DD213118A1 - Schaltungsanordnung zur intervallmaessigen erzeugung von unterschiedlichen pulsfrequenzen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur intervallmaessigen Erzeugung von Pulsfrequenzen zur Durchfuehrung einer druckluftlosen Euterstimulation mit pneumatischen Gleich- oder Wechseltaktpulsatoren in Melkanlagen. Die bisherigen Druckluftstimulation mit einer zusammenhaengenden Stimulationszeit zu Melkbeginn und die interbvallmeaszige Stimulation waehrend der gesamten Melkdauer erfordert eine zusaetzliche Drucklufterzeugungs-, und -verteilungsanlage und wird insbesondere bei grossen Anlagen zu teuer. Mit der Erfindung ist es moeglich, durch ein Zusatzgeraet o. durch direkte Kopplung mit dem pneumatischen Pulsator, zyklisch die Pulsfrequenz um ein Mehrfaches zu erhoehen, so dass beispielsweise 10 Sekunden mit 60 DT und 5 Sekunden mit 100 bis 200 DT gemolken wird. Bei dieser hohen Frequenz vibriert der Zitzengummi im offenen Zustand. Die Zitze wird dabei massiert, und es kann Milch abgesaugt werden. Im folgenden Zyklus wird wieder normal gemolken usw.

Description

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Vorrichtung zur intervallmäßigen Erzeugung von unterschiedlichen Pulsfrequenzen

Anwendungsgebiet der Erfindung :

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur intervallmäßigen Erzeugung von unterschiedlichen Pulsfrequenzen, insbesondere bei pneumatischen Gleich- und v'/echseltaktpulsatoren in Melkanlagen.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen: Bei pneumatischen Pulsatoren wird die Pulsfrequenz in der Regel durch eine Drossel in der Steuerleitung in einem bestimmten Arbeitsbereich geregelt. Meist verwendet man hierfür Nadelventile, die zur Einstellung und Nachregulierung bei abweichender Pulszahl dienen.

Es sind Melkverfahren bekannt, wo die Stimulation des Kuheuters .am Melkbeginn bzw. intervallmäßig während des gesamten Melkprozesses erfolgt, indem entweder dem Pulsator Druckluft zugeführt wird, oder es wird die Pulsfrequenz verdoppelt bis verdreifacht. Bei überhöhter Frequenz kann der Zitzengummi nicht mehr dem Druckwechsel folgen, und er führt eine vibrierende Bewegung aus, welche Reize auf die Zitzen ausübt.

Eine solche Lösung mit pneumatischen Pulsatoren oder elektrischer Ventilsteuerung beschreibt die DD-PS 157 069. In dieser Ausführung wird ein zweiter Kanal mit einer zusätzlichen Drossel über eine Klemmstalle geöffnet bzw. abgesperrt, so daß am Anfang der Pulsator mit hoher und später mit norma-

ler Frequenz läuft. Diese zweite Drosselstelle stellt eine zusätzliche Stö-rquelle dar. Durch deren Verschmutzung tritt eine Störung oder sogar der Ausfall des Pulsators ein. Besonders¹ gefährdet sind Pulsatoren, die keine hermetisch abgeschlossene Arbeitskammer besitzen, wie das bei Membranpulsatoren mit gesteuerten Ventilen der Fall ist. Nach dieser Lehre ist vorgesehen, 40 bis 50 Sekunden vor de-m Melken mit Normaldruck und hoher Frequenz zu stimulieren und dann erst mit dem Milchabzug bei etwa 60 Pulswechseln zu beginnen.

Für die Erzeugung von pneumatischen Zeitintarvallen zur Umschaltung des pneumatischen Pulsators auf Druckluft bzw. atmosphärische Luft ist im WP 150 837 eine Vorrichtung beschrieben, welche eine Membran, ein Ventil und eine Drossei besitzt. Entsprechend der Wirkflächanverhältnisse kann beispielsweise ein Zeitintervall von 1 : 2 erreicht werden. Die Melkphase beträgt in diesem Falle die doppelte Zeit wie die Druckluftphase, die der Intervall-Stimulation dient. Dieses Steuerglied ist dem Pulsator vorgeschaltet und schaltet eine Periode Druckluft und die andere Periode atmosphärische zu, so daß während der gesamten Melkzeit die Druckverhältnisse bei gleichbleibender Taktzahl wechseln. In der Praxis hat sich ein Verhältnis von 10 Sekunden Normaldruck und 5 Sekunden Oberdruck gut bewährt. Nachteilig ist Iediglich der zusätzliche Aufwand für die Drucklufterzeugung und -verteilung. Für eine Intervall-Stimulation mit gleichbleibendem atmosphärischen Druck und Vakuum und wechselnden Frequenzen ist die Druckluftstimulationseinrichtung nicht geeignet. Die zur Durchführung des Verfahrens benutzten Elektromagnetventile waren den Anforderungen des kurzzeitigen Frequenzwechsels nicht gewachsen.

Ziel der Erfindung:

,Das Ziel der Erfindung besteht darin, mit geringem Aufwand das intervallmäßige Stimulationsverfahren ohne Druckluft mit periodisch wechselnden Pulsfrequenzen bei pneümätl-sch gesteuerten Pulsatoren mit hoher Funktionssicherheit zu re-

alisieren.

Merkmale der Erfindung:

Die technische Aufgabe besteht darin, pneumatische Pulsatoren mit oder ohne Phasenverschiebung, Gleich- oder Wechseltaktprinzip so anzusteuern, daß für ein vorgegebenes Zeitintervall der Pulsator mit normaler Frequenz und ein weiteres Zeitintervall mit doppelter oder noch höherer Frequenz läuft, ohne daß eins zusätzliche Drossel in der Steuerleitung erforderlich ist.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, indem der Arbeitskammer des Pulsators periodisch eine Zusatzkammer zu- und abgeschaltet wird. Dies geschieht durch ein Zeitsteuerglied, welches pneumatischen oder elektrischen Aufbau aufweist und Steuervakuum der Steuerkammer eines Membranventils zuführt, welches im vorgegebenen Rhythmus die dem Pulsator vorgeschaltete Zusatzarbeitskammer öffnet oder schließt. Anstelle des Membranventils kann auch ein Kolbenschieber verwendet vverden, dessen Zylindervolumen durch den Kolben veränderlich ist.

Der Vorteil besteht darin, daß sich die Zusatzbauelemente infolge ihrer geringen Grö&e unmittelbar mit dem Pulsator vereinigen lassen, oder das Steuergerät wird in größerer Ausführung als Zentralsteuergerät für mehrere Pulsatoren ausgelegt, so daß das das Zusatzvolumen der Arbeitskammer schaltende Element mit dem Pulsator vereinigt ist.

Ausführungsbeispiel:

Die Erfindung soll nachstehend an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert werden.

Es zeigen :

Fig. 1: das Steuerscheibe einer zentral gesteuerten Melkanlage mit Gleichtaktpulsatoren, Fig. 2: das Steuerschsma, dargestellt am Wechseltaktpulsa-

tor,'

Fig. 3: steuerscheibe nach Fig. 1 oder 2 mit anderer Ausführung der Zusatzarbeitskammer,

Fig, 4: eine Schaltung mit vertauschten Drücken am Taktgeber und Fig» 5: ein elektrisch betriebenes Steuerventil.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist der Taktgeber 1 über die Leitung 2 an die Vakuumleitung 3 angeschlossen. Die atmosphärische Luft wird über den Stutzen 4 dem Taktgeber 1 zugeführt. Dieser entspricht im Aufbau einem Gleichtaktpulsator und besitzt eine Membran 5, Ventilstößel 5, Ventil 7, den Ventilsitz 3 und 9. Die zwischen dem Gehäuse und der Membran 5 eingeschlossene Kammer 10 wird über die Leitung 11, die mit der Kammer 12 wechselnden Druckes verbunden ist_f über die Drossel 13 evakuiert bzw. wieder mit atmosphärischem Druck gefüllt. Von der Kammer 12 führt eine Steuerleitung 14 zum Steuerventil 15, das im Gehäuse eine Membran 16 und einen Ventilsitz 17 besitzt. De nach Druck in der Kammer 18 ist das Ventil 17 geöffnet oder geschlossen. Somit ist die Zusatzarbeitskammer 19 im Steuerventil 15 mit der Arbeitskammer 21 des Gleichtaktpulsators verbunden oder getrennt. Ist diese verbunden, muß ein größeres Volumen Luft über die Drossel 22 abgesaugt und gefüllt werden. Der Pulsator läuft normal. Wird die Zusatzarbeitskamra.er 21 abgetrennt, erfolgt die Absaugung und Füllung der Pulsaforarbeitskammer schneller; der Pulsator läuft schneller..

In Fig. 2 ist. die schaltung an einem Wechseltakt-Membranpulsator mit Phasenverschiebung dargestellt. Die vom Taktgeber kommende Leitung 14 führt wie bei Fig. 1 zum Steuerventil 15, das mit dem Pulsator 23 vereinigt ist. Da durch die Phasenverschiebung des Pulsators 23 die Saugphase langer ist als die Druckphase, wirkt sich die höhere Frequenz positiv auf die Bewegung des Zitzengummis aus. Der Zitzengummi vibriert im geöffneten Zustand. Es wird Milch abgesaugt und durch die massierende Wirkung des vibrierenden Zitzengummis die Zitze zur Milchabgabe angeregt. Dieser Phase folgt eine Phase normalen Melkens.

Auf die Erläuterung der Funktion des Pulsators braucht nicht eingegangen werden, da außer der Frequenzänderung keine 'A

rung im Aufbau und der Funktion eintritt. Deshalb besteht der Vorteil, daß mit geringem Aufwand jeder pneumatische Pulsator für das neue Stimulationsverfahren eingesetzt werden kann.

In Fig. 3 ist das Steuerventil 15 durch einen Zylinder 24 mit frei beweglichen Kolben 25 ersetzt. Je nach Druck in der Steuerleitung 14" wird der Kolben 25 angehoben, oder abgesenkt, so daß sich entweder eine Zusatzarbeitskammer 26 bildet, oder es wird diese durch den Ventilsitz 27 von der Arbeitskammer des Pulsators 20 oder 23 getrennt.

Wenn eine Störung am Taktgeber 1 eintritt oder dieser nicht angeschlossen wird, läuft der Pulsator mit der hohen Frequenz, weil die Steuerkammer 18 dann dauernd atmosphärischen Luftdruck aufweist und die Zusatzarbeitskammer 19 ständig vom Pulsator abgetrennt ist. Dieser Störung kann nach Fig. 4 vorgebeugt werden, indem die Druckverhältnisse im Taktgeber bzw. die Steuerzeiten umgekehrt v/erden. Das Steuerventil 28 ist so ausgebildet, daß dessen Ventil 29 so angeordnet ist, daß im nichtangeschlossenen Zustand oder Störungsfalle die in der steuerkamraer 18 befindliche Luft das Ventil 29 offen hält und der Pulsator normal läuft.

Fig. 5 zeigt eine Variante mit elektrischer Versteuerung des Steuerventils. Wenn beispielsweise der Taktgeber elektrisch betrieben wird, kann mit dem Ausgangssignal ein Elektromagnet 30 betätigt werden, so daß dieser das Ventil 31 öffnet oder schließt. Der Pulsator läuft dann langsam oder schnell, je nachdem, ob die Zusatzarbeitskammer 19 mit dem Pulsator verbunden oder abgetrennt ist. Diese Lösung hat den Vorteil, daß der Umschaltzyklus für die unterschiedlichen Frequenzen einfacher veränderbar ist als bei pneumatischen Taktgebern.

Außer den aufgezeigten Varianten sind weitere Realisierungsmöglichkeiten gegeben. Beispielsweise könnte in Fig. 3 das Steuerventil eine veränderliche Zusatzarbeitskammer dadurch· erhalten, indem der Kolben 25 durch eine Spindel im.Hub begrenzt wird. Dadurch lassen sich die Taktzahlen des Pulsa-

tors stufenlos einstellen. Auch beim steuerventil der übrigen Varianten könnte durch eine Schraube größeren Durchmessers der Raum der Zusatzarbeitskaramer stufenlos und die Pulsfrequenz entsprechend geändert werden.

Eine weitere Variante wäre die Ausbildung des Taktgebers auf elektronischem Wege, so daß dieser auch mit einer einstellbaren Taktfolge ausgerüstet werden kann. Auch auf pneumatischem Wege lassen sich andere Taktzeitsn realisieren.

Alle die aufgezeigten Varianten haben einen geraeinsamen Vorteil, daß ohne Druckluft mit vorhandenen Pulsatoren durch eine kleine Zusatzeinrichtung, die mit der Arbeitskammer des Pulsators zu verbinden ist, ein billiges Stimulationsverfahren eingeführt werden kann. Da keine zweite Drossel erforderlich ist, entfallen die damit verbundenen Nachteile. Durch geringfügige konstruktive Veränderungen kann die Vorrichtung auch als Baueinheit mit dem Pulsator ausgebildet werden. Die dabei entstehende Einheit ist ohne zusätzlichen Aufwand in jeder RMA einsetzbar.

Claims (7)

1. Erfindungsansprüche:

   1. Vorrichtung zur intervallmäßigen Erzeugung von unterschiedlichen Pulsfrequenzen, insbesondere pneumatischen Gleich- und IVechseltaktpulsatoren in Melkanlagen, gekennzeichnet dadurch, daß diese aus einem Taktgeber (i) zur Erzeugung pneumatischer Steuersignale besteht, dessen Impulsausgang (14) mit der Steuerkammer (18) eines pneumatischen Schaltventils (1-5) verbunden ist, dessen Zusatzarbeitskammer (19) im Takt des eingehenden Steuersignals an die Arbeitskammer (21) des Pulsators anschließbar und absperrbar ist.

   2» Vorrichtung nach Punkt 1 gekennzeichnet dadurch, daß ein pneumatischer Taktgeber (1) der Erzeugung der Steuerimpulse dient.
2. 3. Vorrichtung nach Punkt 1 gekennzeichnet dadurch, daß ein elektrischer Taktgeber der Erzeugung pneumatischer Steuerimpulse dient.
3. 4. Vorrichtung nach Punkt 1 und 3 gekennzeichnet dadurch, daß ein elektrischer Taktgeber der Erzeugung elektrischer Steuerimpulse dient.
4. 5. 20 Vorrichtung nach Punkt 2 und 3 gekennzeichnet dadurch,

   daß die Taktzeiten veränderbar sind.
5. 6. Vorrichtung nach Punkt 2 bis 4 gekennzeichnet dadurch, daß der Taktgeber (1) der Zentralsteuerung der Pulsatoren dient.
6. 7. 25 Vorrichtung nach Punkt 5 und 6 gekannzeichnet dadurch,

   daß der Taktgeber zur Einzelsteuerung der Pulsatoren dient.

   8« Vorrichtung nach Punkt 1 gekennzeichnet dadurch, daß das pneumatische Schaltventil (15) ein Membranventil ist.
7. 9. Vorrichtung nach Punkt 1 gekennzeichnet dadurch, daß das pneumatische Schaltventil ein Tellerventil (24) ist.

   IQ, Vorrichtung nach Punkt 1 und 7 gekennzeichnet dadurch, daß bei Unterdruck in der Steuerleitung das pneumatische schaltventil (15) geöffnet ist -(Fig. 1).

   11» vorrichtung nach Punkt 1"und 7 gekennzeichnet dadurch, daß bei atmosphärischem Druck in der Steuerleitung das pneumatische schaltventil (28) . geöffnet ist (Fig. 4).

   Hierzu 3 Blatt Zeichnungen