CN1993040A - 可控真空源 - Google Patents

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Abstract

本发明提供可控真空源。本发明涉及一种用于通过管道向至少第一真空排管提供真空的真空源，该真空源包括至少第一真空泵和第二真空泵。所述真空源包括控制系统，该控制系统适于检测消耗的气流，并且适于基于所述检测到的气流来控制所述第一真空泵和第二真空泵中的每一个的运转。

Description

可控真空源
技术领域
本发明涉及用于降低由真空要求引起的能耗的挤奶系统和真空源及降低方法。更具体地说，本发明涉及一种用于向真空排管提供真空的挤奶系统和可控真空源及提供方法。
背景技术
在现代的自动挤奶农场中，真空泵为挤奶设备提供真空，用于执行必需的作业，例如，挤奶和清洗设备。
因为需要定期地给产奶动物挤奶，所以该设备必须性能良好，并且由于动物保健和经济上的原因，不容许较长时间的设备故障。因此通常具有两个分离的真空泵，每个真空泵都能够提供挤奶设备工作所需的真空，一个真空泵用于正常使用，一个用作备用真空泵。备用泵应保持运转，因此为了润滑，重要的是定期地启动备用真空泵，从而防止侵蚀而且通常确保它是好用的。在主泵故障的情况下常设备用泵当然是昂贵的，而且不时地记得启动备用泵也很麻烦。
对于一些管辖区域，需要根据要求在挤奶厅中的每个挤奶点都应有真空储备的规定，来形成运转的真空泵和备用真空泵的尺寸。在大型挤奶厅中，合计将有相当多的真空储备。当气流要求不重要时，真空泵可能会工作在较低转速下。如果真空泵超尺寸，则由于规定，这种情况将比不超尺寸时更加频繁地发生，从而对真空泵系统产生负面影响。由于较低的转速，泵可能因为通过其的气流较慢而过热，泵的润滑可能不充分，因为驱动泵的电机的尺寸形成为对于特定转速具有最优的效率，所以该电机的效率较低，泵的效率可能由于例如空气泄漏增加而降低。而且，真空泵通常超尺寸，导致资金成本增加，更不用说处理较大真空泵方面的难度。
缓解这些问题的一种方式是引入所谓的泄放器，该泄放器使空气能够进入真空系统，从而迫使真空泵变为较高转速。然而这明显浪费了资源。
在传统挤奶厅中的挤奶机可具有使用一个真空泵的6到50个挤奶点。传统上，在同一时间用于一个动物的机器人挤奶机使用一个真空泵。
在较大的自动机器人挤奶农场中，两个或更多个自动挤奶机器人可用于一群产奶动物。因而这些自动挤奶机具有共同、整体的真空要求，需要针对该真空要求来形成真空泵的尺寸。另外，这种自动挤奶机以不同的工作模式工作，仅提及少数几个例如有挤奶、设备清洗、乳头清洁和备用。这些模式中的每一个都具有各自的真空要求，例如设备清洗可能要求在某一真空度下的高速气流，而挤奶则需要小气流但是要求稳定的真空度。这样，为了提供真空，真空泵的尺寸需要形成为处理其中所有自动挤奶机都处于最差的工作模式下的情况。设备清洗可能进而包括多个不同的清洗步骤，例如清洗乳头杯、清洗乳头清洁杯、清洗管道等等。另外，设备清洗一方面可以是对乳头杯和管道的简略冲洗(可能在挤奶机器人中在每个动物之间进行)，另一方面可以是对整个挤奶系统的清洗(可能一天只进行2或3次)。
假设例如设备清洗在30kPa的近似真空度下产生500升/分钟的气流，并且假设挤奶需要45kPa的稳定真空并且将产生150升/分钟的气流，系统包括由一个单泵服务的两个自动挤奶机器人，则需要该泵的尺寸形成为使其不仅提供45kPa的稳定真空以及650升/分钟的气流，而且提供30kPa的近似真空度和1000升/分钟的气流。
然而，两个自动挤奶机仅仅偶尔同时都进行设备清洗或进行其他高速气流操作，但更平常的是它们进行不同的作业，其中一个作业可能要求较低。这样，必须针对并不经常出现的情况来形成真空泵的尺寸。尺寸如此形成的真空泵当然在购买和运转上都很昂贵。
发明内容
因此如果能使用成本较低的真空泵并且如果能通过仅利用当前需要的真空功率而节省能量，则将是有益的。
如果在正常运转期间可利用备用真空泵，那么也将是有益的。
本发明的主要目的在于提供至少缓解上述问题的装置和方法。
在这方面，本发明的具体目的在于提供降低用于真空源的能耗的装置和方法。
本发明的又一目的在于提供减少对于特定挤奶系统装置所需的真空泵的数量的装置和方法。
根据本发明的第一方面，这些目的和其他目的通过一种用于给动物挤奶的挤奶系统实现，该挤奶系统包括至少第一挤奶机和第二挤奶机以及真空源，该真空源设置成通过管道给所述至少第一挤奶机和第二挤奶机提供真空。所述挤奶系统包括控制系统，该控制系统连接到所述第一挤奶机和第二挤奶机并且连接到所述真空源，该控制系统设置为根据对所述至少第一挤奶机和第二挤奶机的真空要求来调节所述真空源。真空要求例如可以包括真空度以及/或者每分钟的空气量，即以升/分钟为单位的气流。
根据本发明的第二方面，这些目的和其他目的通过一种挤奶系统实现，该挤奶系统包括一组自动挤奶机，其中在所述挤奶机组中的每个挤奶机可以以包括挤奶和设备清洗的单独的工作模式运转，所述挤奶系统还包括一组受控真空泵，其中在所述真空泵组中的每个真空泵可以以单独的泵工作模式运转。所述挤奶系统包括：管道，所述管道将所述真空泵组与所述挤奶机组连接；可控阀，所述可控阀设在所述管道中，用于将所述真空泵组中的真空泵与所述挤奶机组中的挤奶机连接或断开；以及控制系统，该控制系统设置为控制所述真空泵组中的每个真空泵的工作模式并且控制所述可控阀。
根据本发明的第三方面，这些目的和其他目的通过一种真空源实现，该真空源用于通过管道向至少第一真空排管提供真空，该真空源包括至少第一真空泵和第二真空泵。该真空源包括控制系统，该控制系统设置成接收对所述至少第一真空排管的真空要求的指示，并且调节所述至少第一真空泵和第二真空泵的功率，使得对于所要求的真空实现最小功耗。
根据本发明的第四方面，这些目的和其他目的通过一种利用真空源通过管道系统向真空排管提供真空的方法实现，其中所述真空源包括至少第一真空泵和第二真空泵以及连接到所述至少第一真空泵和第二真空泵及所述真空排管的控制系统。所述方法包括以下步骤：在所述控制系统中接收对所述真空源的真空要求的指示；并且调节所述至少第一真空泵和第二真空泵，从而实现所述真空要求。
因此，可以通过修改诸如真空泵的真空资源的数量，来减少或最小化用于向在不同时期具有不同真空要求的多个挤奶机提供真空的耗能。还可以将备用泵用作第二泵从而降低资金成本。
根据本发明的一个型式，控制系统设置成从一组挤奶机工作模式检测所述至少第一挤奶机和第二挤奶机中的每一个的挤奶机工作模式，其中挤奶机的第一检测挤奶机工作模式与第二挤奶机工作模式具有不同的真空要求，并且所述控制系统设置成根据所述至少第一挤奶机和第二挤奶机的检测挤奶机工作模式，从一组真空源工作模式选择所述真空源的真空源工作模式。
从而，可选择例如在能耗方面对于所述检测挤奶机工作模式最优的真空源工作模式。
根据本发明的另一型式，控制系统设置成从所述至少第一挤奶机和第二挤奶机中的每一个接收真空请求信号，所述控制系统设置成根据所述接收到的真空请求信号来确定全部所述至少第一挤奶机和第二挤奶机的总真空要求，并且所述控制系统设置成调节所述真空源以提供所要求的真空。
因此，真空源设置成向要求真空的全部挤奶机提供真空。
根据本发明的另一型式，真空源包括至少两个可单独控制的真空泵，所述至少两个可单独控制的真空泵通过管道可连接到所述至少第一挤奶机和第二挤奶机中的每一个。
对于至少两个单独的真空泵，当水平较低的真空要求占主导地位时，可停止一个真空泵。通过停止一个真空泵，节省了相当多的能量。
根据本发明的另一型式，管道包括多个可单独控制的阀，所述多个阀设置成断开或连接所述多个真空泵中的特定真空泵，并且控制系统设置成与所述至少第一挤奶机和第二挤奶机的真空要求相关地控制所述多个阀。
通过在设置用于将真空泵连接到挤奶机的管道中设置的可单独控制的多个阀，可以连接或断开各个泵和挤奶机，从而实现对管道结构的控制。
根据本发明的一个型式，所述挤奶机工作模式组包括维护模式、挤奶模式和清洗模式。
根据本发明的一个型式，所述真空源工作模式组包括备用模式、保持真空度模式、保持气流模式、保持真空度和最小气流模式以及完全模式。
根据本发明的一个型式，所述真空请求信号包括与所述挤奶机的期望真空要求有关的数据，该数据包括关于真空度和气流或者期望的真空度和气流的要求。
根据本发明的一个型式，所述真空请求信号包括关于请求的挤奶机工作模式的信息，所述控制系统包括将具体的挤奶机工作模式与真空度要求和期望的气流相关联的表信息。
根据本发明的一个型式，所述挤奶机是自动机器人挤奶机，并且所述真空泵组中的至少一个真空泵是转速受控的真空泵，例如频率受控的真空泵。
根据本发明的一个型式，所述控制系统连接到所述挤奶机组中的每个挤奶机，并且设置成从所述挤奶机组中的每个挤奶机接收真空要求请求消息。所述真空要求请求可包括一组要求中的一个或更多个要求，所述要求组包括：最小真空度、最大真空度、最小气流、最大气流、输送时间、真空稳定性要求。
根据本发明的一个型式，所述控制系统设置为向发送了真空要求请求消息的挤奶机发送确认消息，该确认消息至少指示是否准许所述请求。所述确认消息还指示何时可达到所述真空要求。
根据本发明的第五方面，这些目的和其他目的通过一种通过管道向至少第一真空排管提供真空的真空源实现，该真空源包括至少第一真空泵和第二真空泵。所述真空源包括控制系统，该控制系统设置成检测消耗的气流，并且基于所检测到的气流来控制所述第一真空泵和第二真空泵中的每一个的运转。
根据本发明的第六方面，这些目的和其他目的通过一种通过管道向至少第一真空排管提供真空的方法实现，包括至少第一真空泵和第二真空泵。所述方法包括以下步骤：检测消耗的气流；并且基于所检测到的气流来控制所述第一真空泵和第二真空泵中的每一个的运转。
通过根据气流控制所述真空泵的运转，可以基于当前主导的气流要求启动和停止各个真空泵。还可以控制一个或几个真空泵使其以最佳的转速运转，并且通过控制它们的转速使用仅一个或几个的真空泵来控制真空度。
根据本发明的第五或第六方面的一个变型，所述控制系统设置成：如果检测到的气流位于第一气流区间内，则所述控制系统保持所述第二真空泵断开。
如果气流要求低到使得仅一个真空泵就足以处理该气流，则可断开其他真空泵。这可节省能量并减少对如此断开的真空泵的磨损。
根据本发明的第五或第六方面的一个变型，所述控制系统设置成通过控制所述第一真空泵的转速来控制所提供的真空度。
通过控制所述真空泵的转速，可以控制由所述真空泵系统为了例如进行挤奶而提供的真空度。
根据本发明的第五或第六方面的一个型式，所述控制系统设置成：如果检测到的气流位于第二气流区间内，则所述控制系统将所述第一真空泵保持在第一转速下，并且通过控制所述第二真空泵的转速来控制所提供的真空度。
根据本发明的第五或第六方面的一个变型，所述第一转速是为所述第一真空泵进行最优设计的转速。
根据本发明的第五或第六方面的一个变型，所述真空源包括第三真空泵。
据本发明的第五或第六方面的一个变型，所述控制系统设置成切换所述第一真空泵、第二真空泵和第三真空泵，使得所述第一真空泵、第二真空泵和第三真空泵中的每一个交替用作备用泵，而另两个用作工作真空泵。应该清楚，在所述真空源中可使用任意数量的真空泵。
根据以下对本发明实施例的详细描述，本发明的其他特征及其优点将显而易见。
附图说明
根据以下给出的对本发明实施例的详细描述和附图1至6将更加全面地理解本发明，描述和附图仅以例示的方式给出，因而不对本发明构成限制。
图1是根据本发明的包括两个真空泵和两个挤奶机的实施例的示意性框图。
图2是根据本发明的其中两个真空泵用于三个挤奶机的另一实施例的示意性框图。
图3是根据本发明的其中包括备用真空泵的另一实施例的示意性框图。
图4是根据本发明的公开了多个真空泵和挤奶机的另一实施例的示意性框图。
图5是根据本发明的实施例的示意性流程图。
图6是根据本发明一个方面的真空源的示意性框图。
具体实施方式
在以下描述中，出于解释而非限制的目的，阐述了具体的细节，例如具体技术和应用，从而提供对本发明的全面理解。然而，对于本领域技术人员显而易见的是，可在其他脱离这些具体细节的实施例中实践本发明。在其他情况下，略去对公知方法和装置的详细描述以使不会由于不必要的细节而令本发明的描述不清楚。
图1是根据本发明的挤奶系统的示意性框图。第一真空泵101和第二真空泵102利用第一管道103a和第二管道103b通过第一阀104和第二阀105连接到相应的第一挤奶机106和第二挤奶机107。第三管道103c连接第一管道103a和第二管道103b，并包括第三阀108。控制系统109连接到挤奶机、真空泵并连接到多个阀，且设置成接收关于多个单元的运转的信息并且控制各个单元。第二泵102优选为备用泵。
备用泵是用于备用的真空泵，即备用真空泵通常不工作，而是在工作真空泵出现故障的情况下使用。
图1中的挤奶系统的操作如下。真空泵的尺寸形成为能够在700升/分钟的气流下保持约为45kPa的真空度。第一挤奶机106可以工作在不同的工作模式下，不同的工作模式根据下表要求不同的真空度并产生不同的气流。
表1  挤奶机模式
  模式  功能     真空要求
  0  关闭     非真空
  1  挤奶     要求真空度＝45kPa。低速气流约150l/min
  2  乳头清洁     所请求真空度＝45kPa。要求真空度约30kPa，高速气流约1000l/min
  3  设备清洗     全速、高速气流约500l/min
  4  维护     10至20kPa，速度很低的气流约20l/min
在模式＝0中，挤奶机关闭从而不需要真空。
在模式＝1中，给产奶动物挤奶，例如为了动物健康而且为了达到良好的挤奶效果，需要使真空度保持稳定在45kPa的规定水平。在挤奶期间，气流相对较低，约为150升/分钟。
在模式＝2中，进行乳头清洁，这产生1000升/分钟的速度很高的气流。在该模式中真空泵的设定点通常设为45kPa，但是由于高速气流，泵可能不能保持该真空度，它可能降至约30kPa。
在一些装置中，使用与挤奶乳头杯相似的乳头清洁杯，其中将水和加压空气引入杯中以清洁乳头，并且利用乳头清洁杯中的真空除去水。这会产生上述的较大气流。另选的是，可以使用诸如刷子等的根本不需要真空的其他装置来清洁乳头。
在模式＝3中，清洗挤奶机，气流速度颇高，约为500升/分钟。真空度通常在40kPa左右。
在模式＝4中，挤奶机处于所谓的维护模式下。对于机器人自动挤奶机，这例如是处于在挤奶机等待新的动物进入挤奶机的时候。真空度设为例如20kPa，并且气流速度很低，约为20升/分钟。
第二挤奶机107以与第一挤奶机106相同的模式工作。此外，两个挤奶机106和107完全彼此独立地工作，使得一个挤奶机可以独立于另一个挤奶机地以任何模式工作。
这样，第一挤奶机106和第二挤奶机107具有取决于相关工作模式的不同真空要求。控制系统109优选在实际模式出现前一段时间检测第一挤奶机和第二挤奶机的工作模式。这是为了给予第一真空泵101和第二真空泵102时间以达到要求的真空度。这例如可以通过在控制系统109中包括关于某个模式对于其他事件或模式何时出现的信息来实现。例如，容易认识到在乳头清洁模式开始之后的规定时间将出现挤奶模式。
控制系统可仅通过利用传统的真空计和气流计测量真空度和挤奶机消耗的气流来检测工作模式。
控制系统可包括通信模块，该通信模块用于从挤奶机接收检测到的挤奶机工作模式。控制系统采用协议(即，TCP/IP)与各个挤奶机通信，其中挤奶机向控制系统发送表示该机器处于或即将处于什么工作模式的消息。该消息可任选地包括关于真空要求的信息，或者控制系统可包括将工作模式与要求或所请求的真空度、以及期望的气流相关联的表。当然这意味着各个挤奶机必须包括其自身的控制系统，具有能够与控制系统通信的通信模块。
然后控制系统按照下表，根据检测到哪个模式，来控制第一阀104、第二阀105和第三阀108以及第一真空泵101和第二真空泵102。当第一泵101断开时，第一阀104也关闭，并且当第二泵102断开时，第二阀105关闭。
真空泵可根据各个真空泵从控制系统接收的指示一起采取不同的工作模式。这些模式包括备用模式、保持真空度模式、保持气流模式、保持真空度和最小气流模式以及完全模式。
表2  两个真空泵MM1和两个挤奶机MM2的逻辑表。
 MM1模式  MM2模式     第三阀     第一泵     第二泵
 0  0     NA     断开     断开
 0  1     关闭     断开     接通
 0  2     关闭     断开     接通
 0  3     关闭     断开     接通
 0  4     关闭     断开     接通
 1  1     打开     接通     断开
 1  2     关闭     接通     接通
 1  3     关闭     接通     接通
 1  4     打开     接通     断开
 2  2     关闭     接通     接通
 2  3     关闭     接通     接通
 2  4     打开     接通     断开
 3  3     关闭     接通     接通
 3  4     打开     接通     断开
 4  4     打开     接通     断开
由于清晰和空间的原因，排除了对称模式。
对于模式结构{1，1}、{1，2}、{2，2}、{2，3}、{2，4}以及对应的对称模式，仅要求第一真空泵101满足来自两个挤奶机的真空要求，从而断开第二真空泵102。这使得节省了相当多的能量从而节约了成本。如果例如对于特定的挤奶系统，各个挤奶机每天处于维护模式下2个小时，并且每天处于挤奶模式下14个小时，则节能为(2+14)/24×50％＝33％。
图2是根据本发明的挤奶系统200的示意性框图，该挤奶系统包括通过管道206用于分别由203、204和205表示的第一、第二和第三挤奶机的第一真空泵201和第二真空泵202。图2中的挤奶系统包括用于将第一真空泵201与管道206断开的第一阀207和用于将第二真空泵202与管道206断开的第二阀208。挤奶系统200还包括分别由209、210和211表示的第三、第四和第五阀，用于控制到各个挤奶机的真空输送。所有阀、挤奶机和真空泵都由控制系统212监视和控制。这样，如从图中清楚所见，仅有两个真空泵用于三个挤奶机。这意味着与根据现有技术的挤奶系统相比，挤奶系统200节省了一个泵。
挤奶系统200的操作如下。第一、第二和第三挤奶机中的每一个都可以以根据表1的任何模式独立运转。控制系统控制阀和真空泵以使得获得要求的真空度以及期望的气流。各个泵在45kPa下的排量为700升/分钟，因此，本实施例中的两个真空泵在45kPa下的总排量为1400升/分钟，在30kPa下的总排量为2000升/分钟。
下表列出了两个真空泵可提供要求的真空度的模式结构。
表3  两个真空泵用于三个挤奶机。模式结构与表1相关。
    模式结构     气流     真空度
    {1，1，1}     约450l/m     要求45kPa
    {1，1，4}     约320l/m     要求45kPa
    {1，3，4}     约670l/m     要求45kPa
    {1，4，4}     约190l/m     要求45kPa
    {3，3，4}     约1020l/m     请求约30kPa
    {2，4，4}     约1040l/m     请求约45kPa
    {3，4，4}     约540l/m     请求约30kPa
    {4，4，4}     约60l/m     请求约30kPa
如果挤奶系统200中的一个挤奶机关闭，即第一、第二或第三挤奶机中的一个或更多个处于模式＝0的情况下，相应地调节阀209、210和211来应用表2。对于模式{3，3，4}和{2，4，4}，气流略微超过第一泵的排量，但是因为并非绝对必须保持30kPa或45kPa的请求真空度，所以由于气流速度略高导致的相应真空下降也是容许的。
这样，控制系统212根据哪个挤奶机要求真空以及要求多大的气流，来控制第一、第二、第三、第四和第五阀以及第一和第二真空泵。如果喷射的气流超过700升/分钟并且要求45kPa的真空，或者如果喷射的气流大大超过1000升/分钟，则第二泵将连接到管道206以提供真空。各个阀的具体调节是不重要的，这里将不做交待。
从而，对于上表3中的任何组合模式结构，或者对于表2中的对应模式结构，当挤奶系统200中的三个挤奶机之一处于模式＝0时，仅有一个真空泵工作而其他真空泵断开。显然这将节省相当多的能量和金钱。
对于一些模式结构，例如模式结构{2，2，2}和{3，3，3}，即使两个真空泵也不能提供足够的真空。这些模式结构很少同时出现，并且例如一种解决方案可以是，令控制系统212指示一个挤奶机等待所请求的操作直到可获得足够的真空。图3是根据本发明的实施例的示意性框图，其中与图2的挤奶系统200相比，包括了第三真空泵301。在该实施例中没有不能通过由三个真空泵构成的真空源处理的模式结构。
图4是根据本发明的一般性挤奶系统400的示意性框图，该挤奶系统包括具有多个真空资源405的真空源401、和具有由管道系统403连接在一起的多个挤奶机406的真空排管402。真空源401、真空排管402和管道系统403由控制系统404监视和控制。挤奶系统400是关于图1、图2和图3所描述的实施例的概括，并相应地工作。
图5是图4中的挤奶系统的操作的实施例的示意性流程图。在步骤501中控制系统404从一个单独挤奶机406接收真空请求。在步骤502中计算挤奶系统的总真空要求，并在步骤503中进行测试以验证当前使用的单个真空资源405是否足以满足新的总真空要求。如果情况如此，则控制系统在步骤504中向请求的单个挤奶机406发送“接受请求”信号，该信号表示真空排管可开始其运转。然后在步骤509中更新当前模式结构。
然而，如果当前使用的真空资源405不能提供所请求的真空，则进行测试505以验证是否可使用另外的真空资源405。如果情况如此，则在步骤506中连接另外的真空资源405，并相应地设置管道系统中的对应阀。
如果不能使用其他的真空资源，则控制系统404在步骤507中计算预期的可用时间，并在步骤508中向请求的单个挤奶机406发送“延迟请求”信号。最终，在与计算出的可用时间对应的延迟510之后，在步骤509中更新当前模式结构。
图6是根据本发明的真空源系统的示意性框图，该真空源系统包括分别由601、602和603表示的第一、第二和第三真空泵。控制系统604连接到各个真空泵以用于对真空泵进行控制。该控制包括启动和停止以及对各个单独真空泵的转速的控制。控制系统还监视真空泵系统600中的气流。
即使本文所述的真空泵的控制主要集中在通过监视气流进行的控制上，当然也可以采用控制真空泵的运转的其他方法，例如监控真空度、各个真空泵的转速等等。例如，真空泵的转速可以给出对气流的间接测量。
在本示例中，各个真空泵的排量为4000升/分钟，系统600将替代具有工作真空泵和备用真空泵的传统真空系统，所述工作真空泵和备用真空泵各自具有8000升/分钟的排量。
控制系统604设置为根据日程和检测到的气流来控制第一、第二和第三真空泵中的每一个的运转。
三个真空泵中仅有两个将在任何特定时间运转，第三个真空泵将被指定为备用泵。对备用泵的指定将根据规定方案在三个真空泵之间切换。
这可以例如根据下表来实现：
    天   泵#1   泵#2   备用泵
    1   第一泵601   第二泵602   第三泵603
    2   第三泵603   第一泵601   第二泵602
    3   第二泵602   第三泵603   第一泵601
    …   …   …   …
这样，指定为真空泵#1的真空泵将切换，如同指定为真空泵#2和备用泵的真空泵将切换一样。这具有多个优点，即，所有真空泵将有规律且均匀地运行，不再存在所有真空泵在相同时间且相同维护场合下需要维护的情况，真空泵的期望使用寿命加倍，并且容易维护(因为可以首先维护备用泵，在命令切换后可维护新的备用泵)等等。
在真空泵系统600的运转期间，仅泵#1和泵#2运转，而指定的备用泵断开。
如果泵#1或泵#2中的任一个在运转期间出现损坏，则使用备用泵代替损坏泵，从而可在不停止真空系统的运转的情况下维修损坏泵。
根据下表基于检测到的气流控制运转的泵#1和泵#2的运转和转速：
   检测到的气流(l/m)     泵#1     泵#2
   0至3000     受控转速     断开
   3000至5000     最优转速     受控转速
   5000至7000     受控转速     75％
   7000至8000     100％     受控转速
在气流为0至3000升/分钟的第一气流区间中，泵#2断开并且利用真空泵#1的转速控制来控制真空度。当气流升到3000升/分钟以上并且位于气流为3000至5000升/分钟的第二区间内时，真空泵#1将其转速降低至最优转速。最优转速是真空泵效率最高时的转速。在第二区间中，真空泵#2启动并且通过根据控制系统604的控制来调节其转速而接管对真空度的控制。
在气流为5000至7000升/分钟的第三区间中，真空泵#2设置为其最大排量4000升/分钟的约75％的工作效率，并且通过真空泵#1的转速控制来控制真空度。最后，在气流为7000至8000升/分钟的第四区间中，真空泵#1设置为以其最大排量(即，气流为4000升/分钟)运转，并且控制真空泵#2的转速来控制真空度。
指定区间当然可以设有适当的滞后，使得如果气流接近指定区间的阈值地变化，也不会影响真空泵的运转。而且，指定区间阈值可以不同并且应根据实施中的主导具体要求而调节。如果使用其他尺寸的真空泵，则这当然也会对所选的区间造成影响。
该结构提供了许多优点。例如，更容易扩大系统。这可以通过简单地添加另一运转真空泵并相应地调节区间而容易地实现。因为使用了更小的电机，所以节约了能量。真空泵以更加适当的转速运转。使用更小的备用泵。在以上示例中，使用4000升/分钟的备用泵来代替8000升/分钟的备用泵。真空泵越小就越容易处理。
显然可以以多种方式改变本发明。这种改变不应被认为脱离本发明的范围。旨在将对本领域技术人员显而易见的所有这种修改都包含在所附权利要求的范围内。

Claims (50)

1.一种用于给动物挤奶的挤奶系统，该挤奶系统包括至少第一挤奶机和第二挤奶机以及真空源，该真空源用于通过管道为所述至少第一挤奶机和第二挤奶机提供真空，
所述挤奶系统的特征在于
控制系统，该控制系统连接到所述第一挤奶机和第二挤奶机并且连接到所述真空源，该控制系统设置为根据所述至少第一挤奶机和第二挤奶机的真空要求来调节所述真空源。
2.根据权利要求1所述的挤奶系统，其中
所述控制系统适于检测所述至少第一挤奶机和第二挤奶机中的每一个的挤奶机工作模式，其中，挤奶机的第一检测挤奶机工作模式与第二检测挤奶机工作模式具有不同的真空要求，并且
所述控制系统设置为选择所述真空源的真空源工作模式。
3.根据权利要求2所述的挤奶系统，其中
所述挤奶机工作模式是从一组挤奶机工作模式中选择出的，并且
所述真空源工作模式是根据所述至少第一挤奶机和第二挤奶机的检测挤奶机工作模式而从一组真空源工作模式中选择出的。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的挤奶系统，其中
所述控制系统适于从所述至少第一挤奶机和第二挤奶机中的每一个接收真空请求信号，
所述控制系统适于根据所接收到的真空请求信号来确定所述至少第一挤奶机和第二挤奶机的全体的真空要求，并且
所述控制系统适于调节所述真空源以提供所述要求的真空。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的挤奶系统，其中
所述真空源包括至少两个可单独控制的真空泵，所述至少两个可单独控制的真空泵通过所述管道可连接到所述至少第一挤奶机和第二挤奶机中的每一个。
6.根据权利要求5所述的挤奶系统，其中
所述控制系统设置为与所述至少第一挤奶机和第二挤奶机的真空要求相关地、单独地对所述至少两个真空泵中的每一个进行控制。
7.根据权利要求5或6所述的挤奶系统，其中
所述管道包括可单独控制的多个阀，所述多个阀适于断开或连接所述多个真空泵中的特定真空泵，并且
所述控制系统设置为与所述至少第一挤奶机和第二挤奶机的真空要求相关地控制所述多个阀。
8.根据权利要求3至7中的任一项所述的挤奶系统，其中
所述挤奶机工作模式组包括备用模式、挤奶模式和清洗模式。
9.根据权利要求3至8中的任一项所述的挤奶系统，其中
所述真空源工作模式组包括以下模式中的至少一种：备用模式、保持真空度模式、保持气流模式、保持真空度和最小气流模式、以及完全模式。
10.根据权利要求4至9中的任一项所述的挤奶系统，其中
所述真空请求信号包括关于挤奶机的期望真空要求的数据，该数据包括与真空度和气流或者期望的真空度和气流相关的要求。
11.根据权利要求4至10中的任一项所述的挤奶系统，其中
所述真空请求信号包括关于请求的挤奶机工作模式的信息。
12.根据权利要求1至11中的任一项所述的挤奶系统，其中
所述控制系统包括将特定挤奶机工作模式与真空度要求和期望气流相关联的表信息。
13.根据权利要求1至12中的任一项所述的挤奶系统，其中
所述挤奶机是自动机器人挤奶机。
14.一种挤奶系统，该挤奶系统包括一组自动挤奶机，其中所述挤奶机组中的每个挤奶机可以以包括挤奶和设备清洗在内的单独的工作模式工作，所述挤奶系统还包括一组受控的真空泵，其中所述真空泵组中的每个真空泵可以以单独的泵工作模式工作，
所述挤奶系统的特征在于
管道，所述管道将所述真空泵组与所述挤奶机组相连接，
至少一个可控阀，该阀设在所述管道中，用于将所述真空泵组中的真空泵与所述挤奶机组中的挤奶机连接或断开，以及
控制系统，该控制系统设置为控制所述真空泵组中的每个真空泵的工作模式，并且设置为控制所述至少一个可控阀。
15.根据权利要求14所述的挤奶系统，其中
所述真空泵组中的至少一个真空泵是转速受控的真空泵。
16.根据权利要求14或15所述的挤奶系统，其中
所述真空泵组中的每个真空泵通过所述管道连接到所述挤奶机组中的每个挤奶机。
17.根据权利要求15或16所述的挤奶系统，其中
所述至少一个转速受控的真空泵可以以以下的泵工作模式中的至少一种工作：断开、完全、保持规定的真空度、保持规定的气流以及保持规定的真空度和规定的气流。
18.根据权利要求14至17中的任一项所述的挤奶系统，其中
所述控制系统连接到所述挤奶机组中的每个挤奶机，并且设置为检测挤奶机真空要求。
19.根据权利要求14至17中的任一项所述的挤奶系统，其中
所述控制系统连接到所述挤奶机组中的每个挤奶机，并且设置为从所述挤奶机组中的每个挤奶机接收真空要求请求消息。
20.根据权利要求19所述的挤奶系统，其中
所述真空要求请求包括一组要求中的一个或更多个要求，所述一组要求包括：最小真空度、最大真空度、最小气流、最大气流、输送时间。
21.根据权利要求19或20所述的挤奶系统，其中
所述控制系统设置为向发送了真空要求请求消息的挤奶机发送确认消息，该确认消息至少指示是否准许所述请求。
22.根据权利要求21所述的挤奶系统，其中
所述确认消息还指示何时可达到所述真空要求。
23.根据权利要求14至22中的任一项所述的挤奶系统，其中
所述挤奶机是自动机器人挤奶机。
24.一种真空源，该真空源用于利用真空源通过管道向至少第一真空排管提供真空，该真空源包括至少第一真空泵和第二真空泵，
该真空源的特征在于
控制系统，该控制系统适于检测消耗的气流，
所述控制系统还适于基于所述检测到的消耗气流来控制所述第一真空泵和第二真空泵中的每一个的运转。
25.根据权利要求24所述的真空源，其中
所述控制系统适于在所述检测到的消耗气流位于第一气流区间内的情况下保持所述第二真空泵断开。
26.根据权利要求24或25所述的真空源，其中
所述控制系统适于通过控制所述第一真空泵的转速来控制提供给所述真空排管的真空度。
27.根据权利要求24至26中的任一项所述的真空源，其中
所述控制系统适于在所述检测到的消耗气流位于第二气流区间内的情况下，将所述第一真空泵保持在第一转速下，并且通过控制所述第二真空泵的转速来控制提供给所述真空排管的真空度。
28.根据权利要求27所述的真空源，其中
所述第一转速是为所述第一真空泵进行最优设计的转速。
29.根据权利要求24至28所述的真空源，其中
所述控制系统适于在所述检测到的消耗气流位于第三气流区间内的情况下，将所述第二真空泵保持在第二转速下，并且通过控制所述第一真空泵的转速来控制提供给所述真空排管的所述真空度。
30.根据权利要求27至29中的任一项所述的真空源，其中
所述第一气流区间低于所述第二气流区间。
31.根据权利要求29所述的真空源，其中
所述第二气流区间低于所述第三气流区间。
32.根据权利要求24至31中的任一项所述的真空源，其中
所述真空源包括第三真空泵。
33.根据权利要求32所述的真空源，其中
所述控制系统适于切换所述第一真空泵、第二真空泵和第三真空泵，使得所述第一真空泵、第二真空泵和第三真空泵中的每一个交替用作备用泵，而另两个用作工作真空泵。
34.根据权利要求32或33所述的真空源，其中
所述控制系统适于在所述检测到的消耗气流位于第四气流区间内的情况下，将所述第一真空泵和第二真空泵保持在第一转速下，并且通过控制所述第三真空泵的转速来控制提供给所述真空排管的真空度。
35.一种利用包括至少第一真空泵和第二真空泵的真空源通过管道向至少第一真空排管提供真空的方法，
该方法包括以下步骤：
检测消耗的气流，并且
基于所述检测到的消耗气流来控制所述第一真空泵和第二真空泵中的每一个的运转。
36.根据权利要求35所述的方法，该方法包括以下步骤：
如果所述检测到的消耗气流位于第一气流区间内，则断开所述第二真空泵。
37.根据权利要求35或36所述的方法，该方法包括以下步骤：
通过控制所述第一真空泵的转速来控制提供给所述真空排管的真空度。
38.根据权利要求35至37中的任一项所述的方法，该方法包括以下步骤：
如果所述检测到的消耗气流位于第二气流区间内，则将所述第一真空泵保持在第一转速下，并且通过控制所述第二真空泵的转速来控制提供给所述真空排管的真空度。
39.根据权利要求38所述的方法，其中
所述第一转速是将所述第一真空泵设计成最优化运转或具有最优的指示效率的转速。
40.根据权利要求35至39中的任一项所述的方法，
该方法包括以下步骤：
如果所述检测到的消耗气流位于第三气流区间内，则将所述第二真空泵保持在第二转速下，并且通过控制所述第一真空泵的转速来控制提供给所述真空排管的所述真空度。
41.根据权利要求38至40中的任一项所述的方法，其中
所述第一气流区间低于所述第二气流区间。
42.根据权利要求40至41中的任一项所述的方法，其中
所述第二气流区间低于所述第三气流区间。
43.根据权利要求35至42中的任一项所述的方法，其中
所述真空源包括第三真空泵。
44.根据权利要求43所述的方法，其中
所述第三真空泵是在所述第一真空泵或第二真空泵中的一个发生故障时使用的备用真空泵，并且所述方法包括以下步骤：
切换所述第一真空泵、第二真空泵和第三真空泵，使得所述第一真空泵、第二真空泵和第三真空泵中的每一个交替用作备用泵，而另两个用作工作真空泵。
45.根据权利要求43或44所述的方法，该方法包括以下步骤：
如果所述检测到的消耗气流位于第四气流区间内，则将所述第一真空泵和第二真空泵保持在第一转速下，并且通过控制所述第三真空泵的转速来控制提供给所述真空排管的真空度。
46.一种真空源，该真空源用于通过管道向真空排管提供真空，该真空源包括至少第一真空泵和第二真空泵，
所述真空源的特征在于
所述真空源包括控制系统，该控制系统适于接收所述真空排管的真空要求的指示，并且调节所述至少第一真空泵和第二真空泵的功率，使得对于所要求的真空实现最小功耗。
47.一种利用真空源通过管道系统向真空排管提供真空的方法，其中，所述真空源包括至少第一真空泵和第二真空泵，以及连接到所述至少第一真空泵和第二真空泵及所述真空排管的控制系统，
所述方法的特征在于包括以下步骤：
在所述控制系统中接收所述真空源的真空要求的指示，并且
调节所述至少第一真空泵和第二真空泵，从而满足所述真空要求。
48.根据权利要求47所述的方法，其中所述真空排管包括至少第一单独挤奶机和第二单独挤奶机，每个挤奶机以具有单独真空要求的至少两个单独工作模式工作，
所述接收真空要求指示的步骤包括以下步骤：
接收所述至少第一挤奶机和第二挤奶机的至少第一真空要求和第二真空要求，
根据所述至少第一真空要求和第二真空要求来确定总真空要求，并且
所述调节所述至少第一真空泵和第二真空泵的步骤包括以下步骤：
如果所述总真空要求低于所述第一真空泵的排量，则仅使用所述第一真空泵，
如果所述总真空要求高于所述第一真空泵的排量，则使用所述第一真空泵和第二真空泵。
49.根据权利要求47所述的方法，其中
如果仅使用所述第一真空泵，则所述第二真空泵断开，或者设成备用模式。
50.根据权利要求48或49所述的方法，其中
所述接收真空要求指示的步骤包括以下步骤：接收一消息，该消息包含指示所述真空要求的数据。
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