專利名稱：注射液體用的機(jī)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的背景發(fā)明領(lǐng)域這個(gè)發(fā)明涉及一種用于將液體注射到具有食料相容性(consistency offoodstuff)的材料中的機(jī)器。
相關(guān)技術(shù)的說明Deloy G.Hendricks和Conly L.Hansen的美國(guó)專利5,053,237提供了一種用于將注射物(injectate)注入肉內(nèi)的無(wú)針注射的裝置。
按照該專利的第4列第33-40行，“一噴嘴注射裝置致使注射物從一儲(chǔ)器在壓力下通過一閥門從一噴嘴噴出。必須提供足夠的壓力，使當(dāng)希望時(shí)注射物能完全行進(jìn)通過肉的切口。與此同時(shí)，必須提供溫度控制，使注射物在一所希望的溫度范圍內(nèi)的一溫度下離開該噴嘴。”第6列的第41-48行和第7列的第3-26行一致地解釋“……在大多數(shù)情況下，該注射裝置10將包括一溫度控制件，如用于控制要被注射的流體(“注射物”)的溫度的一水槽。實(shí)際的注射物將被容納在設(shè)置在水槽12的范圍內(nèi)的儲(chǔ)器14內(nèi)。關(guān)鍵的是將溫度控制在某個(gè)范圍里，以便提供合適的注射。
“本發(fā)明的該裝置還包括一泵16和一可調(diào)的安全閥18或壓力控制組件。因此，能以一受控制的方式從儲(chǔ)器通過一噴嘴組件20泵壓注射物。
“使用在本發(fā)明的還有一電磁閥22，該閥與一可調(diào)的定時(shí)器連接以控制注射物的噴射的時(shí)間長(zhǎng)短。因此，能如同控制離開該系統(tǒng)的注射物的量一樣地仔細(xì)控制注射物的容積。這個(gè)裝置然后能連接于一起動(dòng)器和接著操作該閥門22。
“該注射裝置將包括一噴嘴組件20。該噴嘴組將用作沿著正確的方向引導(dǎo)注射物和維持正確的注射物流量。噴嘴組件20可包括多個(gè)單獨(dú)的噴嘴24。
“該裝置的各部分被設(shè)置成通過諸管子流體連通，這些管子包括再循環(huán)管26、一進(jìn)給管28和儲(chǔ)器管30。
“最后，圖9所示的裝置包括一注射臺(tái)32以提供對(duì)被注射的肉的支撐?！盰oshihiko Tanaka等人的美國(guó)專利6,165,528揭示了另一種用于將注射物注射到肉中的無(wú)針注射的裝置，它被稱為一“鹽水注射器(pickleinjector)”。這個(gè)專利在第9列第66行—第10列第8行宣稱“本發(fā)明的鹽水注射器是一種用于將液體物質(zhì)注入新鮮肉里的裝置。該鹽水注射器設(shè)置有一高壓液體發(fā)生器、一液體物質(zhì)注射段和一壓力控制器，該控制器能控制注射壓力，同時(shí)在將液體物質(zhì)從注射段注入新鮮肉的時(shí)候注射液體物質(zhì)?！薄霸诒景l(fā)明的鹽水注射器里的高壓液體發(fā)生器可為任何機(jī)構(gòu)，只要它能將液體物質(zhì)的壓力提高到一高壓力值即可……”在美國(guó)專利6,156,528中沒有認(rèn)識(shí)到的是注射物通過泵和壓力控制器將被加熱；也沒有關(guān)于沒有找到進(jìn)入肉內(nèi)的路徑的注射物的回收的任何討論。
但是，美國(guó)專利6,156,528的裝置較佳地采用了一根導(dǎo)管，如在第10列第33-60行里描述的“……將高壓液體物質(zhì)從高壓液體發(fā)生器經(jīng)過高壓管道傳送到注射段，以及，較佳的是使用注射段，該注射段具有被稱為一導(dǎo)管的一構(gòu)件，該導(dǎo)管用于將來(lái)自高壓管道的一單股液體流分支為多股液流。該導(dǎo)管較佳的是放在注射段的末端，但視情況而定可被放在管道的中途。
“傳統(tǒng)的高壓液體發(fā)生器的注射段是一種單孔型的或具有一種形式，在該形式中導(dǎo)管內(nèi)的管道沿徑向被分路。本發(fā)明的發(fā)明人制造了一種尤其適用于一肉的鹽水注射器的導(dǎo)管，在該導(dǎo)管上的管道被分支了，被分開的諸管道是互相平行設(shè)置的。這里，這種平行設(shè)置不僅包括諸平行的管道成一排，而且包括諸管道排列成曲折形或排列成多排。將諸噴嘴平行排列，噴嘴之間的間距可縮小到10mm或更小，例如5.6mm用于注射。所以，高密度和均勻的注射是可行的。還可優(yōu)選地使用的是一導(dǎo)管，該導(dǎo)管具有以這樣的方式平行排列的多個(gè)協(xié)調(diào)的液體流注射噴嘴。
“當(dāng)使用了導(dǎo)管時(shí)，從每根管道的末端上的噴嘴注射高壓液體物質(zhì)作為協(xié)調(diào)的液體流。同時(shí)從平行排列的諸噴嘴向新鮮肉注射液體物質(zhì)……”
接著，美國(guó)專利6,165,528在第17列第44-47行里解釋，“從導(dǎo)管7的接觸于肉的噴嘴的末端注射液體物質(zhì)作為協(xié)調(diào)的液體流?！币虼?，噴嘴實(shí)際上接觸于肉，造成增大了的污染的危險(xiǎn)。
在第18列第42-45行里，類似的語(yǔ)言描述了另一實(shí)施例。但是，對(duì)于這另一實(shí)施例，第18列第34-36行指出“導(dǎo)管7是……從上方下降以接觸新鮮肉?！北M管美國(guó)專利6,165,528在第17列第10-11行和第18列第16行里說高壓管道6是“由一撓性軟管組成的”，但是沒有指出這種撓性的目的。因此，可以邏輯地假設(shè)撓性是用于高壓管的傳統(tǒng)的目的，即，吸收將會(huì)損壞一較剛性的管道的、與壓力相關(guān)的力。
最后，在其相關(guān)技術(shù)的描述里，美國(guó)專利6,165,528提供了無(wú)針注射器和有關(guān)的裝置的概括說明。
就本發(fā)明人所知的，所有以前的無(wú)針注射器使用了泵，如正排量泵，這些泵必須連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，以便在恒定的高壓下保持用作為一種注射物的流體。在注射物通過泵之時(shí)由這樣的連續(xù)操作產(chǎn)生的熱量就傳送給它。
另外，美國(guó)專利5,053,237的實(shí)施中，一旦在系統(tǒng)里的壓力達(dá)到所需的值，一壓力安全閥18將阻止該連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的泵進(jìn)一步提高壓力。通過讓注射物從泵16流過壓力安全閥18和回到向泵16輸送注射物的儲(chǔ)器14實(shí)現(xiàn)這功能。當(dāng)需要時(shí)，允許一電磁閥22將注射物流到噴嘴組件20的諸噴嘴24。流過連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的泵16的注射物的再循環(huán)將還會(huì)進(jìn)一步提高注射物的溫度。
不僅為將注射物保持在所需的溫度范圍內(nèi)必須有一冷卻系統(tǒng)，而且還在管道中為提供再循環(huán)而必需的附加容積和考慮到水槽12內(nèi)被冷卻的注射物在儲(chǔ)器14內(nèi)的附加容量要求比其它方法所需的更大數(shù)量的注射物更多。這又需要使用一較大的泵16。因?yàn)楸?6的較大的容積和連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，就需要更多的能量。以及，由于當(dāng)希望使用其它流體作為注射物時(shí)清除該注射物，使注射物的成本較高。
另外，還有在一無(wú)針注射裝置里的一個(gè)感興趣的問題是該裝置能將一種液體注入一目的物中而對(duì)該目的物本身的損害最小。在一無(wú)針注射裝置里的還有一個(gè)感興趣的問題是按照適用的政府的食品安全標(biāo)準(zhǔn)能方便地保養(yǎng)和清洗該裝置。此外，還有對(duì)無(wú)針注射裝置的需求是它能在一現(xiàn)有的連續(xù)食品準(zhǔn)備/生產(chǎn)制造設(shè)備內(nèi)操作而無(wú)需在附加設(shè)備上付出較大的投資和無(wú)需對(duì)現(xiàn)行的制造工藝進(jìn)行較大的修改。
因此，要求減少機(jī)器的各部分在生產(chǎn)環(huán)境里的濕氣中的暴露以使對(duì)機(jī)器的保養(yǎng)最少。另外，要求使關(guān)鍵的機(jī)器部分上的螺紋部分對(duì)注射流體或清洗溶液的暴露為最少，以提高該機(jī)器的使用壽命和減少可能的注射目的物的污染。
此外，在一連續(xù)的環(huán)境里的操作要求對(duì)生產(chǎn)工藝參數(shù)的微小變化能立即作出反應(yīng)。例如，要求注射噴發(fā)應(yīng)是均勻的而在諸注射噴出期間或之間沒有任何遲滯。因此需要保證穩(wěn)定的和一致的注射噴發(fā)的方法。此外，還希望具有自動(dòng)恢復(fù)流體供應(yīng)的能力。
發(fā)明概要本發(fā)明人認(rèn)識(shí)到以前的已有技術(shù)的系統(tǒng)的缺點(diǎn)并研發(fā)了一無(wú)針注射裝置，該裝置使用了一或多個(gè)商業(yè)上現(xiàn)有的空氣增壓泵。這樣的泵僅僅在必須保持一所需的壓力時(shí)通過操作產(chǎn)生的熱量較少。
該機(jī)器還應(yīng)用了一頭部，它最好但并不必須地通過位于該頭部里的一中空管的壁內(nèi)的諸孔將注射物引入該頭部，其中的該中空管與空氣增壓泵流體連通。該頭部具有用于一或多個(gè)噴嘴的諸孔。這些孔最好但并不必須被設(shè)計(jì)成使噴嘴的一輸入端位于該頭部里并在離該頭部的內(nèi)壁有足夠距離的一點(diǎn)上，以使在注射物里的任何顆粒將會(huì)降落到低于該噴嘴的輸入端的一高度上并不會(huì)進(jìn)入和因此堵住該噴嘴。
該頭部最好但并不必須被設(shè)計(jì)成在安裝時(shí)，在該頭部里的一點(diǎn)將基本上位于最高的高度處。在該點(diǎn)的附近，該頭部具有一放出孔，使進(jìn)入頭部的注射物內(nèi)的任何氣體將會(huì)流到并通過這個(gè)放出孔。另外，一返回管最好但并不必須將流過放出孔的注射物帶到空氣增壓泵的低壓側(cè)。還有，在頭部最好但并不必須被安裝在其上的一工作表面內(nèi)最好但并不必須回收注射物和送到空氣增壓泵的低壓側(cè)。
為了提高該機(jī)器的性能和使從注射物的釋氣(outgassing)最小，注射物源要被加壓或?qū)⒁槐貌迦朐谠撛磁c空氣增壓泵之間。
最好但并不必須將一主注射物過濾器安置在注射物源與空氣增壓泵之間；以及，最好但并不必須的是要將該機(jī)器的設(shè)計(jì)允許這個(gè)主注射物過濾器能在機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)被更換。
最好但并不必須地在頭部的每一端安置一清洗孔。
一傳送帶最好但并不必須在該頭部或諸頭部最好但并不必須安裝在其上的一工作表面內(nèi)，并具有一環(huán)形帶，使該頭部或諸頭部能被安裝在該傳送帶的上方或下方。該傳送帶最好但并不必須是可以不同的速度運(yùn)轉(zhuǎn)的帶子。
可由該機(jī)器將臭氧加入注射物，或施加于注射的目的物。
還有，一計(jì)算機(jī)裝置最好但并不必須控制該機(jī)器的許多組件和功能。
另外，可看出一改進(jìn)的注射液體用的機(jī)器包括至少一個(gè)可移動(dòng)地安裝于一外殼的注射頭部，每個(gè)注射頭部具有一放出孔、多個(gè)注射孔和與其相連接的多個(gè)噴嘴。多個(gè)端蓋以這樣的一方式安裝在每個(gè)注射頭部上，即，能避免注射流體與存在于注射頭部里的任何螺紋相接觸，這樣就簡(jiǎn)化了機(jī)器的清洗和減小了注射流體被污染的可能性。
此外，在諸注射頭部?jī)?nèi)在諸供給入口之上設(shè)置了多個(gè)可單獨(dú)應(yīng)用且易于被卸下的過濾器，以從注射流體中去除顆粒和增強(qiáng)進(jìn)入的流體的渦流。這些過濾器也位于注射頭部之內(nèi)，以致能防止注射流體接觸在注射頭部里的任何螺紋。
另外，快速動(dòng)作電磁閥附接于放出孔，用于快速和自動(dòng)釋放在注射頭部里聚集起來(lái)的任何空氣。這些電磁閥位于外殼內(nèi)和離開潮濕的生產(chǎn)環(huán)境，從而提高了在停止生產(chǎn)期間清洗機(jī)器的能力。
此外，諸空氣泵安裝在外殼內(nèi)和向注射頭部提供高壓液體。一可控的高壓調(diào)節(jié)器被用來(lái)自動(dòng)調(diào)節(jié)空氣泵的輸出壓力，從而確保注射噴發(fā)基本上是均勻的，并在諸次注射噴發(fā)期間或之間確?？諝獗霉δ芏鴽]有任何遲滯。
另外，流出高壓空氣泵的注射流體首先被引導(dǎo)到一包括多個(gè)高壓電磁閥的注射導(dǎo)管系統(tǒng)。該導(dǎo)管系統(tǒng)還確保在一次注射噴發(fā)中流入每根導(dǎo)管頭部的流體在壓力和容量上基本上是類似的。
所以，可看出本發(fā)明傳授了一種用于將液體無(wú)針注射到一目的物中的機(jī)器和一種使用不與注射目的物表面相接觸的利用高壓注射噴發(fā)對(duì)目的物進(jìn)行注射的方法。另外，本發(fā)明的注射液體用的機(jī)器通過減小了污染注射目的物的危險(xiǎn)和簡(jiǎn)化了對(duì)機(jī)器的清洗提供了改進(jìn)的對(duì)目的物的注射。另外，由一操作者對(duì)機(jī)器的自動(dòng)控制和易于被結(jié)合到一生產(chǎn)設(shè)備中，也是本發(fā)明的改進(jìn)的注射液體用的機(jī)器的特點(diǎn)。
本發(fā)明的注射液體用的該機(jī)器的結(jié)構(gòu)是耐久和長(zhǎng)壽命的結(jié)構(gòu)，在其整個(gè)使用期內(nèi)需要提供的維護(hù)很少或根本不許要維護(hù)。本發(fā)明的該機(jī)器的結(jié)構(gòu)也是相對(duì)不昂貴的結(jié)構(gòu)，使增強(qiáng)其市場(chǎng)吸引力，從而使其具有可能最廣大的市場(chǎng)。最后，本發(fā)明的用于注射液體的機(jī)器的上述全部?jī)?yōu)點(diǎn)和目的已被實(shí)現(xiàn)了，并不會(huì)發(fā)生任何較大的缺點(diǎn)。


圖1示意表示在一實(shí)施例中的用于注射液體的機(jī)器，其中沒有儲(chǔ)器和注射物的再循環(huán)；圖2示意表示在一實(shí)施例中的用于注射液體的機(jī)器，其中有一儲(chǔ)器但沒有注射物的再循環(huán)；圖3示意表示在一實(shí)施例中的用于注射液體的機(jī)器，其中有一儲(chǔ)器和注射物的再循環(huán)；圖4示意表示在一實(shí)施例中的用于注射液體的機(jī)器，其中有兩個(gè)儲(chǔ)器和注射物的再循環(huán)；圖5示意表示在一實(shí)施例中的用于注射液體的機(jī)器，它能向注射物增加臭氧；圖6表示在一實(shí)施例中的用于注射液體的機(jī)器的外表，該機(jī)器具有一排放口；圖7表示在一實(shí)施例中的用于注射液體的機(jī)器的外表，該機(jī)器具有一與排放口連接的集液槽；圖8是本發(fā)明的注射裝置的示意圖，表示了該裝置的正面；圖9是圖8的注射裝置的俯視圖；圖10是圖8和9所示的注射裝置的平面圖，表示了機(jī)柜的背面；圖11是圖8和9所示的注射裝置的一部分的側(cè)視圖，表示了一槽和安裝在該槽里的一傳送系統(tǒng)；
圖12是表示圖11所示的注射裝置的一注射頭的、并從圖11中的線“12-12”的方向看去的仰視圖；圖13是圖8-12所示的無(wú)針注射裝置的一注射頭的剖視圖，表示了設(shè)置在該裝置里的一管狀過濾器；圖14是圖8-13所示的注射裝置的一流入端蓋(fluid-in end cap)的垂直剖視圖；圖15是圖8-13所示的注射裝置的注射頭的局部剖視圖，表示了設(shè)置在其內(nèi)的一盤過濾器；以及圖16是圖8所示的注射裝置的平面圖，表示了該裝置的背面，其中的門被拆去了。
具體實(shí)施方法圖1-8表示了按照本發(fā)明構(gòu)造的一無(wú)針注射系統(tǒng)的幾個(gè)實(shí)施例。因此，本發(fā)明是一無(wú)針注射裝置30，該裝置利用了一或多個(gè)商業(yè)上現(xiàn)有的空氣增壓泵32，其中的增壓泵通常采用了較低壓力(小于150磅/英寸2)的壓縮空氣，以產(chǎn)生非常強(qiáng)烈地有效地推進(jìn)注射物和不會(huì)將許多熱量傳給注射物的輸出壓力。不是用連續(xù)操作以保持一所需的壓力的方法，而是一旦達(dá)到了該壓力就停止空氣增壓泵32。每個(gè)空氣增壓泵32連接于一或多個(gè)頭部34。以及，最好但不是必須地，在從空氣增壓泵32的高壓側(cè)到一或多個(gè)頭部34的一供給管38中的控制閥36打開以允許在空氣增壓泵32的高壓側(cè)40的注射物流過一或多個(gè)頭部34的噴嘴或諸噴嘴42。當(dāng)發(fā)生這個(gè)情況時(shí)，壓力就下降了，空氣增壓泵32的工作時(shí)間之長(zhǎng)久僅足夠再聚集所需的壓力。
最好但并不必須地，控制閥36能將注射物從空氣增壓泵32引導(dǎo)到一用戶期望提供注射的專門的頭部或諸頭部34；或者，但是，一單獨(dú)的閥門位于空氣增壓泵32與由空氣增壓泵32提供注射物的每個(gè)頭部34之間，使一用戶會(huì)確定哪一個(gè)頭部34被用于注射。
或者，代替控制閥36或代替在空氣增壓泵32與每個(gè)由空氣增壓泵32提供注射物的頭部34之間的隔離閥，一單獨(dú)的控制閥激勵(lì)、去激勵(lì)和控制由一給定的空氣增壓泵32提供的壓力。
空氣增壓泵32僅僅保持了小量的注射物，最好但并不必須地，從一附近的供給儲(chǔ)器46接收注射物，使必須在該機(jī)器里的所有量的注射物為最小。
每個(gè)頭部34本身具有多個(gè)獨(dú)特的特點(diǎn)。
頭部34是一中空體，在其底部的附近具有多個(gè)孔48，一或多個(gè)噴嘴42可釋放地連接于該孔或諸孔。每個(gè)噴嘴42有一輸入端和一輸出端。最好但并不必須地，該輸入端位于頭部34內(nèi)，在離該頭部34的壁的內(nèi)部有足夠距離的一位置上，可能在注射物內(nèi)的任何顆粒將會(huì)降落到一低于噴嘴42的輸入端的高度，所以，不大可能進(jìn)入和堵住噴嘴42。
噴嘴42的內(nèi)徑最好但并不必須地被選擇得使一液體注射物的表面張力將使注射物不能通過一噴嘴42，除非空氣增壓泵32將注射物加壓到高于大氣壓。這個(gè)直徑最好是小于0.025英寸。
在頭部34里最好但并不必須地有一中孔管52，該管與來(lái)自空氣增壓泵32的供給管38連通，這樣，進(jìn)入頭部的任何注射物必須經(jīng)過管52。在管52的壁上有多個(gè)孔，垂直于管52的縱向通道；最好地，在每個(gè)噴嘴42的附近有一孔，以便使在每個(gè)噴嘴42處的注射物的壓力相等。在多個(gè)位置而不是從一單個(gè)位置向一頭部34引入注射物，這將在頭部34里在注射物內(nèi)增加渦流，所以將在注射物里的任何顆粒累積并堵塞一噴嘴42的趨勢(shì)減到最小。
再者，最好但并不必須地，在供給管38和與頭部34相關(guān)的任何噴嘴42之間設(shè)有一過濾器。在使用了中孔管52時(shí)，該管連通于這樣的孔；以及，該中孔管52最好但并不必須地具有如過濾器的一濾網(wǎng)，該濾網(wǎng)可卸地包圍中孔管52的平行于中孔管52的縱向通道的壁。
頭部34最好但并不必須被設(shè)計(jì)得使在安裝時(shí)頭部34內(nèi)部的一點(diǎn)將基本上位于最高的高度。在該點(diǎn)的附近頭部34具有一放出孔60，使進(jìn)入頭部34的在注射物內(nèi)的任何氣體將流經(jīng)該放出孔60。重要的是去除在頭部34內(nèi)來(lái)自注射物的氣體，因?yàn)楸M管液體注射物基本上是不可壓縮的，而氣體是可壓縮的；這樣，當(dāng)空氣增壓泵32停機(jī)時(shí)，注射物將不再由空氣增壓泵32而是由任何被截留的膨脹壓縮氣體加壓通過任何噴嘴42。
最好但并不必須地是有一返回管62連接于放出孔60，以便返回由被截留的壓縮氣體加壓的任何液體注射物通過放出孔60到達(dá)儲(chǔ)器46。
最好但并不必須地是供給管38和返回管62是撓性的，以有利于將頭部或諸頭部移至其它位置。但是，供給管38和返回管62可為非撓性的。
最好但并不必須地是一閥門64位于放出孔60(或返回管62)內(nèi)。這個(gè)閥門64可為一手動(dòng)操作閥門，但最好是一個(gè)電子驅(qū)動(dòng)閥門。
每個(gè)頭部34最好但并不必須地是安裝在被稱之為“工作表面”的一表面66，該表面最好但并不必須為一機(jī)柜的頂部。最好但并不必須地應(yīng)使該安裝后能使頭部34可圍繞一或多根軸線和最好是圍繞約三根正交的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。通過任何在已有技術(shù)里是熟知的裝置能實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，例如通過用一能被打開然后關(guān)閉或能被松開然后緊固的夾子固定該頭部。此外，最好使頭部的高度在工作表面66之上并可被調(diào)節(jié)的。再者，通過任何在已有技術(shù)里是熟知的裝置能實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，例如將夾子安裝在能用一液壓缸或一可轉(zhuǎn)動(dòng)的螺桿抬高或降低的一支架上。
當(dāng)有多個(gè)單獨(dú)地定向的頭部34時(shí)，存在有多種任選的用于注射的技術(shù)。例如，能同時(shí)從多個(gè)方向或定時(shí)順序地發(fā)生注射；能同時(shí)或定時(shí)順序地改變從一或多個(gè)頭部34注射的進(jìn)入角；能利用兩或多個(gè)注射頭部34的偏壓力以穩(wěn)定注射目的物的位置，當(dāng)注射從一單個(gè)方向發(fā)生時(shí)防止或使會(huì)引起的該目的物的運(yùn)動(dòng)最小。以及，由不同的頭部34的噴嘴42產(chǎn)生的注射圖形能被重疊以使在一時(shí)刻的注射密度可大于使用僅一個(gè)頭部34得到的密度，這是因?yàn)橐?guī)定相鄰噴嘴42之間所需的間隔的實(shí)際限制的緣故。
如上所述，最好但并不必須地是一機(jī)柜的頂部的工作表面66的頂部最好但并不必須傾斜以收集多余的注射物和使用重心以使它流經(jīng)一排放口68和最好但并不必需一濾網(wǎng)。該濾網(wǎng)可在排放口68的上游或在該排放口68內(nèi)。任選地，一回收泵可放置在或相鄰于和流體連通于排放口68，而代替僅僅取決于重心。以及，該排放口68可任選地包括一集液槽，從工作表面66回收的注射物將首先流入該集液槽。
有許多方案可用于將注射物提供給空氣增壓泵32。當(dāng)然，一注射物源44連接于和流體連通于空氣增壓泵32的輸入側(cè)70。
最好但并不必須地，尤其是如果不使用預(yù)過濾的注射物的話，用于主注射物過濾器的一過濾器72位于該注射物源44與空氣增壓泵32之間。
如果不希望有一來(lái)自頭部34的返回管62和如果不希望從工作表面66回收注射物的話，提供注射物的一容器或注射物能放在其內(nèi)的一儲(chǔ)器46能被用作注射物源44。重力能使注射物從該源流入空氣增壓泵32。但是，最好但并不必須地，或者借助于已有技術(shù)里熟知的任何裝置74用氣體壓縮該源以促使注射物流動(dòng)，或者將一泵76插入在該注射物源預(yù)該空氣增壓泵32之間。這樣可改善用于注射液體的機(jī)器30的性能并將能防止從注射物放氣(outgassing)，這樣的放氣是在沒有一加壓源74或在該源與空氣增壓泵32之間沒有一泵76時(shí)，當(dāng)空氣增壓泵32在其低壓側(cè)70形成一真空時(shí)造成的。
當(dāng)一泵插入在該源與空氣增壓泵32之間時(shí)和當(dāng)有一返回管62或一來(lái)自工作表面66的排放口68或具有該返回管62和排放口68兩者之時(shí)，最好但并不必須地使返回管62和排放口68流入無(wú)論哪一個(gè)均可用作源44的容器或儲(chǔ)器46。在這種情況下，當(dāng)源被壓縮時(shí)，可以以在已有技術(shù)里熟知的任何方式在返回管62和排放管78上可采用止回閥；但是，回收泵將必須提供從排放管78的流動(dòng)。還有，在回收泵模擬從排放管78流動(dòng)時(shí)作為又一替代方案，可利用止回閥以在已有技術(shù)里熟知的任何方式將來(lái)自源的一管子結(jié)合于返回管62和排放管78，如果利用了這樣的一泵76被結(jié)合的管子在該泵76之前在注射物源與空氣增壓泵32之間，否則走向空氣增壓泵32的低壓側(cè)70。
再為最好但并不必須地是能夠拆去主注射物過濾器72而機(jī)器30仍然能運(yùn)轉(zhuǎn)。這將允許清洗或更換主注射物過濾器72而不干擾生產(chǎn)。
實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)用的一結(jié)構(gòu)的一實(shí)例是具有來(lái)自注射物源的一管子80，該管子80分支為兩根平行的管子，每根具有一主注射物過濾器72。在分叉點(diǎn)處的一閥門或在每根平行管子上在主注射物過濾器72之前的開—關(guān)閥82選擇哪一根平行管將工作。諸平行的管子在進(jìn)入任何泵之前或之時(shí)能再接合。一可被代用的典型的結(jié)構(gòu)具有位于主注射物過濾器72的下游在任何泵之前的一輔助儲(chǔ)器84。這樣，當(dāng)在第一儲(chǔ)器46里沒有注射物而在第二儲(chǔ)器84里保存有足夠的注射物、至少在需要更換該主注射物過濾器72的時(shí)期供給機(jī)器30之需時(shí)允許卸下該主注射物過濾器72。
每個(gè)頭部34最好但并不必須具有一第一端86和一第二端88以及一被稱之為“清洗孔”的孔90，該孔最好但并不必須位于頭部34的第一端86或第二端88，或者最好位于頭部34的兩端86和88。正如其名稱所含義的，該清洗孔90有利于清洗頭部34?？山?jīng)過該清洗孔90將一刷子、一高壓沖水或一噴淋水引入頭部34的內(nèi)部。清洗孔90最好但并不必須用位于該清洗孔90內(nèi)的一閥門關(guān)閉。任選地，被稱之為“端蓋”的一蓋可卸地連接于頭部34在清洗孔90之上。這個(gè)可以在已有技術(shù)里任何熟知的方式進(jìn)行，例如通過在清洗孔90內(nèi)和在端蓋上設(shè)有配合螺紋。
最好但并不必須有一環(huán)帶傳送器94位于工作表面66的頂部之中或在工作表面66的頂部的附近。該傳送器94將目的物送到頭部或諸頭部的附近，使能注射該目的物。最好但并不必須地，傳送器的帶子96包含諸孔98，使一頭部或諸頭部34甚至能被安裝在帶子96之下和在帶子96的上方或基本上與帶子96齊平。
最好但并不必須地，傳送器94的速度是可變化的；傳送器94的運(yùn)動(dòng)可是連續(xù)的或遞增的；以及，最好是該傳送器94利用電子制動(dòng)以在需要時(shí)確保能迅速而完全地停止傳送器94。
盡管機(jī)器30可被手動(dòng)操作，最好但并不必須包括一計(jì)算機(jī)裝置，例如一可編程序的邏輯控制器。
因此，該計(jì)算機(jī)裝置最好是利用可編程序的微處理機(jī)和包括一計(jì)算機(jī)的傳統(tǒng)的部件，如一存儲(chǔ)器。
盡管在工廠能將任選的系統(tǒng)的設(shè)定放入計(jì)算機(jī)裝置，但是注射噴發(fā)(injection burst)的持續(xù)時(shí)間、注射壓力和諸噴發(fā)之間的中斷可由一用戶編程到計(jì)算機(jī)裝置里。該計(jì)算機(jī)裝置最好但并不必須能儲(chǔ)存多個(gè)在需要時(shí)可被使用的程序。最好但并不必須地，注射噴發(fā)的持續(xù)時(shí)間可從無(wú)注射變化到連續(xù)注射。
另外，計(jì)算機(jī)裝置最好但并不必須能控制傳送器94的運(yùn)動(dòng)并使該運(yùn)動(dòng)與注射噴發(fā)相同步，以便選擇所需的注射效果。例如，計(jì)算機(jī)裝置最好但并不必須使僅僅當(dāng)傳送器94停止時(shí)招致注射發(fā)生，從而實(shí)際上聚集起注射物進(jìn)入目的物的不顯著的進(jìn)入點(diǎn)；或者，作為可被代用的，計(jì)算機(jī)裝置能使注射發(fā)生，同時(shí)傳送器94移動(dòng)以在目的物上聚集一裂口，當(dāng)目的物是如肉的材料時(shí)該裂口將導(dǎo)致機(jī)械柔化(tenderizing)。
任選地，計(jì)算機(jī)裝置也可與諸傳感器連接，如檢測(cè)目的物的厚度的一傳感器。然后，在計(jì)算機(jī)裝置里的一程序調(diào)節(jié)一或多個(gè)注射參數(shù)以實(shí)現(xiàn)關(guān)于該目的物的一預(yù)選的目標(biāo)，例如在該目的物里達(dá)到一被選定的注射物濃度。
此外，在機(jī)器里的所有閥門，包括但并不限于在清洗裝置90里的閥門和在放出孔60里的閥門，可最好但并不必須由計(jì)算機(jī)裝置來(lái)控制。當(dāng)對(duì)于在放出孔60里的閥門進(jìn)行這工作時(shí)，該計(jì)算機(jī)裝置最好但并不必須地被編程，以在一指定數(shù)量的注射之后將在放出孔60里的該閥門打開一規(guī)定的時(shí)期。盡管在工廠能將系統(tǒng)的設(shè)定再次放入計(jì)算機(jī)內(nèi)，但是對(duì)于該機(jī)器30的經(jīng)驗(yàn)將使一用戶能成功地預(yù)計(jì)到氣體的累積速度以及注射數(shù)量，在該數(shù)量之后在放出孔60里的閥門必須打開并保持打開一時(shí)期?；蛘?，可以用根據(jù)在已有技術(shù)里為人熟知的公式的算法對(duì)計(jì)算機(jī)裝置編程，以計(jì)算在空氣增壓泵32的高壓側(cè)上的任何點(diǎn)如供給管38里的理論壓力。然后，一壓力傳感器測(cè)量實(shí)際壓力。對(duì)計(jì)算機(jī)裝置編程以比較實(shí)際壓力與理論壓力。由于在與空氣增壓泵32的高壓側(cè)上流體連通的機(jī)器30的部分之內(nèi)的空氣一般響應(yīng)于比理論壓力低的實(shí)際壓力，就對(duì)計(jì)算機(jī)裝置用一低于理論壓力的、實(shí)際壓力必定在其中的范圍進(jìn)行編程。再進(jìn)一步對(duì)計(jì)算機(jī)裝置編程以將在放出孔60里的閥門致動(dòng)(即打開)一或多次，直至升高了實(shí)際壓力，使該壓力在可接受的壓力范圍的下限之上。還有，在又一方案中，當(dāng)在放出孔60里使用了電子致動(dòng)閥時(shí)，一傳感器位于頭部34里在放出孔60的附近或最好在放出孔60里。這個(gè)傳感器可是能夠區(qū)分液體與氣體的任何傳感器，例如一光學(xué)傳感器或壓力傳感器。該傳感器連接于電子致動(dòng)閥，并在無(wú)論何時(shí)被傳感器檢測(cè)到氣體時(shí)使該電子致動(dòng)閥處于打開位置。
還有，當(dāng)有多個(gè)頭部34時(shí)，對(duì)于每個(gè)頭部34最好但并不必須可獨(dú)立地改變某些或全部的參數(shù)。可用或不用一計(jì)算機(jī)做到這一點(diǎn)，但是為此目的利用一計(jì)算機(jī)裝置是實(shí)際可行的。
最好但并不必須地使用一密封的接觸面板實(shí)現(xiàn)用戶對(duì)計(jì)算機(jī)裝置的輸入，這是因?yàn)檫@樣能經(jīng)受住潮濕環(huán)境。也可使用任何能經(jīng)受潮濕環(huán)境的其它輸入裝置。如果能與和機(jī)器關(guān)聯(lián)的潮濕環(huán)境保持一足夠的距離，任何已有技術(shù)里的輸入裝置均可被采用。
最好但并不必須地，每個(gè)頭部34的安裝可使用已有技術(shù)里熟知的諸齒輪和諸電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)，使每個(gè)頭部34能沿三根軸線移動(dòng)并使用電動(dòng)機(jī)和齒輪將其升高和降低。這樣的電動(dòng)機(jī)和齒輪最好但并不必須地如它們與電源的連接一樣使用已有技術(shù)里的任何熟知的技術(shù)被密封，使它們將不被潮濕環(huán)境損害。還有，最好但并不必須使用在已有技術(shù)里熟知的技術(shù)，如有線通訊、射頻通訊或紅外通訊，可遙控入電動(dòng)機(jī)和齒輪。如在已有技術(shù)里熟知的那樣，直接通過輸入裝置，最好但并不必須通過一接觸面板或通過輸入裝置和計(jì)算機(jī)，可以做到這一點(diǎn)。
除了工作表面66外，該機(jī)器30的所有部件，即諸頭部34、電動(dòng)機(jī)和齒輪以及管路最好但并不必須被包含在一被密封的機(jī)柜100里。另外，如上所述，工作表面66最好但并不必須是一機(jī)柜的頂部；以及，在最佳實(shí)施例里這將是密封的機(jī)柜100。
進(jìn)入該密封機(jī)柜100的任何構(gòu)件，如線路或管路，如一根用于灌充一不加壓的儲(chǔ)器的管子最好但并不必須進(jìn)入最好但并不必須用橡膠填料密封的通孔。為了保養(yǎng)，最好但并不必須在機(jī)柜100的外表面上開有一或多扇門102；但是，這些門102和密封的機(jī)柜100包含一密封件，最好但并不必須是一或多個(gè)填料，當(dāng)門102不關(guān)閉時(shí)該密封件包圍該空或諸孔。
任選地，為了使在注射物中存在的微有機(jī)物最少，可以在已有技術(shù)里熟知的任何方式將一臭氧源104連接于一不加壓儲(chǔ)器。然后，可使臭氧104起泡并通過在這儲(chǔ)器里的注射物。實(shí)現(xiàn)這工作例如可通過一壓力調(diào)節(jié)器和閥門在該儲(chǔ)器的底部的附近連接該臭氧源104。以及，如上所述，這個(gè)閥門和實(shí)際上與該機(jī)器30關(guān)聯(lián)的任何閥門最好但并不必須受計(jì)算機(jī)裝置控制。
由于引入臭氧104是或多或少費(fèi)時(shí)的，故最好但并不必須在兩根平行的管子中的每一根上設(shè)有一不加壓儲(chǔ)器和設(shè)有一或多個(gè)閥門，用于控制某一個(gè)儲(chǔ)器正在接收臭氧而某一個(gè)用于供應(yīng)注射物。對(duì)于兩個(gè)主注射物過濾器的使用，按照與上述類似的方式進(jìn)行。
還有，如對(duì)于主注射物過濾器的討論，兩個(gè)儲(chǔ)器可與被用來(lái)將臭氧104引入注射物的上游儲(chǔ)器串接，同時(shí)下游儲(chǔ)器為機(jī)器的操作需求供應(yīng)注射物。
類似地，在注射之前最好但并不必須用臭氧104對(duì)注射的目的物進(jìn)行處理。以與上述用于注射物的相同的方式，使臭氧104起泡并通過一內(nèi)含水的水槽。然后有三個(gè)方案。目的物可通過水槽，利用在已有技術(shù)里熟知的方法可將含臭氧的水傳送到一從中通過目的物的保持槽，或利用在已有技術(shù)里熟知的方法可將含臭氧的水噴灑在目的物上。
最好但并不必須地，接觸于目的物或注射物的機(jī)器的任何部分必須滿足在已有技術(shù)里熟知的食品等級(jí)技術(shù)要求。
另外，最好但并不必須地，一可卸的安全罩106將工作表面66和諸頭部34覆蓋到這樣的程度，即，使一用戶不能接觸到諸噴嘴42或注射物流。
最好但并不必須地，這個(gè)安全罩106是透明的。以及，最好但并不必須地，諸傳感器或互鎖裝置以已有技術(shù)里熟知的任何技術(shù)確定何時(shí)安裝了安全罩106，并安全罩106未被安裝的時(shí)候防止機(jī)器30注射。
可看出上述無(wú)針注射裝置可取幾種優(yōu)選的形式，這取決于該機(jī)器的使用情況。但是，在食品制造或生產(chǎn)設(shè)備中，受到關(guān)注的是可被結(jié)合到連續(xù)生產(chǎn)線中的一種無(wú)針注射裝置和使用該裝置的方法。此外，本發(fā)明的無(wú)針注射裝置必須還包含在一連續(xù)生產(chǎn)環(huán)境里允許該機(jī)器能被方便地操作、保養(yǎng)和清洗的諸特征。另外，本發(fā)明的改進(jìn)了的無(wú)針注射裝置是各次運(yùn)行之間用于清洗的停機(jī)時(shí)間最短，并通過避免使注射流體暴露于在導(dǎo)管頭部?jī)?nèi)的螺紋連接點(diǎn)以減少潛在的對(duì)注射目的物的污染。
從上述來(lái)看，圖8-16圖示了本發(fā)明的一無(wú)針注射裝置130的又一實(shí)施例。圖8圖示了該無(wú)針注射裝置130的一前側(cè)，包括一機(jī)柜134、一大的集液槽136、一環(huán)帶傳送器系統(tǒng)138、諸注射頭部140和一控制面板142。另外，該裝置包括一可卸地連接于機(jī)柜134的一主流體槽144?？梢岳斫獾氖潜景l(fā)明的該無(wú)針注射裝置130還能包括連接于機(jī)柜134的一安全罩，用于防止在該裝置工作時(shí)一操作者接觸到諸運(yùn)動(dòng)件或注射噴發(fā)。
如圖8和9所示，機(jī)柜134呈現(xiàn)大致的箱式結(jié)構(gòu)和包括一前面146、一背面148、一右端150、一左端152、一頂部154和一底部156。另外，該機(jī)柜134可包括輪子158。該機(jī)柜134還包含在頂部154內(nèi)整體形成的一槽160，用于將多余的流體收集并引向集液槽136。該集液槽136與機(jī)柜134成整體，并從機(jī)柜134的右端150朝外延伸以收集多余的注射流體。
集液槽136包含一排放口162，該排放口將被收集的注射流體直接回送到主槽144中，或者，送到被鋪管到一地面排放口的一排放管。還有，集液槽136還可利用已有技術(shù)里熟知的任何方式可卸地連接于機(jī)柜134的右端150，以防止任何多余的注射物溢到不希望的表面或設(shè)備上。
現(xiàn)在來(lái)看圖10，該圖表示了該注射裝置130的背面。機(jī)柜134的背面148包含了諸大門164、諸門鉸鏈166、一門密封件和互鎖機(jī)構(gòu)168、一主電源入口170、用于對(duì)外部空氣致動(dòng)泵或閥門提供動(dòng)力的多個(gè)快速連接空氣出口孔172和一供給入口孔174，從主流體槽144被泵到注射頭部140的流體必須通過該入口孔174。機(jī)柜134的背面148還包括一用于將壓縮空氣供給機(jī)柜134的壓縮空氣入口孔175。另外，可看出控制面板142是用安裝立柱177安裝于機(jī)柜134的背面148。
圖11最清晰地表示，傳送器系統(tǒng)138被安裝在槽160內(nèi)，以便注射目的物從右端150移動(dòng)通過該裝置130，通過注射頭部140移到該注射裝置130的左端152。傳送器系統(tǒng)138包括一具有在其上形成的多個(gè)孔178(圖9最好地表示出)的一傳送帶176，使多余的注射流體能通過該傳送帶176流到槽160。另外，諸孔178允許由位于低于傳送帶176的一位置的一注射頭部140向一目的物注射。
傳送器系統(tǒng)138使用一支撐結(jié)構(gòu)180和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)182(如圖16所示)安裝在機(jī)柜134上。雖然圖11表示了安裝在槽160內(nèi)的傳送器系統(tǒng)138，但是該傳送器系統(tǒng)138可以按已有技術(shù)里熟知的任何方式安裝在機(jī)柜134上和該機(jī)柜的頂部上，并使注射目的物的運(yùn)動(dòng)通過注射頭部140。此外，傳送器系統(tǒng)138可包含一傳感器，如一光學(xué)傳感器，用于感測(cè)注射目的物沿著傳送帶176的位置。這些傳感器能被遙控地連接于一控制器或計(jì)算機(jī)以指明何時(shí)諸目的物位于待被注射的位置或位于從傳送帶176上卸載的位置。
諸注射頭部140由一安裝系統(tǒng)184固定于機(jī)柜134的頂部。該安裝系統(tǒng)184包括一安裝柱186和一可移動(dòng)地支撐每個(gè)注射頭部140的一托架188，允許注射頭部140沿著安裝柱186上升或下降到任何垂直位置，包括低于傳送帶176處。最好是，注射頭部離注射目的物的距離不大于2英寸；但是，可使用任何注射高度。
安裝系統(tǒng)184還允許每個(gè)注射頭部140圍繞其中心軸線190轉(zhuǎn)動(dòng)，使注射噴發(fā)角可變化。此外，安裝系統(tǒng)184可提供固定螺釘192或其它調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，用于進(jìn)一步提升注射頭部140的高度。
作為可被代用的，注射頭部140可在任何位置或以任何方式安裝于機(jī)柜134，使每個(gè)注射頭部140可圍繞三根正交的軸線運(yùn)動(dòng)，包括通過一遙控控制器或計(jì)算機(jī)可控制的電子自動(dòng)安裝系統(tǒng)。此外，雖然圖示了兩個(gè)注射頭部140，但是可以理解的是對(duì)于某一注射用途來(lái)說，可能需要單個(gè)注射頭部140或兩個(gè)以上的注射頭部140。
下面看圖12和13，表示了注射頭部140的詳細(xì)視圖。注射頭部140包括一中空的管狀件194、多個(gè)注射噴嘴196和端蓋198、200。該注射頭部和有關(guān)的構(gòu)件最好是由不銹鋼構(gòu)成；但是，注射頭部可由該領(lǐng)域的那些熟練人員已知的、能經(jīng)受對(duì)無(wú)針注射目的物所需的高系統(tǒng)壓力的材料構(gòu)成。
如圖13所示，管狀件194具有圓筒形外表面202、總體上用標(biāo)號(hào)“204”標(biāo)注的一頂部、大致用標(biāo)號(hào)“206”標(biāo)注的一底部和相對(duì)的敞開的端部208和210。該管狀件194的敞開的端部208、210包括螺紋212，用于可卸地將端蓋198、200連接于管狀件194。該管狀件194還包括沿著底部206設(shè)置的諸注射孔214。當(dāng)從該管狀件194拆下諸噴嘴196時(shí)，當(dāng)需要清洗該裝130時(shí)，在管狀件194上的注射孔214和敞開端208、210能被用作清洗孔。作為可被代用的，噴嘴196和注射頭部140的清洗可用安裝在導(dǎo)管上的諸噴嘴196進(jìn)行。
管狀件194還包括一設(shè)在端部210附近在其頂部204上的放出孔216。該放出孔216被用作一放氣/減壓孔，以防止在該裝置130操作期間在注射頭部140內(nèi)聚集空氣；因此，該放出孔216最好是在沿著注射頭部140的最高高度的該位置上。一快速連接流體管218連接于該放出孔216以在操作期間將聚集在注射頭部140里的空氣抽掉。
如圖13清楚地所示，諸噴嘴196用一定位螺釘197可卸地連接于每個(gè)注射孔214。雖然使用一定位螺釘將噴嘴194固定于注射孔214，但是噴嘴196可與注射頭部140整體結(jié)合，或另外用已有技術(shù)里的任何方式可卸地連接于注射孔214。
再看圖12，每個(gè)注射噴嘴196具有一孔220，用于將注射流體送到目的物。在每個(gè)注射噴嘴196上的孔220最好是小于0.025英寸，更可取的是大約0.006英寸。噴嘴196和固定螺釘197可被卸下用于被清洗，并能方便地更換，這取決于待被注射的目的物和所需的注射目的。此外，與本發(fā)明的技術(shù)相一致地，對(duì)于熟悉該技術(shù)領(lǐng)域里的普通技術(shù)人員很清楚的是在注射噴嘴196內(nèi)的孔220可大于0.025英寸，這取決于被注射的目的物的類型和/或厚度。
噴嘴196由蘭寶石或其它為該技術(shù)領(lǐng)域里的普通技術(shù)人員所了解的、能經(jīng)受因目的物的無(wú)針注射所需的高壓流體噴發(fā)的材料所構(gòu)成。
圖14圖示了流入端蓋(fluid-in end cap)198，該端蓋被用于可卸地密封閉合管狀件194的敞開端208。該端蓋198包括一供給孔222，該孔具有一螺紋入口224和一螺紋出口226，通過這兩個(gè)孔首先接納泵壓給注射頭部140的注射物流體。該螺紋入口224的大小可接受一流體供給接頭。該螺紋出口226的大小能接受敞開端208。
此外，端蓋198包括一鉆入供給孔222中、鄰近于螺紋出口226的一小空間228。端蓋198還包括一位于螺紋出口226內(nèi)的O形圈230(如圖15所示)，以確保在管狀件194的頂部208與端蓋198之間的緊密密封。
同樣，圖12和13所示的一端蓋200被用來(lái)可卸地密封閉合管狀件194的敞開端210。該端蓋200包括一位于端蓋200的中心的螺紋腔232，該螺紋腔的大小能接受管狀件194的端部210。另外，端蓋200包括一O形圈234以確保管狀件194的端部210與端蓋200之間的緊密密封。
為一生產(chǎn)過程之需，通過將端蓋198、200擰到管狀件194上并手動(dòng)擰緊，使每個(gè)端部208、210的外周邊壓緊或接觸于O形圈230、234(如圖13所示)，以密封管狀件194的端部208、210。因此，在一生產(chǎn)過程期間，進(jìn)入的流體不會(huì)接觸于任何螺紋、出現(xiàn)在端蓋198、200或端部208、210上的凹槽或凹痕，從而方便于清洗。
另外，因?yàn)闅堄嗟淖⑸淞黧w不會(huì)被截留在螺紋中或通過它，所以減小了流體污染的危機(jī)。此外，注射頭部140的構(gòu)形可增加注射頭部140的使用壽命，這是因?yàn)楸┞队谒嵝誀顟B(tài)(清洗流體或注射物)中的螺紋或凹槽會(huì)容易地被生銹和腐蝕。
O形圈230、234可用以下材料構(gòu)成例如由杜幫公司或其持有許可證的商家以商標(biāo)“TEFLON”出售的那些材料、EDPM(乙烯丙烯雙烯單體(EthylenePropylene Diene Monomer))、硅酮、橡膠，或適合于特定用途并被熟悉該領(lǐng)域的人員所知的、并能密封閉合的管狀件194的端部208、210的材料。
現(xiàn)在返回看圖13，表示了一第一過濾器236。該過濾器236大致是具有一圓柱形外表面238和兩個(gè)相對(duì)的端部240和242的一中空管。當(dāng)過濾器236安裝在注射頭部140中時(shí)，端部240敞開以將通過在端蓋198內(nèi)的供給孔222進(jìn)入的流體直接引入過濾器236。過濾器236的長(zhǎng)度和寬度被選擇后允許過濾器236能配裝在注射頭部140內(nèi)。
過濾器236具有多個(gè)沿著其長(zhǎng)度方向在表面238上形成的孔244。這些孔244可位于沿其縱向或圓周范圍的任何位置。在過濾器236內(nèi)的孔244的數(shù)量和位置取決于一個(gè)既定的注射過程所需的容積流量(flow volume)，該容積流量又受到所使用的注射噴嘴的數(shù)量、使用的注射物流體的類型、所需的注射時(shí)間、所需的噴發(fā)壓力或它們的組合的影響。
該過濾器236還包括一在端部240附近的O形圈，用于在該過濾器安裝在注射頭部140內(nèi)時(shí)相對(duì)于供給孔222可卸地密封該過濾器236。
通常，過濾器236利用到位的端蓋200安裝到注射頭部140內(nèi)。將過濾器236的端部242插入管狀件194內(nèi)、并被定位使其坐落和保持在端蓋200的中央的空腔232內(nèi)，如圖13所示。當(dāng)將端蓋198安裝在管狀件194的端部208上時(shí)，過濾器236的端部240坐落在并被保持在供給孔222上的小空間228里。在過濾器236的端部240內(nèi)的O形圈246將注射物過濾器236無(wú)螺紋地密封到位。
或者，可在端蓋198、200安裝在注射頭部140之前將過濾器236裝入注射頭部140，而當(dāng)過濾器236裝到里面后端蓋198、200位于注射頭部140上。
注射物過濾器236防止噴嘴插入后沒有與流入式端蓋組合并且沒有要求將一金屬網(wǎng)罩或其它過濾器型的材料固定于過濾器236。另外，過濾器236是坐落在注射頭部236內(nèi)的一單獨(dú)(stand-alone)過濾器，使在一連續(xù)的操作中在破損時(shí)或在清洗期間能方便地更換過濾器236。
此外，利用O形圈246密封，通過防止流體接觸在過濾器236、端蓋198、200或管狀件194里的任何螺紋，過濾器236減小了注射物流體和無(wú)針注射裝置130的污染的危機(jī)。該過濾器236還可以超過其它過濾器結(jié)構(gòu)增加注射頭部140和/或端蓋198、200的使用壽命，這是因?yàn)楸┞队谒嵝詶l件(清洗液體或注射物)的螺紋或凹槽容易生銹和被腐蝕。
接著參閱圖13，表示出用于本發(fā)明的無(wú)針注射裝置130的一第二個(gè)、不同的過濾器248。該過濾器248大致是一盤狀件，它具有一正面250和一背面252。該過濾器248還包括一扁平的外周邊254和形成在過濾器248內(nèi)的多個(gè)孔256。
為了將過濾器248安裝到注射頭部140內(nèi)，過濾器248的背面252放入端蓋198內(nèi)，而在端蓋198內(nèi)不用O形圈230，這樣，供給孔222被過濾器248覆蓋。然后，將O形圈230放在該盤式過濾器248上，使該O形圈230接合過濾器的外周邊254。然后，將端蓋198擰到管狀件194的端部208上，從而在注射頭部140內(nèi)將過濾器248無(wú)螺紋地密封到位。在操作期間，注射流體通過在過濾器248內(nèi)的諸孔256以去除在注射流體里的顆粒物。
熟悉該領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將會(huì)理解的是注射頭部140可為任何形狀和尺寸，只要在噴嘴196的出口達(dá)到足夠的流體壓力，以提供目的物的無(wú)針注射。例如，注射頭部140不是管狀而可是圓形或大致的圓筒形，在該圓筒體的任何表面上具有孔。此外，注射頭部140可有在其內(nèi)整體形成的諸注射噴嘴，而并不包括一用于可卸的噴嘴的、帶有孔的管狀件。所以，該注射頭部可為一單件構(gòu)件，使其能被容易地清洗和組裝。
另外，注射頭部140可包含用于某一注射用途以任何形狀構(gòu)形的孔214和/或噴嘴196。例如，諸噴嘴可集中于一圓形或一矩形，這取決于注射目的物的類型。
接著看圖16，主儲(chǔ)器144是一大致的矩形容器，他具有四個(gè)側(cè)面258、一個(gè)敞開的頂部260和一由諸輪子264支撐的底部262。該主流體儲(chǔ)器144的底部262是向底部262的中心266向下傾斜，使該中心262位于該儲(chǔ)器144的底部262的最低點(diǎn)。因此，存在于注射物流體里的任何顆粒物將會(huì)累積在底部262的中心266。在儲(chǔ)器144的底部262的中心266中形成一清洗孔268。另外，有一清洗閥270連接于清洗孔268，以便于儲(chǔ)器144的排放和清洗。
在主流體儲(chǔ)器144的傾斜的底部262內(nèi)、在沿著該底部262向上的比中心266更高的位置形成一流體供給孔272，以最大程度地減少不希望的顆粒物進(jìn)入系統(tǒng)。將一流體供給空氣泵(fluid-feed air pump)274連接于流體供給孔272?？諝獗?74抽取來(lái)自主儲(chǔ)器144的流體并經(jīng)一流體管子將流體泵壓到一主注射物過濾器276。
離開主注射物過濾器276的流體經(jīng)過一流體管280進(jìn)入機(jī)柜134，最終送給注射頭部140。主注射物過濾器276以任何在已有技術(shù)里為人熟知的方式可以安裝于儲(chǔ)槽144，安裝于機(jī)柜134，可自由站立的或可被安裝于裝置130。另外，如上所述，可以有兩個(gè)以上的主注射物過濾器，這樣允許在注射裝置130的連續(xù)工作期間更換(change-out)過濾器。為了附加的食品的安全并為了防止堵塞，可將附加的流體過濾器設(shè)在該裝置130的流體通道中的任何位置。
主流體儲(chǔ)槽144還包含一浮閥282，用于向儲(chǔ)槽144中灌滿注射物流體。當(dāng)在主流體儲(chǔ)槽144里的流體面達(dá)到了一規(guī)定的高度時(shí)，該浮閥282會(huì)自動(dòng)打開以通過另一注射物源或一第二儲(chǔ)槽更新主流體儲(chǔ)槽144里的注射物源。或者，該浮閥282可結(jié)合一液面?zhèn)鞲衅?，該傳感器將通過控制面板142指示在主流體儲(chǔ)槽144里的液面低了，允許一操作者通過控制面板142遙控地補(bǔ)足流體。
另外，盡管主流體儲(chǔ)槽144和機(jī)柜134通常被圖示為矩形，但是，顯然，主流體儲(chǔ)槽144或機(jī)柜134或兩者的形狀可為圓柱形或任何幾何形狀。
圖16還圖示了其上的門164被打開的機(jī)柜134的背面148。如能看到的，流體管280供給安裝在機(jī)柜134里的兩個(gè)高壓空氣泵284。接著，該空氣泵284將注射物供給一高壓導(dǎo)管系統(tǒng)286，該系統(tǒng)包括多個(gè)動(dòng)作快的電子致動(dòng)的電磁閥288。用于監(jiān)控每個(gè)空氣泵284的壓力輸出的一壓力傳感器290也被安裝在該導(dǎo)管系統(tǒng)286中。
上述電磁閥288被用來(lái)控制注射噴發(fā)的定時(shí)和持續(xù)時(shí)間，以及均勻地在諸注射頭部140之間分配注射物。熟悉該技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員將會(huì)理解的是空氣泵284的數(shù)量和電磁閥288的數(shù)量將根據(jù)使用在該機(jī)器里的注射頭部140的數(shù)量而變化。另外，為了在一注射噴發(fā)期間確保給注射目的物有穩(wěn)定的流體流而不會(huì)產(chǎn)生壓力降或供給遲滯的這樣的要求也將確定在該機(jī)器里使用的空氣泵的數(shù)量。
還如圖16所示，一空氣壓力調(diào)節(jié)器292和一過濾器組件294安裝在機(jī)柜134里，用于調(diào)節(jié)被用來(lái)操作空氣泵284的壓縮空氣源。該壓力調(diào)節(jié)器292允許一操作者調(diào)節(jié)進(jìn)入空氣泵284的空氣的壓力，從而影響來(lái)自空氣泵284的出口流體壓力。此外，諸閥門293控制到達(dá)泵284的空氣流。此外，在機(jī)柜134里還有一第二壓力調(diào)節(jié)器295，用于調(diào)節(jié)到達(dá)外部泵274或任何需要壓縮空氣的附加的外部設(shè)備的空氣壓力源。
壓力調(diào)節(jié)器292可被電子起動(dòng)和與壓力傳感器290連接，使一操作者通過控制面板142自動(dòng)調(diào)節(jié)注射噴發(fā)壓力，或再調(diào)用一儲(chǔ)存的程序，該程序?yàn)槟骋蛔⑸淠康奈锘蛟谀骋惠敵鰤毫ο伦詣?dòng)調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)器292。另外，該空氣壓力調(diào)節(jié)器292允許一操作者在機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)修改他不穩(wěn)定的注射流或在壓縮空氣源壓力的變化。此外，壓力傳感器290和壓力調(diào)節(jié)器292可被用來(lái)自動(dòng)調(diào)節(jié)空氣壓力。在這種情況下，通過控制器將可自動(dòng)維持和控制所需的空氣壓力，而不需要操作者介入。
圖16還表示出流體管218是如何從注射頭部140的每個(gè)放出孔216進(jìn)入機(jī)柜134的。如圖所示，一快動(dòng)作電磁閥296連接于每根管子218以快速釋放在操作期間在注射頭部140里積聚起來(lái)的任何空氣。由于注射流體也可通過放出孔216釋放，因此，流出閥門296的流體可管道送到一排放口或被回收到主儲(chǔ)槽144或其它注射物源中。重要地是諸閥門296不是在每個(gè)放出孔216中；相反，這些閥門296位于機(jī)柜134內(nèi)、在流體管218的端部，從而避免使諸閥門被暴露于一潮濕的工作環(huán)境。另外，諸閥門296可對(duì)于某一注射物目的物以預(yù)定的時(shí)間間隔自動(dòng)和程控地打開，而不要求操作者有什么確認(rèn)動(dòng)作，故簡(jiǎn)化了注射裝置130的操作。
傳送驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)182隨同使用傳送系統(tǒng)138所必需的傳送器支撐結(jié)構(gòu)180的任何構(gòu)件一起位于機(jī)柜134里。
暫時(shí)回到看圖8，所示的控制面板142連接于機(jī)柜134。該控制面板142包括一密封的接觸屏298，該屏連接于在機(jī)柜134內(nèi)的一可編程的邏輯控制器(PLC)300(見圖16)，用于儲(chǔ)存和控制操作信息?？刂泼姘?42上也包括一按鈕302。沿著順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)該按鈕302可起動(dòng)該機(jī)器。該按鈕也是一個(gè)緊急停機(jī)按鈕，在按壓該按鈕后機(jī)器能馬上停機(jī)。還有，當(dāng)一生產(chǎn)過程結(jié)束了，可按壓此鈕302以停機(jī)。
PLC300可控制包括傳送器系統(tǒng)138與要被傳送給目的物的注射噴發(fā)的完全的同步在內(nèi)的所有工藝參數(shù)。這可包括對(duì)注射壓力、噴發(fā)持續(xù)時(shí)間、諸注射噴發(fā)之間的間隔和注射的定時(shí)的控制。另外，利用PLC可使用在注射裝置130中的每一個(gè)閥門自動(dòng)化工作。PLC300可監(jiān)測(cè)和控制如供給空氣泵284的空氣壓力、空氣泵284的輸出壓力、注射噴發(fā)的方向、注射頭部140的定向或主儲(chǔ)槽144里的流體液位等變量，從而簡(jiǎn)化了機(jī)器的操作和該機(jī)器進(jìn)入一連續(xù)生產(chǎn)線的結(jié)合。盡管揭示了一可編程的邏輯控制器，熟悉該領(lǐng)域的技術(shù)人員將會(huì)理解可使用任何計(jì)算機(jī)控制裝置以儲(chǔ)存注射和工藝參數(shù)，以及/或操作該機(jī)器。
可看出本發(fā)明包括一種使用一基本上一致的高壓注射噴發(fā)以將注射物流體無(wú)針注射給一目的物的方法。這樣，使對(duì)該目的物的外表面的損害為最小。本發(fā)明還包括一種方法，該方法是使用基本上一致、具有足夠的壓力的高壓注射噴發(fā)將注射流體送到一目的物，其中足夠的壓力足以無(wú)針添加氣味、顏色、防腐劑、粘結(jié)劑、抗菌溶液和/或柔化一注射目的物而對(duì)該目的物的外表面不會(huì)有明顯的損害。
因此，參閱圖8-16，下面將描述本發(fā)明的無(wú)針注射裝置130的操作。首先，一操作者使用接觸屏298以對(duì)于某一注射目的物或?qū)δ骋蛔⑸渥饔脧腜LC300恢復(fù)被儲(chǔ)存的一套工藝參數(shù)。該預(yù)先編程的工藝參數(shù)可包括對(duì)于給某一類型的目的物注射所必需的注射壓力、注射噴發(fā)的時(shí)間長(zhǎng)短、諸注射噴發(fā)之間的時(shí)間間隔、注射的定時(shí)、空氣泵284的輸出壓力、注射噴發(fā)的方向、注射頭部140的定向、注射目的物的數(shù)量或任何其它信息等的控制。如果對(duì)于生產(chǎn)過程并沒有預(yù)定的程序，一操作者可在生產(chǎn)過程中按照由該機(jī)器要實(shí)現(xiàn)的所需的注射作用，通過接觸屏298進(jìn)入諸參數(shù)和/或調(diào)節(jié)這些參數(shù)。
儲(chǔ)槽144里被灌注了所需的注射流體。此外，如果使用一第二儲(chǔ)槽，該儲(chǔ)槽必須也被灌注注射流體。當(dāng)主儲(chǔ)槽達(dá)到了一低液位，控制器可被編程以自動(dòng)從第二儲(chǔ)槽向主儲(chǔ)槽添足注射流體。因此，不會(huì)要求操作者介入以保持在主儲(chǔ)槽里的一高液位。
或者，如主儲(chǔ)槽144的液位變得低了，接觸屏298將會(huì)指示該操作者該液位低了，并允許該操作者使用控制器自動(dòng)補(bǔ)充注射物流體。此外，該操作者可暫停該注射裝置130的運(yùn)轉(zhuǎn)，并手動(dòng)地對(duì)主儲(chǔ)槽144再灌充。
在操作期間，將由供給泵274從儲(chǔ)槽144經(jīng)過流體供給孔272把注射流體泵壓到主注射物過濾器276。然后，流體從主注射物過濾器276流入在機(jī)柜134里的注射空氣泵272的低壓側(cè)?？諝獗?84將流體泵壓到注射導(dǎo)管系統(tǒng)286。此時(shí)，傳感器290測(cè)量了流體的輸出壓力，以確定是否達(dá)到了所需的注射壓力。如果沒有達(dá)到，程序就使用空氣壓力調(diào)節(jié)器292自動(dòng)調(diào)節(jié)到泵282的空氣壓力，或操作者可通過接觸屏286調(diào)節(jié)該調(diào)節(jié)器292。流體就被將流體引導(dǎo)到高壓電磁閥288的注射導(dǎo)管286在諸注射頭部140中平均分布，以確保每個(gè)注射頭部140能接收到足夠的基本上相等的流體流。
諸注射目的物由一操作者手動(dòng)地或者最好是由在生產(chǎn)線里的另一傳送系統(tǒng)或機(jī)器自動(dòng)地放置在傳送帶176近端150。注射目的物朝著注射頭部140移動(dòng)并根據(jù)所需的結(jié)果被注射。當(dāng)目的物到位后，導(dǎo)管系統(tǒng)286中的電磁閥288打開，使流體通過在每個(gè)注射頭部140上的噴嘴196被傳送給目的物。在一次注射噴發(fā)完畢后，閥門288就關(guān)閉。
按照周期地，連接于放出孔216的諸快速動(dòng)作電磁閥296打開，以釋放聚集在諸注射頭部140中的任何空氣。如果諸閥門296沒有被編程序以某一時(shí)間間隔打開，操作者可使用接觸屏298使閥門296周期地打開。
根據(jù)所希望的不同的結(jié)果，目的物可到位被注射而傳送帶176停下來(lái)，或者一邊對(duì)目的物進(jìn)行注射一邊傳送帶176相對(duì)于諸注射頭部140移動(dòng)。
多余的注射流體流入槽道160，并然后流入集液槽136。如果希望再循環(huán)注射流體，集液槽可將流體直接排放返回到主儲(chǔ)槽144中或一儲(chǔ)存槽中?；蛘?，可將多余的注射流體直接用管道輸送到一排放口。
在注射以后，注射目的物可以被自動(dòng)地從傳送帶176上卸下，以被進(jìn)一步加工和/或包裝。但是，也能手動(dòng)地將目的物卸下。
權(quán)利要求
1.一種用于注射液體的機(jī)器包括至少一個(gè)導(dǎo)管頭部，它適于接收高壓注射流體，它包括一流體入口和多個(gè)注射噴嘴，每個(gè)所述注射噴嘴具有一注射孔；以及至少一個(gè)過濾器組件，該組件包括一液體入口、一液體出口和連接所述液體入口和液體出口的一個(gè)液體通道，所述過濾器組件非螺紋接合于所述導(dǎo)管頭部的所述流體供給孔。
2.如權(quán)利要求1限定的機(jī)器，其特征在于，所述過濾器組件包括一管狀件，它具有一被構(gòu)形成能配合于所述導(dǎo)管頭部的所述流體入口的第一端部、一第二端部和在它兩之間的一本體部；多個(gè)在所述管狀件的所述本體部?jī)?nèi)的孔，諸所述孔流體連通于諸所述注射噴嘴；以及一撓性密封件，它位于所述管狀件的所述第一端部上，用于可卸地和密封地接合所述導(dǎo)管頭部的所述流體入口和所述管狀件的所述第一端部。
3.如權(quán)利要求2限定的機(jī)器，其特征在于，所述撓性密封件是一O形圈。
4.如權(quán)利要求3限定的機(jī)器，其特征在于，所述O形圈由TEFLON、EPDM(乙烯丙烯二烯系單體)、硅酮、橡膠、VITON或它們的任何組合構(gòu)成。
5.如權(quán)利要求1限定的機(jī)器，其特征在于，所述過濾器組件包括一盤形過濾件，它具有被構(gòu)形成可接合所述導(dǎo)管頭部的所述流體入口的一液體入口部分、一有孔部分、一圍著所述有孔部分的圓周邊緣和一流體連通于諸所述注射噴嘴的液體出口部分；以及一撓性密封件，它接合所述過濾件的所述圓周邊緣和所述導(dǎo)管頭部的所述流體入口。
6.如權(quán)利要求5限定的機(jī)器，其特征在于，所述撓性密封件是一O形圈。
7.如權(quán)利要求6限定的機(jī)器，其特征在于，所述O形圈由TEFLON、EPDM(乙烯丙烯二烯系單體)、硅酮、橡膠、VITON或它們的任何組合構(gòu)成。
8.如權(quán)利要求1限定的機(jī)器，其特征在于，所述注射孔的內(nèi)徑小于0.025英寸。
9.如權(quán)利要求8限定的機(jī)器，其特征在于，所述注射孔的內(nèi)徑為0.006英寸。
10.如權(quán)利要求1限定的機(jī)器，其特征在于，它還包括至少一空氣泵，該泵具有一低壓入口和一與所述導(dǎo)管頭部的所述流體入口流體連通的高壓出口。
11.如權(quán)利要求10限定的機(jī)器，其特征在于，它還包括一導(dǎo)管系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有一連接于所述空氣泵的所述高壓出口的入口、多個(gè)連接于所述導(dǎo)管系統(tǒng)的所述入口并適合于從所述泵接收高壓注射流體的閥門和至少一個(gè)流體連通于所述導(dǎo)管頭部的所述流體供給孔的出口。
12.如權(quán)利要求1限定的機(jī)器，其特征在于，所述導(dǎo)管頭部還包括一放出孔。
13.如權(quán)利要求6限定的機(jī)器，其特征在于，它還包括至少一個(gè)流體連通于所述導(dǎo)管頭部的所述放出孔的閥門。
14.如權(quán)利要求11限定的機(jī)器，其特征在于，所述閥門是一快速動(dòng)作電磁閥。
15.如權(quán)利要求1限定的機(jī)器，其特征在于，它還包括一流體連通于所述導(dǎo)管頭部的流體源。
16.一種用于注射液體的機(jī)器包括一注射件，它適于接收高壓注射流體，該注射件包括一管狀件，它具有一第一敞開端、一第二敞開端和多個(gè)注射噴嘴；一第一端蓋，它包括一流體入口、一具有圓周配合表面的第一腔，所述第一腔從所述流體入口同軸線地伸出和被可配合地被構(gòu)形成能可卸地保持所述導(dǎo)管的所述第一端；一第一撓性密封件，它在所述第一腔里鄰近于所述第一配合表面，以將所述導(dǎo)管的所述第一端可密封地結(jié)合于第一端蓋；一第二端蓋，它包括一第二腔，該腔具有一第二圓周配合表面并被可配合地被構(gòu)形成能可卸地保持所述導(dǎo)管的所述第二端；一第二撓性密封件，它在所述第二腔里鄰近于所述第二配合表面，以將所述導(dǎo)管的所述第二端可密封地結(jié)合于第二端蓋；以及至少一個(gè)高壓泵，該泵流體連通于所述注射件的所述流體入口。
17.如權(quán)利要求16限定的機(jī)器，其特征在于，所述第一和第二撓性密封件是O形圈。
18.如權(quán)利要求17限定的機(jī)器，其特征在于，所述O形圈由TEFLON、EPDM(乙烯丙烯二烯系單體)、硅酮、橡膠、VITON或它們的任何組合構(gòu)成。
19.如權(quán)利要求16限定的機(jī)器，其特征在于，所述高壓泵包括一空氣泵。
20.如權(quán)利要求16限定的機(jī)器，其特征在于，所述注射件還包括一逃逸孔。
21.如權(quán)利要求20限定的機(jī)器，其特征在于，它還包括至少一個(gè)連接于所述放出孔的閥門。
22.如權(quán)利要求21限定的機(jī)器，其特征在于，所述閥門是一快速動(dòng)作電磁閥。
23.如權(quán)利要求16限定的機(jī)器，其特征在于，所述注射件沿三個(gè)正交的方向可卸地安裝于一工作表面。
24.如權(quán)利要求23限定的機(jī)器，其特征在于，它還包括一安裝于所述工作表面的密封的控制面板。
25.如權(quán)利要求23限定的機(jī)器，其特征在于，它還包括一安裝于所述工作表面的安全屏。
26.如權(quán)利要求16限定的機(jī)器，其特征在于，它還包括一過濾器組件，它可卸地安裝在所述注射件內(nèi)，該組件包括一管狀件，它具有一被構(gòu)形成能匹配于所述第一端蓋的所述流體入口的第一端部、一第二端部和在它兩之間的一本體部；多個(gè)在所述管狀件的所述本體部?jī)?nèi)的孔，諸所述孔流體連通于諸所述注射噴嘴；以及一撓性密封件，它位于所述管狀件的所述第一端部上，用于可卸地和密封地接合于所述管狀件的所述第一端部和所述第一端帽蓋的所述流體入口。
27.如權(quán)利要求16限定的機(jī)器，其特征在于，它還包括一盤形過濾件，它具有一被構(gòu)形成可接合所述第一端蓋的所述流體入口的液體入口部分、一有孔部分、一圍著所述有孔部分的圓周邊緣和一流體連通于諸所述注射噴嘴的液體出口部分；以及一撓性密封件，它接合所述過濾件的所述圓周邊緣和所述第一端蓋的所述流體入口。
28.如權(quán)利要求16限定的機(jī)器，其特征在于，它還包括一流體連通于所述注射件的主流體儲(chǔ)槽。
29.如權(quán)利要求28限定的機(jī)器，其特征在于，它還包括一流體連通于所述主流體儲(chǔ)槽的第二流體儲(chǔ)槽。
30.一種用于注射液體的機(jī)器包括一外殼，它具有一頂部；至少一個(gè)導(dǎo)管頭部，該頭部可移動(dòng)地安裝于所述外殼并適于接收高壓注射流體，該頭部包括一流體入口、一放出孔和多個(gè)注射噴嘴，每個(gè)所述注射噴嘴具有一注射孔；以及至少一個(gè)流體連通于所述放出孔的電磁閥，所述閥門安裝在所述外殼內(nèi)。
31.如權(quán)利要求30限定的機(jī)器，其特征在于，所述電磁閥是一快速動(dòng)作電磁閥。
32.如權(quán)利要求30限定的機(jī)器，其特征在于，所述注射孔的內(nèi)徑小于0.025英寸。
33.如權(quán)利要求32限定的機(jī)器，其特征在于，所述注射孔的內(nèi)徑為0.006英寸。
34.如權(quán)利要求30限定的機(jī)器，其特征在于，它還包括至少一空氣泵，該泵具有一低壓入口和一與所述導(dǎo)管頭部的所述流體入口流體連通的高壓出口。
35.如權(quán)利要求34限定的機(jī)器，其特征在于，它還包括一導(dǎo)管系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有一連接于所述空氣泵的所述高壓出口的入口、多個(gè)連接于所述導(dǎo)管系統(tǒng)的所述入口并適合于從所述泵接收高壓注射流體的閥門和至少一個(gè)流體連通于所述導(dǎo)管頭部的所述流體供給孔的出口。
36.如權(quán)利要求30限定的機(jī)器，其特征在于，它還包括至少一個(gè)過濾器組件，該組件具有一液體入口、一液體出口和連接所述液體入口和液體出口的一個(gè)液體通道，所述過濾器組件非螺紋接合于所述導(dǎo)管頭部的所述流體供給孔。
37.如權(quán)利要求30限定的機(jī)器，其特征在于，它還包括一連接于所述外殼的集液槽。
38.如權(quán)利要求30限定的機(jī)器，其特征在于，它還包括一主流體槽，它可卸地連接于所述外殼。
39.如權(quán)利要求30限定的機(jī)器，其特征在于，它還包括一密封的控制面板，它安裝于所述外殼并包括一接觸屏和一緊急停機(jī)鈕。
40.如權(quán)利要求30限定的機(jī)器，其特征在于，它還包括一槽道，它用所述外殼的所述頂部形成；以及一傳送系統(tǒng)，該系統(tǒng)安裝于所述外殼，用于移動(dòng)諸注射目的物。
41.如權(quán)利要求30限定的機(jī)器，其特征在于，它還包括一安裝于所述外殼的安全屏。
42.一種用于注射液體的機(jī)器包括至少一個(gè)導(dǎo)管頭部，它適于接收高壓注射流體，它包括一流體入口和多個(gè)注射噴嘴，每個(gè)所述注射噴嘴具有一注射孔；以及至少一高壓空氣泵，它具有一入口和一流體連通于所述導(dǎo)管頭部的所述流體入口的出口；至少一流體連通于所述泵的出口的壓力傳感器；以及至少一壓力調(diào)節(jié)器，它連接于所述泵和電氣連接于所述壓力傳感器。
43.如權(quán)利要求42限定的機(jī)器，其特征在于，它還包括一導(dǎo)管系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有一連接于所述空氣泵的所述出口的入口、多個(gè)適合于從所述泵接收高壓注射流體的閥門和至少一個(gè)流體連通于所述導(dǎo)管頭部的所述流體供給孔的出口。
44.如權(quán)利要求42限定的機(jī)器，其特征在于，它還包括至少一個(gè)過濾器組件，該組件具有一液體入口、一液體出口和連接所述液體入口和液體出口的一個(gè)過濾件，所述過濾器組件非螺紋接合于所述導(dǎo)管頭部的所述流體供給孔。
45.如權(quán)利要求42限定的機(jī)器，其特征在于，它還包括一流體連通于所述泵的所述入口的主流體儲(chǔ)槽。
46.如權(quán)利要求45限定的機(jī)器，其特征在于，它還包括一流體連通于所述主流體儲(chǔ)槽的第二流體儲(chǔ)槽。
47.一種用于給目的物無(wú)針注射一種液體的方法，它包括以下步驟提供一種要被注射的流體；將該流體抽入至少一個(gè)高壓泵；將流體從泵供給至少一個(gè)注射頭部；以及將至少一個(gè)恒定的高壓流體注射噴發(fā)送至一目的物。
48.如權(quán)利要求47限定的方法，其特征在于，所述供給步驟包括當(dāng)流體進(jìn)入注射頭部時(shí)對(duì)流體進(jìn)行過濾。
49.如權(quán)利要求47限定的方法，其特征在于，它還包括以下步驟在壓力下將流體傳送給位于泵的出口的一注射導(dǎo)管系統(tǒng)；監(jiān)控泵的輸出流體壓力；以及均化流體并將流體分配給注射頭部，使流體的壓力和容積基本上平均地分布在所有注射頭部中。
50.如權(quán)利要求47限定的方法，其特征在于，它還包括以下步驟用連接于一遠(yuǎn)離的控制面板的一壓力傳感器監(jiān)測(cè)泵的輸出流體壓力；以及調(diào)節(jié)送給泵的空氣壓力，以確保在泵的出口的流體的壓力能在目的物上提供所需的注射作用。
51.如權(quán)利要求47限定的方法，其特征在于，它還包括過濾所述注射流體。
52.一種用于給目的物無(wú)針注射一種液體的方法，它包括以下步驟提供一種要被注射的流體；將該流體抽入至少一個(gè)空氣泵；將流體供給至少一個(gè)注射頭部和當(dāng)流體進(jìn)入每個(gè)注射頭部時(shí)對(duì)流體進(jìn)行過濾；用連接于一遠(yuǎn)離的控制面板的一壓力傳感器監(jiān)測(cè)泵的輸出流體壓力；調(diào)節(jié)送給泵的空氣壓力，以確保流體的輸出壓力能在目的物上提供所需的注射作用；以及將至少一個(gè)恒定的高壓流體注射噴發(fā)送至一目的物。
53.如權(quán)利要求52限定的方法，其特征在于，它還包括以下步驟在壓力下將流體傳送給位于泵的出口的一注射導(dǎo)管系統(tǒng)；監(jiān)控泵的輸出流體壓力；以及均化流體并將流體分配給注射頭部，使流體的壓力和容積基本上平均地分布在所有注射頭部中。
54.如權(quán)利要求52限定的方法，其特征在于，它還包括過濾所述注射流體。
55.一種用于給目的物無(wú)針注射一種液體的方法，它包括以下步驟將一種要被注射的流體提供到一目的物內(nèi)；在該機(jī)器工作期間根據(jù)需要添足流體；將該流體抽入至少一個(gè)空氣泵；將流體供給至少一個(gè)注射頭部和當(dāng)流體進(jìn)入該注射頭部時(shí)對(duì)流體進(jìn)行過濾；將至少一個(gè)恒定的高壓流體注射噴發(fā)送至一目的物；為某一注射目的物提供一控制器，用于儲(chǔ)存工藝參數(shù)；以及控制工藝參數(shù)以達(dá)到一預(yù)定的注射結(jié)果。
56.如權(quán)利要求55限定的方法，其特征在于，所述控制步驟包括以下步驟用一傳送系統(tǒng)將一注射目的物移動(dòng)到位，用于被注射；圍繞三根正交的軸線調(diào)節(jié)至少一個(gè)注射頭部的定向，以達(dá)到某一操作過程所需的注射位置；用傳送系統(tǒng)使由諸注射頭部送給目的物的多次注射噴發(fā)的定時(shí)、每次噴發(fā)的時(shí)間長(zhǎng)短和每?jī)纱螄姲l(fā)之間的時(shí)間間隔同步；監(jiān)控從泵流出的流體的輸出壓力；調(diào)節(jié)送給泵的空氣壓力，以確保流體的輸出壓力能在目的物上提供所需的注射作用；周期地從諸注射頭部釋放被截留的空氣；以及保存用于某一生產(chǎn)過程的工藝參數(shù)。
57.如權(quán)利要求55限定的方法，其特征在于，所述提供步驟包括使用一計(jì)算機(jī)儲(chǔ)存裝置以儲(chǔ)存和調(diào)用包含諸工藝參數(shù)的程序，和使用一接觸屏，用于指示工藝參數(shù)和改變工藝參數(shù)。
58.如權(quán)利要求55限定的方法，其特征在于，它還包括對(duì)流體進(jìn)行過濾。
59.如權(quán)利要求55限定的方法，其特征在于，它還包括以下步驟在壓力下將流體傳送給一注射導(dǎo)管系統(tǒng)；以及均化流體并將流體分配給注射頭部，使流體基本上平均地分布在所有注射頭部中。
全文摘要
本發(fā)明揭示了一種用于注射流體的機(jī)器，該機(jī)器包括使用至少一個(gè)流體連通于至少一個(gè)注射頭部(34)的空氣泵(32)，該頭部具有多個(gè)用于多個(gè)噴嘴(42)的孔(48)。高壓注射物從空氣泵、最好是經(jīng)過位于該頭部?jī)?nèi)的一無(wú)螺紋安裝的過濾器(72)流入該頭部。為了進(jìn)一步使被污染最少，進(jìn)入該注射頭部的流體將不會(huì)接觸于在該頭部或在諸噴嘴里的任何螺紋。還包括一空氣壓力調(diào)節(jié)器，用以確保能將一穩(wěn)定的所需壓力的注射物流經(jīng)過每一個(gè)注射頭部送到一注射目的物，以及也有助于避免由空氣泵輸送流體的遲滯。通過將諸傳感件移入一密封的外殼內(nèi)，從一潮濕的工作環(huán)境中移出它們，這樣就簡(jiǎn)化了對(duì)該機(jī)器的清洗。
文檔編號(hào)A23L1/31GK1761399SQ200480007407
公開日2006年4月19日 申請(qǐng)日期2004年2月6日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月10日
發(fā)明者愛德華·D·瓦茨, 孔利·L·漢森 申請(qǐng)人:愛德華·D·瓦茨, 孔利·L·漢森