BRMU8401284Y1 - disposição construtiva introduzida em vacinadora automática de ovos - Google Patents

Abstract

"disposição construtiva introduzida em vacinadora automática de ovos". consistindo de um sistema automático, controlado por clp, que utiliza injetores constituídos por um corpo cilíndrico em plástico (1) que forma, com a tampa (3), que abriga um sensor de contato (15), uma câmara pneumática que contém uma camisa em fibra retificada internamente (12), no interior da qual trabalha o êmbolo (4), juntamente com a agulha (5) que o atravessa, com retorno de curso proporcionado pela mola de duplo passo (2), sendo que os injetores permanecem apoiados e guiados por uma plataforma (18) de furos cônicos, que permite a movimentação dos injetores de forma a facilitar seu assentamento sobre os ovos a serem vacinados, onde a fixação dos injetores se faz por meio de bexigas de ar comprimido (16) e a sanitização dos mesmos se faz por meio dos pulverizadores (20), proporcionando, desta maneira, a redução da mortalidade dos embriões sem comprometer a produtividade do processo automático de vacinação de ovos.

Description

"DISPOSIÇÃO CONSTRUTIVA INTRODUZIDA EM VACINADORA AUTOMÁTICA DE OVOS” Refere-se o presente relatório descritivo ao aperfeiçoamento introduzido num sistema para vacinação automática de ovos, desenvolvido, como enseja sua denominação, para o fim de vacinar ovos férteis em grande quantidade reduzindo os custos de mão-de-obra, a taxa de mortalidade dos embriões pelo aumento de sua proteção contra doenças e o stress do primeiro dia de vida, por meio da eliminação da vacinação da ave. O processo de vacinação de ovos possui importantes aplicações nos campos da medicina e da avicultura. Na medicina, ovos são utilizados para incubar substâncias biológicas no intuito de contribuir para o desenvolvimento de medicações. Na avicultura, o processo ocorre com o objetivo de proteger os animais de doenças endêmicas, ainda no estágio embrionário. A ave, recebendo vacinas contra a doença Marek, por exemplo, três dias antes do nascimento, tem mais tempo para criar anticorpos e, consequentemente, maior resistência contra a doença. Neste caso, a vacina deve ser aplicada dentro do fluido alantóide, no interior do ovo, sem que a agulha tenha contato com o embrião.

Num período completo de incubação de 21 dias, a vacinação do ovo é normalmente realizada três dias antes do nascimento da ave, durante um processo rotineiro no qual os ovos são transferidos da bandeja da incubadora, onde estão posicionados de forma orientada e rígida, para o nascedouro, onde são soltos em posições aleatórias. A estrutura do ovo é composta por uma casca, uma membrana exterior aderida à esta casca e uma membrana interior que envolve o embrião e o fluido alantóide.

Durante o processo de expulsão do ovo pela ave, as duas membranas se encontram, sendo lentamente separadas uma da outra durante o período de incubação, formando-se entre as mesmas uma câmara de ar, mais espessa na base do ovo. O processo de vacinação deve ser realizado com muito cuidado para evitar danos à casca, o que poderia ser fatal ao embrião. A operação da vacinadora é totalmente automática e controlada por um CLP (Controlador Lógico Programável) que monitora os parâmetros de tempo, pressão, sequência dos processos, etc. O referido Modelo de Utilidade consiste num aperfeiçoamento introduzido numa vacinadora automática desenvolvida e patenteada nos EUA sob o registro US Pat. Divisional Application N 0 09/009.234.

Decorre do estado da técnica que a vacinadora acima referida utiliza uma agulha que necessita de alta pressão de até 100 libras para perfurar a casca do ovo sem danificá-la. Após atravessar a casca do ovo, em alta velocidade e com esta mesma pressão, a agulha atravessa a câmara de ar, penetra a membrana alantóide até atingir o fim de curso do injetor e, finalmente, injeta a vacina na região fluida alantóide do ovo, que será absorvida pelo embrião. 0 injetor consiste de um corpo externo em plástico envolvendo um cilindro pneumático metálico, cujo êmbolo, com retorno por mola, movimenta uma agulha, responsável pela injeção da vacina no interior do ovo. A vacinadora acima referida exige a utilização de lotes de agulhas de diferentes tamanhos, variando de 22 a 25 ml conforme o tamanho do ovo, que está relacionado à idade das galinhas. Um ovo proveniente de um lote cujas matrizes sejam velhas terá uma câmara de ar maior em relação a um ovo proveniente de uma matriz mais jovem no intuito de evitar que provoque ferimentos ou mesmo a morte do embrião no interior do ovo, o que promove uma redução drástica na produtividade do processo e um significativo aumento de seu custo.

Um dos inconvenientes presentes no injetor da vacinadora acima referida diz respeito à oxidação da carcaça metálica do cilindro pneumático pela ação corrosiva dos agentes químicos utilizados, o que provoca o engripamento do cilindro exigindo a substituição do mesmo e diminuindo, desta forma, a produtividade do processo de vacinação. A referida vacinadora de ovos constitui-se por uma plataforma composta por três prateleiras, duas metálicas e uma em fibra de vidro, que suportam e guiam os injetores de vacina. As guias apresentam orifícios com diâmetros iguais aos diâmetros dos injetores, de modo a permitir a movimentação do eixo longitudinal dos mesmos visando melhor acomodação sobre os ovos a serem vacinados, sempre na posição vertical.

Uma vez posicionada, a prateleira desce sobre os ovos, assentando os injetores sobre os mesmos. A prateleira continua descendo até seu fim de curso, quando os injetores são erguidos pelo contato com os ovos, e a placa do meio é forçada pelo contato com um cilindro de ar comprimido, travando os injetores sobre os ovos sem, no entanto, acomodá-los corretamente, devido às diferentes posições dos ovos em relação ao eixo vertical dos injetores. Estas variações de posicionamento dos ovos são potenciais causadoras de trincas nas cascas dos ovos durante o processo de vacinação. O modelo acima referido requer de 3 a 4 ciclos para vacinar todos os ovos numa bandeja de incubação. Embora as agulhas e injetores tenham contato com ovos diferentes em cada ciclo, não existe um sistema de sanitização para evitar que bactéria de um ovo não contamine o próximo ovo. O modelo acima referido distribui a vacina para cada posição de ovo na bandeja, incluindo aquelas onde não exista ovo. Alguns lotes de ovos podem ter até 15% de ovos inférteis, o que representa uma perda de vacina caso estes ovos sejam retirados durante a ovoscopia, deixando um espaço vazio. O modelo acima referido é construído para ser utilizado com apenas um tamanho de bandeja de incubação, necessitando de uma vacinadora para cada tamanho de bandeja na incubadora.

Um dos objetivos deste Modelo de Utilidade reside em prover uma nova solução construtiva para vacinação automática de ovos de forma a reduzir os problemas decorrentes da movimentação entre as plataformas, melhorar a sanitização do conjunto, aperfeiçoar o funcionamento dos injetores, eliminar o desperdício decorrente da vacinação de espaços sem ovos nas bandejas, otimizar o sistema de controle e dosagem da vacina e reduzir a mortalidade dos embriões sem comprometer a produtividade do processo. A nova plataforma proposta neste Modelo de Utilidade utiliza plástico de alta densidade, imune a desinfetantes fortes, moldado na mesma configuração da bandeja de incubação dos ovos. A plataforma contém a mesma quantidade de injetores e ovos na bandeja, de modo a vacinar todos os ovos de uma só vez, o que evita que uma agulha seja utilizada mais de uma vez antes de ser sanitizada. Esta plataforma é intercambiável por meio de conexões rápidas, permitindo a utilização de mais de um tipo de bandeja de incubação. Desta forma, uma incubadora com mais de um tamanho de bandejas necessita de somente uma vacinadora. O corpo do injetor deste novo modelo de vacinadora é confeccionado em plástico de alta densidade, resistente à corrosão pela ação dos fortes sanitizantes utilizados na limpeza. O injetor é revestido internamente por uma camisa em fibra, altamente resistente à corrosão, retificada internamente de modo a promover a perfeita vedação e reduzir o desgaste entre o corpo da vacinadora e o êmbolo com retorno por mola em dois estágios, que envolve uma agulha, sendo o conjunto fechado por uma tampa rosqueada contra um anel 0'ring, formando uma câmara pneumática perfeitamente vedada. A mola de retorno, fabricada em aço inoxidável e principal componente do objeto em questão, possui dois estágios, funcionando como duas molas em série, visando permitir a penetração da casca pela agulha com pressão de 100 psi, até o curso de 18 mm, espessura mínima da câmara de ar do ovo, após o qual, sua velocidade é reduzida pela mola de passo maior, diminuindo a pressão de impacto sobre o embrião para cerca de 5 libras, incapaz de causar-lhe uma lesão fatal. Desta forma, este sistema permite que se utilize um único tamanho de agulha, independente do tamanho da câmara de ar no interior do ovo.

Um sensor eletrônico (15) foi instalado na tampa dos injetores de modo a detectar o contato entre estes e a plataforma. Após posicionar os injetores sobre os ovos a serem vacinados, a plataforma se afasta do contato com a tampa dos injetores, abrindo o circuito do sensor e informando ao CLP que a vacina deve ser bombeada. Os injetores cujas tampas permanecem em contato com a plataforma informam, por meio do sensor, a ausência de ovos naquelas posições.

Uma peça fundamental para a operação desta nova vacinadora é a válvula pinça individual para cada injetor, que regula a vazão de fluido de vacina através da mangueira que alimenta a agulha do injetor. A utilização desta válvula permite regular a dosagem exata de vacina e bloquear a vacinação em espaços vazios na bandeja de ovos, previamente detectados, evitando o desperdício de vacina.

Outra inovação deste Modelo de Utilidade diz respeito ao sistema de alimentação de vacina totalmente fechado, sem contato com o ambiente. O controle de dosagem em malha fechada, pela leitura dos sensores de pressão instalados no circuito de alimentação da vacina, garante a dosagem correta de vacina, durante o processo, pela atuação das válvulas pinça mencionadas. A chave do controle de dosagem correta de vacina encontra-se num sistema pressurizado que mantém uma pressão exata e uniforme, sem oscilações. Isto é garantido por um controlador eletrônico que mede a pressão, no interior da tubulação de distribuição, no ponto mais distante da câmara de pressão na qual se encontra a bolsa de vacina.

No início do processo, a pressão encontra-se estável, pois todas as válvulas-pinça estão fechadas. No momento em que estas válvulas se abrem, a queda de pressão na linha é detectada pelo sensor que aciona o sistema de controle microprocessado restabelecendo a pressão ao seu valor original. Ao fecharem simultaneamente, as válvulas-pinça provocam um súbito aumento de pressão acionando novamente o sistema de controle de forma a restabelecer a pressão ao seu valor nominal. O sistema de dosagem é calibrado automaticamente pelo CLP através da leitura dos valores medidos pela célula de carga instalada no interior da câmara de pressão que contém as bolsas de vacina. Após a vacinação de cada bandeja de ovos, o CLP verifica quantos injetores foram acionados e calcula o volume de vacina consumido, comparando-o este valor com a diferença de peso das bolsas entre a vacinação anterior e a atual. Estando a dosagem fora da quantidade programada, o CLP compensa essa diferença recalculando o tempo de abertura das válvulas-pinça.

Para garantir a confiabilidade do processo, após três correções consecutivas, o sistema emite um alarme e desativa o sistema até a solução definitiva do problema.

Por fim, outro objetivo deste Modelo de Utilidade propõe um sistema de sanitização das agulhas e injetores, após cada injeção de ovos, visando otimizar o processo de higienização do conjunto.

Assim sendo, a fim de permitir uma melhor elucidação do objeto em questão, proceder-se-á à sua descrição pormenorizada com referência aos desenhos abaixo relacionados, onde: a figura 1 ilustra a estrutura de plataformas para suporte das bandejas em vista frontal, onde se pode notar a sua configuração; a figura 2 ilustra a plataforma de vacinação dos ovos em vista superior, onde se pode notar a sua forma; a figura 3 ilustra o sistema de sanitização, onde se pode notar a disposição de seus componentes; a figura 4 ilustra a bandeja de fixação dos injetores em corte, onde se pode notar a disposição das bexigas de ar comprimido; a figura 5 ilustra o expulsor em corte, onde se pode notar a disposição de seus componentes; a figura 6 ilustra a vacinadora completa em perspectiva, onde se pode notar a disposição de seus componentes; a figura 7 ilustra o dispositivo de injeção em corte, onde se pode notar a sua forma e a montagem interna de seus componentes; a figura 8 ilustra o dispositivo de injeção em perspectiva explodida, onde se pode notar a sua forma tridimensional.

De conformidade com o quanto ilustram as figuras acima mencionadas, uma bandeja de ovos férteis é manualmente introduzida na vacinadora. O progresso da bandeja de ovos através da vacinadora é controlado por três sensores capacitivos. O primeiro sensor detecta a bandeja na entrada da vacinadora e aciona uma trava de fim de curso para posicionar a bandeja abaixo da plataforma de injetores (18).

Nesta posição, o segundo sensor aciona uma trava lateral para manter a bandeja firme nesta posição e desativa a primeira trava. Um terceiro sensor evita que esta trava possa ser reativada enquanto a bandeja continua na linha de vacinação. O segundo sensor também ativa a descida da plataforma com os injetores.

Quando a plataforma chega ao seu fim de curso, os injetores estão posicionados sobre os ovos. Os injetores constituem-se por um corpo cilíndrico (1) que forma com a com a tampa (3), onde está embutido o sensor de contato (15) uma câmara pneumática, revestida internamente pela camisa em fibra (12) retificada internamente, onde trabalha o embolo (4), juntamente com a agulha (5), com retorno de curso proporcionado pela mola de duplo passo (2). A vedação entre o êmbolo (4) e a camisa de fibra retificada (12) é feita pelo anel de vedação (7), ao passo que o anel de vedação (8) confere estanqueidade entre a capa (3) e o referido corpo (1) e o anel de vedação (13) promove a estanqueidade na região entre a base superior da camisa (12) e o corpo cilíndrico (1). A plataforma (18) dos injetores, através de seus orifícios-guia cônicos, possibilita a movimentação dos injetores de forma que sua base côncava (10) se encaixe sobre o ovo de acordo com o seu ângulo de inclinação, assegurando um bom ajuste entre os injetores e os ovos. O furo (11) usinado no fundo do injetor, no centro da concavidade, é a guia de saída da agulha. Desta forma, as bexigas (16), posicionadas entre as fileiras de injetores no interior da plataforma (18), são infladas de forma a não mais permitir o movimento dos injetores. Neste instante, as agulhas (5) dos injetores perfuram os ovos. O êmbolo (4), acionado por ar comprimido injetado através da entrada pneumática (9), é atravessado pela agulha (5), que tem movimento solidário ao fixador do êmbolo (14) por meio da conexão rosqueada com a tampa (6).

As válvulas pinça (17) abrem e a vacina é forçada para dento dos ovos. Em seguida, as válvulas pinças fecham. As agulhas são retiradas dos ovos, recolhendo-se para o interior dos injetores e a plataforma (18) sobe até seu fim de curso forçando as agulhas novamente para fora dos injetores. O expulsor (19) começa o movimento da bandeja para fora da vacinadora e, simultaneamente, os bicos sanitizadores (20) pulverizam o fluido sanitizador sobre as agulhas e injetores. Quando a bandeja chega ao seu fim de curso, os bicos cessam a pulverização e o expulsor (19) volta à sua posição inicial.

Claims (8)

1. "DISPOSIÇÃO CONSTRUTIVA INTRODUZIDA EM VACINA DORA AUTOMÁTICA DE OVOS", do tipo constituído por uma plataforma composta por placas ou prateleiras dotadas de bexigas infláveis com ar comprimido que se distribuem entre as fileiras de injetores no interior da plataforma de maneira a suportar e guiar ditos injetores de vacina, os quais se movimentam segundo eixo longitudinal visando melhor acomodação sobre os ovos a serem vacinados, sempre na posição vertical; dita vacinadora do tipo, ainda, que utiliza agulha prevista em cada injetor para perfurar a casca do ovo; caracterizada pelo fato da vacinadora compreender uma plataforma (18) com orifícios-guia onde se alojam e se movimentam os injetores de diâmetro ligeiramente menor que os orifícios-guia, sendo que cada injetor forma, com a tampa (3), uma câmara pneumática, acionado por ar comprimido injetado através de entrada pneumática (9); a vedação entre o êmbolo (4) e a camisa (12) é feita pelo anel de vedação (7), enquanto que o anel de vedação (8) veda o espaço entre a capa (3) e o reforço do corpo (1); o anel de vedação (13) promove a estanqüeidade na região entre a base superior da camisa (12) e o corpo cilíndrico (1); são previstas válvulas de controle de fluxo (17) da vacina, as quais podem ser do tipo pinça de esmagamento ou, ainda, do tipo mecânicas ou eletrônicas, instaladas na mangueira de alimentação das agulhas de maneira a serem individualizadas para cada respectivo injetor; ditas válvulas abrem para passagem da vacina e fecham após aplicação com movimentos controlados e ativados pelo CLP, registrando a vacina injetada em cada ovo individualmente; o CLP monitora, automaticamente, os parâmetros de tempo, pressão, seqüência dos processos e ingresso e saída das bandejas de ovos, entre outras ações da máquina por meio de sensores que podem ser eletrônicos, mecânicos ou outro tipo de sensor; é previsto uma célula de carga localizada abaixo da câmara de pressão, que pesa a bolsa de vacina após cada processo de vacinação e compara com número de ovos já vacinados para calcular a dosagem real, enviando um sinal para o CLP de modo a alterar o tempo de abertura das válvulas pinças ou desligar o sistema, caso a dosagem real esteja fora dos parâmetros programados; bicos sanitizadores (20) que são ativados, automaticamente pela CLP, no momento que o expulsor (19) de bandeja com ovos já vacinados está sendo retirada; os bicos cessam a pulverização quando a bandeja chega ao fim de curso e o explusor volta à posição inicial.

2. "DISPOSIÇÃO CONSTRUTIVA INTRODUZIDA EM VACINADORA AUTOMÁTICA DE OVOS", de acordo com a Ia reivindicação e considerando que a plataforma é intercambiável com plataformas de diferentes configurações, caracterizada por a plataforma (18) ser intercambiável por meio de conexões rápidas.

3 DISPOSIÇÃO CONSTRUTIVA INTRODUZIDA EM VACINADORA AUTOMÁTICA DE OVOS", de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pela mola do injetor (2) ser de dois estágios regulados de maneira que um estágio permite que a agulha (5) perfure a casca de um ovo com alta velocidade e num segundo estágio a velocidade da mola diminui progressivamente de modo a passar pela câmara de ar do ovo sem machucar o embrião..

4. "DISPOSIÇÃO CONSTRUTIVA INTRODUZIDA EM 10 VACINADORA AUTOMÁTICA DE OVOS", de acordo com a reivindicação 1 e de maneira a controlar a aplicação de dosagem de vacina, caracterizada por um sensor eletrônico ou mecânico de contato (15) instalado na tampa dos injetores detectar o contato entre estes e a plataforma sendo que, após posicionar os injetores sobre os ovos a serem vacinados, a plataforma (18) se afasta de contato com a tampa dos injetores, abrindo o circuito do sensor e informando ao CLP que a vacina deve ser bombeada, evitando a vacinação desnecessária nos espaços vazios das bandejas.

5. "DISPOSIÇÃO CONSTRUTIVA INTRODUZIDA EM VACINADORA AUTOMÁTICA DE OVOS", de acordo com a reivindicação 1 e de maneira a controlar o ingresso e saída manual da bandeja de ovos, caracterizada pela vacinadora prever três sensores eletrônicos, sendo um primeiro sensor instalado para detectar a bandeja na entrada da vacinadora e acionar uma trava de fim de curso para posicionar a bandeja abaixo da plataforma (18); um segundo sensor injetor aciona a trava lateral para manter a bandeja posicionada firmemente e desativa a primeira trava, além de ativar a descida da plataforma (18) com os injetores; e um terceiro sensor evita que a trava possa ser reativada enquanto a bandeja continua na linha de vacinação.

6. "DISPOSIÇÃO CONSTRUTIVA INTRODUZIDA EM VACINADORA AUTOMÁTICA DE OVOS", de acordo com as reivindicações anteriores, caracterizada por a vacinadora prever um circuito fechado de alimentação de vacina onde a pressão do sistema é medida no ponto mais longe da câmara de pressão e monitorada pelo CLP que mantém a mesma pressão em todo o sistema, igualando a quantidade de vacina fornecida a cada injetor.

7. 'DISPOSIÇÃO CONSTRUTIVA TRODUZIDA EM VACINADORA 10 AUTOMÁTICA DE OVOS", de acordo com a 1 reivindicação e pelo fato da plataforma (18) dispor de um sistema para fixação dos injetores realizado por meio de bexigas de ar comprimido (16), confeccionadas em material sintético , caracterizada por as bexigas serem instaladas no interior da plataforma (18), de maneira longitudinal e entre as fileiras de injetores.

8. "DISPOSIÇÃO CONSTRUTIVA INTRODUZIDA EM VACINADORA AUTOMÁTICA DE OVOS", de acordo com a Ia reivindicação, caracterizada por cada mangueira de vacina conectada a cada agulha de injeção ser dotada de individual válvula de controle de fluxo (17) que pode ser do tipo mecânica, eletrônica, solenóide, pinça ou outro tipo de válvula de controle para passagem de vacina.