用于填充容器的系统和方法与流程

本公开涉及用于填充诸如预填充注射器的容器的系统和方法。

背景技术：

1、填充系统通常用于用来自相对大的储存器的流体填充大量相对小的容器，诸如预填充注射器。填充系统包括泵，所述泵流体地联接到储存器和一个或多个填充喷嘴。在大型填充系统中，泵可连接到数十个，或甚至数百个填充喷嘴，以用来自储存器的流体同时填充大量单独的容器。泵可由控制器自动地控制，以通过一个或多个填充喷嘴将流体从储存器分配到单独的容器。

技术实现思路

1、本发明的实施方案提供了考虑某些流体动力学行为以便以提高填充准确度并防止阻塞的方式通过填充喷嘴将填充流体分配到容器的系统和方法。更特别地，各实施方案以避免对容器过度填充和填充不足，同时还考虑到流体动力学行为以避免填充流体在填充喷嘴内的可能会导致阻塞或污染的不希望的变干的方式分配填充流体。本文的系统和方法可用于重复、准确、高吞吐量地制造含组合药物产品，诸如药用液体的递送装置。

2、在本文公开的一个示例性实施方案中，一种填充系统包括：储存器，所述储存器保持用于分配的填充流体；至少一个填充喷嘴，所述至少一个填充喷嘴流体地联接到所述储存器以通过喷嘴开口来分配所述填充流体；泵，所述泵流体地联接到所述储存器和至少一个填充喷嘴，所述泵被配置为通过所述填充喷嘴和所述喷嘴开口来分配所述填充流体；以及至少一个处理器，所述至少一个处理器可操作地联接到所述泵和存储器，所述存储器中存储有填充模块。所述至少一个处理器被配置为执行所述填充模块以进行以下操作：接收所述填充流体的至少一个流体性质；至少部分地基于所述至少一个流体性质而生成用于通过所述喷嘴开口分配所述填充流体的至少一组操作参数，使得在从所述至少一个填充喷嘴分配所述填充流体之后，具有稳定的静止轮廓的流体界面形成于所述填充喷嘴中的所述填充流体中与所述喷嘴开口相邻之处；以及输出所述至少一组操作参数。所述至少一组操作参数使得能够控制所述泵以在填充程序期间通过所述喷嘴开口来分配所述填充流体。

3、在本文公开的另一个示例性实施方案中，一种填充系统包括：储存器，所述储存器保持用于分配的填充流体；以及至少一个填充喷嘴，所述至少一个填充喷嘴流体地联接到所述储存器以通过限定喷嘴半径(r)的喷嘴开口来分配所述填充流体。在从所述至少一个填充喷嘴分配所述填充流体之后，稳定的流体界面形成于所述填充流体中与所述喷嘴开口相邻之处。所述稳定的流体界面具有静态界面和/或受控制的堵塞物体积。

4、在另一个实施方案中，公开了一种使用流体地连接到保持填充流体的储存器的至少一个泵和至少一个填充喷嘴将所述填充流体从所述储存器分配到容器的处理器实现的方法。所述至少一个填充喷嘴包括喷嘴开口并且被配置为通过所述喷嘴开口将所述填充流体递送到容器。所述方法包括：经由输入机构接收指定所述填充流体的至少一个流体性质的输入；至少部分地基于所述至少一个流体性质而生成用于在填充程序期间控制所述泵以通过所述喷嘴开口分配所述填充流体的至少一组操作参数，使得在从所述至少一个填充喷嘴分配所述填充流体之后，具有稳定的静止轮廓的流体界面形成于所述填充喷嘴中的所述填充流体中与所述喷嘴开口相邻之处；以及输出所述至少一组操作参数。所述至少一组操作参数使得能够控制所述泵以在填充程序期间通过所述喷嘴开口来分配所述填充流体。

5、本技术还涉及以下项目：

6、1.一种填充系统，所述填充系统包括：

7、储存器，所述储存器保持用于分配的填充流体；

8、至少一个填充喷嘴，所述至少一个填充喷嘴流体地联接到所述储存器并且被配置为通过喷嘴开口来分配所述填充流体；

9、泵，所述泵流体地联接到所述储存器和所述至少一个填充喷嘴，并且被配置为将所述填充流体分配到所述至少一个填充喷嘴并通过所述喷嘴开口来分配所述填充流体；以及

10、至少一个处理器，所述至少一个处理器可操作地联接到所述泵和存储器，所述存储器中存储有填充模块，所述至少一个处理器被配置为执行所述填充模块以进行以下操作：

11、接收所述填充流体的至少一个流体性质；

12、至少部分地基于所述至少一个流体性质而生成用于通过所述喷嘴开口分配所述填充流体的至少一组操作参数，使得在从所述至少一个填充喷嘴分配所述填充流体之后，具有稳定的静止轮廓的流体界面形成于所述填充喷嘴中的所述填充流体中与所述喷嘴开口相邻之处；以及

13、输出所述至少一组操作参数，所述至少一组操作参数使得能够控制所述泵以在填充程序期间通过所述喷嘴开口来分配所述填充流体。

14、2.如项目1所述的填充系统，其中所述至少一组操作参数包括所述泵的反向流速度。

15、3.如项目1或2所述的填充系统，其中反向流速度被选择为满足修正泰勒法则公式使得h/r小于预定最大值，其中h/r是所形成的膜厚度除以所述喷嘴开口的半径，并且ca等于(所述填充流体的流体粘度*反向流速度)/所述填充流体相对于周围环境流体的流体表面张力。

16、4.如项目1至3中任一项所述的填充系统，其中所述填充模块在执行时进一步：

17、至少部分地基于所述至少一个流体性质而生成用于通过所述喷嘴开口分配所述填充流体的所述至少一组操作参数，使得通过所述喷嘴开口分配的稳定的填充流体射流在填充期间不会断裂。

18、5.如项目4所述的填充系统，其中所述至少一组操作参数被生成来产生导致所述稳定的填充流体射流通过所述喷嘴开口分配并向下分配到填充器皿的底部的奥内佐格数。

19、6.如项目5所述的填充系统，其中所述至少一组操作参数使得能够控制所述泵以用所述填充流体填充至少一个容器。

20、7.如项目5所述的填充系统，其中所述至少一组操作参数包括一系列操作参数。

21、8.如项目5至7中任一项所述的填充系统，其中在执行所述填充模块时，所述填充模块接收至少一个附加系统参数并且至少部分地基于所述至少一个附加系统参数而生成所述至少一组操作参数。

22、9.如项目8所述的填充系统，其中所述至少一个附加系统参数包括以下项中的至少一者：

23、所述至少一个喷嘴的喷嘴半径；

24、所述至少一个喷嘴的喷嘴材料；

25、在所述至少一个喷嘴与所述填充流体之间的接触角；以及

26、所述填充流体的净加速度。

27、10.如项目1至9中任一项所述的填充系统，其中所述至少一组操作参数被生成来建立小于0.842的邦德数。

28、11.如项目1至10中任一项所述的填充系统，其中所述至少一个流体参数包括所述填充流体的组成、密度和表面张力中的至少一者。

29、12.如项目1至11中任一项所述的填充系统，其中所述填充模块包括输入装置，所述输入装置可操作地联接到所述处理器和所述存储器中的至少一者并且被配置为接收所述至少一个流体性质的输入。

30、13.如项目1至9中任一项所述的填充系统，其中所述至少一组操作参数满足用于执行填充操作的时间参数。

31、14.一种填充系统，所述填充系统包括：

32、储存器，所述储存器保持用于分配的填充流体；以及

33、至少一个填充喷嘴，所述至少一个填充喷嘴流体地联接到所述储存器以通过限定喷嘴半径(r)的喷嘴开口来分配所述填充流体，所述填充流体限定密度差(ρ)、流体表面张力差(γ)和净加速度(a)，以在从所述至少一个填充喷嘴分配所述填充流体之后在所述填充流体中与所述喷嘴开口相邻之处形成稳定的流体界面，所述稳定的流体界面具有静态界面和/或受控制的堵塞物体积。

34、15.如项目14所述的系统，其中所述喷嘴半径、所述填充流体、所述密度差、所述流体表面张力差和所述净加速度被限定为满足公式((ρ*a*r2)/γ)<0.842。

35、16.如项目14或15所述的系统，其中所述填充流体具有在形成所述稳定的流体界面时最小化所述至少一个填充喷嘴内因对流干燥所致的质量损失的流体轮廓。

36、17.如项目14至16中任一项所述的系统，其中所述净加速度是重力加速度。

37、18.如项目14至17中任一项所述的系统，其中所述至少一个填充喷嘴是填充针。

38、19.如项目18所述的系统，其中所述填充针包含不锈钢。

39、20.如项目14所述的系统，所述系统还包括：

40、泵，所述泵流体地联接到所述储存器以通过所述喷嘴开口来分配所述填充流体。

41、21.如项目20所述的系统，所述系统还包括：

42、控制器，所述控制器可操作地联接到所述泵并且被配置为通过调整所述泵的至少一个泵参数来维持具有稳定的静止轮廓的流体界面。

43、22.如项目21所述的系统，所述系统还包括：

44、喷嘴致动器，所述喷嘴致动器联接到所述至少一个填充喷嘴并且可操作地联接到所述控制器，所述控制器被配置为通过调整所述喷嘴致动器的至少一个致动器参数来维持具有所述稳定的静止轮廓的所述流体界面。

45、23.如项目14所述的系统，其中所述至少一个填充喷嘴限定第一半径和小于所述第一半径的第二半径，所述至少一个填充喷嘴具有带有所述第二半径的缩窄部分，所述缩窄部分形成于所述喷嘴开口与所述至少一个填充喷嘴的主体之间，所述至少一个填充喷嘴的所述主体和所述喷嘴开口具有所述第一半径。

46、24.一种使用流体地联接到保持填充流体的储存器的至少一个泵和至少一个填充喷嘴将所述填充流体从所述储存器分配到容器的处理器实现的方法，所述至少一个泵被配置为将所述填充流体分配到所述至少一个填充喷嘴，所述至少一个填充喷嘴包括喷嘴开口，所述喷嘴开口被配置为将所述填充流体递送到所述容器，所述方法包括：

47、经由输入机构接收指定所述填充流体的至少一个流体性质的输入；

48、至少部分地基于所述至少一个流体性质而生成用于在填充程序期间控制所述泵以通过所述喷嘴开口分配所述填充流体的至少一组操作参数，使得在从所述至少一个填充喷嘴分配所述填充流体之后，具有稳定的静止轮廓的流体界面形成于所述填充流体中与所述喷嘴开口相邻之处；以及

49、输出所述至少一组操作参数。

50、25.如项目24所述的方法，其中所述至少一组操作参数包括所述泵的反向流速度。

51、26.如项目25所述的方法，其中所述反向流速度被选择为满足修正泰勒法则公式使得h/r小于预定最大值，其中h/r是所形成的膜厚度除以所述喷嘴开口的半径，并且ca等于(所述填充流体的流体粘度*所述反向流速度)/所述填充流体的流体表面张力。

52、27.如项目26所述的方法，所述方法还包括：

53、至少部分地基于所述至少一个流体性质而生成用于通过所述喷嘴开口分配所述填充流体的所述至少一组操作参数，使得通过所述喷嘴开口分配的稳定的填充流体射流在填充期间不会断裂。

54、28.如项目27所述的方法，其中所述至少一组操作参数被生成来产生导致所述稳定的填充流体射流通过所述喷嘴开口分配到正被填充的容器的底部的奥内佐格数。

55、29.如项目28所述的方法，所述方法还包括：

56、根据所述至少一组操作参数来控制所述泵；以及

57、用所述填充流体填充至少一个容器。

58、30.如项目29所述的方法，其中所述至少一组操作参数包括一系列操作参数。

59、31.如项目29所述的方法，所述方法还包括：

60、接收至少一个附加系统参数，其中所述至少一组操作参数至少部分地基于所述至少一个附加系统参数而生成。

61、32.如项目31所述的方法，其中所述至少一个附加系统参数包括以下项中的至少一者：

62、所述至少一个喷嘴的喷嘴半径；

63、所述至少一个喷嘴的喷嘴材料；

64、在所述至少一个喷嘴与所述填充流体之间的接触角；以及

65、所述填充流体的净加速度。

66、33.如项目27所述的方法，其中所述至少一组操作参数被生成来建立小于0.842的邦德数。

67、34.如项目24至33中任一项所述的方法，其中所述至少一个流体参数包括所述填充流体的组成、密度和表面张力中的至少一者。

68、35.如项目24至34中任一项所述的方法，其中所述至少一组操作参数满足用于执行填充操作的时间参数。

69、36.如项目1至23中任一项所述的用于制造抗体a的液体制剂的系统。

70、37.一种用抗体a的液体制剂填充容器的方法，所述方法包括如项目24至35中任一项所述的方法。