ИНЪЕКТОР, СИСТЕМА И СПОСОБ ДЛЯ ИНЪЕКТИРОВАНИЯ ЯЙЦА СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ ПТИЦЫ
INJECTOR, SYSTEM AND METHOD FOR INJECTION OF AGRICULTURAL POULTRY EGG

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Область техники
Настоящее изобретение относится к инъекторам, инъекционным системам и способам инъекции вещества в яйцо.
Описание уровня техники
Известны определенные инъекционные системы и способы инъекции вещества в яйца. Вещества, которые могут быть введены путем инъекции, включают вакцины, антибиотики или витамины, с целью уменьшения процента смертности или ускорения роста эмбрионов. Типы инъектируемых яиц включают яйца сельскохозяйственной птицы, такие как яйца кур, индеек, уток, гусей, перепелов, фазанов, страусов и т.д. Такие инъекционные системы и способы обычно содержат множество инъекторов, выполненных с возможностью перемещения в вертикальном направлении над конвейером, перемещающим яйца, подлежащие обработке, причем яйца помещают в ячейки в инкубационных лотках.
Такие системы и способы были разработаны настоящим правообладателем, как описано в документе WO 2009/027442, например, содержание которого включено в настоящий документ посредством ссылки. Такая система обеспечивает возможность осуществления инъекции в два этапа, этап прокола скорлупы и по меньшей мере подскорлупной оболочки яйца посредством перемещения иглы и затем этап инъекции лекарственного вещества через иглу. Этап прокола включает первое перемещение иглы для прокола скорлупы под воздействием первого усилия прокола и последующее второе перемещение иглы для прокола по меньшей мере подскорлупной оболочки под воздействием второго усилия прокола, меньшего, чем первое усилие прокола. Такая система была успешной для определенных видов применений и обстоятельств.
Другие системы включают более сложные конфигурации деталей, с прибором для прокола и иглой, причем прибор для прокола окружает иглу. Прибор для прокола приводят в действие первым приводом для прокола скорлупы, а иглу приводят в действие другим приводом для перемещения внутрь яйца. Такая система требует наличия цилиндра двойного действия с двумя валами с пневмоприводом, приводящего в действие прибор для прокола и иглу во взаимно противоположных направлениях, пары соединительных элементов для впуска воздуха, соединенных с соответствующими трубками подачи воздуха.
РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Существует необходимость в более простых инъекторах, инъекционных системах и способах, которые являются надежными и затратоэффективными, требуют небольшого количества деталей и удобны в очистке и санитарной обработке при необходимости.
Настоящее изобретение направлено на удовлетворение этих потребностей. Настоящее изобретение охватывает различные варианты реализации инъекторов, инъекционных систем и способов инъекции вещества в яйцо. В одном предпочтительном неограничивающем варианте реализации инъектор содержит вал, корпус, проходящий от вала в продольном направлении; троакар, расположенный по меньшей мере частично внутри корпуса; иглу, расположенную по меньшей мере частично внутри троакара; и блокирующий механизм, выполненный с возможностью блокирования троакара с валом в продольном направлении в первом положении троакара относительно корпуса, причем блокирующий механизм дополнительно выполнен с возможностью разблокирования троакара от вала в продольном направлении во втором положении троакара относительно корпуса. Игла полностью находится внутри троакара в первом продольном положении и по меньшей мере частично выдвинута из троакара во втором продольном положении.
Инъекционная система в соответствии с предпочтительным неограничивающим вариантом реализации содержит вышеуказанный инъектор и один привод, выполненный с возможностью перемещения инъектора из первого положения во второе положение. Еще одна инъекционная система в соответствии с еще одним предпочтительным неограничивающим вариантом реализации содержит множество инъекторов, установленных на основной пластине, основной привод для перемещения основной пластины и множество отдельных приводов для перемещения каждого отдельного инъектора. Основной привод выполнен с возможностью перемещения инъекторов из первого положения в промежуточное положение, а отдельные приводы выполнены с возможностью перемещения инъекторов из промежуточного положения во второе положение. Инъекционный способ в соответствии с предпочтительным неограничивающим вариантом реализации обеспечивает возможность инъекции яиц с использованием одного из вышеуказанных инъекторов и/или инъекционных систем.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Более полное понимание изобретения и многих сопутствующих его преимуществ будет легко получено по мере того, как это становится лучше понятым со ссылкой на следующее подробное описание при рассмотрении в связи с сопроводительными чертежами, на которых:
На фиг. 1A показан вид в перспективе инъектора в соответствии с одним неограничивающим вариантом реализации настоящего изобретения;
На фиг. 1B показан вид в разрезе инъектора в соответствии с еще одним неограничивающим вариантом реализации настоящего изобретения при нахождении инъектора в исходном положении;
На фиг. 1C показан частичный вид инъектора по фиг. 1B, изображающий неограничивающий вариант реализации для блокирующего механизма в соответствии с настоящим изобретением;
На фиг. 2A показан вид в разрезе инъектора по фиг. 1B при нахождении инъектора в промежуточном положении;
На фиг. 2B показан частичный вид инъектора по фиг. 2A, изображающий блокирующий механизм в промежуточном положении;
На фиг. 3A показан вид в разрезе инъектора по фиг. 1B при нахождении инъектора в еще одном промежуточном положении;
На фиг. 3B показан частичный вид инъектора по фиг. 3A, изображающий блокирующий механизм в другом промежуточном положении;
На фиг. 4A показан вид в разрезе инъектора по фиг. 1B при нахождении инъектора в конечном положении;
На фиг. 4B показан частичный вид инъектора по фиг. 4A, изображающий блокирующий механизм в конечном положении;
На фиг. 5A показан вид в разрезе инъекционной системы в соответствии с неограничивающим вариантом реализации настоящего изобретения при нахождении системы в исходном положении;
На фиг. 5B показан вид в разрезе инъекционной системы по фиг. 5A при нахождении системы в промежуточном положении;
На фиг. 5C показан вид в разрезе инъекционной системы по фиг. 5A при нахождении системы в конечном положении;
На фиг. 6A показан вид в разрезе троакара в соответствии с неограничивающим вариантом реализации настоящего изобретения при нахождении инъектора в его исходном положении;
На фиг. 6B показан частичный вид, изображающий наконечник канюли троакара и наконечник иглы, показанных на фиг. 6A.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Более полное понимание настоящих технологических достижений и многих сопутствующих его преимуществ будет легко получено по мере того, как это становится лучше понятым со ссылкой на следующее подробное описание при рассмотрении в связи с сопроводительными чертежами. Однако сопроводительные чертежи и их приведенные в качестве примера описания никоим образом не ограничивают объем технологических достижений, охватываемых описанием. Объем технологических достижений, охватываемый описанием и чертежами, определен формулировкой сопроводительной формулы изобретения.
На фиг. 1A показан вид в перспективе инъектора 10 для инъекции вещества в яйцо в соответствии с одним неограничивающим вариантом реализации настоящего изобретения. Инъектор 10 содержит вал 12 с первым концом 14 и вторым концом 16. Первый и второй концы определяют продольное направление для вала. На втором конце образовано отверстие. Инъектор 10 дополнительно содержит корпус 20, проходящий от вала 12, например, расположенный по меньшей мере частично внутри вала 12. Присоска 22 может быть установлена на конце корпуса 20. Присоска 22 выполнена с возможностью контакта с верхней частью яйца 200. Корпус 20 может содержать противовращательный элемент 24, предотвращающий вращение между корпусом 20 и валом 12. Противовращательный элемент может проходить через отверстие в валу 12 в углубление в корпусе 20. Как показано на фиг. 1B, корпус 20 отходит в продольном направлении изнутри вала 12 через отверстие во втором конце 16 вала 12. Троакар 30 по меньшей мере частично расположен внутри корпуса 20. Игла 40 прикреплена к первому концу 14 вала 12 и проходит по меньшей мере частично внутрь троакара 30. Инъектор 10 может содержать пружину 60, такую как пружину сжатия, между первым концом 14 вала 12 и корпусом 20. Эта пружина 60 сжатия может быть поджата для толкания корпуса 20 по направлению ко второму концу 16 вала 12. Вместо пружины могут быть использованы другие известные поджимные механизмы.
Как показано на фиг. 1B, 2A, 3A, 4A и 6A, троакар 30 может содержать корпус 32 и канюлю 34. Как показано на фиг. 6B, канюля 34 может иметь острый наконечник для прокалывания скорлупы яйца 200, а игла 40 может также иметь острый наконечник для прокалывания оболочек яйца. Канюля 34 и игла 40 могут быть выполнены из металла, пластика или других материалов.
Инъектор 10 дополнительно содержит блокирующий механизм 50, выполненный с возможностью блокирования троакара 30 с валом 12 в продольном направлении в исходном продольном положении инъектора, показанном на фиг. 1B. В предпочтительном варианте реализации троакар 30 заблокирован с валом 12 по меньшей мере в продольном направлении так, что троакар 30 и вал 12 перемещаются вместе вдоль продольного направления. В этом исходном положении троакар 30 и корпус 20 находятся в первом относительном положении в продольном направлении.
Блокирующий механизм 50 дополнительно выполнен с возможностью разблокирования троакара 30 от вала 12 в продольном направлении в других продольных положениях инъектора, как будет более подробно описано ниже. Другими словами троакар 30 и вал 12 соединены так, чтобы перемещаться вместе, когда вал 12 перемещается из исходного положения (фиг. 1B-C) в промежуточное положение (фиг. 2A-B) вдоль продольного направления, и троакар 30 и вал 12 отсоединены друг от друга при перемещении вала из промежуточного положения (фиг. 3A-B) в конечное положение (фиг. 4A-B).
В исходном положении, показанном на фиг. 1B и 6A-B, и пока троакар 30 и вал 12 все еще соединены (фиг. 2A), игла 40 полностью находится внутри троакара 30. В других положениях инъектора 10 игла 40 по меньшей мере частично выдвинута из троакара 30, как показано, например, на фиг. 4A.
В предпочтительном неограничивающем варианте реализации блокирующий механизм 50 содержит блокирующий элемент 52, прикрепленный к троакару 30. Этот блокирующий элемент 52 может являться валом, стержнем или другой деталью различных возможных форм. Блокирующий элемент 52 может быть выполнен из металла, пластика или других жестких материалов, и может быть прикреплен к другим деталям троакара 30 или может составлять цельную часть троакара. Блокирующий механизм 50 может также содержать паз 54 корпуса, образованный на корпусе 20, как показано прерывистыми линиями на фиг. 1C, 2B, 3C и 4B. Блокирующий механизм может также содержать паз 56 вала, образованный на валу 12, как показано на фиг. 1C, 2B, 3B и 4B. Блокирующий элемент 52 троакара 30 может проходить через паз 54 корпуса и через паз 56 вала в различных продольных положениях инъектора, включая исходное, промежуточное и конечное положения.
Паз 54 корпуса может содержать продольный участок 55 паза корпуса и скошенный участок 57 относительно продольного направления. Блокирующий элемент 52 проходит через продольный участок 55 паза корпуса в исходном и некоторых промежуточных положениях инъектора, как показано на фиг. 1C и 2B. Блокирующий элемент 52 проходит через скошенный участок 57 в других положениях, включая другие промежуточные положения и конечное положение, как показано на фиг. 3B и 4B.
Паз 56 вала может содержать продольный участок 58 паза вала и поперечный участок 59 относительно продольного направления. Блокирующий элемент 52 проходит через поперечный участок 59 в исходном и некоторых промежуточных положениях инъектора, как показано на фиг. 1C и 2B. Блокирующий элемент 52 проходит через продольный участок 58 паза вала в других промежуточных и конечном положениях, как показано на фиг. 3B и 4B. Продольный участок паза 58 вала может быть длиннее, короче, чем продольный участок паза 55 корпуса, или они могут быть одной длины. Кроме того, продольный участок паза 58 вала может перекрывать продольный участок паза 55 корпуса в поперечном направлении, как показано на фиг. 1B, 2B и 3B.
В более общем смысле, инъектор 10 может быть выполнен таким образом, чтобы при одном перемещении вала 12 вдоль продольного направления, троакар 30 может быть сначала заблокирован с валом 12 и разблокирован от корпуса 20, затем разблокирован от вала 12, но заблокирован с корпусом 20. Возможность этого блокирования и разблокирования может быть обеспечена за одно перемещение с использованием простых механических деталей, без необходимости в сложных электрических, магнитных, пневматических или оптических устройствах или датчиках.
Во время этого одного перемещения вдоль продольного направления присоска 22 перемещается по направлению к яйцу 200 (фиг. 1B) и контактирует с верхней частью яйца 200 (фиг. 2A). После контакта с яйцом 200 обеспечивается толкание корпуса 20 вверх вдоль продольного направления относительно троакара 30 (фиг. 2A). При перемещении корпуса 20 вверх троакар 30, который все еще заблокирован с валом 12 и, таким образом, продолжает перемещаться вместе с валом 12, выдвигается из корпуса 20 и прокалывает скорлупу яйца 200, как показано на фиг. 2A. В этот момент игла 40 все еще находится внутри троакара 30.
Когда вал 12 продолжает свое перемещение по направлению к яйцу 200, обеспечивается толкание блокирующего элемента 52 троакара 30 от поперечного участка 59 паза 56 вала (фиг. 2B) к продольному участку 58 (фиг. 3B) и от продольного участка 55 паза 54 корпуса (фиг. 2B) к скошенному участку 57 (фиг. 3B). Скошенная конфигурация скошенного участка 57 обуславливает незначительный поворот троакара 30, помещающий блокирующие элементы 52 в продольный участок 58 паза 56 вала, таким образом разблокируя троакар 30 от вала 12.
После разблокирования троакара 30 от вала 12, эти две детали больше не перемещаются вместе в продольном направлении, когда вал 12 перемещается по направлению к яйцу 200. Однако троакар 30 блокируется с корпусом 20 так, что эти две детали перемещаются весте в продольном направлении при продолжении валом 12 своего однократного перемещения по направлению к яйцу 200 (фиг. 3A-B, 4A-B).
После разблокирования троакара 30 от вала 12, обеспечивается остановка прохождения троакара 30 в яйцо 200. Однако игла 40, прикрепленная к первому 14 концу вала 12, продолжает проходить в яйцо 200, когда вал 12 продолжает свое перемещение по направлению к яйцу 200 (фиг. 4A). В итоге, верхняя часть корпуса 20 контактирует с первым концом 14 вала 12, а игла 40 полностью выдвинута за пределы троакара 30 (фиг. 4A). Максимальное выдвигание иглы 40 может быть определено заранее так, чтобы игла 40 проникала в места инъекции большинства или всех яиц, даже если яйца отличаются в размерах. После полного выдвигания иглы, однократное перемещение вала 12 по направлению к яйцу 200 может быть остановлено и инъекция может быть осуществлена. После завершения инъекции вал 12 может быть перемещен обратно от яйца 200, и различные вышеописанные этапы и конфигурации повторяют в обратном порядке. Как описано непосредственно выше, вал 12 может осуществлять однократное перемещение, обеспечивающее прокалывание троакаром 30 скорлупы яйца 200, за которым следует перемещение иглы 40 внутрь яйца простым образом только с помощью простых механических деталей и без датчиков и сложных конфигураций с несколькими валами и несколькими приводами.
В предпочтительном варианте реализации блокирующий элемент 52 прикреплен к корпусу 32 троакара 30. Игла 40 может проходить через весь корпус 32 и быть прикреплена к первому концу 14 вала 12. Как лучше всего показано на фиг. 6A, в блокирующем элементе 52 может образовано отверстие 70, сообщающееся по текучей среде с каналом 72 внутри троакара 30. Игла 40 находится внутри канала 72. В корпусе 32 троакара 30 может дополнительно образовано другое отверстие 74, сообщающееся по текучей среде с каналом 72 и с отверстием 70 в блокирующем элементе 52. Эта неограничивающая конструкция может быть использована для очистки троакара 30 и иглы 40 после инъекции посредством введения чистящего вещества внутрь отверстия 70. Таким образом, чистящая текучая среда может проникать в канал 72 и очищать внутреннюю часть троакара 30 и наружную сторону иглы 40, расположенной внутри троакара. Чистящая текучая среда может также очищать наружную сторону троакара 30 после выхода через отверстие 74. Таким образом, могут быть очищены все части, которые контактировали с яйцом 200, включая участки канюли 34 и иглы 40, которые проникали в яйцо. Дополнительно, чистящая текучая среда не расходуется на детали, которые не контактировали с яйцом.
Инъектор 10 может составлять часть системы 100, как показано на фиг. 5A-C. Система 100 содержит инъектор 10 и привод 110, выполненный с возможностью перемещения инъектора 10 в продольном направлении. Первый конец 14 вала 12 может быть механически присоединен к приводу 110 так, что привод 110 может перемещать вал 12 из исходного положения, как показано, например, на фиг. 5A-B, в конечное положение, как показано, например, на фиг. 5C. Система 100 может также содержать множество инъекторов 10. Такая система содержит основную опору 120, на которой установлены инъекторы 10, как показано на фиг. 5A-C.
Система 100 дополнительно содержит основной привод 130, выполненный с возможностью перемещения основной опоры 120 и, таким образом, всех инъекторов 10 вместе вдоль продольного направления, как показано на фиг. 5B. В предпочтительном варианте реализации основной привод 130 перемещает основную опору 120 так, что присоски 22 инъекторов контактируют с верхней частью яиц, находящихся в лотке под инъекторами, как показано на фиг. 5B.
Преимущественно, каждый отдельный привод 110 присоединен к одному соответствующему инъектору 10 из множества инъекторов. Каждый отдельный привод 110 выполнен с возможностью перемещения соответствующего инъектора 10 в продольном направлении независимо от других приводов 110. Основной привод 130, каждый отдельный привод 110 и каждый соответствующий инъектор 10 могут быть выполнены с возможностью механического управления прокалыванием скорлупы яиц 200, находящихся под инъекторами, посредством троакара 30 и перемещения иглы 40 внутрь яиц 200 вне зависимости от размера яйца. Как показано на фиг. 5B, первое яйцо 200 слева имеет средний размер. Для этого яйца перемещение, обеспеченное основным приводом 130, было достаточным для прокалывания скорлупы троакаром 30 и разблокирования троакара от вала 12 инъектора 10. Второе положение слева на фиг. 5B является пустым так, что основной привод 130 опустил инъектор 10, но троакар 30 не был разблокирован от вала 12 так, что троакар 30 все еще защищен внутри корпуса 20. Третье положение слева на фиг. 5B содержит яйцо 200 относительно небольшого размера, где троакар 30 проколол скорлупу, и троакар 30 разблокирован. Четвертое положение слева на фиг. 5B содержит яйцо 200 относительно большого размера, где троакар 30 проколол скорлупу, был разблокирован от вала 12, а игла 40 начала выдвигаться за пределы троакара 30. Управление инъекцией может быть завершено с использованием отдельных приводов 110, как показано на фиг. 5C. Инъектирование яиц 200 осуществляют посредством игл 40, полностью выдвинутых вследствие перемещения отдельными приводами 110 каждого вала 12 на разное расстояние в соответствии с необходимостью в зависимости от размера каждого яйца 200. Для второго положения, не содержащего какого-либо яйца, троакар 30 все еще заблокирован с валом 12 и защищен внутри корпуса 20, а игла 40 защищена внутри троакара 30. Несмотря на то, что вышеописанная система 100 была описана с инъекторами 10 над яйцами 200, другие системы находятся в пределах объема изобретения, включая системы 100, в которых инъекторы 10 находятся под яйцами 200 и инъектирование яиц 200 осуществляют снизу.
Другие системы могут быть реализованы в пределах объема настоящего изобретения. Например, система 100 может использовать только один основной привод 130, без каких-либо отдельных приводов 110, для управления инъекциями яиц 200. Основной привод 130 может быть выполнен с возможностью перемещения инъекторов 10 так, что троакары 30 прокалывают скорлупы яиц 200, а описанные выше блокирующие механизмы 50 позволяют разблокировать троакары 30 от игл 40 так, что основной привод 130 продолжает перемещать инъекторы 10, иглы 40 прокалывают мембраны яиц 200 и осуществляют инъекцию яиц.
Другой системой, предусмотренной в пределах объема изобретения, является система 100 без основного привода 130, только с отдельными приводами 110, для управления инъекциями яиц 200. Отдельные приводы 110 могут быть выполнены с возможностью перемещения инъекторов 10 так, что троакары 30 прокалывают скорлупы яиц 200, а описанный выше блокирующий механизм 50 позволяет разблокировать троакары 30 от игл 40 так, что отдельные приводы 110 продолжают перемещать инъекторы 10, иглы 40 прокалывают мембраны яиц 200 и осуществляют инъекцию яиц.
Еще одной системой, предусмотренной в пределах объема изобретения, является система 100, в которой яйца перемещают по направлению к инъекторам 10. Такая система содержит один или более приводов под яйцами 200 так, что яйца перемещают по направлению к инъекторам 10. Такой привод(ы) может быть единственным приводом в системе или может дополнять приводы, присоединенные к инъекторам для перемещения инъекторов 10 по направлению к яйцам. В обеих системах приводы выполнены с возможностью перемещения яиц и, возможно, инъекторов 10 так, что троакары 30 прокалывают скорлупы яиц 200, а описанный выше блокирующий механизм 50 позволяет разблокировать троакары 30 от игл 40 так, что пока привод(ы) продолжает перемещать яйца, иглы 40 прокалывают мембраны яиц 200 и осуществляют инъекцию яиц.
В более общем смысле, следует понимать, что блокирующий механизм 50 приводят в действие продольным перемещением корпуса 20 внутри вала 12. Это - одна причина того, что варианты реализации системы работают как при перемещении инъекторов к яйцам, так и при перемещении яиц к инъектору, так как обе эти операции обеспечивают продольное перемещение корпуса 20 внутри вала 12.
В предпочтительном варианте реализации основной привод 130 может прикладывать первое усилие во время первого продольного перемещения, а каждый отдельный привод 110 выполнен с возможностью прикладывать второе усилие во время второго продольного перемещения, причем первое усилие больше второго усилия.
Вышеуказанная система может быть использована для реализации способа инъекции вещества во множество яиц 200. Способ может включать этап расположения лотка 300 яиц 200 под множеством инъекторов 10. Лоток 300 может иметь множество ячеек 350, подмножество ячеек, содержащих яйцо 200, и другое подмножество пустых ячеек 350. Инъекторы 10 могут быть опущены до исходного расстояния с основным инъектором 130, как показано на фиг. 5B, так, что каждое яйцо 200 на лотке 300 контактирует с одним инъектором 10. Троакары 30 в каждом инъекторе 10, контактирующем с яйцом 200, могут быть выдвинуты из корпуса 20 для прокалывания скорлупы каждого яйца 200 троакаром 30, при этом не выдвигая троакары 30 из инъекторов 10 над пустыми ячейками, как показано на фиг. 5B. Альтернативно, система 100 может содержать датчик (не показан) для обнаружения пустых ячеек, причем отдельные приводы 110, соответствующие пустым ячейкам, не активируют. Для каждого инъектора 10, троакар 30 может быть выдвинут посредством основного привода 130. Затем иглы 40 могут быть выдвинуты из троакаров 30 так, чтобы каждый инъектор 10, контактирующий с яйцом 200, вводил посредством инъекции вещество в яйцо 200, при этом не выдвигая иглы 40 из троакаров 30 для инъекторов, находящихся над пустыми ячейками. Для каждого инъектора 10, игла 40 может быть выдвинута посредством отдельного привода 110. Выдвигание троакара 30 может быть осуществлено посредством первого усилия, а выдвигание игл 40 может быть осуществлено посредством второго усилия, причем первое усилие больше второго усилия. Выдвигание игл 40 может быть осуществлено посредством механического отсоединения троакаров 30 от игл 40 в продольном направлении. Способ может дополнительно содержать этап очистки троакаров 30 и игл 40 посредством инъектирования чистящей текучей среды внутрь троакаров 30, как показано на фиг. 6A-B.
Очевидно, на основании изложенных выше принципов возможны многие модификации и варианты настоящего изобретения. Следовательно, следует понимать, что в пределах объема приведенной ниже формулы изобретения изобретение может осуществляться иным образом, чем это конкретно указано в настоящем описании.