Узел для ориентирования яиц и соответствующие установка, устройство и способ
UNIT FOR ORIENTING EGGS AND RELATED INSTALLATION, DEVICE AND METHOD

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Данное изобретение относится в целом к устройствам и установкам для обработки яиц. В частности, данное изобретение относится к узлу для ориентирования яиц относительно их продольной оси перед процедурой обработки, а также к соответствующим установке и способу.
ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Яйца птицы могут подвергаться обработке по различным причинам. Такая обработка, например, может включать, среди прочего, введение вакцин, отбор проб материала, извлечение или транспортировку, удаление верхней части или забор текучих сред, находящихся внутри яйца. Как правило, для выполнения обработки яйца переносятся в контейнере для яиц, имеющем отдельные гнезда, предназначенные для размещения яйца в вертикальном безопасном положении. Контейнер с яйцами перемещают к обрабатывающему устройству, в котором яйца подвергают процедуре обработки. В некоторых случаях яйца могут быть вынуты из контейнера снизу (с поддержанием их) до выполнения процедуры обработки. В других случаях в ходе процедуры обработки яйца могут оставаться расположенными внутри контейнера для яиц. В любом из этих случаев яйца могут быть переданы к обрабатывающему устройству наклонным образом, при этом перед обработкой яйца могут находиться не в строго вертикальном положении. То есть одно или более яиц могут быть смещены относительно продольной оси яйца, проходящей через его концы. В некоторых случаях может быть желательным размещение яиц на одной линии или их выравнивание иным образом так, чтобы продольная ось каждого яйца проходила вертикально перед выполнением обработки. Однако в других случаях может быть желательным ориентирование яиц со смещением относительно оси или с отклонением от вертикальной ориентации.
Таким образом, существует необходимость в создании узла и соответствующей установки, которые обеспечивают возможность ориентирования яиц так, что продольная ось каждого яйца ориентирована соответствующим образом перед выполнением обработки. Кроме того, существует необходимость в создании соответствующего способа для облегчения ориентирования яиц перед выполнением процедуры их обработки. Кроме того, существует необходимость в создании узла, установки и способа, которые могут применяться для яиц разных размеров для оптимизации их обработки.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Вышеуказанные и другие цели достигаются с помощью аспектов данного изобретения, в котором согласно одному аспекту предложена установка для обработки яиц, содержащая базовую платформу, через которую проходят базовые отверстия, каждое из которых предназначено для размещения в нем по меньшей мере части птичьего яйца с нижней стороны базовой платформы. Для поддержания яиц предусмотрены держатели яиц, каждый из которых выполнен с возможностью подъема яйца по направлению к соответствующему базовому отверстию. От нижней стороны базовой платформы отходят приспособления для ориентирования яиц. Каждое приспособление для ориентирования яиц связано с соответствующим базовым отверстием так, что при перемещении яйца по направлению к базовой платформе оно взаимодействует с указанным приспособлением с обеспечением ориентирования яйца.
Согласно другому аспекту предложен способ обработки птичьего яйца. Способ включает позиционирование птичьих яиц под базовой платформой, через которую проходят базовые отверстия и которая содержит приспособления для ориентирования яиц, отходящие от нижней стороны указанной платформы. Способ также включает подъем каждого яйца к базовой платформе при помощи держателя яйца так, что в каждое базовое отверстие с нижней стороны базовой платформы входит яйцо. Способ также включает ориентирование яиц с достижением заданной ориентации при взаимодействии яиц с приспособлениями для ориентирования яиц и вхождении в контакт с базовой платформой, а также обработку птичьих яиц.
Согласно еще одному аспекту предложена установка для обработки яиц, содержащая раму. С рамой функционально соединена базовая платформа, через которую проходят базовые отверстия. Каждое базовое отверстие предназначено для размещения в нем по меньшей мере части птичьего яйца с нижней стороны базовой платформы. С рамой функционально соединены держатели яиц, которые содержат опоры для поддержания яиц. Каждый держатель выполнен с возможностью подъема яйца к соответствующему базовому отверстию и саморегулирования высоты держателя в зависимости от размера яйца, поднимаемого к базовому отверстию. Каждый держатель содержит запирающий узел, обеспечивающий закрепление держателя с запиранием по месту для выполнения обработки после осуществления саморегулирования держателя.
Согласно еще одному аспекту предложено устройство для инвазивной обработки яиц. Устройство содержит корпус, имеющий проксимальный конец и дистальный конец. С корпусом функционально соединена игла. Игла выполнена с возможностью выдвижения и втягивания на дистальном конце корпуса для инвазивного взаимодействия с яйцом. С корпусом, на его дистальном конце, функционально соединено приспособление для ориентирования яйца. Указанное приспособление выполнено с возможностью взаимодействия с яйцом для его обеспечения ориентирования.
Таким образом, различные аспекты данного изобретения обеспечивают преимущества, которые иным образом подробно изложены в данном документе.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
После представленного в общих чертах описания различных вариантов выполнения данного изобретения ниже сделана ссылка на прилагаемые чертежи, которые не обязательно выполнены в масштабе и на которых:
фиг. 1 изображает частичный вид сбоку установки для обработки яиц, содержащей узел для ориентирования яиц, выполненный с возможностью вертикального ориентирования яиц для их обработки, согласно одному аспекту данного изобретения, при этом показано яйцо, расположенное в плоском контейнере для яиц,
фиг. 2 изображает частичный вид сбоку установки для обработки яиц, содержащей узел для ориентирования яиц, выполненный с возможностью вертикального ориентирования яиц для их обработки, согласно одному аспекту данного изобретения, при этом показано яйцо, поднятое из плоского контейнера для яиц для обеспечения взаимодействия яйца с приспособлением для ориентирования яиц, отходящим от базовой платформы,
фиг. 3-5 изображают схематические виды в аксонометрии узла для ориентирования яиц, иллюстрирующие его последовательную работу, согласно одному аспекту данного изобретения,
фиг. 6-8 изображают различные схематические виды в аксонометрии приспособления для ориентирования яиц, которое может быть выполнено в установке для обработки яиц, согласно одному аспекту данного изобретения,
фиг. 9 изображает схематический вид саморегулирующегося опорного узла для яиц, выполненного в виде части узла для ориентирования яиц, согласно одному аспекту данного изобретения,
фиг. 10 изображает схематический вид в аксонометрии узла для ориентирования яиц, на котором показаны яйца разного размера, поднимаемые с помощью саморегулирующихся держателей яиц, согласно одному аспекту данного изобретения,
фиг. 11 изображает схематический вид сбоку опорного узла для яиц, на котором показаны яйца разного размера, поднимаемые с помощью саморегулирующихся держателей яиц, согласно одному аспекту данного изобретения,
фиг. 12 изображает схематический вид в аксонометрии опорного узла для яиц, содержащего запирающий узел, согласно одному аспекту данного изобретения,
фиг. 13 изображает схематический вид в аксонометрии узла для ориентирования яиц, содержащего приспособление для ориентирования яиц, расположенное на устройстве для инвазивной обработки яиц, согласно одному аспекту данного изобретения,
фиг. 14 изображает схематический вид в аксонометрии устройства для инвазивной обработки яиц, на одном конце которого расположено приспособление для ориентирования яиц, согласно одному аспекту данного изобретения,
фиг. 15-17 изображают различные схематические виды сбоку узла для ориентирования яиц, иллюстрирующие последовательную работу опорного узла для яиц, который поднимает яйцо вверх к приспособлению для ориентирования яиц для взаимодействия с ним так, что яйцо ориентируется с осевым смещением относительно вертикали, согласно одному аспекту данного изобретения, и
фиг. 18 изображает схематический вид в аксонометрии опорного узла для яиц, имеющего опорные выступы, выполненные с возможностью поворота яйца при его подъеме с яичного лотка.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Ниже приведено более подробное описание различных аспектов данного изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых показаны некоторые, но не все, аспекты изобретения. Фактически, данное изобретение может быть реализовано в различных формах и не должно считаться ограниченным аспектами, которые изложены в данном документе и представлены для того, чтобы данное изобретение соответствовало установленным нормативным требованиям. На протяжении всего описания одинаковые номера позиций относятся к одинаковым элементам.
Аспекты данного изобретения могут быть реализованы в различных установках для обработки яиц. Например, данные аспекты могут быть реализованы, в том числе, в модуле для введение инъекции в яйца (например инъекции обрабатывающего вещества), в модуле для отбора проб из яиц (например извлечения материала для выполнения диагностических проверок) и в модуле для удаление верхней части яиц (например снятия верхушки яйца для забора текучих сред, находящихся внутри него). В этой связи аспекты данного изобретения в целом могут использоваться для содействия расположению яйца в вертикальной ориентации для обработки.
Как показано на фиг. 1 и 2, установка 100 для обработки яиц может быть особенно подходящей для использования при обработке яиц, расположенных в плоском контейнере 20 для яиц, который имеет открытые на концах гнезда, предназначенные для размещения отдельных яиц. Примерами имеющихся на рынке подходящих плоских контейнеров 20 являются, без ограничения этим, лоток «CHICKMASTER 54», лоток «JAMESWAY 42» и лоток «JAMESWAY 84» (в каждом случае число указывает на количество яиц, располагаемых в лотке). С помощью установки 100 яйца могут быть обработаны при их расположении под головкой для обработки яиц.
Согласно некоторым аспектам установка 100 для обработки яиц может содержать раму ПО и конвейерный узел, предназначенный для автоматического перемещения плоских контейнеров 20 через установку 100 к положению обработки. Конвейерный узел может содержать систему 120 направляющих рельсов, предназначенную для размещения и направления контейнеров 20 к положению обработки. Конвейерный узел также может содержать соответствующие ограничительные элементы, датчики, транспортеры, бесконечные ленты, двигатели и т.д. для надлежащего шагового перемещения и позиционирования контейнеров 20 в пределах установки 100. В некоторых случаях контейнеры 20 могут быть продвигаться через установку 100 вручную.
Как показано на фиг. 1-4, установка 100 может содержать узел 125 для ориентирования яиц. В некоторых случаях узел 125 может содержать опорный узел 130 для яиц, предназначенный для подъема и поддержания каждого яйца, изъятого из плоского контейнера 20, после его расположения под головкой для обработки яиц и перед выполнением обработки. В этой связи может быть предпочтительным поддержание яйца во время обработки для ограничения раскалывания яиц, которое может произойти, если яйца остаются в контейнере 20. Опорный узел 130 может быть выполнен с возможностью перемещения между рабочим положением (в котором он удерживает яйца поднятыми над контейнером 20), как показано на фиг. 2, 4 и 5, и убранным положением (положением без поддержания, в котором между узлом 130 и контейнером 20 имеется вертикальный зазор), как показано на фиг. 1 и 3. В рабочем положении яйца могут быть надлежащим образом расположены для выполнения обработки.
В некоторых случаях опорный узел 130 может содержать держатели 140 яиц, предназначенные для подъема яиц с плоского контейнера 20. Каждый держатель 140 может содержать опорный элемент 145, который контактирует и взаимодействует с одним концом яйца для обеспечения его поддержания во время обработки. Держатели 140 могут быть выполнены с возможностью приведения в действие по отдельности так, что яйца могут быть отобраны для обработки выборочным образом. В других случаях держатели 140 могут быть совместно подняты, например, с помощью опорной пластины 142, соединенной с ними, так что все яйца, находящиеся в контейнере 20, поднимаются из контейнера одновременно.
Согласно некоторым аспектам опорный узел 130 может быть саморегулирующимся для обеспечения размещения яиц разных размеров, как показано на фиг. 9-12. В этой связи, как показано на фиг. 9-12, опорный узел 130 может содержать поджимающий элемент 132, который обеспечивает возможность саморегулирования опорного элемента 145 в зависимости от размера и веса поддерживаемого яйца. После выполнения саморегулирования отдельного держателя 140 яйца указанный держатель 140 может быть заперт по месту с использованием запирающего узла 150, выполненного с обеспечением закрепления держателя яйца с запиранием по месту для выполнения обработки. Запирающий узел 150 может управляться или приводиться в действие электрическим, пневматическим, гидравлическим или механическим способом. Как показано на фиг. П, держатель 140 может содержать цилиндрический стакан 139, который перемещается вертикальным образом для размещения в нем яиц разных размеров. Согласно одному аспекту надувной элемент или баллон 133 может быть надут или расширен пневматическим способом так, что он входит в контакт с внутренними стенками стакана 139 с обеспечением запирания опорного элемента 145 на месте.
В одном аспекте, как показано на фиг. 9 и 12, держатель 140 может содержать опорный элемент 145, поджимающий элемент 132, зажимной цанговый патрон 134, направляющий шток 136 и зажимную втулку 138. Патрон 134 образует внутреннюю конусообразную стенку 135, предназначенную для размещения ответной конусообразной части 137 втулки 138. Таким образом, при взаимодействии патрона 134 и втулки 138 конусообразная часть 137 втулки 138 стягивается вокруг штока 136 с обеспечением запирания держателя 140 на месте.
В некоторых случаях, как показано на фиг. 18, опорный узел 130 может содержать поворотные устройства 300, выполненные с возможностью перемещения относительно держателей 140. При этом яйца могут поворачиваться при их подъеме с яичного лотка. Такой поворот может облегчить операцию ориентирования, описанную в данном документе, и способствовать направлению яиц к приспособлениям для ориентирования, описанным ниже. В некоторых случаях поворотные устройства 300 могут перемещаться по дорожкам 302 вокруг держателей 140, иногда спиральным образом и по спиральной траектории. Каждое устройство 300 может иметь несколько опорных выступов 310, отходящих от основания 304. Опорные выступы 310 могут входить в физический контакт с яйцом, обеспечивая боковую опору для него. В некоторых случаях опорные выступы 310 могут поднимать яйцо, выводя его из взаимодействия с опорным элементом 145, так что поворотное устройство одновременно поднимает и поворачивает яйцо.
Как показано на фиг. 1 и 2, узел 125 для ориентирования яиц может в целом содержать базовую платформу 160, которая в некоторых случаях может представлять собой пластину 165. Платформа 160 может оставаться неподвижной или может быть выполнена с возможностью перемещения. Установка каждого яйца 5 в базовое положение может осуществляться с помощью круглого базового отверстия 162, выполненного в пластине 165. Как показано на фиг. 2, яйцо 5 может подниматься вверх из плоского контейнера 20 в отверстие 162 до тех пор, пока не войдет в контакт с отверстием 162, которое действует в качестве ограничителя. Платформа 160 может быть изготовлена из любого подходящего материала, такого как нержавеющая сталь, полимер или керамический материал. Пластина 165 может быть выполнена в виде единого элемента или может быть разделена на отдельные пластины, которые вместе образуют базовую пластину 160.
Перед достижением платформы 160 каждое яйцо, поднятое из контейнера 20, может соединяться, взаимодействовать или иным образом входить в контакт с приспособлением для ориентирования яиц, обозначенным в целом номером 200 позиции. Приспособление 200 может отходить от базовой платформы 160 так, что оно расположено между опорным узлом 130 и платформой 160. Каждое приспособление 200 может быть связано с соответствующим базовым отверстием 162 так, что при перемещении яйца по направлению к базовой платформе 160 оно взаимодействует с приспособлением 200. В некоторых случаях приспособление 200 может быть выполнено с возможностью выравнивания и ориентирования яйца вертикально вдоль продольной оси 10 (фиг. 9) яйца, определяемой его концами. Таким образом, любые яйца, расположенные под углом или наклонно в контейнере 20, могут быть выровнены или приведены в вертикальное положение для выполнения обработки. Приспособление 200 может быть непосредственно или опосредованно соединено с платформой 160, прикреплено к ней или связано с ней. Как показано на фиг. 1-5, приспособление 200 может быть непосредственно прикреплено к платформе 160 или иным способом встроено в нее.
Приспособление 200 для ориентирования яиц может быть выполнено с возможностью изгибания вокруг яйца, когда яйцо входит в него. При этом приспособление 200 может быть образовано отклоняющими средствами или отклоняющими элементами, которые могут изгибаться вокруг яйца и вдоль его контуров для обеспечения выравнивания яйца вертикальным образом.
Приспособление 200 может представлять иметь цельную конструкцию, однако в некоторых случаях может быть выполнено из отдельных компонентов, взаимодействующих с образованием приспособления 200. Согласно некоторым аспектам приспособление 200 может быть выполнено из эластичного, гибкого или упругого материала для обеспечения возможности изгибания приспособления 200 вокруг яйца при контакте с ним. Приспособление 200 может быть изготовлено из различных материалов, обладающих такими свойствами изгибания, эластичности или упругости, например из упругих материалов, эластичных материалов, суперэластичных материалов, псевдоэластичных материалов и материалов с памятью формы. В некоторых случаях приспособление 200 для ориентирования яиц может быть изготовлено из материала с памятью формы (например из сплава или полимера с памятью формы), обладающего способностью возвращаться из деформированного состояния (временной формы) к своей исходной (постоянной) форме под влиянием внешнего воздействия, например изменения температуры. В других случаях приспособление 200 может быть изготовлено из суперэластичного сплава (например никель-титанового сплава (нитинола)), который после деформации возвращается к форме, которую он имел до этого, без внешнего воздействия. При механическом нагружении суперэластичный сплав деформируется обратимым образом до очень высокой степени деформации (до 10%) вследствие образования фазы, индуцированной механическим напряжением. После снятия нагрузки новая фаза становится неустойчивой, и материал возвращается к своей исходной форме. Преимущество таких суперэластичных материалов, псвевдоэластичных материалов и материалов с памятью формы заключается в сопротивлении усталостным нагрузкам, которое является важным фактором при учете возможного количества яиц, обрабатываемых с помощью установки 100. В некоторых случаях приспособление 200 для ориентирования яиц может быть изготовлено из металлических сплавов (например из нержавеющей стали) или полимерных компонентов или из их комбинаций.
Приспособление 200 для ориентирования яиц может иметь различную форму, вид или конструкцию, которые дают возможность при помощи приспособления 200 выровнять яйцо вертикальным образом, используя физический контакт. Согласно одному конкретному аспекту приспособление 200 может быть образовано из упругих элементов 210, отходящих от корпуса 250, как показано на фиг. 6-8. В этом случае корпус 250 может быть прикреплен к платформе 160, соединен или связан с ней и может образовывать отверстие 205, которое обеспечивает доступ к концу яйца для выполнения обработки. Упругие элементы 210 могут взаимодействовать с образованием устройства, открытого на конце и обеспечивающего возможность простого размещения конца яйца внутри приспособления 200. В некоторых случаях упругие элементы 210 могут быть выполнены в виде проволочных петель, образующих эластичную проволочную конструкцию, в которую входит яйцо. В некоторых случаях различные упругие элементы 210 могут быть выполнены за одно целое, тогда как в других случаях упругие элементы 210 могут представлять собой отдельные компоненты. Элементы 210 могут быть выполнены с возможностью упругого изгибания для размещения в них яиц разного размера. Элементы 210 могут повторять контур яйца для выравнивания яйца во время его продвижения к приспособлению 200.
Конфигурация и эластичность приспособления 200 могут не обеспечивать удерживание яйца внутри приспособления 200 при перемещении опорного узла 130 в убранное положение после выполнения обработки. Таким образом, яйцо выскальзывает из приспособления 200 при опускании держателя 140 так, что оно падает обратно в соответствующее ему гнездо контейнера 20. В этом случае контейнер 20 может быть продвинут под головкой для обработки яиц далее за установку 100. При этом для минимизации разрушения вследствие усталости может быть предпочтительным использование материала с памятью формы или суперэластичного материала, имеющего соответствующий коэффициент эластичности, поскольку приспособление 200 проходит через значительное число операций обработки в любых промышленных условиях. Упругость или эластичность приспособления 200 для ориентирования яиц может быть такова, что вес яйца превосходит любое усилие, направленное на удерживание яйца внутри приспособления 200, вследствие чего отсутствует необходимость в устройстве, обеспечивающем активное выталкивание яйца с выведением его из взаимодействия с приспособлением 200. В этом случае приспособление 200 может быть выполнено неудерживающим в том плане, что яйцо не удерживается внутри приспособления 200 при отсутствии содействия держателя 140. Упругие элементы 210 приспособления для ориентирования яиц могут иметь любую длину, необходимую для надлежащего выравнивания яйца с достижением вертикальной ориентации.
Как показано на фиг. 13 и 14, в некоторых случаях приспособление 200 может быть прикреплено к устройству для обработки яиц, такому как устройство 500 для инвазивной обработки яиц, изображенное на чертежах, или выполнено за одно целое или иным образом соединено с указанным устройством. В данном конкретном примере приспособление 200 для ориентирования яиц может использоваться совместно с устройством 500 для обработки яиц так, что яйца ориентируются в заданном направлении перед выполнением обработки с помощью инвазивной процедуры. Например, устройство 500 может содержать корпус 502, в целом имеющий дистальный конец 504 и проксимальный конец 506, и иглу, выполненную с возможностью выдвижения и втягивания на дистальном конце 504. Приспособление 200 для ориентирования яиц также может быть расположено на дистальном конце 504 корпуса 502, так что яйцо соответствующим образом ориентируется (например выравнивается) перед введением в яйцо иглы для выпуска в него обрабатывающего вещества (например вакцины) или забора пробы.
В некоторых случаях, как показано на фиг. 15-17, для выполнения задач по обработке может быть желательным ориентирование яиц с осевым смещением относительно вертикали. То есть может быть желательным отклонение яиц от вертикальной ориентации. По существу, приспособление для ориентирования яиц может быть соответствующим образом выполнено для осуществления этой функции. Согласно одному аспекту приспособление 200 может содержать ориентирующий корпус 260, образующий выемку 262, которая является вогнутой или имеет неправильную форму и в которую может быть помещено яйцо. Выемка 262 может проходить через ориентирующий корпус 260 так, что устройство для обработки яиц (например устройство для инъекций или отбора проб) может иметь доступ к яйцу напротив отверстия, через которое яйцо 5 поступает в корпус 260. В некоторых случаях держатель 140 может быть смещен от центра относительно центральной оси 264, образованной приспособлением 200, как показано на фиг. 15. Когда яйцо поднимается в выемку 262, оно контактирует с внутренней стенкой 266 корпуса 260 и изменяет свою ориентацию в соответствии с контурами стенки 266. Такое ориентирование с осевым смещением может быть преимущественным для нацеливания на точку или зону входа в яйцо. В других случаях наклон яйца может приводить к расположению воздушной полости внутри яйца в заданном местоположении для выполнения обработки.
Специалистами, на которых рассчитано данное описание, могут быть созданы различные модификации и другие аспекты изобретения, изложенного в данном документе, которые обеспечивают преимущества идей, представленных в вышеприведенном описании и на прилагаемых чертежах. Таким образом, следует понимать, что данное изобретение не ограничено конкретными рассмотренными аспектами и что модификации и другие аспекты следует считать находящимися в рамках объема прилагаемой формулы изобретения. Несмотря на то что в данном документе используются специальные термины, они применяются исключительно в общем и описательном смысле, а не для ограничения.