DD258701A3 - DEVICE FOR GENERATING STIMULATION PULSES - Google Patents
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Abstract
Zur Stimulation des Kuheuters sind verschiedene Verfahren bekannt geworden, die zwar eine gute Milchabgabe bewirken, aber im Aufwand zu hoch sind. Es wurde gefunden, dass hochfrequente Schwingungen waehrend jeder Saug- oder Druckphase oder waehrend beider Phasen eine stimulierende Wirkung ausueben. Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Uebertragung dieser hochfrequenten Schwingung vom bekannten Gleichtaktprinzip auf einen Wechseltaktpulsator, welcher sowohl im Taktverhaeltnis 50:50 als auch mit verlaengerter Saugphase betrieben werden kann. Erfindungsgemaess wird die Aufgabe dadurch geloest, dass zwischen Pulsator und Melkbecher, vorzugsweise anstelle des Luftverteilers am Milchsammelstueck, ein Schaltventil eingeschalten wird, welches stossweise waehrend des Saugtaktes mehrmals eine kleine Menge Luft einlaesst. Wird die Luft vom anderen Melkbecherpaar entnommen, tritt automatisch die gleiche Wirkung auf der Druckseite ein. Anwendung bei allen Melkanlagen. Fig. 1For the stimulation of the cow's udder, various methods have become known which, although they produce a good milk delivery, are too high in effort. It has been found that high-frequency vibrations exert a stimulating effect during each suction or pressure phase or during both phases. The object of the invention is to transmit this high-frequency oscillation from the known common-mode principle to a change-over pulsator, which can be operated both in a clock ratio of 50:50 and with an extended suction phase. According to the invention, the object is achieved in that between the pulsator and the teat cup, preferably instead of the air distributor on the milk collecting piece, a switching valve is switched on, which in turn several times a small amount of air during the suction cycle. If the air is taken from the other pair of teat cups, the same effect automatically occurs on the pressure side. Application for all milking systems. Fig. 1
Description
Hierzu 2 Seiten ZeichnungenFor this 2 pages drawings
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung von Stimulationsimpulsen während des gesamten Melkvorganges bei Melkanlagen, wobei in jedem Saugtakt eine mehrmalige Schwingung des pulsierenden Vakuums und damit des Zitzengummis erfolgt.The invention relates to a device for generating stimulation pulses during the entire milking process in milking systems, wherein a repeated oscillation of the pulsating vacuum and thus of the teat liner takes place in each suction cycle.
Neben dem mit hohem Material- und Energieaufwand verbundenen Druckluftstimulationsverfahren und anderen mechanischen Massagegeräten sind auch verschiedene mit höherer Frequenz arbeitende Stimulationseinrichtungen bekannt geworden.In addition to the associated with high material and energy cost compressed air stimulation method and other mechanical massage devices and various higher-frequency stimulation devices have become known.
Ein derartiges Verfahren (DD-PS 157069) beruht darauf, daß zu Melkbeginn ohne Milchentzug 40-60 Sek. das Euter durch Schwingbewegungen des Zitzengummis von 200 oder mehr Takten pro Minute stimuliert wird. Dieses Verfahren verlängert die Melkzeit um die Anrüstzeit.Such a method (DD-PS 157069) is based on the fact that the udder is stimulated by swinging movements of the teatcup of 200 or more cycles per minute at the start of milking without lactation 40-60 sec. This procedure extends the milking time by the set-up time.
Ein anderes Verfahren (DD-PS 211 920) stimuliert mit der gleichen Frequenz nur einen kurzen Zeitabschnitt, beispielsweise 5 Sekunden mit gedrosseltem Milchentzug, welchem der Melkzyklus von ca. 10 Sekunden folgt. Dieses Verfahren läuft über die gesamte Melkzeit. Nachteilig ist der Mehraufwand für die zyklische Umsteuerung der Pulsatorfrequenz.Another method (DD-PS 211 920) stimulates with the same frequency only a short period of time, for example 5 seconds with throttled milk withdrawal, which follows the milking cycle of about 10 seconds. This procedure runs for the entire milking time. The disadvantage is the additional expense for the cyclical reversal of the pulsator frequency.
Im Gegensatz dazu wird beim SU-Urheberschein 793503 während der gesamten Melkzeit durchgehend stimuliert, indem ein Gleichtaktpulsator die normale Melkfrequenz erzeugt, und in der Druckphase, d. h., bei belüftetem Melkbecherzwischenraum erzeugt ein Zusatzpulsator eine Schwingung von 5 bis 25Hz, d.h., in jedem Ruhetakt schwingt der Zitzengummi 5 bis 25mal, wodurch eine Reizung der Zitzen und eine Steigerung des Milchertrages eintritt.In contrast, the SU copyright 793503 is continuously stimulated throughout the milking period by having a common mode pulsator produce the normal milking frequency, and in the printing phase, i. That is, with the milking cup space aerated, an auxiliary pulsator generates a vibration of 5 to 25Hz, that is, at each rest, the teatcup will oscillate 5 to 25 times, causing irritation of the teats and an increase in milk yield.
Nach dem gleichen Prinzip arbeitet eine Erfindung nach SU-Urheberschein 971176 mit dem Unterschied, daß die höhere Frequenz auf die Saugphase aufgegeben wird, also bei geöffnetem Zitzengummi. Das Ziel dieser Erfindung besteht darin, das Hochkriechen des Zitzengummis zu verhindern.According to the same principle, an invention works according to SU-copyright 971176 with the difference that the higher frequency is applied to the suction phase, so with open teat rubber. The object of this invention is to prevent the teatcup liner from crawling up.
Beide Verfahren arbeiten nach dem Gleichtaktprinzip. Nach Messungen wird auch bei Anwendung in der Saugphase eine stimulierende Wirkung und damit eine Milchleistungssteigerung von 5-6% erreicht.Both methods work on the common mode principle. After measurements, a stimulating effect and thus a milk yield increase of 5-6% is achieved even when applied in the suction phase.
Der technische Aufwand ist gegenüber der Erfindung nach DD-PS 211 920 wesentlich geringer. Der Nachteil besteht jedoch darin, daß die konstruktive Lösung nach SU 971176 nur für Gleichtaktpulsatoren geeignet ist.The technical complexity is compared to the invention according to DD-PS 211 920 much lower. The disadvantage, however, is that the design solution according to SU 971176 is only suitable for common-mode pulsators.
Gleichtaktpulsatoren sind zwar konstruktiv einfacher als Wechseltaktpulsatoren, eignen sich aber schlecht für Hochleistungskühe mit hohem Milchanfall, weil es zu Stauungen im Milchsammeistück und zu größeren Vakuumschwankungen kommt.Although common-mode pulsators are structurally simpler than change-over pulsators, they are poorly suited for high-performance, high-milking cows because of congestion in the milk collector and greater vacuum fluctuations.
Dieses Stimulationsprinzip könnte bei Verdopplung für Wechseltaktpulsatoren angewendet werden. Dabei tritt aber der Nachteil eines hohen konstruktiven Aufwandes ein, und der Synchronlauf beider Vorrichtungen ist nicht mehr gewährleistet.This stimulation principle could be used when doubling for change-over pulsers. But there is the disadvantage of a high design effort, and the synchronous operation of both devices is no longer guaranteed.
Das Ziel der Erfindung besteht darin, den technischen sowie den Wartungsaufwand für die Euterstimulation zu sen-ken und die Handhabung zu verbessern.The aim of the invention is to reduce the technical and maintenance costs for udder stimulation and to improve handling.
Die technische Aufgabe besteht darin, das im SU-Urheberschein 971176 beschriebene Melkverfahren mittels Gleichtaktpulsator durch eine erfindungsgemäße Ventilanordnung auf Wechseitakt-Membranpulsatoren zu übertragen, wobei die Stimulationstakte synchron laufen müssen und die Vorrichtung auch für Pulsatoren mit Saugphasenverlängerung einsetzbar sein muß.The technical task is to transfer the milking method described in the SU-certificate 971176 by common-mode pulsator through a valve arrangement according to the invention to alternating-current membrane pulsators, wherein the stimulation cycles must run synchronously and the device must also be usable for pulsators with suction phase extension.
Erfindungsgemäß wird die technische Aufgabe dadurch gelöst, daß dem Wechseltakt-Membranpulsator eine Schalteinrichtung nachgeschaltet wird, welche vorteilhaft anstelle des Luftverteilers am Milchsammeistück angeordnet ist. Diese besteht aus dem Gehäuse mit den beiden Anschlußstutzen zum Pulsator, vier Stutzen für die Pulsationsleitungen zu den Melkbechern, einem doppeltwirkenden Schaltventil, einer Membran mit Drosselbohrung und einer Gehäusebohrung, die zusammen mit der Membran ein Ventil bildet und die gegenüberliegend der Membran beiderseitig Ventilsitze aufweist. Zwischen dem Membranventil und dem Doppelventil besitzt die Gehäusebohrung eine weitere Drosselstelle. Zur Justierung der Schwingungszahl kann eine einstellbare Druckfeder, die die Membran gegen den Dichtsitz drückt, dienen. Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende:According to the invention the technical object is achieved in that the switching cycle membrane pulsator is followed by a switching device, which is advantageously arranged instead of the air distributor on Milchsammeistück. This consists of the housing with the two connecting pieces to the pulsator, four nozzles for the Pulsationsleitungen to the teat cups, a double-acting switching valve, a diaphragm with throttle bore and a housing bore, which forms a valve together with the membrane and the opposite side of the membrane has valve seats on both sides. Between the diaphragm valve and the double valve, the housing bore has another throttle point. To adjust the oscillation number, an adjustable compression spring, which presses the membrane against the sealing seat serve. The operation of the device is the following:
Die Schalteinrichtung befindet sich zwischen den beiden Pulsatorausgängen und den Melkbecherzwischenräumen. Wird durch den Pulsator Luft abgesaugt, strömt diese durch die eine Hälfte der Schalteinrichtung. Die andere Hälfte steht unter Atmosphärendruck. Da das Doppelventil einen Ventilteller auf der Saugseite und einen Ventilteller auf der Druckseite besitzt, und beide Ventilteller durch ein Gestänge verbunden sind, wird also das Doppelventil auf der Druckseite schließen und auf der Saugseite öffnen. Infolgedessen wird die Gehäusebohrung evakuiert und über die Düse in der Schaltmembran die Luft oberhalb der Membrane abgesaugt, so daß der atmosphärische Druck die Membrane hebt und die Luft in die Gehäusebohrung strömen kann, die dann gedrosselt der Luftabsaugung des Pulsators entgegenwirkt, d. h., das Vakuum wird geringfügig im Melkbecherzwischenraum abgesenkt. Die über die Gehäusebohrung zuströmende Luft gelangt aber auch über die Düse in der Membrane in die Kammer oberhalb der Membrane und baut den Unterdruck ab, so daß durch die Flächendifferenz an dem Membranventil und noch durch Unterstützung der Druckfeder die Membrane den Luftzutritt absperrt. Das Doppelventil bleibt dabei in seiner Stellung. Dadurch wird erneut die Luft oberhalb der Membrane über die Düse abgesaugt, und die Membrane öffnet wieder den Luftzutritt. Die Düse, die Feder und die Größe der über der Membrane befindlichen Schaltkammer bestimmen die Schalthäufigkeit. Die Schwingungszahl kann konstant oder veränderlich vorgegeben werden. Durch die kurzen Lufteinblässe, die durch eine Drossel mengenmäßig bestimmt werden, pulsiert das Vakuum in der Saugphase, d. h., der Zitzengummi vibriert und erzeugt eine Stimulationswirkung. Schaltet der Pulsator um, dann geschieht das Gleiche an den anderen beiden Melkbechern, weil das Doppelventil ebenfalls umschaltet.The switching device is located between the two Pulsatorausgängen and the Melkbecherzwischenräumen. If air is sucked out by the pulsator, it flows through one half of the switching device. The other half is under atmospheric pressure. Since the double valve has a valve disk on the suction side and a valve disk on the pressure side, and both valve disks are connected by a linkage, so the double valve will close on the pressure side and open on the suction side. As a result, the housing bore is evacuated and aspirated through the nozzle in the switching membrane, the air above the membrane, so that the atmospheric pressure lifts the membrane and the air can flow into the housing bore, which then throttled counteracts the air suction of the pulsator, d. h., the vacuum is lowered slightly in Melkbecherzwischenraum. However, the incoming air via the housing bore also passes through the nozzle in the membrane in the chamber above the diaphragm and reduces the negative pressure, so that shuts off the air access by the difference in area on the diaphragm valve and even by supporting the compression spring. The double valve remains in its position. As a result, the air above the membrane is sucked through the nozzle again, and the membrane opens again the air inlet. The nozzle, the spring and the size of the switching chamber located above the diaphragm determine the switching frequency. The oscillation number can be set constant or variable. Due to the short air inlets, which are quantitatively determined by a throttle, the vacuum pulsates in the suction phase, d. h., the teatcup liner vibrates and produces a stimulating effect. Switches the pulsator, then the same happens at the other two teat cups, because the double valve also switches.
Der Vorteil der Schalteinrichtung besteht darin, daß das Melkzeug normal angesetzt werden kann und die Stimulierung ohne Umschalten auf den Melkzyklus während der gesamten Melkperiode läuft. Es wird keine Zusatzenergie benötigt; das Schaltventil hat Selbststeuerung. Der Wartungsaufwand sinkt, und die Handhabung wird verbessert.The advantage of the switching device is that the milking cluster can be set normally and the stimulation runs without switching over to the milking cycle during the entire milking period. There is no additional energy needed; the switching valve has self-control. Maintenance costs are reduced and handling is improved.
Die Erfindung soll an Ausführungsbeispielen und den dazugehörigen Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen:The invention will be explained in more detail in exemplary embodiments and the accompanying drawings. Show it:
Fig. 1: die Schalteinrichtung für ein Phasenverhältnis 50:50,1: the switching device for a phase ratio 50:50,
Fig. 2: die Ausführung nach Fig. 1 mit Klappenventilen für die Luftzuführung bzw. Luftverteilung und Fig.3: die Pulsationskurve mit stimulierenden Schwingungen im Wechseltakt und verlängerter SaugphaseFig. 2: the embodiment of Figure 1 with flap valves for the air supply or air distribution and Figure 3: the pulsation curve with stimulating oscillations in alternating cycle and extended suction phase
Wie aus den Abbildungen ersichtlich, besteht das Schaltventil, das zweckmäßigerweise anstelle des Luftverteilers am Milchsammeistück befestigt ist, aus dem Gehäuse 1, welches Stutzen 2 aufweist, die mit den Ausgängen des nicht dargestellten Wechseltaktpulsators verbunden sind, sowie den Anschlußstutzen 3 und 4 für die Melkbecher. Das Gehäuse 1 besitzt weiterhin Durchbrüche oder Bohrungen 5 für den Zutritt atmosphärischer Luft. Zwischen dem Oberteil 1 a des Gehäuses 1 ist eine Membrane 6 eingespannt, die eine Düse 7 aufweist. Auf die Membrane 6 wirkt eine Druckfeder 8, die mit einer abgedichteten Spannschraube 9 einstellbar ist. Der zwischen Membran 6 und Gehäuseoberteil 1 a entstellbar ist. Der zwischen Membran 6 und Gehäuseoberteil 1 a entstehende Raum 10 dient als Steuerkammer. Ein Kanal 11 im Gehäuse 1 bildet an einem Ende den Ventilsitz 12 für die Membran 6. Der Kanal 11 hat über Öffnungen 13;" 14, die gleichzeitig als Ventilsitz dienen, Verbindung zu den Pulsationskammern 15; 16. Die zugehörigen Tellerventile 17; 18 und das Verbindungsgestänge 19 ergeben eine Doppelventil. Die durch die Ventile 17; 18 hindurchtretende Luftmenge wird durch die Drossel 20 bestimmt. Wenn beispielsweise in Fig. 1 am linken Stutzen 2 durch den Pulsator Vakuum angelegt wird, wird über die beiden Anschlußstutzen 3 die Luft aus den Melkbecherzwischenräumen abgesaugt. Dabei herrscht in der Pulsationskammer 15 Vakuum und in der Pulsationskammer 16 sowie im Kanal 11 atmosphärischer Luftdruck. Folglich wird durch den Druckunterschied der beiden Pulsationskammern 15; 16 das Ventil 17 geöffnet und das Ventil 18 geschlossen. Dadurch wird der Kanal 11 ebenfalls evakuiert, und überdieDüse7wirdaus der Steuerkammer 10 so lange Luft abgesaugt, bis die Schließkraft der Membran 6 überwunden wird. Bei Öffnung des Ventils 12 tritt über die Bohrungen 5 atmosphärische Luft in den Kanal 11, über die Drossel 20 und das Ventil 17 in die Pulsationskammer 15 und über die Stutzen 3 in den Melkbecherzwischenraum. Da aber der Kanal 11 belüftet ist, dringt die Luft sofort durch die Düse 7 in die Steuerkammer 10, schafft Kräftegleichgewicht an der Membran 6, so daß die Druckfeder 8 das Ventil 12 schließt. Folglich wird wieder der Kanal 11 und die Steuerkammer 10 evakuiert, und das Ventil 12 öffnet wieder. Je nachdem, wie die Wirkflächen an der Membran 6, der Querschnitt der Düse 7 und die Kraft der Feder 8 abgstimmt sind, wird die Pulsfolge kurzer LuftstößeAs can be seen from the figures, there is the switching valve, which is conveniently attached instead of the air manifold on Milchsammeistück from the housing 1, which has nozzle 2, which are connected to the outputs of the changeover pulsator, not shown, and the connecting pieces 3 and 4 for the teat cups , The housing 1 further has openings or holes 5 for the access of atmospheric air. Between the upper part 1 a of the housing 1, a diaphragm 6 is clamped, which has a nozzle 7. On the diaphragm 6 acts a compression spring 8, which is adjustable with a sealed clamping screw 9. Which is disfigurable between the membrane 6 and upper housing part 1 a. The resulting between membrane 6 and upper housing part 1 a space 10 serves as a control chamber. A channel 11 in the housing 1 forms at one end the valve seat 12 for the membrane 6. The channel 11 has via openings 13; "14, which also serve as a valve seat, connection to the Pulsationskammern 15, 16. The associated poppet valves 17, 18 and The connecting rod 19 results in a double valve The amount of air passing through the valves 17, 18 is determined by the throttle 20. For example, if vacuum is applied to the left port 2 by the pulsator in Fig. 1, air is exhausted from the two ports 3 In this case vacuum prevails in the pulsation chamber 15 and atmospheric air pressure in the pulsation chamber 16 and channel 11. Consequently, the pressure difference between the two pulsation chambers 15, 16 opens the valve 17 and closes the valve 18. The channel 11 is thereby evacuated as well , and via the nozzle 7, air is sucked out of the control chamber 10 until the closing force of the diaphragm 6 is overcome. Upon opening of the valve 12 occurs through the holes 5 atmospheric air into the channel 11, via the throttle 20 and the valve 17 into the pulsation chamber 15 and the nozzle 3 in the teat cup space. But since the channel 11 is vented, the air immediately penetrates through the nozzle 7 in the control chamber 10, creates equilibrium of forces on the diaphragm 6, so that the compression spring 8, the valve 12 closes. Consequently, the channel 11 and the control chamber 10 is again evacuated, and the valve 12 opens again. Depending on how the active surfaces on the membrane 6, the cross section of the nozzle 7 and the force of the spring 8 are tuned off, the pulse train is short bursts of air
-3- /LXJQ /Ul-3- / LXJQ / Ul
bestimmt. Diese kurzen Luftstöße bewirken ein Vibrieren des Zitzengummis, welcher dadurch eine stimulierende Wirkung ausübt. Je häufiger in einer Saugphase Luft eingelassen wird, um so häufiger schwingt der Zitzengummi. Mit steigender Häufigkeit der Schwingungen vermindert sich die Amplitude. Schaltet der Pulsator das Vakuum auf den rechten Stutzen 2 um, geschieht das Gleiche auf der anderen Seite, also an den beiden anderen Zitzengummis. Im Belüftungstakt ist die Schalteinrichtung wirkungslos.certainly. These short bursts of air cause a vibration of the teatcup liner, which thereby exerts a stimulating effect. The more frequently air is introduced in a suction phase, the more often does the teat rubber vibrate. As the frequency of the vibrations increases, the amplitude decreases. If the pulsator switches the vacuum to the right nozzle 2, the same happens on the other side, ie on the two other teat rubbers. In the ventilation cycle, the switching device is ineffective.
Fig. 2 stellt lediglich eine Ausführungsvariante mit Klappen 105 dar, die die Luftbohrungen 5 ersetzen. Hier wird anstelle von Stalluft reine, durch den Pulsator gefilterte Luft in den Kanal 11 eingespeist.Fig. 2 illustrates only a variant with flaps 105, which replace the air holes 5. Here, instead of stable air, pure, filtered by the pulsator air is fed into the channel 11.
Die Klappen 117 und 118 ersetzen die Ventile 17 und 18. Dadurch ist eine getrennte Zuführung der Zusatzluft möglich. Dies macht sich bei einer Phasenverschiebung erforderlich, wenn die Saugphase 60 bis 70% eines Doppeltaktes beträgt. Hierbei überschneiden sich die Saugtakte kurzfristig. Während der Überschneidung des Saugtaktes verändert sich die Amplitude der vibrierenden Schwingung geringfügig.The flaps 117 and 118 replace the valves 17 and 18. Thus, a separate supply of additional air is possible. This requires a phase shift when the suction phase is 60 to 70% of a double clock. Here, the suction cycles overlap at short notice. During the overlap of the suction stroke, the amplitude of the vibrating vibration changes slightly.
Bei Einsatz der in Fig.2 dargestellten Klappen 105,117 und 118 tritt bei deni belüfteten Melkbecherpaar durch kurzzeitiges Absaugen von Luft in der Druckphase ebenfalls ein leichtes Schwingen auf. Die Stimulierung in der Saug- und Druckphase kann sich auch günstig auswirken.When using the flaps 105,117 and 118 shown in Figure 2 occurs in deni aerated Melkbecherpaar by brief suction of air in the printing phase also a slight swing. The stimulation in the suction and pressure phase can also have a favorable effect.
Erfolgt die Luftzufuhr wie nach Fig. 1 über die Luftbohrungen 5, tritt dieser Effekt nicht auf.If the air supply as shown in FIG. 1 on the air holes 5, this effect does not occur.
In Fig.3 ist die Pulsationskurve, die sich an den Anschlußstutzen 3 und 4 ausbildet, dargestellt. Diese Kurven ergeben sich bei Anwendung der Luftbohrungen 5 und der Klappen 117; 118 bei verlängerter Saugphase.In Figure 3, the pulsation curve, which forms at the connection piece 3 and 4, shown. These curves arise when using the air holes 5 and the flaps 117; 118 at extended suction phase.
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