CN105123533B - 一种挤奶杯组变频清洗装置及清洗方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种挤奶杯组变频清洗装置，其包括泵送装置、变频器、管路和设置在挤奶平台上的挤奶杯系统，变频器中预先设置第一压力信号值和第二压力信号值；在挤奶杯组处于挤奶状态时，所述变频器根据第一压力信号值输出电压，当挤奶杯组处于清洗状态时，所述变频器根据第二压力信号值输出电压。本发明利用变频器设置两个不同的压力信号，使泵送装置中电机的工作频率在挤奶和清洗时处于不同的工作压力，在清洗时提高了泵送装置的真空泵电机的转速，增大了真空泵的真空度，增大了清洗压力，提高了清洗效率。保证了挤奶杯系统的工作稳定性，同时提高了挤奶工作和清洗工作的工作效率。

Description

一种挤奶杯组变频清洗装置及清洗方法

技术领域

本发明涉及畜牧领域，具体地涉及一种挤奶杯组变频清洗装置及清洗方法。

背景技术

现有的挤奶装置的每个挤奶隔间被提供有在所述平台上的贮存设备和清洁设备，贮存设备在奶杯不被使用时将奶杯保持在停放位置，清洁设备在挤奶操作之间冲洗和/或清洁停放的奶杯。由于清洁设备与挤奶杯组共用相同的控制单元，因此其工作频率是固定不变的，而实际上清洗设备与挤奶杯组的泵送装置需要的工作动力是不同的，相同的工作频率会影响挤奶和清洗的真空度。

在任何的挤奶设备中，挤奶设备的清洗消毒系统都是最重要的系统。在挤奶过程中的系统真空度取决于奶牛的生理特性，是国标(ISO)严格控制的数值，现代挤奶设备一般在42-45千帕左右。挤奶设备的传统清洗方式是在挤奶真空度下，完成清洗消毒的过程。实践证明在此真空度下，清洗效果均难以达到越来越严的总细菌数的国家标准(ISO)。于是，传统的思维模式是为了保证清洗效果，增加水对管壁的冲刷力，在挤奶设备中设计了“打海绵球”装置、冲浪放大装置等措施来增加水冲击管壁的力量。但这些方法，都不能通过提高系统的真空压力来实现增加冲刷力的目的，无法达到最佳清洗效果。

发明内容

本发明为了解决上述提到的现有的挤奶杯组和清洗设备存在的由于工作频率相同而造成的工作效率较低等缺点，提供一种挤奶杯组变频清洗装置，其能够改变清洗装置的工作频率，使挤奶和清洗处于不同的工作频率，提高整体的工作效率。通过转换挤奶和清洗状态的泵送装置电机的工作电压，改变挤奶和清洗状态下的真空度，实现设备清洗时提高系统的真空压力来实现增加冲刷力的目的，以达到最佳清洗效果。清洗压力不受任何限制，根据需要在清洗时可以将压力提高到50千帕以上，通过调节真空度装置来实现挤奶和清洗的双真空度切换，在不同的真空度下实现挤奶和清洗。

具体地，本发明提供一种挤奶杯组变频清洗装置，用于对挤奶杯组进行清洗，包括泵送装置、变频器、管路和设置在挤奶平台上的挤奶机系统，所述挤奶机系统设置有挤奶杯组，所述管路将泵送装置与挤奶杯组气路或液路连接，所述变频器与泵送装置电连接，还包括与泵送装置和变频器电连接的控制单元，所述控制单元用于控制挤奶机系统的脱杯及清洗，所述控制单元的输出端连接所述变频器的输入端，

所述变频器中预先设置第一压力信号值和第二压力信号值；

在挤奶杯组处于挤奶状态时，所述变频器根据第一压力信号值输出电压，当挤奶杯组处于清洗状态时，所述变频器根据第二压力信号值输出电压。

优选地，当挤奶机系统在挤奶完成并且完成清洗准备工作后，控制单元向变频器发送清洗信号，变频器接收到清洗信号后，根据第二压力信号值输出电压，并在清洗状态时保持根据第二压力信号值输出电压，当挤奶机系统在清洗完成并且开启挤奶作业时，控制单元向变频器发送挤奶信号，变频器接收到挤奶信号后，根据第一压力信号值输出电压，并在挤奶状态时保持根据第一压力信号值输出电压。

优选地，所述第一压力信号值对应的泵送装置的第一工作压力为40-45KPa，所述第二压力信号值对应的泵送装置的第二工作压力为46-52KPa。

优选地，所述控制单元包括泵送装置上的工作压力实时监测装置，用于检测泵送装置工作时的实时工作压力。

优选地，所述工作压力实时监测装置包括压力传感器以及信号转换单元，所述信号转换单元将压力传感器测得的泵送装置的实时工作压力值转换为实时工作压力信号，并将该压力信号发送至变频器；

所述变频器将接收到的实时工作压力信号与第一压力信号值或第二压力信号值进行比较，当挤奶机系统处于挤奶状态时，变频器将接收到的实时工作压力信号与第一压力信号值进行比较，通过调节电压频率使接收到的实时工作压力信号与第一压力信号相同，当挤奶机系统处于清洗状态时，变频器将接收到的实时工作压力信号与第二压力信号值进行比较，通过调节电压频率使接收到的实时工作压力信号与第二压力信号相同。

优选地，所述控制器还包括报警单元，当变频器根据第二压力信号值输出电压后，而工作压力实时监测装置检测到的电压波值仍处于第一压力信号值时，或当变频器根据第一压力信号值输出电压后，而工作压力实时监测装置检测到的电压波值仍处于第二压力信号值时，报警单元向工作人员发出警报。

优选地，所述第一工作压力为42KPa，所述第二工作压力为47KPa。

优选地，所述变频器的输出端通过一变频控制电路连接所述泵送装置的电机。

优选地，所述泵送装置为真空泵。

优选地，本发明还提供一种挤奶杯组变频清洗装置进行清洗的方法，其包括以下步骤：

S1、当挤奶完成并且完成清洗准备时，管道转换到清洗状态，控制单元启动清洗模式并向变频器发送清洗信号；

S2、变频器接收到清洗信号后根据第二压力信号值输出电压；

S3、启动挤奶机系统清洗作业时，变频器根据第二压力信号值驱动泵送装置对挤奶杯组进行清洗，并根据接收到的实时工作压力信号与第二压力信号值进行比较，通过调节电压频率使接收到的实时工作压力信号与第二压力信号相同，使泵送装置的实时工作压力处于第二工作压力；

S4、当挤奶机系统清洗完成后并开始挤奶时，变频器根据接收到的挤奶信号根据第一压力信号值输出电压，启动挤奶机系统挤奶作业时，变频器根据第一压力信号值驱动泵送装置进行挤奶工作，并根据接收到的实时工作压力信号与第一压力信号值进行比较，通过调节电压频率使接收到的实时工作压力信号与第一压力信号相同，使泵送装置的实时工作压力处于第一工作压力。

本发明的优点如下所述：

本发明利用变频器设置两个不同的工作频率，使泵送装置电机的工作频率在挤奶和清洗时处于不同的工作电压频率，保证了挤奶清洗装置的稳定性，同时提高了挤奶工作和清洗工作的工作效率。

本发明通过转换挤奶和清洗状态的泵送装置电机的工作电压频率，改变挤奶和清洗状态下的真空度，实现设备清洗时提高系统的真空压力来实现增加冲刷力的目的，以达到最佳清洗效果。清洗压力不受任何限制，根据需要在清洗时可以将压力提高到50千帕以上，通过调节真空泵的真空度装置来实现挤奶和清洗的双真空度切换，在不同的真空度下实现挤奶和清洗。

本发明通过改变变频器的输出电压的频率，来改变真空泵的转速，从而改变真空度的高低，来实现挤奶与清洗时产生不同的真空，并使挤奶和清洗状态保持在其所需的真空度，以满足挤奶和清洗的要求。

本发明能适用于各种形式和型号的挤奶设备，如鱼骨式、并列式、转盘式等等。增加清洗的机械冲刷力的同时节约清洗液，改善清洗效果。通过改进原有真空控制系统和清洗控制系统即能实现双真空切换，不需要增加成本。

附图说明

图1为本发明的具体实施例的结构示意图；

图2为本发明的结构示意框图；

图3为本发明的电路示意图；

图4为本发明的变频控制电路示意图。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施方式对本发明的结构及工作原理做进一步解释：

本发明提供一种挤奶杯组变频清洗装置，如图2所示，其包括管路和泵送装置100，其还包括与泵送装置100电连接的变频器31，变频器31中预先设置第一压力信号值和第二压力信号值。

在挤奶杯组处于挤奶状态时，变频器31根据第一压力信号值输出电压，当挤奶杯组处于清洗状态时，变频器31根据第二压力信号值输出电压。

优选地，还包括与泵送装置100和变频器31电连接的控制单元3，控制单元3的输出端连接变频器31的输入端。变频器31为泵送装置100提供动力，并对泵送装置的工作压力进行调节，使泵送装置100在清洗时的工作压力不与挤奶杯组的工作压力相同，以使清洗与挤奶状态下的泵送装置100的工作压力保持在最佳工作压力，提高工作效率。

在一个实施方式中，当挤奶完成并且完成清洗准备工作后，控制单元向变频器31发送一个清洗信号，变频器31接收到清洗信号后根据第二压力信号值输出电压。并在清洗过程中，维持该电压，以恒定的第二压力信号值驱动泵送装置100进行清洗工作，并且通过设置在泵送装置100上的工作压力实时监测装置32监测泵送装置100的实时工作压力，并将实时工作压力转换为实时工作压力信号，变频器31将接收到的实时工作压力信号与第二压力信号值进行比较，通过调节电压频率使接收到的实时工作压力信号与第二压力信号保持相同，从而使泵送装置100的压力保持在第二工作压力，在一般实际应用中，第二工作压力为45-52KPa，优选的为47KPa，在挤奶系统处于清洗状态时，变频器31通过调节电压频率，使泵送装置的工作压力保持在此压力下，从而使真空泵保持在清洗需要的真空度下，增加清洗效率。

当清洗完成并且需要进行挤奶时，工作人员将挤奶机系统切换至挤奶状态，控制单元向变频器31发送挤奶信号，变频器31接收到挤奶信号后，根据第一压力信号值输出电压，并在挤奶时，根据第一压力信号值驱动泵送装置进行挤奶工作。

当挤奶机系统处于挤奶状态时，变频器将接收到的实时工作压力信号与第一压力信号值进行比较，通过调节电压频率使接收到的实时工作压力信号与第一压力信号相同，从而使泵送装置100的压力保持在第一工作压力，在一般实际应用中，第一工作压力为40-45KPa，优选的为42KPa，在挤奶系统处于挤奶状态时，变频器31通过调节电压频率，使泵送装置100的工作压力保持在此压力下，从而使真空泵保持在挤奶需要的真空度下。

如图2所示，工作压力实时监测装置32还包括压力传感器320以及信号转换单元33，压力传感器320以及信号转换单元33与变频器31电连接。

压力传感器320实时监测泵送装置的实时工作压力，并通过信号转换单元33将压力值转换为实时工作压力信号，将电压频率信号发送至变频器31。

在本实施例中，泵送装置100为真空泵。

在挤奶设备处于清洗状态时，当变频器31接收到的实时电压信号低于第二电压信号时，即泵送装置100的实时工作压力小于47KPa时，变频器31增大输出的电压频率，使泵送装置100的实时工作压力达到47KPa。当变频器31接收到的实时电压信号大于第二电压信号时，即泵送装置100的实时工作压力大于47KPa时，变频器31减小输出的电压频率，使泵送装置100的实时工作压力维持在47KPa。此时真空泵电机的工作压力达到47KPa，提高了真空泵电机的转速，从而增加了真空泵的真空度，提高了真空泵的真空压力来实现增加冲刷力的目的，以达到最佳清洗效果。清洗压力不受任何限制，根据需要在清洗时可以将压力提高到50千帕以上，通过调节真空度装置来实现挤奶和清洗的双真空度切换，在不同的真空度下实现挤奶和清洗。

在具体实施例中，压力传感器320的输出端连接信号转换单元33的输入端，信号转换单元33的输出端连接变频器31的输入端，变频器31的输出端通过一变频控制电路34连接真空泵电机41。

如图3所示，变频器31的输出端连接真空泵电机41的输入端。真空泵电机41用于清洗装置进行抽真空，电机风扇42用于对真空泵电机41进行风冷，防止过热烧坏电机。变频器31的电路中设置有断路器，可以用于保护电路不受损坏。

如图4所示，变频控制电路包括功能指示电路以及变频指示电路。

其包括三个继电器开关KM1、KM2和KM3，KM1为工频开关，使真空泵电机41运行在工作频率的交流电下。KM2为变频开关，由变频器31供电，真空泵电机41运行在变频下。当KM3工作时，电机风扇42处于运行状态。

当KM1或KM2工作时，KM3工作，保证真空泵电机41工作的同时电机风扇42一定工作，防止过热烧坏真空泵电机41。

KM1和KM2为一对互锁继电器的，当KM1继电器工作时，会使KM2继电器不工作，反之亦然。

当交流电电源正常时，电源指示灯HR常亮指示。

当电机工作在工作交流频率下，工频指示灯HG1常亮指示。

当KM2闭合，即真空泵电机41工作时，变频指示灯HA1常亮指示。

控制单元3在挤奶完成并完成清洗准备工作后以及清洗完成并切换至挤奶状态时向变频器31发送清洗信号以及挤奶信号，当变频器31接收到清洗信号后，变频器31根据第二压力信号值输出电压，当变频器31接收到挤奶信号后，变频器31将根据第一压力信号值输出电压。

具体操作中当挤奶完成并且完成清洗准备时，控制单元3向变频器31发送清洗信号；变频器31接收到清洗信号后根据第二压力信号值输出电压；变频器31以第二压力信号值驱动泵送装置100对挤奶杯组进行清洗；当挤奶杯组清洗完成并需要进行挤奶时，工作人员手动启动挤奶机系统的挤奶作业，将挤奶机系统切换至挤奶作业，控制单元3向变频器31发送挤奶信号，变频器31根据接收到的挤奶信号根据第一压力信号值输出电压。

当变频器3根据第二压力信号值输出电压后，而工作压力实时监测装置32检测到的电压波值仍处于第一压力信号值并持续1分钟以上时，或当变频器3以第一压力信号值输出电压后，而工作压力实时监测装置检测到的电压波值仍处于第二压力信号值并持续一分钟以上时，报警单元向工作人员发出警报，工作人员对挤奶设备进行查看，以确保挤奶设备正常工作。

下面对本发明的工作原理做进一步解释：如图1所示，以旋转式挤奶平台为例，其包括挤奶平台1以及均匀设置在挤奶平台1上的挤奶隔间2。其还包括控制单元3、设置在挤奶平台1一侧的清洗装置4以及设置在挤奶隔间2内的挤奶杯组5，挤奶杯组5为挤奶机系统的一部分，挤奶杯组5放置在挤奶隔间的储存空间内，当挤奶完成并且完成清洗准备后，清洗装置对挤奶杯组进行清洗。

挤奶平台1具有内边缘10和外边缘11，平台1具有形成奶牛的支承表面的上表面。多个隔栏12布置在平台1的上表面上。

隔栏12在预定挤奶位置形成用于接收单个的奶牛的挤奶隔间2。在此情形下，隔栏具有在内端部和外端部之间的在平台1上的基本上直的径向延伸部，内端部位于平台的内边缘部分10附近，外端部位于平台的外边缘部分11附近。隔栏12围绕环形平台1等间隔地设置。外围栏装置13围绕平台1的外周界的主要部分安装。外围栏装置13的目的在于防止在挤奶过程期间挤奶隔间3中的奶牛向后走出平台2。

每个挤奶隔间2设置有挤奶杯组5，该挤奶杯组5将被附接到站在相应挤奶隔间2中的奶牛1的乳头上。在此情形下，挤奶杯组5包括四个分开的奶杯14。每个奶杯14被提供有奶导管141和脉动导管142。每个挤奶隔间2包括贮存设备，贮存设备适于在奶杯14不被使用时将奶杯14保持在停放位置。清洗装置4被布置在平台1的外边缘部分11外侧的位置。

当开始挤奶作业后，控制单元3控制变频器根据第一压力信号值输出电压，真空泵组为挤奶杯组提供真空，使挤奶杯组内部为负压状态，当挤奶完成并且完成清洗准备后，关闭真空泵组的真空阀，切断真空后对挤奶杯组进行脱落，当控制单元3接收到所有挤奶杯组挤奶完成并且完成清洗准备信号后，控制单元3向变频器发送清洗信号，变频器根据第二压力信号值输出电压。

当挤奶全部完成后，对挤奶杯组进行清洗，清洗时，变频器根据第二压力信号值输出电压，对挤奶机系统进行清洗，此时，真空泵组的抽气量较大，清洗液在管道中的流速较快，清洗液在管道中的冲刷力达到清洗的需求，清洗效率较快，此频率下的清洗效果最好。清洗完成后，控制单元3会接收到挤奶设备发送的清洗完成信号。在实际挤奶过程中，在挤奶工作开始前，会对挤奶设备进行预清洗，预清洗时不需要添加清洗剂，此时，控制单元3根据接收到的挤奶机系统的实际工作信号，对变频器的输出频率进行控制。

本发明的优点如下所述：

本发明利用变频器设置两个不同的工作频率，使泵送装置电机的工作频率在挤奶和清洗时处于不同的工作电压频率，保证了挤奶清洗装置的稳定性，同时提高了挤奶工作和清洗工作的工作效率。

本发明通过改变变频器的输出电压的频率，来改变真空泵的转速，从而改变真空度的高低，来实现挤奶与清洗时产生不同的真空，以满足挤奶和清洗的要求。

最后应说明的是：以上所述的各实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或全部技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (6)

1.一种挤奶杯组变频清洗装置，包括泵送装置、变频器、管路和设置在挤奶平台上的挤奶机系统，所述挤奶机系统设置有挤奶杯组，所述管路将泵送装置与挤奶杯组气路或液路连接，所述变频器与泵送装置电连接，其特征在于：还包括与泵送装置和变频器电连接的控制单元，所述控制单元用于控制挤奶机系统的脱杯及清洗，所述控制单元的输出端连接所述变频器的输入端，

所述变频器中预先设置第一压力信号值和第二压力信号值；

在挤奶杯组处于挤奶状态时，所述变频器根据第一压力信号值输出电压，当挤奶杯组处于清洗状态时，所述变频器根据第二压力信号值输出电压；

当挤奶机系统在挤奶完成并且完成清洗准备工作后，控制单元向变频器发送清洗信号，变频器接收到清洗信号后，根据第二压力信号值输出电压，并在清洗状态时保持根据第二压力信号值输出电压，当挤奶机系统在清洗完成并且开启挤奶作业时，控制单元向变频器发送挤奶信号，变频器接收到挤奶信号后，根据第一压力信号值输出电压，并在挤奶状态时保持根据第一压力信号值输出电压；

所述第一压力信号值对应的泵送装置的第一工作压力为40-45KPa，所述第二压力信号值对应的泵送装置的第二工作压力为46-52KPa；

所述控制单元包括泵送装置上的工作压力实时监测装置，用于检测泵送装置工作时的实时工作压力；

所述工作压力实时监测装置包括压力传感器以及信号转换单元，所述信号转换单元将压力传感器测得的泵送装置的实时工作压力转换为实时工作压力信号，并将该压力信号发送至变频器；

所述变频器将接收到的实时工作压力信号与第一压力信号值或第二压力信号值进行比较，当挤奶机系统处于挤奶状态时，变频器将接收到的实时工作压力信号与第一压力信号值进行比较，通过调节电压频率使接收到的实时工作压力信号与第一压力信号相同，当挤奶机系统处于清洗状态时，变频器将接收到的实时工作压力信号与第二压力信号值进行比较，通过调节电压频率使接收到的实时工作压力信号与第二压力信号相同。

2.根据权利要求1所述的挤奶杯组变频清洗装置，其特征在于：所述控制单元还包括报警单元，当变频器根据第二压力信号值输出电压后，而工作压力实时监测装置检测到的电压波值仍处于第一压力信号值时，或当变频器根据第一压力信号值输出电压后，而工作压力实时监测装置检测到的电压波值仍处于第二压力信号值时，报警单元向工作人员发出警报。

3.根据权利要求1所述的挤奶杯组变频清洗装置，其特征在于：所述第一工作压力为42KPa，所述第二工作压力为47KPa。

4.根据权利要求1所述的挤奶杯组变频清洗装置，其特征在于：所述变频器的输出端通过一变频控制电路连接所述泵送装置的电机。

5.根据权利要求4所述的挤奶杯组变频清洗装置，其特征在于：所述泵送装置为真空泵。

6.一种根据权利要求1-5任一权利要求所述的挤奶杯组变频清洗装置进行清洗的方法，其特征在于：其包括以下步骤：

S1、当挤奶完成并且完成清洗准备时，管道转换到清洗状态，控制单元启动清洗模式并向变频器发送清洗信号；

S2、变频器接收到清洗信号后根据第二压力信号值输出电压；

S3、启动挤奶机系统清洗作业时，变频器根据第二压力信号值驱动泵送装置对挤奶杯组进行清洗，并根据接收到的实时工作压力信号与第二压力信号值进行比较，通过调节电压频率使接收到的实时工作压力信号与第二压力信号相同，使泵送装置的实时工作压力处于第二工作压力；

S4、当挤奶机系统清洗完成后并开始挤奶时，变频器根据接收到的挤奶信号根据第一压力信号值输出电压，启动挤奶机系统挤奶作业时，变频器根据第一压力信号值驱动泵送装置进行挤奶工作，并根据接收到的实时工作压力信号与第一压力信号值进行比较，通过调节电压频率使接收到的实时工作压力信号与第一压力信号相同，使泵送装置的实时工作压力处于第一工作压力。