CN112512307A - 循环系统和方法 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种用于将流体输送给动物的系统。该系统包括容纳一定体积流体的储存器、输送出口、再循环回路以及在储存器和输送出口之间流体连通的阀，该阀具有从储存器接收流体的入口，与输送出口流体连通的第一出口以及与连接储存器的回流导管流体连通的第二出口。该系统还包括用于打开和关闭第一阀出口和第二阀出口的控制装置，以及用于将流体从储存器泵送到阀并经储存器返回导管泵送到储存器的泵。当控制装置打开第一出口时，流体从储存器流到输送出口。当控制装置打开第二阀出口时，流体通过回流导管流到储存器。

Description

循环系统和方法

优先权

本申请要求2018年7月25日提交的美国临时专利申请序列号62/703247的优先权权益。该专利内容整体并入本申请中。

相关申请的交叉引用

本申请引用了PCT国际申请号PCT/US19/41178，其标题为“SYSTEMS AND METHODSOF PREPARING AND DELIVERING OOCYST SOLUTIONS”(制备和递送卵磷脂溶液的系统和方法)，于2019年7月10日提交。

背景技术

通常可以通过给受试者接种疫苗或向受试者输送药物预防或治疗细菌、病毒和真菌感染以及其它疾病。在所有动物中，尤其是脊椎动物或鱼以及无脊椎动物，比如甲壳类动物，通常利用输送疫苗、生物制剂以及其它药物来预防疾病、死亡或保持总体良好的健康。在对很多牲畜和鱼类进行操作时，确保所有动物得到有效处理变成一种挑战。

一些疫苗、生物制剂和其他药物的溶液中含有微粒。特别地，一些疫苗溶液中具有活培养物。由于颗粒的沉降或堵塞导致溶液在输送过程中不具有均匀性，因此溶液中颗粒尺寸的变化会影响输送。如果颗粒未均匀地悬浮在溶液中，则某些受试者可能会接受更多或更少的颗粒。

下面我们来讨论养禽业，目前有若干种方法来用药物处理受精卵或小鸡。这些方法包括：

1)在第18或19天在孵化场进行“卵内”(鸡蛋内)自动疫苗接种；

2)在孵化场进行“孵化后”人工疫苗接种；

3)在成年农场将疫苗/药物添加到饲料或水中；以及

4)将疫苗/药物通过人工或大型喷雾器喷洒到小鸡身上。

另外，已经开发了用于向动物输送疫苗和其他物质的新系统和方法。该系统和方法在PCT/US2016/061548中公开，其部分公开了将物质自动递送给动物的系统，并且其内容整体并入本申请。该系统包括一系列传送带和其他移动平台以及类似装置，以分离每个动物，特别是日龄雏鸡。一旦将小鸡分成单独的纵列，该系统便可以向单个动物递送一剂或多剂疫苗、药物、生物制剂、补品或其他物质。该系统包括喷嘴，用于将物质输送到小鸡脸部的粘膜区域，例如眼睛、鼻腔或嘴巴(如果小鸡的嘴是张开的)。喷嘴可以是空气雾化的或液压的。

诸如疫苗、药物、生物制剂或补充剂之类的物质通常以溶液形式输送。通常将疫苗、药物、生物制剂或补充剂中的活性成分稀释在水、盐水等的溶液中，以便更容易、更有效地输送。对于疫苗，将活的培养物(包括卵囊)悬浮在溶液中以进行有效输送。在标题为“Systems and Methods of Preparing and Delivering Oocyst Solutions(制备和递送卵囊溶液的系统和方法)”的PCT/US19/41178中详细描述了一种这样的卵囊疫苗，该文献通过引用整体并入本文。

在某些情况下，由于活性成分需要保持悬浮在溶液中以有效且均匀地输送活性成分，因此在使用喷嘴输送溶液时可能会出现困难。使活的培养物沉淀到容器、储罐、疫苗袋、疫苗管线、喷嘴或其他容器的底部是不被允许的，因为这会导致输送不均匀。当某些动物获得高剂量的活性成分而另一些动物无法得到有效剂量时，就会发生不均匀的疫苗接种。

过去，已经通过对喷嘴或喷头进行灌注(primed)来防止在其上的不均匀输送。但是，这种方法浪费了物质，或者如果系统操作员忘记注满喷头，则通常无效。当发生这种情况时，许多动物接受不到活性疫苗颗粒。当这些禽类在成长过程中暴露于病原体时，这将导致较差的表现和疾病爆发。另外，通过灌注喷嘴而浪费的疫苗量每年使孵化场耗费大量金钱。

本文所述的实施例提供了一种用于将物质输送给动物的系统和方法，其中每当过程中断时，喷头无需每次都进行灌注。当系统处于活动状态或静止状态时，该系统均可使物质保持悬浮在溶液中。

发明内容

本申请描述的实施方式涉及将流体输送给动物的系统和方法。该系统具有容纳一定量流体的储存器、输送出口和再循环回路。该系统还包括在储存器和输送出口之间流体连通的阀，该阀具有从储存器接收流体的入口、与输送出口流体连通的第一出口，以及在再循环回路内流体连通的第二出口。该系统还包括用于控制阀出口的位置的控制装置、用于将流体从储存器泵送至阀的储存器泵，以及在再循环回路内泵送流体的再循环泵。当控制装置将阀出口打开到第一出口时，流体从储存器流到输送出口；当控制装置关闭第一出口并将阀出口打开到第二出口时，流体在再循环回路内流动。

附图说明

因此，本公开以通用术语描述了各种实施例，现在将参考所附附图，附图并非按比例绘制且未包括所有系统组件，其中：

图1是第一实施方式的系统的示意图；

图2A是在输送模式下第一实施方式的喷嘴及阀的一部分的剖视图；

图2B是在再循环模式下第一实施方式的喷嘴及阀的剖视图；以及

图3是第二实施方式的系统的示意图。

具体实施方式

本公开涉及用于将流体输送给动物的系统和方法。下面将参考附图对本公开的各个方面进行更详细的描述，其中示出了本公开的一些方面，但并非所有方面。实际上，本公开可以以很多不同的形式表现，其不应理解为是对本申请阐述的各方面的限制。

一个实施例涉及向已与蛋壳分离但尚未离开孵化场的刚孵化出的小鸡递送物质。此外，根据本公开涉及小鸡的方法和系统可以用于任何类型的家禽，包括但不限于鸡、火鸡、鸭、鹅、鹌鹑、野鸡、鸵鸟、珍稀鸟类等等。

本实施例的系统和方法用于向动物输送流体。在本实施例中，所述系统用于将流体喷洒到日龄雏鸡的粘膜(眼睛、鼻腔或嘴巴)上。这是通过将小鸡单独分离并将它们放置在喷头前面来实现的，这是下文所述的第一实施例的一部分。液体通过喷头输送，并进入日龄雏鸡脸部的粘膜。

图1示出了第一实施例10的整体系统的简化示意图。该系统包括容纳流体14的储存器12。流体14可以是稀释在溶液中的疫苗、药物、生物制剂或补充剂。稀释剂可以是水、盐水等。

储存器12包括流体入口或开口16，在使用之前将流体14倒入其中。流体入口具有帽或盖18，其在使用过程中牢固地紧固到储存器12。储存器12还具有压缩空气入口60。压缩空气入口60通过第一压缩空气导管22连接到压缩空气供应装置20。第一压力调节器24沿着第一压缩空气导管22定位以控制沿着第一压缩导管的压力。

储存器12还包括流体出口26。流体出口26连接到第一流体导管28。第一流体导管28连接到再循环泵32上的再循环泵入口30。再循环泵32具有泵流体出口34。泵流体出口34连接到第二流体导管36。第二流体导管36连接到阀流体入口38。阀流体入口38安装在三通阀40上。如图2A和图2B所示，阀40具有流体入口56以及两个出口：旁路端口46和出口端口44。旁路端口46与旁路出口42流体连通，当激活旁路功能时，旁路端口46从阀40接收流体，这将在下文更详细地描述。阀40出口的位置由未示出的PLC(可编程逻辑控制器)以电子方式控制。

如图1所示，旁路出口42与旁路导管45流体连通。旁路导管45与旁路入口47流体连通。旁路入口47提供旁路导管45进入储存器12的流体开口。

应当注意的是，阀40能够处于两个位置中的一个，或者如图2A所示的喷射位置，或者如图2B所示的再循环位置。喷射位置是出口端口44打开而旁路端口46关闭时的位置。再循环位置是当旁路端口46打开而出口端口44关闭时的位置。

阀的出口端口44连接至喷嘴出口导管48，该喷嘴出口导管48连接至具有如图1所示的输送喷嘴喷头54的输送喷嘴50。在空气雾化喷嘴装置中，喷嘴喷头54也连接至压缩空气源52。来自压缩空气源的压缩空气与离开喷头54的流体混合，形成雾化的喷雾轮廓以输送给动物，这将在下文更详细地讨论。

在使用中，压缩空气供应装置20通过压缩空气入口60被引入到储存器12。悬浮在稀释剂中的流体14被保存在储存器12中，流体14是疫苗、药物、生物制剂或补充剂的溶液。一旦激活了压缩空气供应装置20，流体14就会通过流体出口26离开储存器，沿着第一流体导管28流动并进入再循环泵入口30。再循环泵32通过泵流体出口34使流体14从泵流出，通过第二流体导管36，进入阀流体入口38。

在用于向动物输送流体的过程中，将动物放置在靠近喷嘴喷头50的位置。在此时，阀控制器46打开出口端口44，并且该动作同时导致旁路端口42关闭。如图2A所示，这导致流体14流过出口端口44，流过喷嘴出口导管48，进入喷嘴喷头50。在喷嘴喷头50处，流体14与来自压缩空气源52的压缩空气混合。这导致流体14被雾化并且将雾化流体14喷射到附近的日龄雏鸡的粘膜上。

当第一实施例10不用于将流体输送给动物时，阀控制器46关闭出口端口44，这同时导致旁路端口42打开。这使流体14通过出口端口56、旁路端口42、旁路导管45和旁路入口47从阀40流回到储存器12。因此，再循环使流体14保持为均匀的悬浮液，从而防止疫苗成分沉淀。流体14将继续以这种方式再循环，直到需要将其输送给动物为止。届时，如上所述，阀40将被重新定向，以通过喷嘴喷头54将流体14输送至动物。

可以预测的是，通过喷雾施用于粘膜的用于小鸡的疫苗或其他物质的类型可以包括但不限于以下这些：抗病毒(如鸡新城疫病毒、传染性支气管炎病毒)疫苗、抗细菌(如大肠杆菌、沙门氏菌、弯曲杆菌)疫苗，以及抗寄生虫(如球虫)疫苗。

第二实施例60如图3所示。第二实施例60在某些方面与第一实施例10类似，因为它具有储存器12和其中悬浮有颗粒的流体14。储存器12经由流体出口26和第一导管28与泵32流体连通。泵流体出口34连接至旁路导管45和旁路入口47。另外，泵出口34连接至阀62，阀62与具有输送喷嘴喷头54的输送喷嘴50流体连通。输送喷嘴如前文对于第一实施例10所描述那样进行操作和控制。

在使用中，储存器12中的流体14通过泵32流动通过泵出口34，并经旁路导管45通过旁路入口47返回到储存器。当阀62被启动时，流体14同时通过阀流动进入喷嘴50并从喷嘴喷头54流出。流体14与压缩空气源52混合以雾化并产生喷雾，该喷雾被引导至动物面部的粘膜区域。

进行测试以确定循环泵是否会将微粒保持成悬浮于疫苗溶液中。溶液中的疫苗是具有至少三种卵囊物种的艾美球虫疫苗。这些物种包括巨型艾美球虫(E.maxima)、柔嫩艾美球虫(E.tenella)和堆型艾美球虫(E.acervulina)。喷嘴静止十分钟后，将溶液喷射到预定的表面上。通过对喷嘴随时间推移输送的三种不同卵囊进行计数，检测出疫苗计数(vaccine counts)的变化。B1指喷嘴1，B2指喷嘴2。对每次喷雾计数，并针对每个样品计算每种物种的数量。在所述10分钟间断之前和之后的计数发现计数偏差小于15％。结果见下表1。这接近于使用少量样品进行计数时的标准误差，并且表明到喷嘴的再循环回路解决了沉降问题。以前，在没有再循环功能的输送研究中，在所述10分钟间断后检测到的卵囊数量大大减少。

表1

还可以预测的是，本申请的实施例可用于将物质自动递送至其他动物和哺乳动物(包括人)的粘膜。特别地，可能有某些应用适用于将物质自动递送至婴儿或儿童或残疾人的面部粘膜。此外，本申请所述的自动化递送系统适用于其他动物，例如家畜、、伴侣动物、啮齿动物和其他商业饲养的动物。

可以期望的是，得益于前述说明和附图中呈现的教导，本领域的技术人员将会想到在此阐述的本公开的许多修改和其他方面。因此，应当理解，本公开不是意在限于所公开的具体方面，修改和其它方面包括在所附权利要求的范围内。尽管本申请使用了特定术语，但它们仅以一般性和描述性的意义来使用，而不是为了限制的目的。

Claims (20)

1.用于向动物输送流体的系统，包括：

含有一定体积流体的储存器；

输送出口；

在储存器和输送出口之间流体连通的阀，该阀具有从储存器接收流体的入口，与输送出口流体连通的第一出口和通过储存器回流导管与储存器流体连通的第二出口；

用于打开和关闭第一阀出口和第二阀出口的控制装置；和

泵，用于连续将流体从储存器泵送到阀，再从阀经储存器回流导管泵送到储存器，从而当控制装置打开第一阀出口并关闭第二阀出口时，流体从储存器流向输送出口；当控制装置关闭第一阀出口并打开第二阀出口时，流体通过储存器回流导管流向储存器。

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述输送出口为喷嘴。

3.根据权利要求2所述的系统，其中所述喷嘴为空气雾化喷嘴或液压喷嘴。

4.根据权利要求1所述的系统，其中所述输送出口为注射器。

5.根据权利要求4所述的系统，其中所述注射器是无针的。

6.根据权利要求1所述的系统，其中所述控制装置包括与阀连通的计算机控制系统。

7.根据权利要求1所述的系统，其中所述储存器回流导管中的流速为大约60毫升/分钟。

8.根据权利要求1所述的系统，还包括与流体储存器和泵连通的压力源。

9.根据权利要求8所述的系统，其中所述压力源是大约15psi。

10.根据权利要求1所述的系统，其中所述流体为疫苗、生物制剂、药物或补充剂。

11.根据权利要求1所述的系统，其中所述动物是鸡。

12.用于将物质输送给动物的系统，包括：

含有一定体积流体的储存器；

输送出口；

三通阀，具有与储存器之间流体连通的入口，以及两个出口，第一出口与输送出口流体连通，第二出口与储存器回流导管流体连通；该阀具有第一位置，在该位置时第一出口打开且第二出口关闭，以使流体从储存器流向输送出口；该阀具有第二位置，在该位置时第二出口打开且第一出口关闭，以使流体流过储存器回流导管；该阀具有第三位置，在该位置时第一出口和第二出口均关闭；

控制装置，用于控制阀的位置；

泵，用于连续将流体从储存器泵送到阀，通过储存器回流导管，再返回至储存器。

13.根据权利要求12所述的系统，其中所述输送出口为喷嘴。

14.根据权利要求13所述的系统，其中所述喷嘴为雾化喷嘴或液压喷嘴。

15.根据权利要求12所述的系统，其中所述输送出口为注射器。

16.根据权利要求15所述的系统，其中所述注射器是无针的。

17.根据权利要求12所述的系统，还包括与流体储存器和再循环泵流体连通的压力源。

18.根据权利要求17所述的系统，其中所述压力源是大约15psi。

19.根据权利要求12所述的系统，其中所述流体为疫苗、生物制剂、药物或补充剂。

20.一种将流体输送给动物的方法，包括以下步骤：

设置其中含有一定体积流体的储存器；

设置输送出口；

设置在储存器和输送出口之间流体连通的阀，该阀具有从储存器接收流体的入口，与输送出口流体连通的第一出口，与储存器回流导管流体连通的第二出口，与储存器流体连通的储存器回流导管；和

连续将流体从储存器泵送至阀，从而当第一阀出口打开且第二阀出口关闭时，流体从储存器经第一阀出口流向输送出口；当第一阀出口关闭且第二阀出口打开时，流体从储存器经储存器回流导管返回储存器。

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