压片压力测量装置及压片机
技术领域
本实用新型涉及压片设备技术领域，尤其涉及压片压力测量装置及压片机。
背景技术
压片机是将颗粒或粉状物料通过冲模压制成片剂的机械。旋转式压片机制备片剂的过程一般为：充填、计量、预压、主压、出片。经过准确计量物料重量之后，在压轮和冲模的作用下将物料压制成具有一定硬度的片剂是其中一个关键环节。
在片剂制备过程中，电机和同步带等传动装置的运转使得压轮产生位移，从而对冲杆施加压力。压片压力的大小直接影响片剂重量、硬度、脆碎度等片剂的基本质量指标，因此有压力测量和监控功能是绝大多数药厂对压片机的基本要求。
现有的压轮安装方式，参考图1所示的压轮安装结构100，压轮101设于安装座108的安装孔内，安装座108上开设有斜孔，偏心的压轮轴102插接在此斜孔内，压轮101套设在压轮轴102上，压轮轴102位于压轮101一侧的部分与安装座108之间设置有第一滑动轴承103，压轮轴102位于压轮101另一侧的部分固定设置，并且，压轮轴102的另一侧与安装座108之间设有第二滑动轴承104和第三滑动轴承106，第二滑动轴承104和第三滑动轴承106之间设有套筒105。压轮轴102的另一侧的端部与安装座108之间设有防尘圈107。
目前，基于上述的压轮101安装方式，用于旋转式压片机的压力测量有两种方式：摆臂式和重力式。如图2，摆臂式压片压力测量装置200主要用于早期的单出料旋转式压片机。摆臂式压片压力测量装置200采用的是杠杆原理，冲杆202与压轮101施加的压力通过压轮轴102作用在杠杆201的一端，贴片传感器204在杠杆201的另一端的摆臂203上，通过杠杆201与摆臂203进行检测。这种检测方式成本低，但是结构复杂，力的测量点和作用点之间相隔一段距离，造成这种原理方式误差较大。如图3所示，重力式压片压力测量装置300安装在压轮101中心的正下方，包括壳体302和设于壳体302内的重力传感器301，它能直接感应压轮101上的作用力，这种力不需经过换算处理直接就是我们需要的检测力，可避免测量错误；但是要求下压轮101以下有足够的安装位置，占用空间大。
结合上述，压轮压力测量方式存在上述的结构复杂、误差较大、占用空间大等问题，不能满足日益提高的生产需求。
实用新型内容
本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种压片压力测量装置，简化结构、测量准确、误差小、通用性强、适用范围广。
根据本实用新型第一方面实施例的压片压力测量装置，包括：
压轮，径向对应于冲杆的轴向；
压轮轴，其中心轴线为直线，其上转动连接所述压轮，所述压轮轴的径向与所述冲杆的轴向相平行，所述压轮轴以两端支撑的状态固定于支撑块；所述压轮轴的两固定端之间的轴段设有压力测量组件，所述压力测量组件垂直于所述冲杆的轴向设置。
根据本实用新型的一个实施例，所述压力测量组件包括应变片和传感器组件，所述压轮轴上开设有安装孔，所述应变片和所述传感器组件封装于所述安装孔内。
根据本实用新型的一个实施例，所述安装孔沿所述压轮轴的径向延伸，所述安装孔包括相连通的第一孔段和第二孔段，所述第一孔段的端部形成朝向所述第二孔段的定位面，所述第一孔段内设置所述传感器组件，所述定位面上设置所述应变片。
根据本实用新型的一个实施例，所述安装孔贯穿所述压轮轴，所述第一孔段的两端对称设置所述第二孔段。
根据本实用新型的一个实施例，所述第一孔段靠近所述压轮轴的中心轴线。
根据本实用新型的一个实施例，所述定位面为连续的环形面或多个断开的平面。
根据本实用新型的一个实施例，所述压力测量组件靠近所述压轮。
根据本实用新型的一个实施例，所述安装孔内填充环氧树脂胶以将所述压力测量组件封装在其内。
根据本实用新型的一个实施例，所述压轮轴的轴向设置多个所述压力测量组件，且所述压力测量组件分布于所述压轮的一侧或两侧。
根据本实用新型第二方面实施例的压片机，包括压片组件、所述的压片压力测量装置以及所述支撑块，所述的压片压力测量装置固定于所述支撑块，所述压片组件上设有所述冲杆。
本实用新型实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果之一：
本实用新型实施例，包括压轮和压轮轴，压轮转动连接在压轮轴上，压轮轴的两端固定在支撑块上，使压轮轴的径向平行于冲杆的轴向，即压轮轴的径向平行于冲杆与压轮之间的作用力方向，压轮轴的两固定端之间设置压力测量组件，压力测量组件能够测得压轮轴的径向受力变化，进而得出冲杆作用在压轮上的压力，测量简便，相对于现有的压轮轴结构，安装结构更加简便和稳定，节省零部件，降低成本。
本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是现有技术中压轮安装结构的示意图；
图2是现有技术中摆臂式压片压力测量装置的结构示意图；
图3是现有技术中重力式压片压力测量装置的结构示意图；
图4是本实用新型实施例的压片压力测量装置安装于压片机的结构示意图；
图5是本实用新型实施例的压片压力测量装置的一个实施例的结构示意图；
图6是本实用新型实施例的压片压力测量装置的图5中I的局部放大结构示意图；
图7是本实用新型实施例的压片压力测量装置的所应用的压片机的运行原理示意图；
附图标记：
100：压轮安装结构；101：压轮；102：压轮轴；103：第一滑动轴承；104：第二滑动轴承；105：套筒；106：第三滑动轴承；107：防尘圈；108：安装座；
200：摆臂式压片压力测量装置；201：杠杆；202：冲杆；203：摆臂；204：贴片传感器；
300：重力式压片压力测量装置；301：重力传感器；302：壳体；
400：压片压力测量装置安装于压片机；401：支撑块；402：导向导轨；403：上冲盘；404：中冲盘；405：下冲盘；406：驱动电机；407：压轮；408：冲杆；410：压轮轴；412：滚针轴承；413：压力测量组件；4131：应变片；4132：传感器组件；414：安装孔；4141：第二孔段；4142：第一孔段；415：加料器；416：刮料器；417：导药片；418：装卸块；419：充填导轨；420：计量导轨；421：药片；
A：出片段；B：加料段；C：预压段；D：压片段。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不能用来限制本实用新型的范围。
在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型实施例中的具体含义。
在本实用新型实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
结合图4至图6所示，本实用新型的一个实施例，提供一种压片压力测量装置，包括：压轮407，径向对应于冲杆408的轴向；压轮轴410，其中心轴线为直线，其上转动连接压轮407，压轮轴410的径向与冲杆408的轴向相平行，压轮轴410以两端支撑的状态固定于支撑块401；压轮轴410的两固定端之间的轴段设有压力测量组件413，压力测量组件413垂直于冲杆408的轴向设置。
其中，压轮407的径向对应于冲杆408的轴向，可以理解为，压片压力产生于压轮407和冲杆408的接触点，冲杆408的轴向压力作用在压轮407的径向。压轮轴410的两端支撑状态可以理解为压轮轴410与支撑块401配合形成简支梁的支撑状态。压轮轴410的径向与冲杆408的轴向相平行，冲杆408的轴向压力通过压轮407传递到压轮轴410上，且压轮轴410准确获得冲杆408的轴向压力，压力测量组件413测得的压轮轴410所受径向力即等于冲杆408的轴向压力，测量准确、误差小。
具体的，压轮407可相对于压轮轴410转动，压轮407通过轴承连接于压轮轴410，具体可以为滚针轴承412。压轮轴410固定在支撑块401上，且支撑块401垂直支撑压轮轴410，相对于现有技术中压轮轴410安装在安装座内的斜孔的方式，本实施例保证压轮407承受的径向压力准确传递到压轮轴410，避免压轮407的径向压力产生水平分量，使压轮轴410上的压力测量组件413通过压轮轴410准确测得压轮407承受的压力，进而，在压片过程中，压轮407与冲杆408配合对物料进行加压成型过程中，压力测量组件413准确监控压片的压力，保证压片的重量、硬度、脆碎度等基本质量指标，测量准确、误差小。
压轮轴410的中心轴线为直线，也就是说压轮轴410为非偏心轴，相对于现有技术中，压轮轴410为偏心结构，本实施例的压轮轴410避免了偏心结构的干扰，压轮轴410的形变量不受其偏心部位的重力干扰，能通过压轮轴410准确测得压轮407所承受的压力，进一步提升测量准确性。
并且，相对于现有技术中压轮轴410安装在安装座的斜孔内，压轮轴410与斜孔之间存在相对滑动，还需要配设滑动轴承、套筒等结构保证压轮轴410的稳定性；本实施例中支撑块401垂直支撑压轮轴410，压轮轴410仅需两端固定，无需设置滑动轴承和套筒等辅助结构，简化结构，降低成本。
结合上述，本实施例的压片压力测量装置，简化了压轮407和压轮轴410的安装结构，能够准确测得冲杆408的轴向压力，进而准确得出压片的压力；并且压力测量组件413设置在压轮轴410上，不会额外占用任何安装空间，压轮轴410是压片压力产生之后，通过压轮407传递到的第一个零件，冲杆408的压力传递路径短，压轮轴410作为力的测量点，有助于减小传递过程中损失，距离短，误差小，得出的数据更加准确。并且，本实施例的压片压力测量装置，只需将压轮轴410及其安装结构进行改进即可实现，可以在任何一种成熟的压片机型上进行改进，不影响压片机上的其他部件，灵活性高，成本低，适应范围广，节约空间。
当本实施例的压片压力测量装置应用于制药领域的片剂制备过程中，当冲杆408运动至压轮407下方时，受到压轮407对冲杆408施加的作用力，将药粉压制成片剂。同时压力沿压轮407以及压轮407与压轮轴410之间的滚针轴承412传递至压轮轴410，由于压轮轴410两端固定，在压轮轴410的受压力会产生微小位移，导致压轮轴410有一定形变，压力测量组件413检测到压轮轴410产生的形变并计算得出压片压力。
在另一个实施例中，结合图5和图6所示，压力测量组件413包括应变片4131和传感器组件4132，压轮轴410上开设有安装孔414，应变片4131和传感器组件4132封装于安装孔414内。
应变片4131在安装孔414内与压轮轴410形成一体式结构，应变片4131测得其对应位置的压轮轴410承受压力所产生的形变，传感器组件4132将应变片4131测得的变形转化为压力。应变片4131与传感器组件4132均设于压轮轴410内，应变片4131与传感器组件4132之间的传输路径短，测量灵敏性提高，简化传输线路。
其中，安装孔414可以为通孔或盲孔，安装孔414加工简便；将压力测量组件413封装在安装孔414内，压轮轴410可以保持原外形尺寸不变，压力测量组件413的安装方式简便，可以直接并准确的测量压片的压力。
具体的，安装孔414内填充环氧树脂胶以将压力测量组件413封装在其内。环氧树脂胶对压力测量组件413进行固定和密封保护。环氧树脂胶粘固效果好，对压力测量组件413的影响小。
在另一个实施例中，安装孔414沿压轮轴410的径向延伸，安装孔414包括相连通的第一孔段4142和第二孔段4141，第一孔段4142的端部形成朝向第二孔段4141的定位面，第一孔段4142内设置传感器组件4132，定位面上设置应变片4131，定位面位于第二孔段4141内，定位面垂直于冲杆408的轴向，保证应变片4131垂直受力。第一孔段4142和第二孔段4141通过定位面分隔，减小传感器组件4132等其他部件安装对应变片4131的干扰，保证应变片4131的安装稳定性，进而保证测量准确性。
在另一个实施例中，第一孔段4142靠近压轮轴410的中心轴线，第一孔段4142用于安装传感器组件4132，传感器组件4132的体积较大，靠近压轮轴410的中心设置，使传感器组件4132更加稳定，也减小对传感器组件4132对应变片4131的影响。
在一个实施例中，第一孔段4142与第二孔段4141同轴向设置且第一孔段4142位于第二孔段4141的下方，避免传感器组件4132的重力干扰应变片4131测得的形变量。
在另一个实施例中，安装孔414贯穿压轮轴410，第一孔段4142的两端对称设置第二孔段4141。即安装孔414内形成两个定位面，每个定位面上均可以设置应变片4131，一个安装孔414内可以同时设置两个应变片4131或者在其中一个定位面上设置应变片4131。其中，两个应变片4131可以分别连接于一个传感器组件4132得出压力，或者两个应变片4131同时连接于同一个传感器组件4132。应变片4131的安装方式更灵活多样。并且贯通的安装孔414，加工简便。
当一个安装孔414内设置两个应变片4131时，可以同时测得两组数据，可取两组数据的均值，提高测量准确性；同时，也可以通过两组数据的比较对测量结构进行监控，若两组数据的差值超出设定范围，则需要检修或校准。
进一步的，第一孔段4142的截面面积小于第二孔段4141的截面面积，方便加工。其中，第一孔段4142的截面形状可以为圆形、矩形、正方形及其他多边形。第一孔段4142的截面形状与第二孔段4141的截面形状可以相同或不同。当第一孔段4142和第二孔段4141的截面形状均为圆形，第一孔段4142的直径小于第二孔段4141的直径，且第一孔段4142靠近压轮轴410的中心轴线，加工简便。
在另一个实施例中，定位面为连续的环形面，支撑稳定性好。其中，定位面的中心可以为中空的圆形、矩形、六边形等多种形状，定位面的外周也可以为圆形、矩形、六边形等多种形状，定位面的中心与外周形状可以形成多种组合结构，适于多种形状应变片4131与传感器组件4132，使应变片4131与传感器组件4132的安装更加灵活多样。
其中，当应变片4131放置在定位面时，保证第一孔段4142与第二孔段4141之间连通，以方便胶水填充，进行封装。
在另一个实施例中，定位面包括多个断开的平面，以方便走线，方便胶水充填。
在另一个实施例中，压力测量组件413靠近压轮407，压轮407为受力点，相对于压轮轴410的两端，靠近压轮407的位置形变量大，方便测量，提高测量准确性。压力测量组件413的安装位置不与受力点重合，位于受力点附近。
在另一个实施例中，压轮轴410的轴向设置多个压力测量组件413。多个压力测量组件413同时测量或者设置备用的压力测量组件413，提升测量准确性以及设备运行稳定性。
压力测量组件413分布于压轮407的一侧或两侧，测量一个或多个压力。当压力测量组件413设于压轮407的一侧，且仅设置一个，简化结构，成本低；当压力测量组件413设于压轮407的一侧，且设置多个，同时测得多个数据，可对比或取均值。
进一步的，多个压力测量组件413可以分设于压轮407的两侧；当压轮407位于压轮轴410的轴向中心位置时，在压轮407两侧对称设置压力测量组件413，对称设置的两组压力测量组件413的受力相同，可通过两组压力测量组件413测得的数据进行校准，提高测量准确性。
结合图4和图7所示，上述实施例的压片压力测量装置安装于压片机400的工作原理进行说明。
压片机包括冲盘组件、支撑块401和压片压力测量装置，压片压力测量装置设于支撑块401内，支撑块401设于冲盘组件的一侧，冲盘组件包括上冲盘403、中冲盘404和下冲盘405，驱动电机406在冲盘组件的周向形成加料段B、预压段C、压片段D和出片段A。冲盘组件的一侧设置驱动电机406，驱动电机406经过经过蜗轮箱减速后，带动主轴转动，主轴和冲盘组件相连，冲盘组件运动过程中完成加料、预压、压片和出片的过程。其中，冲盘组件还包括加料器415、刮料器416、装卸块418、导药片417、充填导轨419和计量导轨420等部件，充填导轨419将冲盘组件导向到与加料器415连通，加料器415向中冲盘404的模具中添加物料，然后通过计量导轨420导向的过程中刮料器416进行刮除多余的物料，并进行计量，对剂量进行称量和调整，然后，通过冲杆408进行预压和压片，以形成合格的药片421。冲盘组件转带动上冲盘403的上冲杆408、下冲盘405的下冲杆408沿导向导轨402的曲线转动，上冲杆408或下冲杆408运动到压轮407的对应位置时受到压轮407的压力，进行冲压。压片完成后，下冲杆408推出药片421并通过导药片417将成型的压片导出到装卸块418，完成出片，以进行下一步工序。
本实用新型的另一个实施例，还提供一种压片机，包括压片组件、上述实施例中的压片压力测量装置以及支撑块401，压片压力测量装置固定于支撑块401，压片组件上设有冲杆408。本实施例具有上述实施例的压片压力测量装置，具有上述的有益效果，此处不再赘述。
以上述安装方式，适用于各种结构的压片机，尤其是旋转式压片机，只需将压轮轴410与支撑块401的局部结构进行改进即可实现，改装方便简单，有助于降低设备成本，缩小设备体积。
以上实施方式仅用于说明本实用新型，而非对本实用新型的限制。尽管参照实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本实用新型的技术方案进行各种组合、修改或者等同替换，都不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围中。
