CN107846863B - 用于奶样品的分配单元 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于奶样品的分配单元(5)。分配单元(5)包括流动通道(19)，用于将奶输送到流动通道(19)所通过的阀控制奶入口端口(p₁)，采样泵(15)与流动通道(19)连通所经过的泵端口(p₉)，以及至少两个阀控制奶采样出口端口(p₂‑p₅)，奶样品通过该阀控制奶采样出口端口从流动通道(19)输送到各自的奶样品分析单元(A‑D)。所述流动通道(19)具有在第一端部(19a)和第二端部(19b)之间的纵向延伸，并且所述奶采样出口端口(p₂‑p₅)在奶入口端口(p₁)的连接位置与泵端口(p₉)的连接位置之间的位置处连接到所述流动通道(19)。

Description

用于奶样品的分配单元

技术领域

本发明涉及一种用于奶样品的分配单元，其中分配单元包括流动通道，用于将奶输送到流动通道的阀控制奶入口端口，采样泵与流动通道连通所经过的泵端口，以及至少两个阀控制奶采样出口端口，奶样品通过该阀控制奶采样出口端口从流动通道输送到相应的奶样品分析单元。

背景技术

在挤奶场挤奶的动物的奶通常连接在现场的奶接收器中。当挤奶操作完成时，奶泵将奶从奶接收器送到一共用奶罐中，该奶罐用于从几个动物身上采集奶。奶然后可以从奶罐中被运送到乳品工业进行进一步处理。在将奶输送至奶罐之前或期间，可以从个体动物的奶中获取奶样品。可以获取奶样品进行关于奶的质量的不同测试，例如脂肪，蛋白质，乳糖的含量和微生物的量(体细胞计数)。

WO2013/032397示出了一种采样装置，该采样装置包括封闭具有确定体积的内部空间的壳体，并且被配置成容纳确定量的奶。入口导管连接到内部空间以向内部空间供应奶。输出装置连接到内部空间并被配置成从内部空间输出所确定的量。输出装置包括具有多个出口通道的分配器。奶采样装置包括在内部空间中可操作的施力构件，以在输出操作中迫使内部空间中的奶到达分配器并通过至少一个出口通道。

发明内容

本发明的一目的是提供一种用于奶样品的分配单元，通过该分配单元可以基本上同时并且以简单的设计以可靠且方便的方式获得多个奶样品，该简单的设计可以容易地适应任意数量的奶样品出口。进一步的目的是提供一种包括很少部件的分配单元，其允许简单的导管布线并且易于制造。

这些目的通过最初限定类型的分配单元来实现，其特征在于流动通道具有在第一端和第二端之间的纵向延伸，并且所述奶采样出口端口在奶入口端口的连接位置与泵端口的连接位置之间的位置处连接到流动通道。这样的设计使得可以从奶入口端口，通过流动通道和泵端口到采样泵，以高精度获取确定量的奶。接着，所确定的量的奶可以通过采样泵返回到流动通道并且经由连接到流动通道的一个或多个奶采样出口端口被输送到一个或多个奶样品分析单元。这样的流动通道可能相对较窄并且需要相对较小的空间。此外，改变分配单元和流动通道的长度相对容易，从而改变连接到流动通道的奶采样出口端口的数量。

根据本发明的一个实施例，所述奶入口端口被设置在所述流动通道的第一端附近，并且所述泵端口被设置在所述流动通道的相反的第二端附近。在这种情况下，整个流动通道用于将奶从奶入口端口经由奶采样出口端口输送到泵端口。优选地，端口在分配单元上布置成一排。端口的这种布置得到至分配单元的简单的导管布线。

根据本发明的一实施例，分配单元包括将洗涤液输送到流动通道的阀控制洗涤液入口端口。这种端口的存在使得容易向流动通道供应洗涤液，并将洗涤液分配到分配单元中的所有流动表面，以及连接到分配单元和采样泵的导管。分配单元可以包括将压缩空气输送到流动通道的阀控制压缩空气入口端口。这样的端口的存在使得向流动通道供应压缩空气并将压缩空气分配到分配单元中的所有流动表面，以及连接到分配单元和采样泵的导管是容易的。压缩空气可以用来去除流动表面上的奶残留物或在用洗涤液的洗涤过程后进行干燥过程。

根据本发明的一个实施例，在流动通道的第一端处设置排出阀。排出阀可以布置成接近奶入口端口的开口。优选地，排出阀是具有块排出阻挡功能的双排出块的一部分。在这种情况下，排出阀可以布置在奶导管中的样品阀与分配单元中的阀体之间。排出块是一个安全系统。如果奶导管中的样品阀泄漏，排放阀可以将泄漏的奶从分配单元引出。在分配单元中的阀体在清洗过程中泄漏的情况下，排出阀可以从分配单元排出泄漏的洗涤液。排空阀可以布置在流动通道的第二端处。在获取奶样品之前，排空阀用于将从分配单元和泵的流动表面除去之前的奶样品的奶残留的奶导出。在分配单元的清洗过程之后，排空阀还导出洗涤液和/或压缩空气。

根据本发明的一实施例，分配单元包括控制通过阀控制端口的流动的阀体和控制阀体在打开位置和关闭位置之间的运动的控制阀。所有阀体和控制阀可以具有相同的设计并且在分配单元中排成一行。这种分配单元可以是紧凑的并且包括易于更换的部件。

根据本发明的一个实施例，分配单元包括板状弹性衬垫，其具有设计成形成流动通道的侧表面的第一侧和与阀体接触的相反的第二侧表面。在各阀体移动到关闭位置期间，其将弹性垫圈的一部分移动到一位置，使得所述部分接触并关闭通向流动通道的端口的开口。衬垫的弹性特性有利于这种运动，以及开口的密封闭合。用于与奶接触并由某些材料(如橡胶和弹性体)制造的部件应定期更换。在这种情况下，一单件式垫圈用于所有阀体。因此，用新的衬垫代替磨损的衬垫是非常简单的。

根据本发明的一个实施例，分配单元包括具有端口和流动通道的第一块元件。这种块元件可以是具有纵向凹槽的长形材料主体，该纵向凹槽限定流动通道和限定端口的横向孔。分配单元可以包括封闭阀体的第二块元件。第二块元件可以是设计有用于接收各自阀体的多个空间的长形材料体。分配单元可以包括支撑控制阀的第三块元件。第三块元件可以是长形材料体，包括向控制阀提供两种不同的控制压力的通道。控制阀可以在第三块元件的侧表面上布置成一排。块元件可以通过注射模塑合适的塑料材料来制造。块元件可以在连接状态下彼此叠置。

根据本发明的实施例，控制阀是3/2阀，允许向阀体提供两种不同的控制压力。3/2阀如3/2电磁阀，设计简单，生产成本相对较低。阀体可以通过各自的阀弹簧的作用移动到关闭位置。在这种情况下，当控制阀向阀体提供较高的控制压力时，阀体可以移动到打开位置。

附图说明

现在将通过作为例子公开的优选实施例并参考附图来更加详细地解释本发明。

图1示出了包括根据本发明的分配单元的奶采样装置，

图2示出了分配单元的透视图，

图3示出了分配单元的纵向剖视图，

图4示出了分配单元的横向剖视图，和

图5示出了分配元件的第一块元件的纵向剖视图。

具体实施方式

图1示出了从例如由自发式自动机械挤奶系统所挤奶的动物而收集奶的奶接收器1。奶管线2被连接到奶接收器1的底部1a。奶管线2包括阀3和奶泵4。当阀3处于打开位置并且泵4被启动时，从奶接收器1泵送的奶经由奶管线2到未示出的奶罐，该奶罐从几个挤奶操作收集奶。奶采样装置被配置为在奶接收器1中的奶样品被供给到奶罐之前进行采样。奶采样装置包括分配单元5。图2更详细地示出分配单元5。分配单元5包括以连接状态彼此叠置的第一块元件5a，第二块元件5b和第三块元件5c。第二块体5b布置在第一元件5a与第三元件5c之间的位置。块元件5a-c形成处于连接状态的壳体。每个块元件5a-c可以由注模塑料材料形成。

第一块元件5a包括用于连接导管6-14的多个端口p_1-9。端口p_1-9在第一块元件5a的背向第二块元件5b的一侧上以直线排列。奶导管6在奶接收器1的底部1a与被定义为第一端口p₁的奶入口端口之间延伸。第一端口p₁是一排端口p_1-9中的端部端口。奶导管6设置有样品阀6a，通过该样品阀6a控制从奶接收器1到分配单元5的奶流动。在这种情况下，样品阀6a是奶导管中的部件，然而也可以将样品阀6a集成在分配单元5中。第一奶采样导管7在第一奶样品分析单元A与第一奶采样出口端口之间延伸，该第一奶采样出口端口被定义为第二端口p₂。第二奶采样导管8在第二奶样品分析单元B和第二奶采样出口端口之间延伸，该第二奶采样出口端口被定义为第三端口p₃。第三奶采样导管9在第三奶样品分析单元C与第三奶采样出口端口之间延伸，第三奶采样出口端口被定义为第四端口p₄。第四奶采样导管10在第四奶样品分析单元D与第四奶采样出口端口之间延伸，第四奶采样出口端口被定义为第五端口p₅。奶样品分析单元A-D可以用来进行不同的奶测试。在所公开的实施例中，可以使用四个这样的测试，但是应该注意的是，分配单元5可以与多于或少于四个奶样品分析单元A-D相关联。奶样品分析单元A-D可以包括用于现场分析奶样品的设备。可选地，在现场将奶样品收集在样品容器中，然后运送到分析奶样品的实验室等。

洗涤液导管11在洗涤液源11a与被定义为第六端口p₆的洗涤液入口端口之间延伸。压缩空气导管12在压缩空气源12a与被限定为第七端口p7的压缩空气入口端口之间延伸。奶采样装置包括连接到分配单元5的采样泵15。采样泵15包括圆柱形壳体15a，圆柱形壳体15a具有通过可移动布置的活塞15b分成第一腔室15a₁和第二腔室15a₂的内部空间。活塞15b经由活塞杆15c连接到致动器15d。致动器15d可以被实现为电动，气动或液压马达，例如电动步进马达。第一泵导管13在采样泵15的第一腔室15a₁与被定义为第八端口p₈的第一泵端口之间延伸。第二泵导管14在采样泵15的第二腔室15a₂与被定义为第九端口p₉的第二泵端口之间延伸。第九端口p₉是排列在第一块元件5a上的一排端口p_1-9中的第二端部端口。第一块元件5a包括布置在第一块元件5a的第一端表面上的排出阀(bleed valve)16。排出阀16被布置在接近第一端口p₁的位置。第一块元件5a包括设置在第一块元件5a的相反的第二端表面上靠近第九端口p₉的位置处的排空阀(drain valve)17。第三块元件5c支撑由控制单元18控制的控制阀c_1-8。

图3示出了分配单元5的纵向剖视图。每个端口p_1-9被构造成接收导管6-14的端部。每个端口p_1-9包括通向第一块元件5a中的流动通道19的开口。流动通道19在第一端部19a和第二端部19b之间在第一块元件5a的纵向方向上延伸。排出阀16被布置在流动通道19的第一端部19a处，排空阀16被布置在第一块部件5a的第二端部表面19b处。第一块体限定流动通道19的第一纵向侧表面。流动通道19的相反纵向侧表面由弹性板状衬垫20限定。弹性衬垫20布置在位于第一块元件5a和第二块元件5b之间的区域处。

该排端口p_1-9中的每个中间端口p_2-8包括从由第一块元件5a限定的流动通道的纵向侧表面突出到流动通道19中的部分。因此，中间端口p_2-8的开口被布置成比由第一块元件5a限定的侧表面的其余部分更靠近弹性衬垫20。中间端口p_2-8的开口与流动通道19之间的流动由布置在第二块元件5b中的相应阀体v_2-8控制。由第一块元件5a限定的纵向侧表面包括另外的突出部分。另一部分布置在位于第一端口p₁的开口和第二端口p₂的开口之间的位置19c处。第一阀体v₁布置在所述突出部分的相对侧上。排出阀16被布置在第一阀体v₁与样品阀6a之间的位置处。第一阀体v₁是排出块中的具有块排出阻挡功能的块。在样品阀6a泄漏的情况下，第一阀体v₁阻断奶流向单元5的流动通道19，并且奶经由排出阀16离开分配单元5。在第一阀体v₁泄漏的情况下，流动通道19中的介质将被样品阀6a阻挡，并且介质经由排放阀16离开分配单元5。样品阀6a的可选定位是在分配单元5的第一端口p₁中。

第二块元件5b包括容纳各自阀体v_1-8的内部空间。每个阀体v_1-8在关闭位置和打开位置之间可移动地布置在第二块元件5b的各自的内部空间中。在关闭位置，阀体v_1-8的前部在弹性衬垫20上施加力，使得弹性衬垫20关闭端口p_2-8的开口或位置19c处的流动通道。阀弹簧21在每个阀体v_1-8上向关闭位置施加力。

图4示出了包括第二阀体v₂的分配单元5的一部分的剖视图。然而，所有阀体v_1-8具有与第二阀体v₂相同的设计。第三块元件5c包括连接到环境空气源22a的第一纵向通道22和连接到压缩空气源23a的第二纵向通道23。多个第一横向通道24在第一纵向通道22与第三块元件5c的侧表面中的各自开口之间延伸。多个第二横向通道25在第二纵向通道23与第三块元件5c的相同侧面中的各自开口之间延伸。多个横向控制通道26在各自阀体v_1-8的内部空间的上部与第三块元件5c的侧表面中的各自开口之间延伸。此外，第二块元件5b包括在第一纵向通道22和各自的阀体v_1-8的内部空间的下部之间延伸的横向通道27。因此，阀体v_1-8的内部空间的下部永久地包含处于环境压力下的空气。

每个控制阀c_1-8是3/2阀，其可以是3/2电磁阀。每个控制阀c_1-8包括与第一横向通道24相通(in contact with)的第一入口端口，与第二横向通道25相通的第二入口端口，以及与控制通道26相通的出口端口。当控制单元18将控制阀c₂设置于第一位置时，控制阀c₂将第一横向通道24连接至控制通道26。内部空间的上部从第一纵向通道22接收环境压力形式的控制压力。在这种情况下，阀体v₂的内部空间的上部以及下部包含处于环境压力的空气。结果，阀弹簧21将阀体v₂移动到关闭位置。阀体v₂的前部作用在弹性衬垫20的一部分上，从而关闭第二端口p₂的开口。当控制单元18将控制阀c₂设置在第二位置时，第二横向通道25连接到控制通道26。在这种情况下，内部空间的上部从第二纵向通道23接收压缩空气形式的控制压力。压缩空气克服阀弹簧21的作用将阀体v₂从关闭位置移动到打开位置。阀体v₂的前部缩回，且弹性衬垫20将第二个端口p₂的开口暴露。

图5示出了第一块元件5a的长形剖视图。在此长形流动通道19，以及端口p_1-9相对于流动通道19的位置被更详细地表示。

在获取奶样品的情况下，用奶接收器1中的搅拌部件将奶混合成同质的组合物。最初，所有阀体v_1-8处于关闭位置。控制单元18开始提供分配单元5和采样泵15的流动表面的漂洗过程。控制单元18打开采样阀6a并将第一控制阀c₁设置在第二位置。因此，第一阀体v₁从关闭位置移动到打开位置。位置19c处的流动通道19打开并且在奶导管6与整个流动通道19之间形成流动连通。控制单元18启动致动器15d，使得其将活塞15b从第二腔室15a₂具有最小尺寸的初始位置移动。活塞15的运动使第二腔室15a₂扩大，并且在第二腔室15a₂，第二泵导管14，流动通道19和奶导管6中产生真空压力。

当活塞到达确定的位置并且第二腔室15a₂已经接收到确定量的奶时，控制单元18将第一控制阀c₁设置在第一位置，使得第一阀体v₁移动到关闭位置。从奶导管6到流动通道19的奶流动停止。控制单元18启动致动器15d，使得其将活塞15b朝向初始位置的方向移回。活塞15b的这种运动提供了从第二腔室15a₂经由第二泵管线14和第九端口p₉到流动通道19的奶流。所有阀体v_1-8处于关闭位置并且流动通道19中的压力增加。排空阀17打开，奶通过排空阀17离开流动通道19。流入分配单元5的初始奶流从分配单元5的内表面清洁来自先前奶样品的奶残余。当活塞15b已经到达初始位置时，泵15的第二腔室15a₂已经清空了冲洗奶。

然后奶采样过程开始。控制单元18再次将第一控制阀c₁设定在第二位置，并且将第一阀体v₁移动到打开位置，使得流动通道19在位置19c处打开。控制单元18启动致动器15d，使活塞15b从初始位置移动。第二腔室15a₂扩张并且在第二泵导管14，流动通道19以及从奶导管6向第二腔室15a₂提供奶流的奶导管6处形成真空压力。当第二腔室15a₂已经接收到确定量的奶时，控制单元18将第一控制阀c₁设置在第一位置，使得第一阀体v₁被关闭。然后可以将现在包含在第二腔室15a₂中的确定量的奶或确定量的奶的一部分输送到任何一个奶分析单元A-D，例如第一奶分析单元A。在这种情况下，控制单元18将第二控制阀c₂设定在第二位置，使得第二阀体v₂移动到打开位置，在其中第二端口p₂的开口暴露。

控制单元18启动致动器15d，使其在朝向初始位置的方向移动活塞15b。活塞15b通过第二泵管线14，第九端口p₉，流动通道19，第九端口p₉和第一分析管道7将来自第二腔室15a₂的奶流提供给第一分析单元A。应当应该注意的是，第二室15a₂中所含的确定量的奶可以被提供给一个以上的奶分析导管7-10，并且因此被分配给奶分析单元A-D中的几个。

分配单元5和奶采样导管7-10应定期清洗。当要执行清洗过程时，控制单元18将第六控制阀c₆设定在第二位置，使得第六阀体v₆移动到打开位置。从洗涤液源11b经由洗涤液导管11和第六端口p₆向流动通道19供给洗涤液。之后，控制单元18将控制阀c_2-5中的一个或多个设定在第二位置，且将相应的阀体v_2-5设置在打开位置，以便提供通过一个或多个端口p_2-5和奶样品分析导管7-10的洗涤液流。当控制单元18将第六控制阀c₆设置在第一位置，使得第六阀体v₆移动到关闭位置时，洗涤液流停止。之后，控制单元18可以将第七控制阀c₇设定在第二位置，使得第七阀体v₇移动到打开位置。压缩空气从压缩空气源12b经由压缩空气导管12，第七端口p₇和流动通道19被供应到奶样品分析导管7-10。可以供应压缩空气，以便在用洗涤液清洗处理之后干燥分配单元5和奶样品分析导管7-10的内表面。或者，可以使用相对较高压力的压缩空气来清洁分配单元5和奶样品分析导管7-10的内表面的奶残留物。

可以相应的方式以用洗涤液体和/或压缩空气供应和清洗泵导管13、14和泵15的腔室15a₁、15a₂ 15和活塞15b。使用过的洗涤液和压缩空气经由排空阀17离开分配单元5。

本发明不限于所描述的实施例，而是可以在权利要求的范围内自由地改变。

Claims (17)

1.一种用于奶样品的分配单元(5)，其中所述分配单元(5)包括流动通道(19)、将奶输送到所述流动通道(19)所通过的阀控制奶入口端口(p₁)、采样泵(15)与流动通道(19)连通所通过的泵端口(p₉)、和从所述流动通道(19)输送奶样品到各自奶样品分析单元(A-D)所通过的至少两个阀控制奶采样出口端口(p₂-p₅)，其特征在于，所述流动通道(19)具有在第一端部(19a)和第二端部(19b)之间的纵向延伸，并且所述奶采样出口端口(p₂-p₅)在位于奶入口端口(p₁)的连接位置与泵端口(p₉)的连接位置之间的位置处连接到所述流动通道(19)，所述采样泵(15)配置成从奶入口端口(p₁)，通过所述流动通道(19)和所述泵端口(p₉)到采样泵(15)而获取确定量的奶，其中所述确定量的奶接着通过采样泵(15)返回到所述流动通道(19)并且经由连接到所述流动通道(19)的一个或多个奶采样出口端口(p₂-p₅)被输送到相应的一个或多个奶样品分析单元。

2.根据权利要求1所述的分配单元，其特征在于，所述奶入口端口(p₁)布置在所述流动通道(19)的所述第一端部(19a)附近，并且所述泵端口(p₉)布置在所述流动通道(19)的相反的第二端部(19b)附近。

3.根据权利要求1所述的分配单元，其特征在于，所述奶入口端口、奶采样出口端口和泵端口在所述分配单元(5)上排列成一排。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的分配单元，其特征在于，所述分配单元(5)包括将洗涤液输送到所述流动通道(19)的阀控制洗涤液入口端口(p₆)。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的分配单元，其特征在于，所述分配单元(5)包括将压缩空气输送到所述流动通道(19)的阀控制压缩空气入口端口(p₇)。

6.根据权利要求1-3中任一项所述的分配单元，其特征在于，在所述流动通道(19)的所述第一端部处设置排出阀(16)。

7.根据权利要求6所述的分配单元，其特征在于，所述排出阀(16)是排出块的一部分。

8.根据权利要求1-3中任一项所述的分配单元，其特征在于，所述流动通道(19)的第二端部处设置排空阀(17)。

9.根据权利要求1-3中任一项所述的分配单元，其特征在于，所述分配单元(5)包括控制通过所述阀控制的奶入口端口和奶采样出口端口的流动的阀体和控制各自阀体在打开位置和关闭位置之间的运动的控制阀。

10.根据权利要求9所述的分配单元，其特征在于，所述分配单元(5)包括板状弹性衬垫(20)，所述板状弹性衬垫(20)具有设计成形成所述流动通道(19)的纵向侧表面的第一侧，以及与阀体相接触的相反的第二侧。

11.根据权利要求9所述的分配单元，其特征在于，所述分配单元(5)包括具有所述奶入口端口、奶采样出口端口和泵端口和所述流动通道(19)的第一块元件(5a)。

12.根据权利要求11所述的分配单元，其特征在于，所述分配单元(5)包括封闭所述阀体的第二块元件(5b)。

13.根据权利要求12所述的分配单元，其特征在于，所述分配单元(5)包括支撑所述控制阀的第三块元件(5c)。

14.根据权利要求13所述的分配单元，其特征在于，所述第一块元件、所述第二块元件和所述第三块元件中的至少一个通过塑料材料的注射模塑来制造。

15.根据权利要求13所述的分配单元，其特征在于，所述第三块元件(5c)包括向所述控制阀供应两种不同控制压力的通道(22、25)。

16.根据权利要求15所述的分配单元，其特征在于，所述控制阀是允许将所述两种不同控制压力之一供应给所述阀体的3/2阀。

17.根据权利要求9所述的分配单元，其特征在于，所述阀体通过各自的阀弹簧(21)的作用而移动到所述关闭位置。

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