CN1178572C - 一种用于接收乳头的装置 - Google Patents

Abstract

一种装置(1)，例如一个乳头衬管，用于接收乳头，它包括零件(2)，该零件是围绕着用于接收所述乳头的管道的一层柔性薄壁，其中该壁在朝向管道方向上具有内侧面并在远离管道方向上具有外侧面。壁的外侧面上具有大量的表面扩大物(3)，其形状、尺寸和分布使得它们对壁外侧面上的裂纹的扩展形成了阻碍。

Description

一种用于接收乳头的装置

技术领域

本发明涉及一种用于接收乳头的装置，它包括围绕着用于接收所述乳头的管道的一层柔性薄壁，其中该壁在朝向管道的方向上具有内侧面而在背离管道的方向上具有外侧面。

背景技术

从US-A-1 285 079中已知一种上述类型的装置，该装置包括乳头衬管的一部分，衬管通常由腈橡胶制成。

在橡胶制品的生产过程中，在材料方面经常出现不均匀的问题，间断部分可能包括诸如空气或杂质粉粒等。当对橡胶制品施加载荷时裂纹就可能出现，在这种情况下，裂纹首先出现在与间断部分相连接处。

众所周知，对于橡胶制品的强度来说，表面裂纹比橡胶制品的内部裂纹更加危险。因此，阻止橡胶制品表面层中裂纹的形式就显得尤其重要。

当橡胶制品老化时，由于橡胶弹性下降在其表面层中也会出现微裂纹。这些裂纹会扩展，即增大，尤其是在对橡胶制品加载时，橡胶随时间增长而弹性下降的一个原因就是这种材料是吸湿性的。

一种新的用腈橡胶制成的乳头衬管所含水份不到0.3％。乳头衬管使用时，在抽取过程中与奶液接触，而在其后的清洗过程中又与洗涤溶液接触。奶液和洗涤溶液都包含水份，水份被乳头衬管的橡胶材料所吸收。橡胶材料吸收的水份越多，乳头衬管的弹性降低越多。而且，橡胶材料中的应力会因此而增加。当一种由腈橡胶制成的已知乳头衬管报废时，它包含大约3％的水份。

此时，由于弹性下降和在抽取过程中乳头衬管的强制运动，乳头衬管中已出现了裂纹。乳头衬管的运动引发了其中的应力，从而促使裂纹产生。

发明内容

本发明的目的在于完成一种接收乳头的装置，该装置比已知的这类装置寿命要长。

上述目的的技术解决方案在于一种接收乳头的装置，它包括一围绕着接收该乳头的管道的柔性薄壁，其中该壁在朝向管道方向上具有内侧面并在远离管道方向上具有外侧面，其特征在于，在壁的外侧面的至少一部分的表面层中具有许多表面扩大物，所述表面扩大物单位面积上的数量为每平方厘米至少1000个，所述表面扩大物的形状、尺寸和分布使得它们对壁外侧面上裂纹的扩展形成了阻碍。

所述表面扩大物制做在薄壁外侧面上，以便人为地制造相互间距很小的间断，这种间断不限于诸如正常表面裂纹的尖锐的边沿，而是在薄壁外侧面的凹陷和凸起间形成平缓的过渡。

人为的间断与尖锐的自然产生的裂纹相比，导致裂纹形成的危险基本较小；在相同载荷强度下，尖锐的裂纹边沿处的应力比圆整的裂纹边沿处的应力大得多，因而更易造成材料的疲劳。

尽管有这些人为的间断，如果表面层中也出现了裂纹，那么裂纹在表面扩大物处必定要转向，无论这些表面扩大物由凹陷组成还是由凸起组成。这种转向需要有能量，那么裂纹的生长就可以用此方法进行阻碍。

因而人们发现，单位面积上布置的表面扩大物越多，对裂纹生长的防止效果就越好。

然而应当指出，如US-A-1 285 079中公开的肋板型式的人为间断是不能阻碍裂纹生长的，因为这类肋板的尺寸比乳头衬管表面层的厚度大得多。

根据本发明的第一个实施方案，薄壁外侧面表面的面积至少比内侧面表面面积大10％。根据本发明的第二个实施方案，外侧面表面积至少比内侧面表面积大50％。根据本发明的第三个实施方案，外侧面表面积至少比内侧面表面积大200％。

优选地，基本上穿过所述管道的表面扩大物的延伸部分与薄壁的厚度相比是微不足道的。

优选地，薄壁内侧面基本上没有表面扩大表，这样就达到了与奶液接触的装置表面可以很容易地进行清洗。

合适地是，薄壁外侧面上的表面扩大物包括凸起。另一方面，薄壁外侧面的表面扩大物也可包括凹陷。

单位面积上的表面扩大物的数量是每平方厘米至少100个。根据第二个实施方案。单位面积上的表面扩大物的数量是每平方厘米至少1000个。

这样就实现了表面的扩大，表面扩大物很小而且基本均匀地分布于柔性壁的外侧面上。

所述装置优选地构成乳头衬管的一部分。

表面扩大物除了增加强度阻止裂纹形成之外，它已被确认能够保证水从薄壁外侧面更大的蒸发量。

这种蒸发有助于水份在橡胶中较慢地进行积蓄，即橡胶缓慢地被水份所饱和，从而有利于延长装置寿命。

本发明还包括一种制造上述类型装置的方法，其中制做了一种具有内侧面的模具，内侧面上具有适用于生产所述表面扩大物的凹凸部分，而且该模具用于模制所述装置。从而实现了生产本发明的装置的一种简单和廉价的方法。生产方法可以用注模法，传递模塑法，压模法和铸造法。

有利地是，模具内部用机加工方法来制做凹凸部分。另一方面，模具内部也可用化学处理方法来制做不规则形状。

机加工方法的例子有电火花切割，创面电钓术，喷丸，磨削，车削，锻造以及抛光。

化学处理的例子有氯化处理和蚀刻法。

表面扩大物当然另一方面也可以在装置进行后处理时生产出来，但这种方法比上述方法开销更大。

美国专利说明书No.1 285 079中所公开的乳头衬管具有纵向设置的肋板，具有防止乳头横向弯曲或折皱的功能。根据该文献，肋板可能摩擦或限制了乳头，导致其中血液的阻塞并可以导致乳头衬管壁的破裂。根据该文献可以设置任意数量的肋板，而在附图中只示出了五个。

然而，真正用来防止乳头衬管出现弯曲或折皱的肋板的数量受到了可以防止衬管出现弯曲或折皱并仍能加强衬管的肋板尺寸的限制。与本发明的装置相反，这一尺寸的肋板无法形成对裂纹扩展的阻碍，因为衬管表面的一个小裂纹会扩展穿过肋板，原因是表面层的厚度比每一肋板的尺寸小得多。

瑞典专利说明书63 885和404 286，德国专利说明书922 447,922742和936 724以及法国专利说明书1 554 653中描述了在外侧面上设置凹凸部分的其他乳头衬管，这些凹凸部分与依据本发明的表面扩大物尺寸和效果均不相同。

附图说明

下面参照附图对本发明作进一步说明，其中：

图1表示依据本发明的用于接收乳头的装置，包括具有表面扩大物的壁，

图2示意地表示出了表面扩大物的第一种模型；

图3示意地表示出了表面扩大物的第二种模型；

图4示意地表示了表面扩大物第三种模型的横截面；

图5表示表面扩大物在表面上分布的一个例子；

图6是图1中的装置的一部分放大10倍的照片；

图7是图1中的装置的一部分放大200倍的照片。

具体实施方式

图1示出了具有乳头衬管形式的装置1，该衬管用于接收将要被挤奶的动物的乳头，例如母牛，绵羊，山羊或马。

装置1包括具有相对很薄的壁的囊形零件2。壁的外侧面上具有表面扩大物3，而壁的内侧面(未示出)是平的。

图2大致地示出了表面扩大物的第一种模型，对表面扩大物的角度和单位面积上表面扩大物的数量进行了量化。表面扩大物的横截面大致为弧形窄缝，而深度为半径的一半。

在这一近似公式中，通过窄缝宽度与窄缝横截面上沿着窄缝走向的圆弧长度的比值，可以求出表面扩大物的比例，即

$\mathrm{\πr}/(4r/\sqrt{2})$

即大约为10％。

如果内侧面是平的而且外侧面上具有表面扩大物3，这当然也涉及在相关表面上以相应方式形成的凸起，以及壁的内侧面和外侧面面积的比较。

图3大致地表示了表面扩大物的第二种模型。表面扩大物用具有深度为一个半径的弧形窄缝来近似。

在这一近似公式中，通过窄缝宽度与窄缝横截面上沿窄缝走向的半圆长度的比值可以求出表面扩大物的比例，

2πr/4r

即大约为50％。

为了不构成裂纹的指示物，图2和3中所示的窄缝与壁厚相比不应该太深也不应该太长。因此，最好以这样一种方式设置窄缝，它们各自的端部位于沿另一方向延伸的下一个窄缝的端部，以防止裂纹沿窄缝生长。

图4大致地表示出了表面扩大物的第三种模型。表面扩大物用具有一个半径的高度的半球形凸起来近似。

在这一近似公式中，通过半球形表面与被半圆覆盖的圆的表面的比值来求出表面扩大物的比例，即

2πr²/πr²

即大约为200％。

当然，这也适用于表面扩大物为具有一个半径深度的表面上的半球形凸起的形状。

自然，在壁与表面扩大物之间不应有尖锐的边沿，但图2、3和4中只是以这样一种形式来表示表面扩大物，为的是达到一个简化的数学模型。

图5表示出了具有多个图4中的半球的表面。这些半球一个靠一个地设置，这意味着相邻两个半球的中心距离是两倍半径。本发明的一个实施方案包括这样的半球，半球的半径为半个毫米，其中使用了100个半球，即每平方厘米上有100个表面扩大物。

然而为了进一步减小裂纹生长的危险性，合适的做法是在壁的外部每平方厘米设置至少1000个表面扩大物。

图6表示包括大量表面扩大物3的壁的外侧面的一部分，放大了10倍。

图7表示图6中表面扩大物的200倍放大图。显然，表面扩大物的形状和尺寸都大不相同。

本发明不只限于上述的实施方案，还涉及各种可能的变型。因此，该装置可以具有一个以上的带表面扩大物的零件2。同样地，表面扩大物可以是规则以及随机的形状。同样，装置的几个大的或小的部分上可以设有表面扩大物，例如在许多位置。

单位面积上的表面扩大物的数量也不只限于上面所述，而且当然可以是每平方厘米10,000个，每平方厘米100,000个或更多。

Claims (9)

1.一种接收乳头的装置，包括一围绕着接收该乳头的管道的柔性薄壁，其中该壁在朝向管道方向上具有内侧面并在远离管道方向上具有外侧面，其特征在于，在壁的外侧面的至少一部分的表面层中具有许多表面扩大物，所述表面扩大物单位面积上的数量为每平方厘米至少100个，所述表面扩大物的形状、尺寸和分布使得它们对壁外侧面上裂纹的扩展形成了阻碍。

2.如权利要求1的装置，其特征在于外侧的表面面积至少比内侧表面的面积大10％。

3.如权利要求1或2的装置，其特征在于外侧表面面积至少比内侧表面的面积大50％。

4.如权利要求1的装置，其特征在于外侧表面面积至少比内侧表面的面积大200％。

5.如权利要求1的装置，其特征在于壁的内侧面具有光滑的表面。

6.如权利要求1的装置，其特征在于表面扩大物包括壁的外侧面上的凸起。

7.如权利要求1的装置，其特征在于表面扩大物包括壁的外侧面上的凹陷。

8.如权利要求1的装置，其特征在于单位面积上表面扩大物的数量为每平方厘米至少1000个。

9.如权利要求1的装置，其特征在于所述装置构成了乳头衬管的一部分。

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