при этом происходит падение множества контейнеров 2, уже опорожненных, в воронку (на этой фигуре не показано) для подачи в измельчитель использованных контейнеров. В то время как капельный блок 1 сбрасывает множество контейнеров 2, роботизированная рука 3 опрокидывает следующую партию контейнеров 2.
На четвертом этапе IV после сбрасывания капельным блоком 1 контейнеров 2 из предыдущей партии, указанный капельный блок 1 возвращается в положение удержания контейнеров, обеспечивая возможность роботизированной руке оставить множество контейнеров 2 текущей партии на соответствующем множестве опорных стержней 11, при этом препарат крови стекает в собирающую препарат воронку (на этой фигуре не показано).
Рабочий цикл автоматизированного устройства для опорожнения контейнеров с препаратом крови, показанный на фиг. 6, повторяют циклически и непрерывно.
На фиг. 7 представлен покомпонентный вид в аксонометрии всех компонентов, составляющих капельный блок 1. Исключительно для иллюстрации показан флакон 2, удерживаемый одним из опорных стержней 11, жестко присоединенным к продольному валу 10. Как можно видеть на этой фигуре, вал 10 одним из своих концов размещен в поворотной втулке 60, а другой конец вала 10 размещен в круговой приводной пластине 30. Указанная круговая пластина 30 обеспечивает передачу движения от вращательного модуля 80 к продольному валу 10. Круговая приводная пластина 30 размещена внутри кругового диска 20. Между круговой пластиной 30 и отверстием диска 20, в котором размещена указанная пластина, расположен скребок 90, препятствующий вхождению в контакт препарата крови с вращательным модулем 80. И указанный круговой диск 20, и поворотная втулка 60 установлены в соответствующей им опорной пластине 50, 50'. Указанные опорные пластины 50, 50' обеспечивают поддержание капельного блока 1 и всех составляющих ее компонентов.
Как можно видеть на фиг. 7, поворотный модуль 80, обеспечивающий поворот продольного вала 10 и множества его опорных стержней 11, размещен внутри цилиндрического корпуса 70. Указанный цилиндрический корпус 70 присоединен к диску 20 временными соединительными средствами (не показано) Втулка 40, выполненная из тефлона, расположена между цилиндрическим корпусом 70 и диском 20 и обеспечивает непроницаемое для жидкостей уплотнение.
На фиг. 8 показан капельный блок 1 полностью в сборе. Как видно по положению опорных стержней 11 на этом чертеже, капельный блок 1 находится в положении удержания контейнеров.
На фиг. 9 показан капельный блок 1 в положении сбрасывания контейнеров. В указанном положении опорные стержни 11 образуют угол относительно вертикали, обеспечивая возможность падения емкости 2 под действием силы тяжести в воронку (не показано) для подачи использованных контейнеров в измельчитель.
На фиг. 10 представлен вид спереди в вертикальном разрезе, взятом по линии Х-Х, показанной на фиг. 9. Эта фигура подробно показывает как собраны различные компоненты, составляющие капельный блок 1. На этой фигуре капельный блок 1 находится в положении сбрасывания.
На фиг. 11 показан капельный блок 1 в положении удержания, при этом емкости 2 удерживаются опорными стержнями 11 в перевернутом вверх дном состоянии, обеспечивая возможность стекания любых остатков препарата, находящихся во флаконе 2, в собирающую препарат воронку (не показано).
Несмотря на то, что предложенное изобретение было описано и показано на основании примера, следует понимать, что указанный пример варианта выполнения ни в какой степени не ограничивает предложенное изобретение, при этом по существу любые из вариантов, включенных в содержание прилагаемой формулы изобретения непосредственно или в виде эквивалента, следует рассматривать, как подпадающие под объем правовой охраны предложенного изобретения.