专利名称：注射液体用的机器的制作方法
技术领域：
本发明的背景发明领域这个发明涉及一种用于将液体注射到具有食料相容性(consistency offoodstuff)的材料中的机器。
相关技术的说明Deloy G.Hendricks和Conly L.Hansen的美国专利5,053,237提供了一种用于将注射物(injectate)注入肉内的无针注射的装置。
按照该专利的第4列第33-40行，“一喷嘴注射装置致使注射物从一储器在压力下通过一阀门从一喷嘴喷出。必须提供足够的压力，使当希望时注射物能完全行进通过肉的切口。与此同时，必须提供温度控制，使注射物在一所希望的温度范围内的一温度下离开该喷嘴。”第6列的第41-48行和第7列的第3-26行一致地解释“……在大多数情况下，该注射装置10将包括一温度控制件，如用于控制要被注射的流体(“注射物”)的温度的一水槽。实际的注射物将被容纳在设置在水槽12的范围内的储器14内。关键的是将温度控制在某个范围里，以便提供合适的注射。
“本发明的该装置还包括一泵16和一可调的安全阀18或压力控制组件。因此，能以一受控制的方式从储器通过一喷嘴组件20泵压注射物。
“使用在本发明的还有一电磁阀22，该阀与一可调的定时器连接以控制注射物的喷射的时间长短。因此，能如同控制离开该系统的注射物的量一样地仔细控制注射物的容积。这个装置然后能连接于一起动器和接着操作该阀门22。
“该注射装置将包括一喷嘴组件20。该喷嘴组将用作沿着正确的方向引导注射物和维持正确的注射物流量。喷嘴组件20可包括多个单独的喷嘴24。
“该装置的各部分被设置成通过诸管子流体连通，这些管子包括再循环管26、一进给管28和储器管30。
“最后，图9所示的装置包括一注射台32以提供对被注射的肉的支撑。”Yoshihiko Tanaka等人的美国专利6,165,528揭示了另一种用于将注射物注射到肉中的无针注射的装置，它被称为一“盐水注射器(pickleinjector)”。这个专利在第9列第66行—第10列第8行宣称“本发明的盐水注射器是一种用于将液体物质注入新鲜肉里的装置。该盐水注射器设置有一高压液体发生器、一液体物质注射段和一压力控制器，该控制器能控制注射压力，同时在将液体物质从注射段注入新鲜肉的时候注射液体物质。”“在本发明的盐水注射器里的高压液体发生器可为任何机构，只要它能将液体物质的压力提高到一高压力值即可……”在美国专利6,156,528中没有认识到的是注射物通过泵和压力控制器将被加热；也没有关于没有找到进入肉内的路径的注射物的回收的任何讨论。
但是，美国专利6,156,528的装置较佳地采用了一根导管，如在第10列第33-60行里描述的“……将高压液体物质从高压液体发生器经过高压管道传送到注射段，以及，较佳的是使用注射段，该注射段具有被称为一导管的一构件，该导管用于将来自高压管道的一单股液体流分支为多股液流。该导管较佳的是放在注射段的末端，但视情况而定可被放在管道的中途。
“传统的高压液体发生器的注射段是一种单孔型的或具有一种形式，在该形式中导管内的管道沿径向被分路。本发明的发明人制造了一种尤其适用于一肉的盐水注射器的导管，在该导管上的管道被分支了，被分开的诸管道是互相平行设置的。这里，这种平行设置不仅包括诸平行的管道成一排，而且包括诸管道排列成曲折形或排列成多排。将诸喷嘴平行排列，喷嘴之间的间距可缩小到10mm或更小，例如5.6mm用于注射。所以，高密度和均匀的注射是可行的。还可优选地使用的是一导管，该导管具有以这样的方式平行排列的多个协调的液体流注射喷嘴。
“当使用了导管时，从每根管道的末端上的喷嘴注射高压液体物质作为协调的液体流。同时从平行排列的诸喷嘴向新鲜肉注射液体物质……”
接着，美国专利6,165,528在第17列第44-47行里解释，“从导管7的接触于肉的喷嘴的末端注射液体物质作为协调的液体流。”因此，喷嘴实际上接触于肉，造成增大了的污染的危险。
在第18列第42-45行里，类似的语言描述了另一实施例。但是，对于这另一实施例，第18列第34-36行指出“导管7是……从上方下降以接触新鲜肉。”尽管美国专利6,165,528在第17列第10-11行和第18列第16行里说高压管道6是“由一挠性软管组成的”，但是没有指出这种挠性的目的。因此，可以逻辑地假设挠性是用于高压管的传统的目的，即，吸收将会损坏一较刚性的管道的、与压力相关的力。
最后，在其相关技术的描述里，美国专利6,165,528提供了无针注射器和有关的装置的概括说明。
就本发明人所知的，所有以前的无针注射器使用了泵，如正排量泵，这些泵必须连续运转，以便在恒定的高压下保持用作为一种注射物的流体。在注射物通过泵之时由这样的连续操作产生的热量就传送给它。
另外，美国专利5,053,237的实施中，一旦在系统里的压力达到所需的值，一压力安全阀18将阻止该连续运转的泵进一步提高压力。通过让注射物从泵16流过压力安全阀18和回到向泵16输送注射物的储器14实现这功能。当需要时，允许一电磁阀22将注射物流到喷嘴组件20的诸喷嘴24。流过连续运转的泵16的注射物的再循环将还会进一步提高注射物的温度。
不仅为将注射物保持在所需的温度范围内必须有一冷却系统，而且还在管道中为提供再循环而必需的附加容积和考虑到水槽12内被冷却的注射物在储器14内的附加容量要求比其它方法所需的更大数量的注射物更多。这又需要使用一较大的泵16。因为泵16的较大的容积和连续运转，就需要更多的能量。以及，由于当希望使用其它流体作为注射物时清除该注射物，使注射物的成本较高。
另外，还有在一无针注射装置里的一个感兴趣的问题是该装置能将一种液体注入一目的物中而对该目的物本身的损害最小。在一无针注射装置里的还有一个感兴趣的问题是按照适用的政府的食品安全标准能方便地保养和清洗该装置。此外，还有对无针注射装置的需求是它能在一现有的连续食品准备/生产制造设备内操作而无需在附加设备上付出较大的投资和无需对现行的制造工艺进行较大的修改。
因此，要求减少机器的各部分在生产环境里的湿气中的暴露以使对机器的保养最少。另外，要求使关键的机器部分上的螺纹部分对注射流体或清洗溶液的暴露为最少，以提高该机器的使用寿命和减少可能的注射目的物的污染。
此外，在一连续的环境里的操作要求对生产工艺参数的微小变化能立即作出反应。例如，要求注射喷发应是均匀的而在诸注射喷出期间或之间没有任何迟滞。因此需要保证稳定的和一致的注射喷发的方法。此外，还希望具有自动恢复流体供应的能力。
发明概要本发明人认识到以前的已有技术的系统的缺点并研发了一无针注射装置，该装置使用了一或多个商业上现有的空气增压泵。这样的泵仅仅在必须保持一所需的压力时通过操作产生的热量较少。
该机器还应用了一头部，它最好但并不必须地通过位于该头部里的一中空管的壁内的诸孔将注射物引入该头部，其中的该中空管与空气增压泵流体连通。该头部具有用于一或多个喷嘴的诸孔。这些孔最好但并不必须被设计成使喷嘴的一输入端位于该头部里并在离该头部的内壁有足够距离的一点上，以使在注射物里的任何颗粒将会降落到低于该喷嘴的输入端的一高度上并不会进入和因此堵住该喷嘴。
该头部最好但并不必须被设计成在安装时，在该头部里的一点将基本上位于最高的高度处。在该点的附近，该头部具有一放出孔，使进入头部的注射物内的任何气体将会流到并通过这个放出孔。另外，一返回管最好但并不必须将流过放出孔的注射物带到空气增压泵的低压侧。还有，在头部最好但并不必须被安装在其上的一工作表面内最好但并不必须回收注射物和送到空气增压泵的低压侧。
为了提高该机器的性能和使从注射物的释气(outgassing)最小，注射物源要被加压或将一泵插入在该源与空气增压泵之间。
最好但并不必须将一主注射物过滤器安置在注射物源与空气增压泵之间；以及，最好但并不必须的是要将该机器的设计允许这个主注射物过滤器能在机器运转时被更换。
最好但并不必须地在头部的每一端安置一清洗孔。
一传送带最好但并不必须在该头部或诸头部最好但并不必须安装在其上的一工作表面内，并具有一环形带，使该头部或诸头部能被安装在该传送带的上方或下方。该传送带最好但并不必须是可以不同的速度运转的带子。
可由该机器将臭氧加入注射物，或施加于注射的目的物。
还有，一计算机装置最好但并不必须控制该机器的许多组件和功能。
另外，可看出一改进的注射液体用的机器包括至少一个可移动地安装于一外壳的注射头部，每个注射头部具有一放出孔、多个注射孔和与其相连接的多个喷嘴。多个端盖以这样的一方式安装在每个注射头部上，即，能避免注射流体与存在于注射头部里的任何螺纹相接触，这样就简化了机器的清洗和减小了注射流体被污染的可能性。
此外，在诸注射头部内在诸供给入口之上设置了多个可单独应用且易于被卸下的过滤器，以从注射流体中去除颗粒和增强进入的流体的涡流。这些过滤器也位于注射头部之内，以致能防止注射流体接触在注射头部里的任何螺纹。
另外，快速动作电磁阀附接于放出孔，用于快速和自动释放在注射头部里聚集起来的任何空气。这些电磁阀位于外壳内和离开潮湿的生产环境，从而提高了在停止生产期间清洗机器的能力。
此外，诸空气泵安装在外壳内和向注射头部提供高压液体。一可控的高压调节器被用来自动调节空气泵的输出压力，从而确保注射喷发基本上是均匀的，并在诸次注射喷发期间或之间确保空气泵功能而没有任何迟滞。
另外，流出高压空气泵的注射流体首先被引导到一包括多个高压电磁阀的注射导管系统。该导管系统还确保在一次注射喷发中流入每根导管头部的流体在压力和容量上基本上是类似的。
所以，可看出本发明传授了一种用于将液体无针注射到一目的物中的机器和一种使用不与注射目的物表面相接触的利用高压注射喷发对目的物进行注射的方法。另外，本发明的注射液体用的机器通过减小了污染注射目的物的危险和简化了对机器的清洗提供了改进的对目的物的注射。另外，由一操作者对机器的自动控制和易于被结合到一生产设备中，也是本发明的改进的注射液体用的机器的特点。
本发明的注射液体用的该机器的结构是耐久和长寿命的结构，在其整个使用期内需要提供的维护很少或根本不许要维护。本发明的该机器的结构也是相对不昂贵的结构，使增强其市场吸引力，从而使其具有可能最广大的市场。最后，本发明的用于注射液体的机器的上述全部优点和目的已被实现了，并不会发生任何较大的缺点。
图1示意表示在一实施例中的用于注射液体的机器，其中没有储器和注射物的再循环；图2示意表示在一实施例中的用于注射液体的机器，其中有一储器但没有注射物的再循环；图3示意表示在一实施例中的用于注射液体的机器，其中有一储器和注射物的再循环；图4示意表示在一实施例中的用于注射液体的机器，其中有两个储器和注射物的再循环；图5示意表示在一实施例中的用于注射液体的机器，它能向注射物增加臭氧；图6表示在一实施例中的用于注射液体的机器的外表，该机器具有一排放口；图7表示在一实施例中的用于注射液体的机器的外表，该机器具有一与排放口连接的集液槽；图8是本发明的注射装置的示意图，表示了该装置的正面；图9是图8的注射装置的俯视图；图10是图8和9所示的注射装置的平面图，表示了机柜的背面；图11是图8和9所示的注射装置的一部分的侧视图，表示了一槽和安装在该槽里的一传送系统；
图12是表示图11所示的注射装置的一注射头的、并从图11中的线“12-12”的方向看去的仰视图；图13是图8-12所示的无针注射装置的一注射头的剖视图，表示了设置在该装置里的一管状过滤器；图14是图8-13所示的注射装置的一流入端盖(fluid-in end cap)的垂直剖视图；图15是图8-13所示的注射装置的注射头的局部剖视图，表示了设置在其内的一盘过滤器；以及图16是图8所示的注射装置的平面图，表示了该装置的背面，其中的门被拆去了。
具体实施方法图1-8表示了按照本发明构造的一无针注射系统的几个实施例。因此，本发明是一无针注射装置30，该装置利用了一或多个商业上现有的空气增压泵32，其中的增压泵通常采用了较低压力(小于150磅/英寸2)的压缩空气，以产生非常强烈地有效地推进注射物和不会将许多热量传给注射物的输出压力。不是用连续操作以保持一所需的压力的方法，而是一旦达到了该压力就停止空气增压泵32。每个空气增压泵32连接于一或多个头部34。以及，最好但不是必须地，在从空气增压泵32的高压侧到一或多个头部34的一供给管38中的控制阀36打开以允许在空气增压泵32的高压侧40的注射物流过一或多个头部34的喷嘴或诸喷嘴42。当发生这个情况时，压力就下降了，空气增压泵32的工作时间之长久仅足够再聚集所需的压力。
最好但并不必须地，控制阀36能将注射物从空气增压泵32引导到一用户期望提供注射的专门的头部或诸头部34；或者，但是，一单独的阀门位于空气增压泵32与由空气增压泵32提供注射物的每个头部34之间，使一用户会确定哪一个头部34被用于注射。
或者，代替控制阀36或代替在空气增压泵32与每个由空气增压泵32提供注射物的头部34之间的隔离阀，一单独的控制阀激励、去激励和控制由一给定的空气增压泵32提供的压力。
空气增压泵32仅仅保持了小量的注射物，最好但并不必须地，从一附近的供给储器46接收注射物，使必须在该机器里的所有量的注射物为最小。
每个头部34本身具有多个独特的特点。
头部34是一中空体，在其底部的附近具有多个孔48，一或多个喷嘴42可释放地连接于该孔或诸孔。每个喷嘴42有一输入端和一输出端。最好但并不必须地，该输入端位于头部34内，在离该头部34的壁的内部有足够距离的一位置上，可能在注射物内的任何颗粒将会降落到一低于喷嘴42的输入端的高度，所以，不大可能进入和堵住喷嘴42。
喷嘴42的内径最好但并不必须地被选择得使一液体注射物的表面张力将使注射物不能通过一喷嘴42，除非空气增压泵32将注射物加压到高于大气压。这个直径最好是小于0.025英寸。
在头部34里最好但并不必须地有一中孔管52，该管与来自空气增压泵32的供给管38连通，这样，进入头部的任何注射物必须经过管52。在管52的壁上有多个孔，垂直于管52的纵向通道；最好地，在每个喷嘴42的附近有一孔，以便使在每个喷嘴42处的注射物的压力相等。在多个位置而不是从一单个位置向一头部34引入注射物，这将在头部34里在注射物内增加涡流，所以将在注射物里的任何颗粒累积并堵塞一喷嘴42的趋势减到最小。
再者，最好但并不必须地，在供给管38和与头部34相关的任何喷嘴42之间设有一过滤器。在使用了中孔管52时，该管连通于这样的孔；以及，该中孔管52最好但并不必须地具有如过滤器的一滤网，该滤网可卸地包围中孔管52的平行于中孔管52的纵向通道的壁。
头部34最好但并不必须被设计得使在安装时头部34内部的一点将基本上位于最高的高度。在该点的附近头部34具有一放出孔60，使进入头部34的在注射物内的任何气体将流经该放出孔60。重要的是去除在头部34内来自注射物的气体，因为尽管液体注射物基本上是不可压缩的，而气体是可压缩的；这样，当空气增压泵32停机时，注射物将不再由空气增压泵32而是由任何被截留的膨胀压缩气体加压通过任何喷嘴42。
最好但并不必须地是有一返回管62连接于放出孔60，以便返回由被截留的压缩气体加压的任何液体注射物通过放出孔60到达储器46。
最好但并不必须地是供给管38和返回管62是挠性的，以有利于将头部或诸头部移至其它位置。但是，供给管38和返回管62可为非挠性的。
最好但并不必须地是一阀门64位于放出孔60(或返回管62)内。这个阀门64可为一手动操作阀门，但最好是一个电子驱动阀门。
每个头部34最好但并不必须地是安装在被称之为“工作表面”的一表面66，该表面最好但并不必须为一机柜的顶部。最好但并不必须地应使该安装后能使头部34可围绕一或多根轴线和最好是围绕约三根正交的轴线转动。通过任何在已有技术里是熟知的装置能实现这一点，例如通过用一能被打开然后关闭或能被松开然后紧固的夹子固定该头部。此外，最好使头部的高度在工作表面66之上并可被调节的。再者，通过任何在已有技术里是熟知的装置能实现这一点，例如将夹子安装在能用一液压缸或一可转动的螺杆抬高或降低的一支架上。
当有多个单独地定向的头部34时，存在有多种任选的用于注射的技术。例如，能同时从多个方向或定时顺序地发生注射；能同时或定时顺序地改变从一或多个头部34注射的进入角；能利用两或多个注射头部34的偏压力以稳定注射目的物的位置，当注射从一单个方向发生时防止或使会引起的该目的物的运动最小。以及，由不同的头部34的喷嘴42产生的注射图形能被重叠以使在一时刻的注射密度可大于使用仅一个头部34得到的密度，这是因为规定相邻喷嘴42之间所需的间隔的实际限制的缘故。
如上所述，最好但并不必须地是一机柜的顶部的工作表面66的顶部最好但并不必须倾斜以收集多余的注射物和使用重心以使它流经一排放口68和最好但并不必需一滤网。该滤网可在排放口68的上游或在该排放口68内。任选地，一回收泵可放置在或相邻于和流体连通于排放口68，而代替仅仅取决于重心。以及，该排放口68可任选地包括一集液槽，从工作表面66回收的注射物将首先流入该集液槽。
有许多方案可用于将注射物提供给空气增压泵32。当然，一注射物源44连接于和流体连通于空气增压泵32的输入侧70。
最好但并不必须地，尤其是如果不使用预过滤的注射物的话，用于主注射物过滤器的一过滤器72位于该注射物源44与空气增压泵32之间。
如果不希望有一来自头部34的返回管62和如果不希望从工作表面66回收注射物的话，提供注射物的一容器或注射物能放在其内的一储器46能被用作注射物源44。重力能使注射物从该源流入空气增压泵32。但是，最好但并不必须地，或者借助于已有技术里熟知的任何装置74用气体压缩该源以促使注射物流动，或者将一泵76插入在该注射物源预该空气增压泵32之间。这样可改善用于注射液体的机器30的性能并将能防止从注射物放气(outgassing)，这样的放气是在没有一加压源74或在该源与空气增压泵32之间没有一泵76时，当空气增压泵32在其低压侧70形成一真空时造成的。
当一泵插入在该源与空气增压泵32之间时和当有一返回管62或一来自工作表面66的排放口68或具有该返回管62和排放口68两者之时，最好但并不必须地使返回管62和排放口68流入无论哪一个均可用作源44的容器或储器46。在这种情况下，当源被压缩时，可以以在已有技术里熟知的任何方式在返回管62和排放管78上可采用止回阀；但是，回收泵将必须提供从排放管78的流动。还有，在回收泵模拟从排放管78流动时作为又一替代方案，可利用止回阀以在已有技术里熟知的任何方式将来自源的一管子结合于返回管62和排放管78，如果利用了这样的一泵76被结合的管子在该泵76之前在注射物源与空气增压泵32之间，否则走向空气增压泵32的低压侧70。
再为最好但并不必须地是能够拆去主注射物过滤器72而机器30仍然能运转。这将允许清洗或更换主注射物过滤器72而不干扰生产。
实现这一点用的一结构的一实例是具有来自注射物源的一管子80，该管子80分支为两根平行的管子，每根具有一主注射物过滤器72。在分叉点处的一阀门或在每根平行管子上在主注射物过滤器72之前的开—关阀82选择哪一根平行管将工作。诸平行的管子在进入任何泵之前或之时能再接合。一可被代用的典型的结构具有位于主注射物过滤器72的下游在任何泵之前的一辅助储器84。这样，当在第一储器46里没有注射物而在第二储器84里保存有足够的注射物、至少在需要更换该主注射物过滤器72的时期供给机器30之需时允许卸下该主注射物过滤器72。
每个头部34最好但并不必须具有一第一端86和一第二端88以及一被称之为“清洗孔”的孔90，该孔最好但并不必须位于头部34的第一端86或第二端88，或者最好位于头部34的两端86和88。正如其名称所含义的，该清洗孔90有利于清洗头部34。可经过该清洗孔90将一刷子、一高压冲水或一喷淋水引入头部34的内部。清洗孔90最好但并不必须用位于该清洗孔90内的一阀门关闭。任选地，被称之为“端盖”的一盖可卸地连接于头部34在清洗孔90之上。这个可以在已有技术里任何熟知的方式进行，例如通过在清洗孔90内和在端盖上设有配合螺纹。
最好但并不必须有一环带传送器94位于工作表面66的顶部之中或在工作表面66的顶部的附近。该传送器94将目的物送到头部或诸头部的附近，使能注射该目的物。最好但并不必须地，传送器的带子96包含诸孔98，使一头部或诸头部34甚至能被安装在带子96之下和在带子96的上方或基本上与带子96齐平。
最好但并不必须地，传送器94的速度是可变化的；传送器94的运动可是连续的或递增的；以及，最好是该传送器94利用电子制动以在需要时确保能迅速而完全地停止传送器94。
尽管机器30可被手动操作，最好但并不必须包括一计算机装置，例如一可编程序的逻辑控制器。
因此，该计算机装置最好是利用可编程序的微处理机和包括一计算机的传统的部件，如一存储器。
尽管在工厂能将任选的系统的设定放入计算机装置，但是注射喷发(injection burst)的持续时间、注射压力和诸喷发之间的中断可由一用户编程到计算机装置里。该计算机装置最好但并不必须能储存多个在需要时可被使用的程序。最好但并不必须地，注射喷发的持续时间可从无注射变化到连续注射。
另外，计算机装置最好但并不必须能控制传送器94的运动并使该运动与注射喷发相同步，以便选择所需的注射效果。例如，计算机装置最好但并不必须使仅仅当传送器94停止时招致注射发生，从而实际上聚集起注射物进入目的物的不显著的进入点；或者，作为可被代用的，计算机装置能使注射发生，同时传送器94移动以在目的物上聚集一裂口，当目的物是如肉的材料时该裂口将导致机械柔化(tenderizing)。
任选地，计算机装置也可与诸传感器连接，如检测目的物的厚度的一传感器。然后，在计算机装置里的一程序调节一或多个注射参数以实现关于该目的物的一预选的目标，例如在该目的物里达到一被选定的注射物浓度。
此外，在机器里的所有阀门，包括但并不限于在清洗装置90里的阀门和在放出孔60里的阀门，可最好但并不必须由计算机装置来控制。当对于在放出孔60里的阀门进行这工作时，该计算机装置最好但并不必须地被编程，以在一指定数量的注射之后将在放出孔60里的该阀门打开一规定的时期。尽管在工厂能将系统的设定再次放入计算机内，但是对于该机器30的经验将使一用户能成功地预计到气体的累积速度以及注射数量，在该数量之后在放出孔60里的阀门必须打开并保持打开一时期。或者，可以用根据在已有技术里为人熟知的公式的算法对计算机装置编程，以计算在空气增压泵32的高压侧上的任何点如供给管38里的理论压力。然后，一压力传感器测量实际压力。对计算机装置编程以比较实际压力与理论压力。由于在与空气增压泵32的高压侧上流体连通的机器30的部分之内的空气一般响应于比理论压力低的实际压力，就对计算机装置用一低于理论压力的、实际压力必定在其中的范围进行编程。再进一步对计算机装置编程以将在放出孔60里的阀门致动(即打开)一或多次，直至升高了实际压力，使该压力在可接受的压力范围的下限之上。还有，在又一方案中，当在放出孔60里使用了电子致动阀时，一传感器位于头部34里在放出孔60的附近或最好在放出孔60里。这个传感器可是能够区分液体与气体的任何传感器，例如一光学传感器或压力传感器。该传感器连接于电子致动阀，并在无论何时被传感器检测到气体时使该电子致动阀处于打开位置。
还有，当有多个头部34时，对于每个头部34最好但并不必须可独立地改变某些或全部的参数。可用或不用一计算机做到这一点，但是为此目的利用一计算机装置是实际可行的。
最好但并不必须地使用一密封的接触面板实现用户对计算机装置的输入，这是因为这样能经受住潮湿环境。也可使用任何能经受潮湿环境的其它输入装置。如果能与和机器关联的潮湿环境保持一足够的距离，任何已有技术里的输入装置均可被采用。
最好但并不必须地，每个头部34的安装可使用已有技术里熟知的诸齿轮和诸电动机实现，使每个头部34能沿三根轴线移动并使用电动机和齿轮将其升高和降低。这样的电动机和齿轮最好但并不必须地如它们与电源的连接一样使用已有技术里的任何熟知的技术被密封，使它们将不被潮湿环境损害。还有，最好但并不必须使用在已有技术里熟知的技术，如有线通讯、射频通讯或红外通讯，可遥控入电动机和齿轮。如在已有技术里熟知的那样，直接通过输入装置，最好但并不必须通过一接触面板或通过输入装置和计算机，可以做到这一点。
除了工作表面66外，该机器30的所有部件，即诸头部34、电动机和齿轮以及管路最好但并不必须被包含在一被密封的机柜100里。另外，如上所述，工作表面66最好但并不必须是一机柜的顶部；以及，在最佳实施例里这将是密封的机柜100。
进入该密封机柜100的任何构件，如线路或管路，如一根用于灌充一不加压的储器的管子最好但并不必须进入最好但并不必须用橡胶填料密封的通孔。为了保养，最好但并不必须在机柜100的外表面上开有一或多扇门102；但是，这些门102和密封的机柜100包含一密封件，最好但并不必须是一或多个填料，当门102不关闭时该密封件包围该空或诸孔。
任选地，为了使在注射物中存在的微有机物最少，可以在已有技术里熟知的任何方式将一臭氧源104连接于一不加压储器。然后，可使臭氧104起泡并通过在这储器里的注射物。实现这工作例如可通过一压力调节器和阀门在该储器的底部的附近连接该臭氧源104。以及，如上所述，这个阀门和实际上与该机器30关联的任何阀门最好但并不必须受计算机装置控制。
由于引入臭氧104是或多或少费时的，故最好但并不必须在两根平行的管子中的每一根上设有一不加压储器和设有一或多个阀门，用于控制某一个储器正在接收臭氧而某一个用于供应注射物。对于两个主注射物过滤器的使用，按照与上述类似的方式进行。
还有，如对于主注射物过滤器的讨论，两个储器可与被用来将臭氧104引入注射物的上游储器串接，同时下游储器为机器的操作需求供应注射物。
类似地，在注射之前最好但并不必须用臭氧104对注射的目的物进行处理。以与上述用于注射物的相同的方式，使臭氧104起泡并通过一内含水的水槽。然后有三个方案。目的物可通过水槽，利用在已有技术里熟知的方法可将含臭氧的水传送到一从中通过目的物的保持槽，或利用在已有技术里熟知的方法可将含臭氧的水喷洒在目的物上。
最好但并不必须地，接触于目的物或注射物的机器的任何部分必须满足在已有技术里熟知的食品等级技术要求。
另外，最好但并不必须地，一可卸的安全罩106将工作表面66和诸头部34覆盖到这样的程度，即，使一用户不能接触到诸喷嘴42或注射物流。
最好但并不必须地，这个安全罩106是透明的。以及，最好但并不必须地，诸传感器或互锁装置以已有技术里熟知的任何技术确定何时安装了安全罩106，并安全罩106未被安装的时候防止机器30注射。
可看出上述无针注射装置可取几种优选的形式，这取决于该机器的使用情况。但是，在食品制造或生产设备中，受到关注的是可被结合到连续生产线中的一种无针注射装置和使用该装置的方法。此外，本发明的无针注射装置必须还包含在一连续生产环境里允许该机器能被方便地操作、保养和清洗的诸特征。另外，本发明的改进了的无针注射装置是各次运行之间用于清洗的停机时间最短，并通过避免使注射流体暴露于在导管头部内的螺纹连接点以减少潜在的对注射目的物的污染。
从上述来看，图8-16图示了本发明的一无针注射装置130的又一实施例。图8图示了该无针注射装置130的一前侧，包括一机柜134、一大的集液槽136、一环带传送器系统138、诸注射头部140和一控制面板142。另外，该装置包括一可卸地连接于机柜134的一主流体槽144。可以理解的是本发明的该无针注射装置130还能包括连接于机柜134的一安全罩，用于防止在该装置工作时一操作者接触到诸运动件或注射喷发。
如图8和9所示，机柜134呈现大致的箱式结构和包括一前面146、一背面148、一右端150、一左端152、一顶部154和一底部156。另外，该机柜134可包括轮子158。该机柜134还包含在顶部154内整体形成的一槽160，用于将多余的流体收集并引向集液槽136。该集液槽136与机柜134成整体，并从机柜134的右端150朝外延伸以收集多余的注射流体。
集液槽136包含一排放口162，该排放口将被收集的注射流体直接回送到主槽144中，或者，送到被铺管到一地面排放口的一排放管。还有，集液槽136还可利用已有技术里熟知的任何方式可卸地连接于机柜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设备上。
现在来看图10，该图表示了该注射装置130的背面。机柜134的背面148包含了诸大门164、诸门铰链166、一门密封件和互锁机构168、一主电源入口170、用于对外部空气致动泵或阀门提供动力的多个快速连接空气出口孔172和一供给入口孔174，从主流体槽144被泵到注射头部140的流体必须通过该入口孔174。机柜134的背面148还包括一用于将压缩空气供给机柜134的压缩空气入口孔175。另外，可看出控制面板142是用安装立柱177安装于机柜134的背面148。
图11最清晰地表示，传送器系统138被安装在槽160内，以便注射目的物从右端150移动通过该装置130，通过注射头部140移到该注射装置130的左端152。传送器系统138包括一具有在其上形成的多个孔178(图9最好地表示出)的一传送带176，使多余的注射流体能通过该传送带176流到槽160。另外，诸孔178允许由位于低于传送带176的一位置的一注射头部140向一目的物注射。
传送器系统138使用一支撑结构180和驱动机构182(如图16所示)安装在机柜134上。虽然图11表示了安装在槽160内的传送器系统138，但是该传送器系统138可以按已有技术里熟知的任何方式安装在机柜134上和该机柜的顶部上，并使注射目的物的运动通过注射头部140。此外，传送器系统138可包含一传感器，如一光学传感器，用于感测注射目的物沿着传送带176的位置。这些传感器能被遥控地连接于一控制器或计算机以指明何时诸目的物位于待被注射的位置或位于从传送带176上卸载的位置。
诸注射头部140由一安装系统184固定于机柜134的顶部。该安装系统184包括一安装柱186和一可移动地支撑每个注射头部140的一托架188，允许注射头部140沿着安装柱186上升或下降到任何垂直位置，包括低于传送带176处。最好是，注射头部离注射目的物的距离不大于2英寸；但是，可使用任何注射高度。
安装系统184还允许每个注射头部140围绕其中心轴线190转动，使注射喷发角可变化。此外，安装系统184可提供固定螺钉192或其它调节机构，用于进一步提升注射头部140的高度。
作为可被代用的，注射头部140可在任何位置或以任何方式安装于机柜134，使每个注射头部140可围绕三根正交的轴线运动，包括通过一遥控控制器或计算机可控制的电子自动安装系统。此外，虽然图示了两个注射头部140，但是可以理解的是对于某一注射用途来说，可能需要单个注射头部140或两个以上的注射头部140。
下面看图12和13，表示了注射头部140的详细视图。注射头部140包括一中空的管状件194、多个注射喷嘴196和端盖198、200。该注射头部和有关的构件最好是由不锈钢构成；但是，注射头部可由该领域的那些熟练人员已知的、能经受对无针注射目的物所需的高系统压力的材料构成。
如图13所示，管状件194具有圆筒形外表面202、总体上用标号“204”标注的一顶部、大致用标号“206”标注的一底部和相对的敞开的端部208和210。该管状件194的敞开的端部208、210包括螺纹212，用于可卸地将端盖198、200连接于管状件194。该管状件194还包括沿着底部206设置的诸注射孔214。当从该管状件194拆下诸喷嘴196时，当需要清洗该装130时，在管状件194上的注射孔214和敞开端208、210能被用作清洗孔。作为可被代用的，喷嘴196和注射头部140的清洗可用安装在导管上的诸喷嘴196进行。
管状件194还包括一设在端部210附近在其顶部204上的放出孔216。该放出孔216被用作一放气/减压孔，以防止在该装置130操作期间在注射头部140内聚集空气；因此，该放出孔216最好是在沿着注射头部140的最高高度的该位置上。一快速连接流体管218连接于该放出孔216以在操作期间将聚集在注射头部140里的空气抽掉。
如图13清楚地所示，诸喷嘴196用一定位螺钉197可卸地连接于每个注射孔214。虽然使用一定位螺钉将喷嘴194固定于注射孔214，但是喷嘴196可与注射头部140整体结合，或另外用已有技术里的任何方式可卸地连接于注射孔214。
再看图12，每个注射喷嘴196具有一孔220，用于将注射流体送到目的物。在每个注射喷嘴196上的孔220最好是小于0.025英寸，更可取的是大约0.006英寸。喷嘴196和固定螺钉197可被卸下用于被清洗，并能方便地更换，这取决于待被注射的目的物和所需的注射目的。此外，与本发明的技术相一致地，对于熟悉该技术领域里的普通技术人员很清楚的是在注射喷嘴196内的孔220可大于0.025英寸，这取决于被注射的目的物的类型和/或厚度。
喷嘴196由兰宝石或其它为该技术领域里的普通技术人员所了解的、能经受因目的物的无针注射所需的高压流体喷发的材料所构成。
图14图示了流入端盖(fluid-in end cap)198，该端盖被用于可卸地密封闭合管状件194的敞开端208。该端盖198包括一供给孔222，该孔具有一螺纹入口224和一螺纹出口226，通过这两个孔首先接纳泵压给注射头部140的注射物流体。该螺纹入口224的大小可接受一流体供给接头。该螺纹出口226的大小能接受敞开端208。
此外，端盖198包括一钻入供给孔222中、邻近于螺纹出口226的一小空间228。端盖198还包括一位于螺纹出口226内的O形圈230(如图15所示)，以确保在管状件194的顶部208与端盖198之间的紧密密封。
同样，图12和13所示的一端盖200被用来可卸地密封闭合管状件194的敞开端210。该端盖200包括一位于端盖200的中心的螺纹腔232，该螺纹腔的大小能接受管状件194的端部210。另外，端盖200包括一O形圈234以确保管状件194的端部210与端盖200之间的紧密密封。
为一生产过程之需，通过将端盖198、200拧到管状件194上并手动拧紧，使每个端部208、210的外周边压紧或接触于O形圈230、234(如图13所示)，以密封管状件194的端部208、210。因此，在一生产过程期间，进入的流体不会接触于任何螺纹、出现在端盖198、200或端部208、210上的凹槽或凹痕，从而方便于清洗。
另外，因为残余的注射流体不会被截留在螺纹中或通过它，所以减小了流体污染的危机。此外，注射头部140的构形可增加注射头部140的使用寿命，这是因为暴露于酸性状态(清洗流体或注射物)中的螺纹或凹槽会容易地被生锈和腐蚀。
O形圈230、234可用以下材料构成例如由杜帮公司或其持有许可证的商家以商标“TEFLON”出售的那些材料、EDPM(乙烯丙烯双烯单体(EthylenePropylene Diene Monomer))、硅酮、橡胶，或适合于特定用途并被熟悉该领域的人员所知的、并能密封闭合的管状件194的端部208、210的材料。
现在返回看图13，表示了一第一过滤器236。该过滤器236大致是具有一圆柱形外表面238和两个相对的端部240和242的一中空管。当过滤器236安装在注射头部140中时，端部240敞开以将通过在端盖198内的供给孔222进入的流体直接引入过滤器236。过滤器236的长度和宽度被选择后允许过滤器236能配装在注射头部140内。
过滤器236具有多个沿着其长度方向在表面238上形成的孔244。这些孔244可位于沿其纵向或圆周范围的任何位置。在过滤器236内的孔244的数量和位置取决于一个既定的注射过程所需的容积流量(flow volume)，该容积流量又受到所使用的注射喷嘴的数量、使用的注射物流体的类型、所需的注射时间、所需的喷发压力或它们的组合的影响。
该过滤器236还包括一在端部240附近的O形圈，用于在该过滤器安装在注射头部140内时相对于供给孔222可卸地密封该过滤器236。
通常，过滤器236利用到位的端盖200安装到注射头部140内。将过滤器236的端部242插入管状件194内、并被定位使其坐落和保持在端盖200的中央的空腔232内，如图13所示。当将端盖198安装在管状件194的端部208上时，过滤器236的端部240坐落在并被保持在供给孔222上的小空间228里。在过滤器236的端部240内的O形圈246将注射物过滤器236无螺纹地密封到位。
或者，可在端盖198、200安装在注射头部140之前将过滤器236装入注射头部140，而当过滤器236装到里面后端盖198、200位于注射头部140上。
注射物过滤器236防止喷嘴插入后没有与流入式端盖组合并且没有要求将一金属网罩或其它过滤器型的材料固定于过滤器236。另外，过滤器236是坐落在注射头部236内的一单独(stand-alone)过滤器，使在一连续的操作中在破损时或在清洗期间能方便地更换过滤器236。
此外，利用O形圈246密封，通过防止流体接触在过滤器236、端盖198、200或管状件194里的任何螺纹，过滤器236减小了注射物流体和无针注射装置130的污染的危机。该过滤器236还可以超过其它过滤器结构增加注射头部140和/或端盖198、200的使用寿命，这是因为暴露于酸性条件(清洗液体或注射物)的螺纹或凹槽容易生锈和被腐蚀。
接着参阅图13，表示出用于本发明的无针注射装置130的一第二个、不同的过滤器248。该过滤器248大致是一盘状件，它具有一正面250和一背面252。该过滤器248还包括一扁平的外周边254和形成在过滤器248内的多个孔256。
为了将过滤器248安装到注射头部140内，过滤器248的背面252放入端盖198内，而在端盖198内不用O形圈230，这样，供给孔222被过滤器248覆盖。然后，将O形圈230放在该盘式过滤器248上，使该O形圈230接合过滤器的外周边254。然后，将端盖198拧到管状件194的端部208上，从而在注射头部140内将过滤器248无螺纹地密封到位。在操作期间，注射流体通过在过滤器248内的诸孔256以去除在注射流体里的颗粒物。
熟悉该领域的普通技术人员将会理解的是注射头部140可为任何形状和尺寸，只要在喷嘴196的出口达到足够的流体压力，以提供目的物的无针注射。例如，注射头部140不是管状而可是圆形或大致的圆筒形，在该圆筒体的任何表面上具有孔。此外，注射头部140可有在其内整体形成的诸注射喷嘴，而并不包括一用于可卸的喷嘴的、带有孔的管状件。所以，该注射头部可为一单件构件，使其能被容易地清洗和组装。
另外，注射头部140可包含用于某一注射用途以任何形状构形的孔214和/或喷嘴196。例如，诸喷嘴可集中于一圆形或一矩形，这取决于注射目的物的类型。
接着看图16，主储器144是一大致的矩形容器，他具有四个侧面258、一个敞开的顶部260和一由诸轮子264支撑的底部262。该主流体储器144的底部262是向底部262的中心266向下倾斜，使该中心262位于该储器144的底部262的最低点。因此，存在于注射物流体里的任何颗粒物将会累积在底部262的中心266。在储器144的底部262的中心266中形成一清洗孔268。另外，有一清洗阀270连接于清洗孔268，以便于储器144的排放和清洗。
在主流体储器144的倾斜的底部262内、在沿着该底部262向上的比中心266更高的位置形成一流体供给孔272，以最大程度地减少不希望的颗粒物进入系统。将一流体供给空气泵(fluid-feed air pump)274连接于流体供给孔272。空气泵274抽取来自主储器144的流体并经一流体管子将流体泵压到一主注射物过滤器276。
离开主注射物过滤器276的流体经过一流体管280进入机柜134，最终送给注射头部140。主注射物过滤器276以任何在已有技术里为人熟知的方式可以安装于储槽144，安装于机柜134，可自由站立的或可被安装于装置130。另外，如上所述，可以有两个以上的主注射物过滤器，这样允许在注射装置130的连续工作期间更换(change-out)过滤器。为了附加的食品的安全并为了防止堵塞，可将附加的流体过滤器设在该装置130的流体通道中的任何位置。
主流体储槽144还包含一浮阀282，用于向储槽144中灌满注射物流体。当在主流体储槽144里的流体面达到了一规定的高度时，该浮阀282会自动打开以通过另一注射物源或一第二储槽更新主流体储槽144里的注射物源。或者，该浮阀282可结合一液面传感器，该传感器将通过控制面板142指示在主流体储槽144里的液面低了，允许一操作者通过控制面板142遥控地补足流体。
另外，尽管主流体储槽144和机柜134通常被图示为矩形，但是，显然，主流体储槽144或机柜134或两者的形状可为圆柱形或任何几何形状。
图16还图示了其上的门164被打开的机柜134的背面148。如能看到的，流体管280供给安装在机柜134里的两个高压空气泵284。接着，该空气泵284将注射物供给一高压导管系统286，该系统包括多个动作快的电子致动的电磁阀288。用于监控每个空气泵284的压力输出的一压力传感器290也被安装在该导管系统286中。
上述电磁阀288被用来控制注射喷发的定时和持续时间，以及均匀地在诸注射头部140之间分配注射物。熟悉该技术领域的技术人员将会理解的是空气泵284的数量和电磁阀288的数量将根据使用在该机器里的注射头部140的数量而变化。另外，为了在一注射喷发期间确保给注射目的物有稳定的流体流而不会产生压力降或供给迟滞的这样的要求也将确定在该机器里使用的空气泵的数量。
还如图16所示，一空气压力调节器292和一过滤器组件294安装在机柜134里，用于调节被用来操作空气泵284的压缩空气源。该压力调节器292允许一操作者调节进入空气泵284的空气的压力，从而影响来自空气泵284的出口流体压力。此外，诸阀门293控制到达泵284的空气流。此外，在机柜134里还有一第二压力调节器295，用于调节到达外部泵274或任何需要压缩空气的附加的外部设备的空气压力源。
压力调节器292可被电子起动和与压力传感器290连接，使一操作者通过控制面板142自动调节注射喷发压力，或再调用一储存的程序，该程序为某一注射目的物或在某一输出压力下自动调节调节器292。另外，该空气压力调节器292允许一操作者在机器运转时修改他不稳定的注射流或在压缩空气源压力的变化。此外，压力传感器290和压力调节器292可被用来自动调节空气压力。在这种情况下，通过控制器将可自动维持和控制所需的空气压力，而不需要操作者介入。
图16还表示出流体管218是如何从注射头部140的每个放出孔216进入机柜134的。如图所示，一快动作电磁阀296连接于每根管子218以快速释放在操作期间在注射头部140里积聚起来的任何空气。由于注射流体也可通过放出孔216释放，因此，流出阀门296的流体可管道送到一排放口或被回收到主储槽144或其它注射物源中。重要地是诸阀门296不是在每个放出孔216中；相反，这些阀门296位于机柜134内、在流体管218的端部，从而避免使诸阀门被暴露于一潮湿的工作环境。另外，诸阀门296可对于某一注射物目的物以预定的时间间隔自动和程控地打开，而不要求操作者有什么确认动作，故简化了注射装置130的操作。
传送驱动机构182随同使用传送系统138所必需的传送器支撑结构180的任何构件一起位于机柜134里。
暂时回到看图8，所示的控制面板142连接于机柜134。该控制面板142包括一密封的接触屏298，该屏连接于在机柜134内的一可编程的逻辑控制器(PLC)300(见图16)，用于储存和控制操作信息。控制面板142上也包括一按钮302。沿着顺时针方向转动该按钮302可起动该机器。该按钮也是一个紧急停机按钮，在按压该按钮后机器能马上停机。还有，当一生产过程结束了，可按压此钮302以停机。
PLC300可控制包括传送器系统138与要被传送给目的物的注射喷发的完全的同步在内的所有工艺参数。这可包括对注射压力、喷发持续时间、诸注射喷发之间的间隔和注射的定时的控制。另外，利用PLC可使用在注射装置130中的每一个阀门自动化工作。PLC300可监测和控制如供给空气泵284的空气压力、空气泵284的输出压力、注射喷发的方向、注射头部140的定向或主储槽144里的流体液位等变量，从而简化了机器的操作和该机器进入一连续生产线的结合。尽管揭示了一可编程的逻辑控制器，熟悉该领域的技术人员将会理解可使用任何计算机控制装置以储存注射和工艺参数，以及/或操作该机器。
可看出本发明包括一种使用一基本上一致的高压注射喷发以将注射物流体无针注射给一目的物的方法。这样，使对该目的物的外表面的损害为最小。本发明还包括一种方法，该方法是使用基本上一致、具有足够的压力的高压注射喷发将注射流体送到一目的物，其中足够的压力足以无针添加气味、颜色、防腐剂、粘结剂、抗菌溶液和/或柔化一注射目的物而对该目的物的外表面不会有明显的损害。
因此，参阅图8-16，下面将描述本发明的无针注射装置130的操作。首先，一操作者使用接触屏298以对于某一注射目的物或对某一注射作用从PLC300恢复被储存的一套工艺参数。该预先编程的工艺参数可包括对于给某一类型的目的物注射所必需的注射压力、注射喷发的时间长短、诸注射喷发之间的时间间隔、注射的定时、空气泵284的输出压力、注射喷发的方向、注射头部140的定向、注射目的物的数量或任何其它信息等的控制。如果对于生产过程并没有预定的程序，一操作者可在生产过程中按照由该机器要实现的所需的注射作用，通过接触屏298进入诸参数和/或调节这些参数。
储槽144里被灌注了所需的注射流体。此外，如果使用一第二储槽，该储槽必须也被灌注注射流体。当主储槽达到了一低液位，控制器可被编程以自动从第二储槽向主储槽添足注射流体。因此，不会要求操作者介入以保持在主储槽里的一高液位。
或者，如主储槽144的液位变得低了，接触屏298将会指示该操作者该液位低了，并允许该操作者使用控制器自动补充注射物流体。此外，该操作者可暂停该注射装置130的运转，并手动地对主储槽144再灌充。
在操作期间，将由供给泵274从储槽144经过流体供给孔272把注射流体泵压到主注射物过滤器276。然后，流体从主注射物过滤器276流入在机柜134里的注射空气泵272的低压侧。空气泵284将流体泵压到注射导管系统286。此时，传感器290测量了流体的输出压力，以确定是否达到了所需的注射压力。如果没有达到，程序就使用空气压力调节器292自动调节到泵282的空气压力，或操作者可通过接触屏286调节该调节器292。流体就被将流体引导到高压电磁阀288的注射导管286在诸注射头部140中平均分布，以确保每个注射头部140能接收到足够的基本上相等的流体流。
诸注射目的物由一操作者手动地或者最好是由在生产线里的另一传送系统或机器自动地放置在传送带176近端150。注射目的物朝着注射头部140移动并根据所需的结果被注射。当目的物到位后，导管系统286中的电磁阀288打开，使流体通过在每个注射头部140上的喷嘴196被传送给目的物。在一次注射喷发完毕后，阀门288就关闭。
按照周期地，连接于放出孔216的诸快速动作电磁阀296打开，以释放聚集在诸注射头部140中的任何空气。如果诸阀门296没有被编程序以某一时间间隔打开，操作者可使用接触屏298使阀门296周期地打开。
根据所希望的不同的结果，目的物可到位被注射而传送带176停下来，或者一边对目的物进行注射一边传送带176相对于诸注射头部140移动。
多余的注射流体流入槽道160，并然后流入集液槽136。如果希望再循环注射流体，集液槽可将流体直接排放返回到主储槽144中或一储存槽中。或者，可将多余的注射流体直接用管道输送到一排放口。
在注射以后，注射目的物可以被自动地从传送带176上卸下，以被进一步加工和/或包装。但是，也能手动地将目的物卸下。
权利要求
1.一种用于注射液体的机器包括至少一个导管头部，它适于接收高压注射流体，它包括一流体入口和多个注射喷嘴，每个所述注射喷嘴具有一注射孔；以及至少一个过滤器组件，该组件包括一液体入口、一液体出口和连接所述液体入口和液体出口的一个液体通道，所述过滤器组件非螺纹接合于所述导管头部的所述流体供给孔。
2.如权利要求1限定的机器，其特征在于，所述过滤器组件包括一管状件，它具有一被构形成能配合于所述导管头部的所述流体入口的第一端部、一第二端部和在它两之间的一本体部；多个在所述管状件的所述本体部内的孔，诸所述孔流体连通于诸所述注射喷嘴；以及一挠性密封件，它位于所述管状件的所述第一端部上，用于可卸地和密封地接合所述导管头部的所述流体入口和所述管状件的所述第一端部。
3.如权利要求2限定的机器，其特征在于，所述挠性密封件是一O形圈。
4.如权利要求3限定的机器，其特征在于，所述O形圈由TEFLON、EPDM(乙烯丙烯二烯系单体)、硅酮、橡胶、VITON或它们的任何组合构成。
5.如权利要求1限定的机器，其特征在于，所述过滤器组件包括一盘形过滤件，它具有被构形成可接合所述导管头部的所述流体入口的一液体入口部分、一有孔部分、一围着所述有孔部分的圆周边缘和一流体连通于诸所述注射喷嘴的液体出口部分；以及一挠性密封件，它接合所述过滤件的所述圆周边缘和所述导管头部的所述流体入口。
6.如权利要求5限定的机器，其特征在于，所述挠性密封件是一O形圈。
7.如权利要求6限定的机器，其特征在于，所述O形圈由TEFLON、EPDM(乙烯丙烯二烯系单体)、硅酮、橡胶、VITON或它们的任何组合构成。
8.如权利要求1限定的机器，其特征在于，所述注射孔的内径小于0.025英寸。
9.如权利要求8限定的机器，其特征在于，所述注射孔的内径为0.006英寸。
10.如权利要求1限定的机器，其特征在于，它还包括至少一空气泵，该泵具有一低压入口和一与所述导管头部的所述流体入口流体连通的高压出口。
11.如权利要求10限定的机器，其特征在于，它还包括一导管系统，该系统具有一连接于所述空气泵的所述高压出口的入口、多个连接于所述导管系统的所述入口并适合于从所述泵接收高压注射流体的阀门和至少一个流体连通于所述导管头部的所述流体供给孔的出口。
12.如权利要求1限定的机器，其特征在于，所述导管头部还包括一放出孔。
13.如权利要求6限定的机器，其特征在于，它还包括至少一个流体连通于所述导管头部的所述放出孔的阀门。
14.如权利要求11限定的机器，其特征在于，所述阀门是一快速动作电磁阀。
15.如权利要求1限定的机器，其特征在于，它还包括一流体连通于所述导管头部的流体源。
16.一种用于注射液体的机器包括一注射件，它适于接收高压注射流体，该注射件包括一管状件，它具有一第一敞开端、一第二敞开端和多个注射喷嘴；一第一端盖，它包括一流体入口、一具有圆周配合表面的第一腔，所述第一腔从所述流体入口同轴线地伸出和被可配合地被构形成能可卸地保持所述导管的所述第一端；一第一挠性密封件，它在所述第一腔里邻近于所述第一配合表面，以将所述导管的所述第一端可密封地结合于第一端盖；一第二端盖，它包括一第二腔，该腔具有一第二圆周配合表面并被可配合地被构形成能可卸地保持所述导管的所述第二端；一第二挠性密封件，它在所述第二腔里邻近于所述第二配合表面，以将所述导管的所述第二端可密封地结合于第二端盖；以及至少一个高压泵，该泵流体连通于所述注射件的所述流体入口。
17.如权利要求16限定的机器，其特征在于，所述第一和第二挠性密封件是O形圈。
18.如权利要求17限定的机器，其特征在于，所述O形圈由TEFLON、EPDM(乙烯丙烯二烯系单体)、硅酮、橡胶、VITON或它们的任何组合构成。
19.如权利要求16限定的机器，其特征在于，所述高压泵包括一空气泵。
20.如权利要求16限定的机器，其特征在于，所述注射件还包括一逃逸孔。
21.如权利要求20限定的机器，其特征在于，它还包括至少一个连接于所述放出孔的阀门。
22.如权利要求21限定的机器，其特征在于，所述阀门是一快速动作电磁阀。
23.如权利要求16限定的机器，其特征在于，所述注射件沿三个正交的方向可卸地安装于一工作表面。
24.如权利要求23限定的机器，其特征在于，它还包括一安装于所述工作表面的密封的控制面板。
25.如权利要求23限定的机器，其特征在于，它还包括一安装于所述工作表面的安全屏。
26.如权利要求16限定的机器，其特征在于，它还包括一过滤器组件，它可卸地安装在所述注射件内，该组件包括一管状件，它具有一被构形成能匹配于所述第一端盖的所述流体入口的第一端部、一第二端部和在它两之间的一本体部；多个在所述管状件的所述本体部内的孔，诸所述孔流体连通于诸所述注射喷嘴；以及一挠性密封件，它位于所述管状件的所述第一端部上，用于可卸地和密封地接合于所述管状件的所述第一端部和所述第一端帽盖的所述流体入口。
27.如权利要求16限定的机器，其特征在于，它还包括一盘形过滤件，它具有一被构形成可接合所述第一端盖的所述流体入口的液体入口部分、一有孔部分、一围着所述有孔部分的圆周边缘和一流体连通于诸所述注射喷嘴的液体出口部分；以及一挠性密封件，它接合所述过滤件的所述圆周边缘和所述第一端盖的所述流体入口。
28.如权利要求16限定的机器，其特征在于，它还包括一流体连通于所述注射件的主流体储槽。
29.如权利要求28限定的机器，其特征在于，它还包括一流体连通于所述主流体储槽的第二流体储槽。
30.一种用于注射液体的机器包括一外壳，它具有一顶部；至少一个导管头部，该头部可移动地安装于所述外壳并适于接收高压注射流体，该头部包括一流体入口、一放出孔和多个注射喷嘴，每个所述注射喷嘴具有一注射孔；以及至少一个流体连通于所述放出孔的电磁阀，所述阀门安装在所述外壳内。
31.如权利要求30限定的机器，其特征在于，所述电磁阀是一快速动作电磁阀。
32.如权利要求30限定的机器，其特征在于，所述注射孔的内径小于0.025英寸。
33.如权利要求32限定的机器，其特征在于，所述注射孔的内径为0.006英寸。
34.如权利要求30限定的机器，其特征在于，它还包括至少一空气泵，该泵具有一低压入口和一与所述导管头部的所述流体入口流体连通的高压出口。
35.如权利要求34限定的机器，其特征在于，它还包括一导管系统，该系统具有一连接于所述空气泵的所述高压出口的入口、多个连接于所述导管系统的所述入口并适合于从所述泵接收高压注射流体的阀门和至少一个流体连通于所述导管头部的所述流体供给孔的出口。
36.如权利要求30限定的机器，其特征在于，它还包括至少一个过滤器组件，该组件具有一液体入口、一液体出口和连接所述液体入口和液体出口的一个液体通道，所述过滤器组件非螺纹接合于所述导管头部的所述流体供给孔。
37.如权利要求30限定的机器，其特征在于，它还包括一连接于所述外壳的集液槽。
38.如权利要求30限定的机器，其特征在于，它还包括一主流体槽，它可卸地连接于所述外壳。
39.如权利要求30限定的机器，其特征在于，它还包括一密封的控制面板，它安装于所述外壳并包括一接触屏和一紧急停机钮。
40.如权利要求30限定的机器，其特征在于，它还包括一槽道，它用所述外壳的所述顶部形成；以及一传送系统，该系统安装于所述外壳，用于移动诸注射目的物。
41.如权利要求30限定的机器，其特征在于，它还包括一安装于所述外壳的安全屏。
42.一种用于注射液体的机器包括至少一个导管头部，它适于接收高压注射流体，它包括一流体入口和多个注射喷嘴，每个所述注射喷嘴具有一注射孔；以及至少一高压空气泵，它具有一入口和一流体连通于所述导管头部的所述流体入口的出口；至少一流体连通于所述泵的出口的压力传感器；以及至少一压力调节器，它连接于所述泵和电气连接于所述压力传感器。
43.如权利要求42限定的机器，其特征在于，它还包括一导管系统，该系统具有一连接于所述空气泵的所述出口的入口、多个适合于从所述泵接收高压注射流体的阀门和至少一个流体连通于所述导管头部的所述流体供给孔的出口。
44.如权利要求42限定的机器，其特征在于，它还包括至少一个过滤器组件，该组件具有一液体入口、一液体出口和连接所述液体入口和液体出口的一个过滤件，所述过滤器组件非螺纹接合于所述导管头部的所述流体供给孔。
45.如权利要求42限定的机器，其特征在于，它还包括一流体连通于所述泵的所述入口的主流体储槽。
46.如权利要求45限定的机器，其特征在于，它还包括一流体连通于所述主流体储槽的第二流体储槽。
47.一种用于给目的物无针注射一种液体的方法，它包括以下步骤提供一种要被注射的流体；将该流体抽入至少一个高压泵；将流体从泵供给至少一个注射头部；以及将至少一个恒定的高压流体注射喷发送至一目的物。
48.如权利要求47限定的方法，其特征在于，所述供给步骤包括当流体进入注射头部时对流体进行过滤。
49.如权利要求47限定的方法，其特征在于，它还包括以下步骤在压力下将流体传送给位于泵的出口的一注射导管系统；监控泵的输出流体压力；以及均化流体并将流体分配给注射头部，使流体的压力和容积基本上平均地分布在所有注射头部中。
50.如权利要求47限定的方法，其特征在于，它还包括以下步骤用连接于一远离的控制面板的一压力传感器监测泵的输出流体压力；以及调节送给泵的空气压力，以确保在泵的出口的流体的压力能在目的物上提供所需的注射作用。
51.如权利要求47限定的方法，其特征在于，它还包括过滤所述注射流体。
52.一种用于给目的物无针注射一种液体的方法，它包括以下步骤提供一种要被注射的流体；将该流体抽入至少一个空气泵；将流体供给至少一个注射头部和当流体进入每个注射头部时对流体进行过滤；用连接于一远离的控制面板的一压力传感器监测泵的输出流体压力；调节送给泵的空气压力，以确保流体的输出压力能在目的物上提供所需的注射作用；以及将至少一个恒定的高压流体注射喷发送至一目的物。
53.如权利要求52限定的方法，其特征在于，它还包括以下步骤在压力下将流体传送给位于泵的出口的一注射导管系统；监控泵的输出流体压力；以及均化流体并将流体分配给注射头部，使流体的压力和容积基本上平均地分布在所有注射头部中。
54.如权利要求52限定的方法，其特征在于，它还包括过滤所述注射流体。
55.一种用于给目的物无针注射一种液体的方法，它包括以下步骤将一种要被注射的流体提供到一目的物内；在该机器工作期间根据需要添足流体；将该流体抽入至少一个空气泵；将流体供给至少一个注射头部和当流体进入该注射头部时对流体进行过滤；将至少一个恒定的高压流体注射喷发送至一目的物；为某一注射目的物提供一控制器，用于储存工艺参数；以及控制工艺参数以达到一预定的注射结果。
56.如权利要求55限定的方法，其特征在于，所述控制步骤包括以下步骤用一传送系统将一注射目的物移动到位，用于被注射；围绕三根正交的轴线调节至少一个注射头部的定向，以达到某一操作过程所需的注射位置；用传送系统使由诸注射头部送给目的物的多次注射喷发的定时、每次喷发的时间长短和每两次喷发之间的时间间隔同步；监控从泵流出的流体的输出压力；调节送给泵的空气压力，以确保流体的输出压力能在目的物上提供所需的注射作用；周期地从诸注射头部释放被截留的空气；以及保存用于某一生产过程的工艺参数。
57.如权利要求55限定的方法，其特征在于，所述提供步骤包括使用一计算机储存装置以储存和调用包含诸工艺参数的程序，和使用一接触屏，用于指示工艺参数和改变工艺参数。
58.如权利要求55限定的方法，其特征在于，它还包括对流体进行过滤。
59.如权利要求55限定的方法，其特征在于，它还包括以下步骤在压力下将流体传送给一注射导管系统；以及均化流体并将流体分配给注射头部，使流体基本上平均地分布在所有注射头部中。
全文摘要
本发明揭示了一种用于注射流体的机器，该机器包括使用至少一个流体连通于至少一个注射头部(34)的空气泵(32)，该头部具有多个用于多个喷嘴(42)的孔(48)。高压注射物从空气泵、最好是经过位于该头部内的一无螺纹安装的过滤器(72)流入该头部。为了进一步使被污染最少，进入该注射头部的流体将不会接触于在该头部或在诸喷嘴里的任何螺纹。还包括一空气压力调节器，用以确保能将一稳定的所需压力的注射物流经过每一个注射头部送到一注射目的物，以及也有助于避免由空气泵输送流体的迟滞。通过将诸传感件移入一密封的外壳内，从一潮湿的工作环境中移出它们，这样就简化了对该机器的清洗。
文档编号A23L1/31GK1761399SQ200480007407
公开日2006年4月19日 申请日期2004年2月6日 优先权日2003年2月10日
发明者爱德华·D·瓦茨, 孔利·L·汉森 申请人:爱德华·D·瓦茨, 孔利·L·汉森