CS260501B1 - Zařízení pro měření průtoku a množství nadojeného mléka - Google Patents

Abstract

Řešení se týká zařízení pro měření průtoku a množství nadojeného mléka dojicím zařízením při individuálním hodnocení dojnic. Jeho podstata spočívá v tom, že zařízení je opatřeno akumulační nádobou, měrnou komorou a odtokovou komorou, mezi nimiž je upraven talířový ventil ovládaný řídicí membránou. Po zaplnění měrné komory a následném zaplavení čidla v akumulační nádobě mlékem, přebírá na základě vydaného impulsu čidlem další ovládání řídicí jednotka, která podle daného programu stří­ davě zajištuje dobou Ty registrované vyprazdňování a dobou T2 naplňování měrné komory pneumaticky ovládaným talířovým ventilem a jestliže po době T3, větší než je doba T2 pro naplňování měrné komory, se neobnoví zaplavení již nedostatečným přítokem obnaženého čidla v akumulační nádobě, ukončuje se měření.

Description

Vynález se týká zařízení pro měření průtoku a množství nadojeného mléka.

V souvislosti s intenzifikací zemědělské výroby stále více vystupuje do popředí otázka ekonomiky dílčích částí této výroby. V procesu získávání mléka je proto třeba zajistit individuální hodnocení každé dojnice z hlediska její užitkovosti, projevující se zejména v dojivosti. Získané údaje o dojivosti slouží jako základ pro dávkování krmivá i pro reprodukci stáda. Jsou známy různé způsoby měření průtoku a množství nadojeného mléka i zařízení k provádění těchto způsobů. Nejjednodušší způsob měření průtoku využívá plovákový systém průtokoměru, kde intenzita průtoku je vyhodnocována individuálně obsluhou, připadně plovák ovládá spínací kontakt např. pro ukončeni dojení.

Měření množství mléka bylo zajištováno individuálním dojením do konví nebo odměrných nádob. Tato známá provedení přes svou jednoduchost mají nevýhody ve své malé přesnosti a získané údaje o nádoji nelze přímo automatizovaně zpracovávat a vyhodnocovat. Jiná známá řešení využívají pro indikaci průtoku a množství mléka objemových měřičů, kdy dochází ke sčítání předem definovaného objemu a vyhodnocováni intenzity jejich plnění a vyprazdňování. Zařízení se skládá nejméně ze dvou odměrných nádob střídavě naplňovaných a vyprazdňovaných podle impulsů snímacích elektrod umístěných v odměrných nádobách. Na základě četnosti impulsů v určitém časovém období je vyhodnocována intenzita průtoku a zároveň sčítáním impulsů registrováno i celkové množství mléka. Jiné zařízení má měřicí komoru jednu, která navazuje na vyrovnávací nádrž, přičemž princip vyhodnocování je obdobný. Tato řešení umožňující automatizované zpracovávání údajů, mají nevýhody v malé přesnosti i vysoké složitosti a nákladnosti.

Je též znám způsob indikace průtoku v množství mléka na principu kondenzátoru, kdy mléko z dojicího přístroje protéká bezkontaktním snímačem a vyvolávané změně dielektrika odpovídá změna kapacity. Změna kapacity se vyhodnocuje v závislosti na čase. Toto provedení má nevýhody v tom, že přesnost je negativně ovlivňována stavem protékající kapaliny, přičemž u pulsujícího mléka dochází k nepřesnostem, způsobeným ulpíváním různých částeček mléka na stěnách snímače, a proto se nedosahuje konstantních hodnot.

Očelem vynálezu je vytvořit takové zařízení pro měření průtoku a množství nadojeného mléka, které výše uvedené nedostatky do značné míry odstraňuje a umožňuje získání údajů pro automatizaci návazných procesů.

Podstata zařízení podle vynálezu spočívá v tom, že v měrné komoře je upraven mezi akumulační nádobou a odtokovou komorou talířový ventil, spojený s řídicí membránou, opatřený prvním talířem a druhým talířem a na němž je nad prvním talířem uspořádána vnější trubka, zasahující pod těsnicí kroužek, upravený v akumulační nádobě nad přívodní hubicí a podtlakovou hubicí a ve kteréžto akumulační nádobě je nad prvním talířem talířového ventilu též upraveno čidlo, napojené prvním vedením na řídicí jednotku, propojenou druhým vedením též s ventilem membránové komory.

Řešení podle vynálezu má výhody ve zvýšení přesnosti měření, protože vyprazdňování a napouštění odměrné nádoby po zaplavení čidla v akumulační nádobě je řešeno pouze řídicí jednotkou podle předem stanoveného programu a není tudíž negativně ovlivňováno signály snímačů v odměrné nádobě a nerovnoměrným přítokem mléka do této nádoby. Řízení talířového ventilu je zabezpečováno provozním podtlakem dojicího zařízení a atmosférickým tlakem. Akumulační nádoba je napájena podtlakem přímo z rozvodného potrubí a je oddělena od dopravního potrubí, což přispívá ke zlepšení zásobování dojicího zařízení podtlakem.

Podle jednoho z význaků je zásobování membránové komory podtlakem zajištováno otvorem v talířovém ventilu. Jednoduchou konstrukcí prostřednictvím vnější a vnitřní trubky tento otvor při uzavření vnější trubky nadále propojuje membránovou komoru s měrnou komorou aniž by do membránové komory mohlo vniknout mléko. Talířový ventil je upraven tak, že měrná komora je bu3-propojena s akumulační nádobou nebo s odtokovou komorou, nemůže být současně propojena nebo oddělena od obou.

Pro zlepšenou funkci talířového ventilu je vhodné nad řídicí membránou upravit další pomocnou membránou podstatně menší plochy vymezující odtokovou komoru a vytvořený mezimembránový prostor je spojen s atmosférou.

V přepážce oddělující akumulační, nádobu od měrné komory, může být s výhodou nad sedlem prvního talíře talířového ventilu upraveno vybrání eliminújící vliv pěny vzniklé tokem do měrné komory, ve které je též upraven hladinoměr zbytkového mléka v měrné komoře.

Podle dalšího z význaků je akumulační nádoba opatřena víkem s pohybovým mechanismem pro stavitelné uložení těsnicího kroužku. Mechanismus umožňuje přestavení talířového kroužku tak, aby v případě potřeby např. při desinfekci nemohl uzavírat vnější trubku.

Na přiloženém výkresu je v nárysu schematicky znázorněn příklad zařízení pro měření průtoku a množství nadojeného mléka. >

Měření průtoku a množství nadojeného mléka od jednotlivých dojnic z neznázorněného dojicího zařízení se provádí měřicím zařízením. Jeho akumulační nádoba i je opatřena přívodní hubici 2., napojenou na dojicí soupravu a podtlakovou hubicí g, napojenou na zdroj podtlaku. Mezi měrnou komorou £ a akumulační nádobou g, opatřenou víkem 4, je upravena přepážka £.

V měrné komoře ji je talířový ventil opatřený prvním talířem £ a druhým talířem £, vnitřní trubkou 10 a vnější trubkou 11. Nad vnitřní trubkou 10, ukončenou nad přívodní hubicí £ a podtlakovou hubicí 3, je v akumulační nádobě g upraven těsnicí kroužek 12, uložený v pohybovém mechanismu 13 na víku g. S talířovým ventilem g je spojena řídicí membrána 14 a pomocná membrána lg, které jsou v tělese 17 upraveny tak, že vytváří odtokovou komoru lg, membránovou komoru 19 opatřenou ventilem 21 a membránový prostor 20 > spojený s atmosférou. V talířovém ventilu 2 je upraven otvor 22, na který navazuje vnitřní trubka lg, která je uložena ve vnější trubce 11 tak, že otvor 22 ústí do měrné komory £ pod prvním talířem £. Čidlo 16 umístěné v dolní části akumulační nádoby 2 nad prvním talířem £ talířového ventilu 7_ je prvním vedením 24 napojeno na řídicí jednotku 23. Řídicí jednotky .23, na níž je upraven indikátor nádoje 27, je pak druhým vedením 25 spojena s ventilem 21 a napájecím vedením 26 napojena na neznázorněný zdroj energie. V přepážce £ může být upraveno vybrání 28 směrem do měrné komory £, opatřené hladinoměrem 29, případně propojeným s řídicí jednotkou 23.

V řídicí jednotce 23 je pak neznázorněný program např. počítačový nebo všeobecně známé zapojení s časovacimi obvody. Program identifikuje tři doby a to: dobu T^ nutnou pro vyprázdnění měrné komory; dobu Tg nutnou pro naplněni měrné komory a dobu Tg, která je podstatně větší než doba Tg i doba Tj. Program se uvádí v činnost signálem čidla lg po jeho zaplavení mlékem v akumulační nádobě g, přeneseného prvním vedením 24 do řídicí jednotky 23. Program opakovaně střídá dobu Tg a dobu Tg a v těchto časových intervalech řídicí jednotka 23 ovládá ventil 21 membránové komory lg, pokud však je čidlo 16 zaplaveno.

Posledním uplynutím doby Tg se vyprázdní měrná komora g a čidlo 16 se obnaží již nedostatečným přítokem mléka do akumulační nádoby g a měrné komory g. Pokud se po uplynutí doby Tg, která je delší než doba Tg, nenaplní měrná komora £ a znovu nezaplaví čidlo 16 mlékem, aby mohla řídicí jednotka 23 opakovat program střídání doby Tg a doby Tp tato řídicí jednotka 23 přítok ukončuje; přičemž registrovala vyprazdňování měrné komory £. Program může být dále řešen tak, že po ukončení doby Tg a zastavení měřeni na základě informace hladinoměru 29 připočte zbylé množství^mléka v měrné komoře £ k dosud indikovanému nádoji indikátorem zdroje 27 a vydá přes řídicí jednotku 23 signály k vypuštění zbylého mléka z měrné komory £ a měření průtoku a množství nadojeného mléka ukončuje.

Zařízení pro měření průtoku a množství nadojeného mléka podle vynálezu využívá opakovaného odměřováni stanoveného objemu mléka. Při dojeni dojnic v neznázorněném dojicím zařízení působením podtlaku, který je do akumulační ndáoby £ přiveden podtlakovou hubicí £, je mléko z neznázorněné dojicí soupravy dopravováno přívodní hubicí 2 do akumulační nádoby g. Působením podtlaku, který přiveden otvorem 22 do membránové komory 19 uzavírá talířový ventil g svým druhým talířem 2 odtokovou komoru 18, přičemž měrná komora £ je propojena s akumulační nádobou 2· Mléko přiváděné do akumulační nádoby 2 začne vlastní hmotností natékat kolem prvního talíře 2 do měrné komory J5. Po zaplněni měrné komory é zůstává mléko v akumulační nádobě 2 a zaplavením čidla 16 je předáván signál prvním vedením 24 do řídicí jednotky 23, která přebírá další ovládání měření průtoku a množství kapaliny podle předem daného programu. Na základě programu je s ohledem na zaplněnou měrnou komoru 6 vydáván signál druhým vedením 25 ventilu 21, kterým se vpouští atmosférický vzduch do membránové komory 19 s řídicí membránou 14, která za ev. spolupůsobení pomocné membrány 15 přestaví talířový ventil J7.

Přestavením první talíř 2 uzavře akumulační nádobu 2» kdežto druhý talíř 2 otevře odtokovou komoru 18 a vnější trubka 11 dosedne na těsnicí kroužek 12. Tím je umožněno, aby mléko z Odměrné komory 6 bylo přes odtokovou komoru 18 odsáváno dopravním potrubím do neznázorněné sběrně nádoby za spolupůsobení atmosférického vzduchu, který vniká z membránové komory 19 otvorem 22 do měrné komory 6.

Po uplynutí doby Tj, postačující k vyprázdnění měrné komory 6_, řídicí jednotka 23 podle programu uzavře ventilem 21 přívod atmosféry do membránové komory 1_9.^: Zastavením přívodu atmosféry začne podtlak z dopravního potrubí event. též z akumulační nádoby _1 přes otvor působit na řídicí membránu 14, která v součinnosti s pomocnou membránou 15 přesatvi talířový ventil J7 zpět do výchozí polohy, která je znázorněna na přiloženém výkresu.

Přestavením talířového ventilu 2 proto druhý talíř 2 uzavře měrnou komoru 6_ vůči odtokové komoře 28.» kdežto prvni talíř 2 propojí měrnou komoru 2 s akumulační nádobou 2· Proto mléko z akumulační nádoby 2 přetéká do měrné komory 2» jejíž zaplnění se předpokládá za dobu rovnou nebo menší než je doba T^, jejímž uplynutím je ha základě programu vydáván řídicí jednotkou 23 signál ventilu 21 ke vpuštění atmosféry do membránové komory 22.» aby již popsaným způsobem se provedlo přestavení talířového ventilu T_ a vyprázdnění měrné komory 2 ^v době, která je rovna nebo menší než doba T^, po jejímž uplynutí je vydáván signál ventilu 21 k uzavření přívodu atmosféry do membránové komory 22· ^Po dobu T^ proto musí mléko z přívodní hubice 2 zůstávat v akumulační nádobě 2 a čidlo 16 je tudíž stále zaplaveno mlékem. Řízení procesu naplňování a vyprazdňování měrné komory 6 provádí řídicí jednotka 23 podle předem daného programu, přičemž registruje vyprazdňováni mléčné komory 6 indikátorem nádoje 27. Jestliže přítok mléka přívodovou hubicí 2 ustává a mléko z akumulační nádoby 2 proteče přes měrnou nádobu 2 nastane stav, kdy se obnaží čidlo 16 v akumulační nádobě 2» což se zároveň signalizuje programu v řídicí jednotce 23 a kdy mléko v době T^ nenaplní měrnou komoru 6 a tudíž ani nedojde k zaplavení čidla 16 mlékem. Jestliže do doby T^, kterou sleduje daný program, se neobnoví zaplavení čidla 22» P^ak řídicí jednotka 23 podle programu ukončuje dojení. Hladihoměr 29 umístěný v měrné komoře 2 informuje o zůstatku mléka a tento stav se připočítává k dosud indikovanému nádoji indikátorem 27 a poté se popsaným způsobem vyprázdní měrná komora 6 a měření se ukončuje.

Pokud však po obnažení čidla 16 v akumulační nádobě Ϊ avšak před uplynutím doby Tj se zvýší intenzita průtoku mléka z přívodní hadice 2 a dojde jak k naplněni měrné komory 6, tak i opětovému zaplavení čidla 16 je vydán nový impuls prvním vedením 24 do řídicí jednotky a popsané vyprazdňování a naplňování odměrné nádoby 6 podle daného programu se opakuje. Každé obnažení i opětovné zaplavení čidla 16 před uplynutím doby T₃ je registrováno řídicí jednotkou 23, která zároveň může vhodným systémem informovat obsluhu o průběhu průtoku mléka a jeho nerovnoměrnostech např. světelnou signalizací, převodem do paměti počítače apod.

. Je nasnadě, že objemy akumulační nádoby 1, měrné komory 2 i doby Tj, Tj a T₃ v programu řídicí jednotky 23 mohou být řešeny individuálně podle konkrétních podmínek stáda dojnic a zemědělského závodu. Např. při referenčním podtlaku 50 kPa při objemu měrné komory S 0,2 lit ru je při době vyprazdňování T^ = 1 s a při době naplňováni T₃ = 2 s zabezpečena průchodnost 4 litry mléka za minutu. Pro kolísání průtoku a chvilkové zvýšení průtoku mléka nad 4 l.min ¹ j

postačí objem akumulační nádoby 2 P°d přívodní hubicí 2 2,'5 litru. Dobu T₃ lze rovněž volit individuelně, β ohledem na možnost dojení na sucho by neměla být větší jak 1 minuta, přičemž celková doba dojení musí být s ohledem na charakter dojnic limitována.

Údaje o průtoku a množství mléka registrované' a indíl.c-ané řídicí jednotkou 23 lze přenášet do paměti počítače a využívat k dalším účelům. Je vhodné podle programu porovnat dosažené údaje o nádoji s předchozími údaji a vetší poklesy např. o 10 % signalizovat, vyhodnotit velikosti tříminutového nádoje od každé dojnice, vyhodnocovat průběh laktace apod.

Claims (6)

předmEt vynálezu

1. Zařízení pro měření průtoku a množství nadojeného mléka, opatřené akumulační nádobou a s ní propojenou měrnou komorou vyznačené tím, že v měrné komoře (6) je upraven mezi akumulační nádobou (1) a odtokovou komorou (18) talířový ventil (7), spojený s řídicí membránou (14), opatřený prvním talířem (8) a druhým talířem (9) a na němž je nad prvním talířem (8) uspořádána vnější trubka (11) , zasahující v akumulační nádobě (1) pod těsnicí kroužek (12), upravený nad přívodní hubicí (2) a podtlakovou hubicí (3), ve kteréžto akumulační nádobě (1) je nad prvním talířem (8) talířového ventilu (7) upraveno čidlo (16), napojené prvním vedením (24)i na řídicí jednotku (23), propojenou druhým vedením (25) též s ventilem (21) membránové komory (19).

2. Zařízení pro měření průtoku a množství nadojeného mléka podle bodu 1 vyznačené tím, že v talířovém ventilu (7) je otvor (22) a na něj navazující vnitřní trubka (10) a vnější trubka (11) je opatřená těsnicím kroužkem (12) přičemž vnější trubka (11) je otvorem (22) propojena s membránovou komorou (19) a s měrnou komorou (6).

3. Zařízení pro měření průtoku a množství nadojeného mléka podle bodů 1 a 2 vyznačené tím, že nad řídicí membránou (14) je na talířovém ventilu (7) a v tělese (17) upravena pomocná membrána (15) oddělující odtokovou komoru (18) od mezimembránového prostoru (20), propojeného s atmosférou.

4. Zařízení pro měření průtoku a množství nadojeného mléka podle bodů 1 až 3 vyznačené tím, že mezi akumulační nádobou (1) a měrnou komorou (6) je upravena přepážka (5) s vybráním (28) .

5. Zařízení pro měření průtoku a množství nadojeného mléka podle bodů 1 až 4 vyznačené tím, že akumulační nádoba (1) je opatřena víkem (4) s pohybovým mechanismem (13) pro stavitelné uložení těsnicího kroužku (12).

6. Zařízení pro měření průtoku a množství nadojeného mléka podle bodů 1 až 5 vyznačené tím, že v měrné komoře (6) je mezi prvním talířem (8) a druhým talířem (9) talířového ventilu (7)iupraven hladinoměr (29).