回转式放射性液体稀释分装机设计.doc
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1、 提供全套毕业设计,欢迎咨询目 录摘 要11前 言31.1课题产生背景31.2 国内外现状及发展趋势31.3 可行性论证42分功能求解方案62.1系统黑箱法求解62.2 分装机分功能求解62.3 评价与决策73 回转式放射性液体稀释分装机总体设计93.1 分装机布局设计93.2 电机的选择及动力学计算143.2.1步进电机和蠕动泵的选择143.2.2伺服电机的选择143.3总体结构方案174产品结构设计和实用化设计184.1 分装机回转运动装置结构设计194.2分装机横向运动装置结构设计204.3 重要零部件结构设计204.3.1 回转盘结构设计204.3.1 机座结构设计214.3.2储液瓶
2、结构设计214.4 零件强度校核计算225 加工装配检验255.1加工工艺过程255.2装配工艺过程275.3保养与维护306结论与展望31总结与体会32致谢词33【参考文献】34摘 要此毕业设计介绍了一种新型生产用全隔离防护回转式放射性液体自动稀释分装系统,该系统用于在热室中将定量的放射性液体液体和生理盐水混合,自动稀释到规定的浓度,并将稀释好的液体精确计量分装到西林瓶中。利用热室对同位素的放射性照射采取全方位防辐射屏蔽,除用机械手装取西林瓶外,整个稀释分装过程自动完成,并且实行全自动的生产过程管理。 传统的稀释分装过程均由人工操作完成,难以满足放射性液体用于医疗的要求,就需要提高生产效率。
3、因此,为了满足放射性液体用于医疗的各种要求,研制满足临床应用的稀释分装设备已成为一个突出的问题,它需要解决传统收工稀释作业人员受到高强度放射源的辐射伤害的问题,其自动化程度和分装精度要高,提出放射性稀释分装设备有着十分现实的应用意义。因此提出回转式放射性液体稀释分装机设计,此次设计中在之前的基础上,结构有了更多的创新和自动化,解决了以往稀释分装一体化问题没有有效的解决的问题。通过对回转式放射性液体稀释分装机的结构和运动介绍,其中分装机运动要求设计和结构设计是整个设计的核心,选用伺服电机精确控制回转盘回转运动和滑块横向运动的方案,设计了伺服电机与回转盘的连接,伺服电机带动滚珠丝杠实现回转盘横向运
4、动,由于涉及到机械手放取西林瓶,所以要使用限位开关控制其横向移动。根据放射性液体的稀释分装的要求,设计出回转装置,横向运动装置,蠕动泵装配,此次设计主要是放射性稀释分装机上进一步的改进,以实现高效率、高精度、自动化生产需求。【关键词】 自动化 放射性 回转式 AbstractThe graduation design this paper introduces a new production with full isolation protection rotary radioactive dilute liquid automatic packaging system, the syste
5、m is used for quantitative in the hot chamber of radioactive liquid liquid mixed with normal saline, automatically diluted to the concentration, and will dilute good liquid precise metering divide among serving schering bottles. Using the hot chamber for isotope radioactive radiation an anti-radiati
6、on shielding, besides using manipulator pack to take schering bottles, the dilution repackaging process automatically, and the fully automated production process management.Traditional dilution repackaging process are completed by manual operation, difficult to meet the requirements of radioactive l
7、iquid for medical use, you need to improve production efficiency. , therefore, in order to meet the various requirements of radioactive liquid for medical and development meet the clinical application of dilution packing equipment has become a prominent problem, it needs to solve traditional dilutio
8、n workers work high intensity source of radiation damage, the degree of automation and packing accuracy is higher, the proposed radioactive dilution repackaging application has the extremely realistic significance. Therefore rotary radioactive liquid dilution racking machine design is put forward, i
9、n the design before, on the basis of structure have more innovation and automation, dilute the packing there is no effective integration problem solved ever solve the problem.Diluted by rotary radioactive liquid racking machine structure and motion is introduced, including racking machine movement r
10、equires design and structural design is the core of the whole design, choose accurate control servo motor back to rotary rotary motion and slider lateral movement of the scheme, design of the servo motor connected to the back wheel, servo motor driven ball screw back wheel lateral movement, because
11、involves the manipulator for schering bottles, so lets use the limit switch control its lateral movement. According to the requirements of radioactive liquid dilution packing design the rotary device, lateral movement device, the peristaltic pump assembly, this design is mainly radioactive dilution
12、packing machine for further improvement, in order to realize the high efficiency, high precision, automation production requirements.【Key words】 Automation Radioactive Rotar1前 言1.1课题产生背景随着科学技术的发展,自动化控制越来越多,它节省劳动力,降低成本,提高生产效率,其作用显而易见。目前,使用放射性液体进行病症诊断、治疗技术已经广泛应用于医学临床。医院所用放射性液体从生产厂家买来时是放装特制铅罐中的西林瓶中。由于用
13、于病人治疗的放射性液体浓度极低,而且量少,所以医院必须对高浓度放射性液体进行二次稀释后才能提供病人服用。传统的稀释分装过程均由人工操作完成,难以满足放射性液体用于医疗的要求,就需要提高生产效率。因此,为了满足放射性液体用于医疗的各种要求,研制满足临床应用的稀释分装设备已成为一个突出的问题,它需要解决传统收工稀释作业人员受到高强度放射源的辐射伤害的问题,其自动化程度和分装精度要高,提出放射性稀释分装设备有着十分现实的应用意义。1.2 国内外现状及发展趋势中国制剂设备随着制剂工艺的法展和新型品种的日益增长而发展。一些新型先进的制剂的设备的出现又将先进的工艺转化为生产动力,促进了制药工业整体水平的提
14、高。近年制剂设备新产品不断涌现,国内外已经出现了多种形式的稀释分装设备,如高效混合制粒机,高效自动压片机、大输液生产线、口服液自动灌装生产线、电子数控螺杆分装机、水浴式灭菌柜、双铝热封包装机、电磁感应封口机等。这些新设备的问世,为中国制剂生产提供了相当数量的先进或比较先进的制药设备,一批高效、节能、机电一体化、符合GMP要求的高新技术产品为中国医药企业全面实施GMP奠定了设备基础。就目前国内外用于放射性液体药物稀释分装的设备来看,具有以下的共同点和不足。共同点:a. 稀释分装均采用了远距离控制技术、防辐射屏蔽技术,用于解决放射性液体稀释时存在的放射性照射,同位素污染等问题。b. 都很注重提高稀
15、释分装的自动化程度。c. 都很注重提高稀释分装的定量精度。d. 整机运行准确、稳定、可靠。e. 采用计算机技术对稀释分装过程进行管理和控制不足之处:a. 稀释分装一体化问题没有有效的解决。b. 结构体积过大,成本高,只适合大型医院使用,普及面较小。c. 采用先取样后分装的方法,病人需要几种不同剂量,就需要取几次样,这使得操作过程复杂,效率低,同时也增加了混淆剂量出错的概率。d. 大多设备不能实时监测并显示,患者对药物的服用剂量难以确认。为适应市场要求,研发新型医用放射性液体稀释分装机的目标是:新型机能很好的满足医用放射性液体的稀释,保证分装精度,同时能够弥补以往产品的不足,实现自动化生产。我设
16、计了回转式放射性液体稀释分装机,能够满足用户要求,真正成为刚柔兼备的自动化设备。1.3 可行性论证随着社会飞速的发展,环境的污染也越来越严重,现代人的生活压力和生存环境也越来越恶劣,所以我们的医疗事业的发展也要与时俱进,医疗设备的先进性和自动化生产也将走向一个新的高度。而放射性液体在医疗事业中治疗疾病有了很久的历史,然而该方法具有简便、安全、治愈率高、复发率低的优点。国内外学者对采用同位素治疗病人进行了长达半个多世纪的跟踪调查研究,并与一般人群癌症自然发生率相比较,未见白血病、癌症、畸胎的发生率增高,而且甲状腺癌的发生率明显低于一般人群的自然发生率。无论从理论上,还是从实践上都证明:放射性液体
17、治疗疾病是一种异常安全的治疗方法。虽然放射性液体对一些复杂的疾病有很好的治疗效果,但是放射性液体初始浓度一般很高,而用于病人治疗的放射性液体浓度极低,而且量少,所以医院必须对高浓度放射性液体进行二次稀释后才能提供病人服用。传统的稀释分装过程均由人工操作完成,难以满足放射性液体用于医疗的要求,就需要提高生产效率。因此,为了满足放射性液体用于医疗的各种要求,研制满足临床应用的稀释分装设备已成为一个突出的问题, 所以在制药过程中要有必要制药设备,且要保证药的完全性与稳定性。由于病人的病情不同,对放射性液体的剂量也就要求不一样,而普通的放射性液体稀释分装机却不能达到此要求,因此我们需要一套精准与自动化
18、为一体的机器。现代机器也都向全自动化、高速化和多样化的趋势发展。这也是当前放射性液体稀释分装机的技术发展趋势。该设备已经由机械式发展到半自动化式再到全自动化式,发展极为迅速。为了满足放射性液体用于医疗的各种要求,研制满足临床应用的稀释分装设备已成为一个突出的问题,它需要解决传统收工稀释作业人员受到高强度放射源的辐射伤害的问题,其自动化程度和分装精度要高,提出放射性稀释分装设备有着十分现实的应用意义。现在国内许多的医疗企业和医院都需要这种设备。因此本产品在市场的前景也是相当乐观的,也会受到广大医疗机构的支持,是一个有利人体健康和步入现代化医疗设备的重大意思。液体自动稀释分装系统每次需要连续对15
19、瓶不同剂量要求的西林瓶进行灌装,分装时间小于10分钟,每瓶分装体积计量误差为0.5%。整机在热室中工作,由机械手将西林瓶安装到西林瓶工作台或从工作台取下,而且该动作由人在热室外对机械手进行操作完成,而西林瓶的供送、液体的稀释分装及回转盘横向运动均由热室外单片机通过控制电机完成。从而保证了操作人员免受放射线的照射。工作时由稀释泵将高浓度放射性液体液体稀释,并存放于储液瓶中。工作时由稀释泵将高浓度放射性液体稀释,并存放于储液瓶中。灌装时西林瓶由西林瓶驱动电机送至灌装位置定位后,再由灌装泵将定量的药液灌入西林瓶。第一瓶灌装完后,驱动电机工作,将西林瓶移动电机将下一瓶移动到灌装位置,准备灌装。液体输送
20、系统包括稀释液体的输送和分装液体的输送,液体稀释系统采用经电机驱动的蠕动泵分别将定量的生理盐水和高浓度放射性液体输入储液瓶中混合。为保证液体在蠕动泵的驱动下,能顺利灌入西林瓶中,液体灌入西林瓶之前用两个针头插入储液瓶,一个针头用来输送液体(灌装针),另一个针头用来消除储液瓶内外的压力差(排气针),从而保持西林瓶内、外的气压始终一致,同时保证放射性液体的精确计量。单片机驱动电机转动,带动蠕动泵运转,分别将定量的生理盐水和高浓度放射性液体输入储液瓶中混合。每次输送的液体体积由单片机控制步进电机转数和蠕动泵的流量自动换算而得,实现了分装液体的精确计量,然后再用同位素活度检测仪自动检测稀释后液体的活度
21、,以确保稀释液体达到规定的浓度。该设计实现了放射性同位素的自动稀释分装,解决了传统手工稀释和其他同类产品中存在的问题,其自动化程度和性能都能很好地满足放射性同位素稀释分装的要求。在实际应用中成功用于液体的稀释分装,满足了全部的设计要求,该设备的应用保护了作业人员免受高强度放射源的辐射伤害,达到了国家辐射防护规定和环保的要求,具有很高的社会效益。2分功能求解方案2.1系统黑箱法求解对于要解决的问题,犹如对待一个不透明、不知其内部结构的“黑箱”。利用对位置系统的外部观测,分析该系统与环境之间的输入和输出,通过输入和输出的转换关系确定系统的功能、特性,进一步寻求该功能、特性所需具备的工作原理与内部结
22、构。黑箱法要求设计者不要首先从产品结构出发设计产品,这是一种设计方法的转变。黑箱法有助于抓住问题的本质、扩大思路、摆脱传统结构的旧框框、获得新颖的较高水平的设计方案。对于回转式放射性稀释分装机的黑箱求解放如下图: 热量 震动,噪声回转式放射性液体稀释分装机 高浓度放射性液体 盐水 已稀释液体220V单片机控制信号 - - 稀释浓度显示 图2.1分装机黑箱图由此我们可以确定分装机总共能:自动化实现放射性液体的稀释,保证分装精度。2.2 分装机分功能求解在功能分析阶段,我们需要确定产品的分功能,通过分功能求解。这种功能关系说明系统的输入和输出以及内部的转换。功能元功能元分解123A回转装置步进电机
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