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PERFECTIONNEMENTS AUX DISPOSITIFS AUTOMATIQUES DE NOURRICE POUR L'ELEVAGE ET L'ENGRAISSEMENT D'ANIMAUX.
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Perfectionnements aux dispositifs automatiques de nourrice pour l'élevage et l'engraissement d'animaux.
La présente invention est relative à des perfec- tionnements apportés aux dispositifs automatiques permettant d'élever des animaux tels que les veaux, les chevreaux et les agneaux par une technique d'allaitement automatique.
Il existe sur le marché plusieurs types de nour- rices automatiques destinées aux animaux d'élevage et d'engraissement, qui permettent au départ d'une poudre de lait ou de dérivés laitiers, éventuellement corrigés par des additifs appropriés de préparer un lait par adjonction d'eau.
Le terme "poudre" s'applique à un produit obtenu par séchage du lait ou de dérivés du lait, avec adjonc- tion éventuelle d'additifs et s'étend bien entendu à des produits secs de toute granulométrie, en couvrant éven- tuellement des granulés solubles et/ou émulsifiables.
Tous les dispositifs de l'état de la technique comportent en principe une trémie de stockage pour la poudre de lait,un dispositif de transport à vis ou autre pour cette poudre vers un bol de préparation, une admission d'eau généralement préchauffée, un dispositif de mélange, ainsi qu'un dispositif de mise en marche détectant la vidange du bol et le remplissage de celui-ci et différentes commandes permettant de doser la proportion poudre/eau, en fonction des besoins nutritifs des animaux.
Le bol de mélange est raccordé à une ou plusieurs tétines auxquelles les animaux vont se nourrir.
Le prélèvement du lait préparé par les animaux à l'élevage ou à l'engraissement provoque automatiquement, sous l'effet du dispositif de mise en marche, la mise en route de la commande qui amène selon des proportions dosées et prédéterminées la poudre et l'eau nécessaires à l'ali- mentation des animaux, au fur et à mesure qu'ils boivent.
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L'utilisation des dispositifs de l'état de la techni- que laisse cependant apparaître certaines déficiences.
D'une façon générale, la complication et la sophisti- cation de plus en plus poussée des mécanismes multiplie considérablement les risques de pannes et de dérèglage ayant des effets les plus néfastes sur les animaux, ce qui est très préjudiciable àleur santé et àleur développement et accroissement. Des déficiences sont relevées en particu- lier au niveau de l'enclenchement des commandes de mise en marche et d'arrêt des dispositifs de dosage de la poudre et de l'eau, de la réalisation du mélange, ainsi que dans la synchronisation de l'admission de poudre et d'eau. D'autre part le dispositif de mélange peut projeter de la poudre plus ou moins humi- difiée qui reste adhérer sur la tige du dispositif de mélange, en provoquant un encrassement important.
Certains dispositifs de l'état de la technique présen- tent aussi certaines déficiences au niveau de l'admission en eau, entre autres lorsque la pression de l'eau alimen- taire n'est pas régulière.
Par ailleurs, les bols de préparation de lait sont de plus en plus grands . Même s'ils comportent des dispositifs de réchauffement et de remélange plus ou moins efficaces pour pallier les risques de refroidissement et de sédimentation des' grandes quantités de lait préparées d'avance, ils présentent des risques importants de fermentation de ce lait gardé en attente.
Il est donc préférable de préparer de petits volumes de lait, afin que les animaux disposent toujours de lait fraîchement préparé qui soit à la température voulue car la libre disposition d'une préparation fraîche garantit une meilleure digestion ainsi que moins de dérangements alimentaires et de risques de maladies digestives.
Le but de la présente invention est de porter remède aux déficiences et inconvénients des dispositifs de l'état de la technique qui ont été mentionnés ci-dessus, par une simplification maximale des mécanismes utilisés, garantissant un meilleur fonctionnement avec nettement plus
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de sécurité, en supprimant ainsi les risques de pannes et en réduisant au minimum les réglages.
L'invention porte sur un dispositif automatique de nourrices pour l'élevage et l'engraissement d'animaux, comportant un dispositif de transport de poudre de lait vers un bol de préparation, un chauffage et une admission d'eau par une vanne, un dispositif de mélange particulier, ainsi qu'un dispositif de pesée détectant la vidange dû bol et le remplissage de celui-ci constitué par une ba- lance, éventuellement en forme d'étrier, supportant par un bras le bol de préparation et par un autre bras un contrepoids taré. A l'un ou l'autre bras sont raccordés les commandes de mise en marche ou d'arrêt de la poudre et de l'eau. Sont également prévus des réglages de la quantité de poudre et d'eau pour doser la proportion poudre/eau.
Selon l'invention, le dispositif de pesée est caractérisé par le fait qu'il comporte sur un bras de la balance, un montant pourvu, sur l'une des branches de l'étrier de la balance, un montant placé sur l'un des bras et pourvu à une certaine hauteur d'un élément tubu- laire sensiblement parallèle aux bras de la balance dans lequel est contenue une bille mobile roulant d'un côté à l'autre, le tout agissant sur le fonctionnement d'une vanne mécanique commandée par levier, ledit montant étant de préférence fixé perpendiculairement aux bras de la balance au-dessus de l'axe de celle-ci.
Il en résulte que tout basculement dans un sens ou dans l'autre provoque un déplacement de la bille dans son tube, ce qui donne un mouvement net, franc et précis du dispositif de pesée et des commandes entraînées par ce mouvement.
Ce dispositif de pesée a été conçu ainsi afin de pouvoir commander à la fois par levier une vanne méca- nique à piston et un interrupteur microswitch commandant le ou les moteurs.
Suivant un autre mode d'exécution, le disposi- tif de pesée comporte sur le montant sensiblement perpen- diculaire aux bras de la balance un poids placé à une
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certaine hauteur au lieu du tube et de la bille. De ce fait, tout basculement dans un sens ou dans l'autre pro- voque un déplacement de plus en plus rapide du poids qui accèlère le mouvement de basculement, c'est-à-dire qu'il donne un mouvement net, franc et précis du dispositif de pesée.
La vanne mécanique d'admission d'eau préalable- ment chauffée vers le bol de préparation est constituéé d'un piston vertical et d'un levier "inversé" qui est commandé par un bras de la balance qui supporte ledit bol.
Le mouvement de la balance dans un sens (montée du bol quand celui-ci est vidé) ou dans l'autre sens (descente quand le bol est de nouveau rempli) actionne le piston par l'intermédiaire du levier inversé, par exemple vers le bas pour l'admission d'eau, et vers le haut pour fermer l'admission d'eau ou inversément selon que le le- vier de la vanne est raccordé à l'un ou à l'autre bras de la balance. L'étanchéité de la fermeture est assurée de cette manière par la pression de l'eau sur le piston qui le pousse contre son joint ainsi que par la pression du bras de la balance (quand le bol est rempli), pression transmise au piston par le levier, ce qui garantit une fermeture efficace et précise.
Selon une forme particulièrement préférée de l'invention, l'alimentation en eau est constituée par un tube en U renversé (col de cygne) se terminant par un bec calibré de manière qu'après la commande de l'arrêt de 1' alimentation en eau, la vidange de la branche descendante du bec laisse s'écouler une quantité d'eau suffisante pour rincer la tige du dispositif de mélange.
Afin de pouvoir pallier les irrégularités de pression d'eau, il est avantageux de prévoir à la nourri- ce un équipement complémentaire comportant un bac suréle- vé équipé d'un flotteur assurant un niveau constant et éventuellement une sécurité, par exemple commandée par le flotteur, arrêtant la nourrice en cas de coupure de l'alimentation en eau.
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Selon une autre forme d'exécution particulière- ment intéressante de l'invention, le dispositif de mélan- ge entraîné par un moteur électrique est équipé d'un vo- lant de manière que l'opération de mélange se poursuive encore une durée de quelques secondes par inertie après l'arrêt de l'alimentation en eau et en poudre. On peut de cette manière avoir une seule commande qui arrête à la fois l'alimentation en eau et en poudre et l'entraînement du dispositif de mélange. Alternativement, on peut pré- voir un relais temporisé qui arrête le dispositif de mé- lange avec un délai éventuellement réglable après l'arrêt de l'alimentation en eau et en poudre.
Il est apparu particulièrement avantageux d'u- tiliser comme dispositif de mélange un agitateur consti- tué par une tige sur laquelle sont montées des pales d'inclinaison angulaire alternée et opposée.
D'autres caractéristiques et avantages de l'in- vention apparaîtront à la lecture de la description qui suit de modes d'exécution préférés de l'invention décrits en regard des dessins annexés. Il convient de noter que ces modes d'exécution ne sont donnés uniquement qu'à ti- tre d'illustration et ne présentent aucun caractère limi- tatif.
Dans les dessins : - la figure 1 est une vue schématique en perspective d'un mode d'exécution de la nourrice suivant l'invention ; - la figure 2 est une vue schématique du haut selon le plan II-II de la figure 1 ; - la figure 3 est une vue schématique illustrant la dis- position des pales du mélangeur utilisé selon l'inven- tion ; - la figure 4 est une vue schématique illustrant un autre mode d'exécution du mélangeur utilisé selon l'inven- tion.
Des repères identiques ont été utilisés pour les différents éléments constituants apparaissant dans les figures.
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Suivant un premier mode d'exécution, le dispo- sitif de nourrice de l'invention comporte un bâti et une carcasse, en matière synthétique pour éviter la corro- sion, par exemple en polyester armé par fibres de verre ou en polystyrène choc, portant le repère général 1,monté de préférence sur des pieds, éventuellement équipé d'une tablette avancée 3 et d'une partie avancée 4 (coffret) regroupant le moteur de mélange, les raccordements élec- triques, diverses commandes de réglage et les boutons d' interrupteurs apparaissant sur la face avant.
A l'arrière du panneau frontal 5 se trouve dis- posée, d'une part une trémie supérieure de stockage (31) pour la poudre et sous celle-ci, un réservoir d'eau ther- mostatisée (non représenté).
Le dispositif caractéristique de l'invention est suspendu à la partie avancée 4 par un double plat vertical 10 et 10' . Le dispositif de pesée est articulé autour des axes 11 et 11' sur les plats verticaux 10 et 10' . Il se présente sous la forme d'une pièce en étrier 12 ; à son extrémité gauche est fixé un contrepoids de tare réglable 13 et à l'extrémité droite se trouve sus- pendu le bol 14 par deux ergots latéraux 16 et 16' reçus dans des découpes pratiquées dans chaque branche 17 et 17' de l'étrier 12. La branche située dans l'arrière- plan 17' est plus longue que la branche 17 au premier plan et est repliée comme représentée.
Cette branche 17' porte d'une part un montant 18 perpendiculaire pourvu d'un tube allongé 19 sensible- ment parallèle, dans lequel peut circuler librement une bille 20.
Dans une ouverture pratiquée dans l'extrémité repliée -de l'étrier 17' est fixée de plus un levier 21 relié à une vanne mécanique 22 de l'alimentation en eau.
Une conduite 23 en U renversé (c'est-à-dire en col de cy- gne) se terminant par un bec est montée sur la vanne 22 de manière à pouvoir pivoter sur l'élément de vanne 22 pour pouvoir le cas échéant, utiliser l'eau dans un but de rinçage.
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La position normale du conduit 23 est cependant au-dessus du bol 14 et plus précisément de manière que le jet d'eau soit projeté sur la tige 26 d'un agitateur à pales 27 formant le dispositif de mélange prémentionné, assurant ainsi un nettoyage permanent de cette tige 26.
Au-dessus du bol débouche une tubulure 30 pas- sant dans le panneau 5 et venant de la partie arrière du bâti 1, qui constitue la trémie de stockage 31 de la pou- dre. Les surfaces latérales de la trémie 31 sont verti- cales et inclinés en forme appropriée et arrondie vers le fond et le centre de celle-ci, d'où part une vis disposée dans un plan perpendiculaire au panneau (vue en coupe dans la figure 2).
La vis tourne dans la tubulure et est entraînée par un moteur 33 placé derrière la trémie 31, lui-même commandé par un interrupteur microswitch 38 qui amène la matière dans la tubulure 30. De la manière classique, cette vis est légèrement inclinée vers le haut, de maniè- re qu'en fonctionnement, elle soit toujours remplie de matière transportée. Un coude 30' rabat la poudre vers le bas.
Un agitateur 34 commandé lui aussi par le mo- teur de la vis tourne dans la trémie afin de remuer la poudre et assurer ainsi sa bonne évacuation. Cet agita- teur 34 peut également être remplacé par un ou plusieurs fils relativement rigides prenant appui dans un creux de la vis d'entraînement et fixés à la paroi de la trémie.
La rotation de la vis d'entraînement entraîne l'extrémité libre dudit fil jusqu'à ce qu'il saute, en sens inverse, au-dessus du profil en hélice de la vis en mettant à pro- fit l'effet ressort. La vibration synchrone, ou de pré- férence -asynchrone, de plusieurs fils agencés de cette manière remue la poudre et empêche le pontage de la pou- dre et l'irrégularité de débit de celle-ci ainsi que le bouchage de la trémie et/ou de l'orifice de sortie de la vis.
Un dispositif doseur classique 35 comportant une aiguille de réglage 36 permet de modifier le rapport
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eau/poudre et est monté en amont de la vanne 22. Ce dis- positif communique avec un réservoir d'eau préchauffée à une température réglée se trouvant en-dessous de la tré- mie de stockage 31 de la poudre. L'alimentation en eau du réservoir thermostatisé est réalisée à l'intervention d'un bac à niveau constant portant le repère général 40 alimenté par une tubulure 41 raccordée à l'eau alimentai- re et comportant de manière classique un flotteur 42 à, niveau constant.
Le fond du bol 14 est relié par un ou des tuyaux (x) flexibles (s) 37 à une ou plusieurs tétine(s).
Le fonctionnement du dispositif est le suivant.
Lorsque les animaux ont prélevé le lait contenu dans le bol 14 via les tuyaux 37 et les tétines, le dis- positif de pesée est déséquilibré et l'effet du contre- poids taré 13 provoque un basculement de droite à gauche de l'étrier 12 sur son axe de suspension 11 et 11' aux plats verticaux 10 et 10.
La bille 20, dès qu'elle a dépassé approximati- vement la moitié du trajet qu'elle peut parcourir dans le tube 19, accentue ce mouvement jusqu'à une position de butée 119 du montant 18 et sur un microswitch 39 qui com- mande la mise en route de la vis 32 et le déversement de la poudre par la tubulure 30, ainsi que la mise en marche de la tige 26 de l'agitateur.
Ce mouvement provoque également par l'intermé- diaire du levier 21 l'admission d'eau chaude par la vanne 22 de la manière décrite ci-dessus.
La vis 32 débite une quantité constante de pou- dre tandis que la quantité d'eau admise est réglée en fonction de la position choisie de l'aiguille 36 du sé- lecteur de richesse du lait 35. Lorsque la quantité de matière contenue dans le bol 14 est suffisante, un bascu- lement en sens inverse du dispositif de pesée entraîne l'arrêt de la vis d'alimentation 32 et du moteur d'en- traînement de la tige d'agitateur 26, sous l'effet du mi- croswitch 39. Un mouvement de la bille 20 dans le tube 19 accentue une commande nette de la vanne 22 par l'effet
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du levier 21 se traduisant par une interruption du débit d'eau provenant du réservoir thermostatisé.
Sous l'effet de l'inertie d'un volant équipant le moteur d'entraînement de la tige 26, la rotation de l'agitateur se poursuit encore quelques instants tandis que le bec de la conduite 23 continue à se vider en rin- çant la poudre ayant pu adhérer sur la tige 26 de l'agitateur.
Dès que les animaux auront prélevé le contenu du bol par les tétines, le mouvement qui a été décrit se reproduira.
Le système de réglage de synchronisation eau/ poudre est constitué d'une part par la possibilité de fixer la vanne plus ou moins haut dans ses attaches 39, en fonction du roulement de la bille 20 (point d'ouver- ture de la vanne légèrement avant le passage de la balan- ce à l'horizontale lorsque le mouvement se fait vers la gauche) et d'autre part en pliant dans la position conve- nable le levier flexible 39 du microswitch (point de con- tact après le passage à l'horizontale).
Par ailleurs, le contrepoids 13 qui coulisse sur une tige filetée permet de régler la quantité de ré- serve de lait maximale dans le bol.
Suivant un deuxième exemple, le dispositif de l'invention, convenant par exemple pour une nourrice de plus petite dimension, présente une carcasse 1 essentiel- lement parallélypipédique montée sur des pieds.
Un réservoir d'eau placé à côté de la trémie comporte le flotteur qui y est incorporé et une résistan- ce chauffante. Le thermostat consiste en un limitateur thermique à deux températures, par exemple 55 et 65 C monté en série, la température supérieure servant de sé- curité. Bien que la température de 55 C soit trop élevée pour le lait préparé (généralement aux environs de 40 C), celle-ci permet cependant de réchauffer plus rapidement, les premières préparations de lait consommées par les animaux.
Pour que, cependant, après quelques préparations la température de lait ne dépasse pas la température
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habituelle, la sortie du réservoir d'eau, évidemment dis- posée à même hauteur que la sonde thermique, est située à la partie supérieure du réservoir mais sous le niveau de l'eau et l'arrivée d'eau fraîche, commandée par le flot- teur est disposée près de ladite sortie. De cette manière, les premières préparations de lait faisant appel à l'eau à 55 C, disposée au-dessus de la sorite, seront suffi- samment chaudes et permettent également le réchauffement des tuyauteries ...etc. Après quelques préparations, le niveau a suffisamment baissé que le flotteur ouvre la soupape d'admission d'eau.
De l'eau fraîche et froide se mélange, près de la sortie, avec l'eau à 50 C, de telle sorte que la température du lait préparé ne dépasse pas la valeur habituellement utilisée. Une possibilité de réglage consiste en la position d'un tuyau d'amenée d'eau froide à proximité plus ou moins rapprochée de la sortie d'eau chaude, de sorte que le mélange des deux tempéra- tures se fasse sur un volume plus ou moins grand et que la température idéale à la sortie soit atteinte plus ou moins vite et se maintienne au niveau souhaité. Dans ces conditions, il n'est plus nécessaire d'employer un ther- mostat de réglage et de coupure, et pour cette raison, on évite de vidanger le réservoir lors d'un entretien. On peut ainsi utiliser un réservoir qui n'est pas fermé her- métiquement, mais toutefois muni d'un couvercle et d'un trop plein.
Dans le cas de ce deuxième mode d'exécution, la nourrice ne comporte qu'un seul moteur remplissant les deux fonction d'amenée de poudres et de mélange de la préparation de lait et le dispositif de pesée est placé à la partie la plus basse de l'appareil. Le mélange peut être eff'ectué par une prise de force directe sur le mo- teur à environ 20. 000 tr/mn par exemple. Pour l'amenée de poudre, ledit moteur présente, de préférence, trois vitesses de manière que la vis sans fin d'amenée de pou- dre tourne à une vitesse située aux environs de 50 tr/mn à la deuxième vitesse.
Cette vitesse est avantageusement choisie pour fixer un paramètre parmi de nombreux autres,
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comme le pas de la vis, le diamètre de la vis et son in- clinaison, la dimension de l'orifice de sortie de la tré- mie... etc, de manière à obtenir un débit de poudre d' environ 100 g/1 d'eau.
Dans ce deuxième mode d'exécution le système d'agitateur de poudre par fil rigide actionné par la vis avec effet de ressort comme décrit ci-avant est générale- ment préféré.
Un moyen de contrôle du bon fonctionnement de la nourrice consiste à surveiller, éventuellement par une fenêtre, le dégagement de la vis à l'extrémité opposée à la sortie de la poudre, étant donné, que pour un bon fonctionnement du dispositif, cette partie de la vis se dégage en premier lieu.
Selon le type de vis d'entraînement utilisé, généralement placée horizontalement, il peut s'avérer né- cessaire de fixer la vis de manière telle qu'elle ne puisse quitter son logement, par exemple à l'extrémité opposée au déchargement de la poudre, par un boulon par exemple qui est centré sur celle-ci.
Le seul interrupteur nécessaire à cette nourri- ce consiste en un interrupteur à quatre positions, à sa- voir les trois vitesses du moteur et la position arrêt.
Les vitesses supérieure et inférieure à la vitesse norma- le de 50 tr/mn donnent une différence de plus ou moins 12 à 15 % de la vitesse normale, ce qui permet de passer d' un débit de poudre de 85 g/1 d'eau à un débit de 115 g/1 d'eau.
Contrairement à l'exemple précédent, dans lequel on faisait varier la concentration du lait préparé en agissant sur le débit d'eau et en maintenant le débit de poudre constant, la nourrice décrite dans cet exemple permet de modifier la concentration de la préparation de lait en faisant varier le débit de poudre et en mainte- nant le débit d'eau constant. On peut évidemment égale- ment combiner ces deux possibilités.
Pour des raisons d'encombrement et de meilleur fonctionnement, l'utilisation d'un montant muni d'un poids plutôt que d'un tube comportant une bille peut être
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très avantageux car elle permet de réduire la longueur du montant tout en maintenant le mouvement net de coupure.
En modifiant l'importance du poids, sa course (ampleur du mouvement de basculement) et la position re- lative du poids sur le montant 18, on peut régler la quantité de lait préparée a la fois lors d'un mouvement de va et vient de la balance, c'est-à-dire qu'on peut modifier le temps de préparation du lait et donc du débit de l'eau et de la poudre.
En pliant le microswitch 38 et en modifiant la position relative de la vanne dans son attache 39, par rapport aux bras de la balance, on peut régler le début de l'arrivée d'eau et le démarrage du moteur, de même qu'il est possible de régler l'arrivée d'eau par rapport à l'arrêt du moteur, c'est-à-dire de manière générale, la synchronisation relative des deux opérations.
Toutefois, un léger retard à la fermeture de l'arrivée d'eau accentue le mouvement de balance vers l'arrêt.
On peut également citer un autre mode d'exécu- tion du mélangeur, éventuellement démontable, représenté à la figure 4. Dans ce mode d'exécution, le mélangeur porte deux pales courbées vers le bas et légèrement tor- sadées de manière telle que le produit à mélanger soit rabattu vers le bas et remonte le long des parois du bol.
Ceci permet un bon brassage et mélange sans provoquer d' éclaboussures, malgré les trois vitesses du moteur d'en- traînement.
Le deuxième mode d'exécution présente l'avanta- ge de ne pas présenter de vanne d'arrêt, le dispositif pouvant être bloqué par une cale mettant la balance hors service,, par exemple lors d'un démontage. Ceci permet une simplification considérable des manoeuvres lors du nettoyage.
L'accès facile au microswitch 38, dans les deux exemples décrits, permet de récolter séparément l'eau et la poudre afin de régler la richesse du mélange de prépa- ration.
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On peut également prévoir, sur chaque disposi- tif, une protection contre les mouches ou autres insectes et contre les impuretés de tout genre, en montant, autour du dispositif de pesée qui comporte le bol 14, une armoi- re éventuellement transparente et éclairée.
Il faut également noter l'importance de la hau- teur des tétines disposées légèrement au-dessus du niveau supérieur de la préparation du lait pour que les animaux soient obligés de sucer et que la préparation ne puisse s'échapper par l'orifice pratiqué dans la tétine.
Bien qu'on ait décrit un mode d'exécution par- ticulièrement préféré de l'invention, il doit être bien entendu que de nombreuses variantes et modifications sont possibles tout en restant dans le cadre de l'invention.
C'est ainsi que l'invention n'est nullement li- mitée à la disposition relative des différents éléments constituants qui a été représentée ni aux dimensions choisies.
Il est bien évident que le dispositif de pesée peut être disposé à un autre endroit adéquat tel que en-dessous de la carcasse ou sur le côté.
De manière subsidiaire, le bol de préparation est de préférence transparent pour permettre un contrôle visuel permanent sur l'état du lait préparé et ainsi sur le fonctionnement général de l'appareil.
Le bac surélevé comportant un flotteur peut être transparent pour le contrôle de l'arrivée d'eau.
L'ensemble de l'appareil est conçu de manière à avoir un accès facile et rapide à tous les organes le composant , de même qu'à la trémie pour permettre un remplissage aisé.