DE3638008A1

DE3638008A1 - Device for producing (generating) stimulation pulses

Info

Publication number: DE3638008A1
Application number: DE19863638008
Authority: DE
Inventors: Volkmar Dipl Ing Spillecke; Klaus Dipl Ing Milde
Original assignee: VEB Kombinat Fortschritt Landmaschinen Neustadt (Bestand)
Current assignee: VEB Kombinat Fortschritt Landmaschinen Neustadt (Bestand)
Priority date: 1986-03-27
Filing date: 1986-11-07
Publication date: 1987-10-01
Also published as: DD258701A3

Abstract

Various methods have been disclosed for stimulation of the cow's udder but, although they produce a good milk yield, their cost is excessively high. It has been found that radio-frequency oscillations during each suction or pressure phase or during both phases produce a stimulating effect. The object of the invention is to transfer this radio-frequency oscillation from the known in-phase principle to a two-frequency pulsator which can be operated both at a duty ratio of 50:50 and with extended suction phase. The object is achieved according to the invention in that a switching valve is connected between the pulsator and the milk container, preferably instead of the air distributor on the milk collecting element, which switching valve lets in a small amount of air several times in a pulsed manner during the suction cycle. If the air is taken from the other pair of milk containers, then the same effect occurs on the pressure side automatically. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung von Stimulationsimpulsen während des gesamten Melkvorganges bei Melkanlagen, wobei in jedem Saugtakt eine mehrmalige Schwin gung des pulsierenden Vakuums und damit des Zitzengummis erfolgt.The invention relates to a device for generating Stimulation impulses during the entire milking process Milking systems, with a repeated swin in each suction cycle the pulsating vacuum and thus the teatcup liner he follows.

Neben dem mit hohem Material- und Energieaufwand verbunde nen 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 consumption compressed air stimulation methods and other mechanical Massagers are also different with higher frequency working stimulation devices become known.

Ein derartiges Verfahren (DD-PS 1 57 069) beruht darauf, daß zu Melkbeginn ohne Milchentzug 40-60 Sek. das Euter durch Schwingbewegungen des Zitzengummis von 200 oder mehr Takte pro Minute stimuliert wird. Dieses Verfahren verlän gert die Melkzeit um die Anrüstzeit.Such a method (DD-PS 1 57 069) is based on that at the beginning of milking without milk removal, the udder 40-60 seconds by vibration movements of the teat cup liner of 200 or more Clocks per minute is stimulated. This procedure is extended the milking time is adjusted by the add-on time.

Ein anderes Verfahren (DD-PS 2 11 920) stimuliert mit der gleichen Frequenz nur einen kurzen Zeitabschnitt, bei spielsweise 5 Sekunden mit gedrosseltem Milchentzug, wel chem der Melkzyklus von ca. 10 Sekunden folgt. Dieses Ver fahren läuft über die gesamte Melkzeit. Nachteilig ist der Mehraufwand für die zyklische Umsteuerung der Pulsatorfre quenz.Another method (DD-PS 2 11 920) stimulates with the same frequency only for a short period of time for example 5 seconds with reduced milk withdrawal, wel the milking cycle of approx. 10 seconds follows. This ver driving runs over the entire milking time. The disadvantage is that Additional effort for the cyclical reversal of the pulsator fre quenz.

Im Gegensatz dazu wird beim SU-Urheberschein 7 93 503 wäh rend 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 25 Hz, d. h., in jedem Ruhetakt schwingt der Zitzengummi 5 bis 25 mal, wodurch eine Reizung der Zitzen und eine Steigerung des Milchertrages eintritt.In contrast, the SU copyright certificate 7 93 503 is selected stimulated throughout the entire milking period by a Common mode pulsator generates the normal milking frequency, and in the printing phase, d. i.e. with the teat cup space ventilated an additional pulsator generates an oscillation of 5 to 25 Hz, d. that is, the teat rubber swings 5 to every rest cycle 25 times, causing irritation of the teats and an increase of the milk yield occurs.

Nach dem gleichen Prinzip arbeitet eine Erfindung nach SU- Urheberschein 9 71 176 mit dem Unterschied, daß die höhere Frequenz auf die Saugphase aufgegeben wird, also bei geöff netem Zitzengummi. Das Ziel dieser Erfindung besteht darin, das Hochkriechen des Zitzengummis zu verhindern.An invention works according to the same principle Copyright certificate 9 71 176 with the difference that the higher Frequency is given to the suction phase, i.e. with open nice teat rubber. The aim of this invention is to prevent the teatcup from creeping up.

Beide Verfahren arbeiten nach dem Gleichtaktprinzip. Nach Messungen wird auch bei Anwendung in der Saugphase eine sti mulierende Wirkung und damit eine Milchleistungssteigerung von 5-6% erreicht.Both methods work on the common mode principle. To Measurements are also sti when used in the suction phase mululating effect and thus an increase in milk yield achieved by 5-6%.

Der technische Aufwand ist gegenüber der Erfindung nach DD-PS 2 11 920 wesentlich geringer. Der Nachteil besteht jedoch darin, daß die konstruktive Lösung nach SU 9 71 176 nur für Gleichtaktpulsatoren geeignet ist.The technical effort is compared to the invention DD-PS 2 11 920 much lower. The disadvantage is however, in that the constructive solution according to SU 9 71 176 is only suitable for common mode pulsators.

Gleichtaktpulsatoren sind zwar konstruktiv einfacher als Wechseltaktpulsatoren, eignen sich aber schlecht für Hoch leistungskühe mit hohem Milchanfall, weil es zu Stauungen im Milchsammelstück und zu größeren Vakuumschwankungen kommt.Common mode pulsators are structurally simpler than Alternating clock pulsators, but are poorly suited for high performance cows with high milk production because of congestion in the milk collecting piece and there are major vacuum fluctuations.

Dieses Stimulationsprinzip könnte bei Verdoppelung für Wech seltaktpulsatoren angewendet werden. Dabei tritt aber der Nachteil eines hohen konstruktiven Aufwandes ein, und der Synchronlauf beider Vorrichtungen ist nicht mehr gewährlei stet.This stimulation principle could be doubled for altern Seltact pulsators are used. However, the Disadvantage of a high design effort, and Synchronous running of both devices is no longer guaranteed continuous

Das Ziel der Erfindung besteht darin, den technischen sowie den Wartungsaufwand für die Euterstimulation zu senken und die Handhabung zu verbessern.The aim of the invention is the technical as well reduce the maintenance effort for udder stimulation and improve handling.

Die technische Aufgabe besteht darin, das im SU-Urheber schein 9 71 176 beschriebene Melkverfahren mittels Gleich taktpulsator durch eine erfindungsgemäße Ventilanordnung auf Wechseltakt-Membranpulsatoren zu übertragen, wobei die Stimulationstakte synchron laufen müssen und die Vorrich tung auch für Pulsatoren mit Saugphasenverlängerung ein setzbar sein muß.The technical task is that in the SU author Schein 9 71 176 described milking method using equals clock pulse through a valve arrangement according to the invention transfer to alternating-cycle membrane pulsators, the Stimulation cycles must run synchronously and the device device also for pulsators with suction phase extension must be settable.

Erfindungsgemäß wird die technische Aufgabe dadurch gelöst, daß dem Wechseltakt-Membranpulsator eine Schalteinrichtung nachgeschaltet wird, welche vorteilhaft anstelle des Luft verteilers am Milchsammelstück angeordnet ist. Diese be steht aus dem Gehäuse mit den beiden Anschlußstutzen zum Pulsator, vier Stutzen für die Pulsationsleitungen zu den Melkbechern, einem doppelwirkenden Schaltventil, einer Mem bran mit Drosselbohrung und einer Gehäusebohrung, die zu sammen mit der Membran ein Ventil bildet und die gegenüber liegend der Membran beiderseitig Ventilsitze aufweist. Zwi schen dem Membranventil und dem Doppelventil besitzt die Ge häusebohrung eine weitere Drosselstelle. Zur Justierung der Schwingungszahl kann eine einstellbare Druckfeder, die die Membran gegen den Dichtssitz drückt, dienen.According to the invention, the technical problem is solved by that the alternating-cycle membrane pulsator is a switching device is connected downstream, which is advantageous instead of air is arranged on the milk collecting piece. These be is available from the housing with the two connecting pieces Pulsator, four connections for the pulsation lines to the Milking cups, a double-acting switching valve, a mem bran with throttle bore and a housing bore that together with the membrane forms a valve and the opposite lying on both sides of the membrane valve seats. Between The membrane valve and the double valve have the Ge bore another throttling point. To adjust the Vibration number can be an adjustable compression spring that the Press membrane against the sealing seat, serve.

Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende:The device works as follows:

Die Schalteinrichtung befindet sich zwischen den beiden Pul satorausgängen 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 be sitzt, und beide Ventilteller durch ein Gestänge verbunden sind, wird also das Doppelventil auf der Druckseite schlie ßen und auf der Saugseite öffnen. Infolgedessen wird die Gehäusebohrung evakuiert und über die Düse in der Schalt membran 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 Luftab saugung 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 Mem brane und baut den Unterdruck ab, so daß durch die Flächen differenz an dem Membranventil und noch durch Unterstüt zung 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 be findlichen Schaltkammer bestimmen die Schalthäufigkeit. Die Schwingungszahl kann konstant oder veränderlich vorgegeben werden. Durch die kurzen Lufteinlässe, die durch eine Dros sel 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 Dop pelventil ebenfalls umschaltet.The switching device is located between the two pulses sator exits and the milking cup gaps. Will through sucked air from the pulsator, it flows through one Half of the switching device. The other half is under Atmospheric pressure. Because the double valve has a valve disc the suction side and a valve plate on the pressure side sits, and both valve plates connected by a linkage the double valve on the pressure side will close and open on the suction side. As a result, the Housing bore evacuated and via the nozzle in the switch membrane sucked the air above the membrane so that the atmospheric pressure lifts the membrane and the air into the Housing bore can flow, which is then throttled the Luftab counteracts suction of the pulsator, d. i.e., the vacuum will slightly lowered in the teat cup space. The above air flowing into the housing bore also passes through the nozzle in the membrane into the chamber above the membrane Brane and reduces the negative pressure, so that through the surfaces difference on the diaphragm valve and still by support pressure of the compression spring the membrane blocks the air access. The double valve remains in its position. Thereby again the air above the membrane through the nozzle aspirated, and the membrane opens the air inlet again. The nozzle, the spring and the size of the be over the membrane sensitive switching chamber determine the switching frequency. The Vibration number can be constant or variable will. Due to the short air intakes through a Dros be determined quantitatively, the vacuum pulsates in the Suction phase, d. that is, the teat cup vibrates and creates one Stimulating effect. If the pulsator switches, then it happens the same with the other two teat cups because the dop pel 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 Milking cluster can be applied normally and stimulation without switching to the milking cycle throughout Milking period is running. No additional energy is required; the Switch valve has self-control. The maintenance effort drops, and handling is improved.

Die Erfindung soll an Ausführungsbeispielen und den dazuge hörigen Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigtThe invention is based on exemplary embodiments and the hearing drawings are explained in more detail. It shows

Fig. 1 die Schalteinrichtung für ein Phasenverhält nis 50 : 50, Fig. 1, the switching device on a phase behaves nis 50: 50,

Fig. 2 die Ausführung nach Fig. 1 mit Klappenventilen für die Luftzuführung bzw. Luftverteilung und Fig. 2 shows the embodiment of FIG. 1 with flap valves for the air supply and air distribution and

Fig. 3 die Pulsationskurve mit stimulierenden Schwin gungen im Wechseltakt und verlängerter Saugphase. Fig. 3 shows the pulsation curve with stimulating vibrations in alternation and extended suction phase.

Wie aus den Abbildungen ersichtlich, besteht das Schaltven til, das zweckmäßigerweise anstelle des Luftverteilers am Milchsammelstück befestigt ist, aus dem Gehäuse 1, welches Stutzen 2 aufweist, die mit den Ausgängen des nicht darge stellten Wechseltaktpulsators verbunden sind, sowie den An schlußstutzen 3 und 4 für die Melkbecher. Das Gehäuse 1 besitzt weiterhin Durchbrüche oder Bohrungen 5 für den Zu tritt atmosphärischer Luft. Zwischen dem Oberteil 1 a des Gehäuses 1 ist eine Membrane 6 eingespannt, die eine Dü se 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 entstehende Raum 10 dient als Steuerkammer. Ein Kanal 11 im Gehäuse 1 bildet an einem Ende denVentilsitz 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 Verbin dungsgestänge 19 ergeben ein Doppelventil. Die durch die Ventile 17; 18 hindurchtretende Luftmenge wird durch die Drossel 20 bestimmt. Wenn beispielsweise in Fig. 1 am lin ken 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 über die Düse 7 wird aus der Steuerkammer 10 solange Luft abgesaugt, bis die Schließkraft der Membran 6 überwunden wird. Bei Öffnung des Ventils 12 tritt über die Bohrungen 5 atmo sphärische 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 Ka nal 11 belüftet ist, dringt die Luft sofort durchdie Dü se 7 in die Steuerkammer 10, schafft Kräfteausgleichsgewicht an der Membran 6, so daß die Druckfeder 8 das Ventil 12 schließt. Folglich wird wieder der Kanal 11 und die Steuer kammer 10 evakuiert, und das Ventil 12 öffnet wieder. As can be seen from the figures, the Schaltven valve, which is expediently attached to the milk collector instead of the air distributor, consists of the housing 1 , which has spigot 2 , which are connected to the outputs of the alternating pulse pulsator, not shown, and the connection spigot 3 and 4 for the teat cups. The housing 1 also has openings or holes 5 for the atmospheric air. Between the upper part 1 a of the housing 1 , a membrane 6 is clamped, which has a nozzle 7 . A pressure spring 8 acts on the diaphragm 6 and can be adjusted with a sealed clamping screw 9 . The membrane 6 and between the upper housing part 1 a resulting space 10 serves as a control chamber. A channel 11 in the housing 1 forms the valve seat 12 for the membrane 6 at one end. The channel 11 has openings 13; 14 , which also serve as a valve seat, connection to the pulsation chambers 15; 16 . The associated poppet valves 17; 18 and the connec tion linkage 19 result in a double valve. The through the valves 17; 18 amount of air passing through is determined by the throttle 20 . If, for example, in Fig. 1 on the lin ken nozzle 2 is applied by the pulsator vacuum, the air is sucked out of the teat cup gaps between the two connecting pieces 3 . There is a vacuum in the pulsation chamber 15 and atmospheric pressure in the pulsation chamber 16 and in the channel 11 . Consequently, the pressure difference between the two pulsation chambers 15; 16 the valve 17 opened and the valve 18 closed. As a result, the channel 11 is also evacuated, and air is sucked out of the control chamber 10 via the nozzle 7 until the closing force of the membrane 6 is overcome. When the valve 12 is opened , atmospheric spherical air enters the channel 11 via the bores 5 , the throttle 20 and the valve 17 into the pulsation chamber 15 and the nozzle 3 into the teat cup space. But since the channel 11 is ventilated, the air penetrates immediately through the nozzle 7 into the control chamber 10 , creates a force balance weight on the membrane 6 , so that the compression spring 8 closes the valve 12 . Consequently, the channel 11 and the control chamber 10 is evacuated again, and the valve 12 opens again.

Je nachdem, wie die Wirkflächen an der Membran 6, der Quer schnitt der Düse 7 und die Kraft der Feder 8 abgestimmt sind, wird die Pulsfolge kurzer Luftstöße bestimmt. Diese kurzen Luftstöße bewirken ein Vibrieren des Zitzengummis, welcher dadurch eine stimulierende Wirkung ausübt. Je häufi ger in einer Saugphase Luft eingelassen wird, umso häufiger schwingt der Zitzengummi. Mit steigender Häufigkeit der Schwingungen vermindert sich die Amplitude. Schaltet der Pul sator 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.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 coordinated, the pulse train of short air blasts is determined. These short air blows cause the teat cup liner to vibrate, which has a stimulating effect. The more air is let in during a suction phase, the more the teat rubber vibrates. The amplitude decreases with increasing frequency of the vibrations. If the pulsator switches the vacuum to the right nozzle 2 , the same thing happens on the other side, i.e. on the other two teat cups. The switching device is ineffective in the ventilation cycle.

Fig. 2 stellt lediglich eine Ausführungsvariante mit Klap pen 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 shows only one embodiment with Klap pen 105 , which replace the air holes 5 . Instead of stall air, pure air filtered by the pulsator is fed into channel 11 .

Die Klappen 117 und 118 ersetzen die Ventile 17 und 18. Da durch 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. Wäh rend der Überschneidung des Saugtaktes verändert sich die Amplitude der vibrierenden Schwingung geringfügig.The flaps 117 and 118 replace the valves 17 and 18 . As a separate supply of the additional air is possible. This is necessary for a phase shift if the suction phase is 60 to 70% of a double cycle. The suction cycles overlap for a short time. During the overlap of the suction cycle, the amplitude of the vibrating vibration changes slightly.

Bei Einsatz der in Fig. 2 dargestellten Klappen 105, 117 und 118 tritt bei dem belüfteten Melkbecherpaar durch kurz zeitiges Absaugen von Luft in der Druckphase ebenfalls ein leichtes Schwingen auf. Die Stimulierung in der Saug- und Druckphase kann sich auch günstig auswirken.When the flaps 105, 117 and 118 shown in FIG. 2 are used , the ventilated teat cup pair also experiences a slight oscillation due to brief suction of air in the pressure phase. The stimulation in the suction and pressure phase can also have a beneficial effect.

Erfolgt die Luftzufuhr wie nach Fig. 1 über die Luftboh rungen 5, tritt dieser Effekt nicht auf.If the air supply takes place via the air holes 5 as shown in FIG. 1, this effect does not occur.

In Fig. 3 ist die Pulsationskurve, die sich an den An schlußstutzen 3 und 4 ausbildet, dargestellt. Diese Kurven ergeben sich bei Anwendung der Luftbohrungen 5 und der Klappen 117; 118 bei verlängerter Saugphase.In Fig. 3, the pulsation curve, which is formed at the connection spigot 3 and 4 , is shown. These curves result when using the air holes 5 and the flaps 117; 118 with extended suction phase.

Claims

1. Device for generating stimulation pulses during the entire milking process, in particular by repeated throttled brief air supply into the teat cup space during the suction phase, whereby the opened teat rubber vibrates and exerts a stimulating effect on the teat, for alternating pulse, characterized in that the Air distributor for the teat cups is replaced by a switching valve ( 1 ) which is connected to the teat cup spaces between the two milking halves, is constructed in mirror image, a diaphragm valve with its own frequency control for intermittent air supply via a channel ( 11 ), a pressure-dependent switching valve ( 17; 18 ) and Pulsa tion chambers ( 15 and 16 ) during the suction phase each has two pulse nozzles.

2. Device according to claim 1, characterized in that the membrane valve from a membrane ( 6 ), a valve seat ( 12 ), a compression spring ( 8 ) and one, a Ka channel ( 11 ) with a control chamber ( 10 ) connecting, in the membrane ( 6 ) arranged nozzle ( 7 ).

3. Apparatus according to claim 1, characterized in that the changeover valve consists of two plate valves ( 17; 18 ) or two independent valve flaps ( 117; 118 ) which are mechanically connected to one another via a linkage ( 19 ).

4. The device according to claim 1, characterized in that the metering of the inflowing air serves a diaphragm valve downstream throttle ( 20 ).

5. Apparatus according to claim 1 and 2, characterized in that the pulsation frequency is determined by the effective area ratio of the membrane ( 6 ), the nozzle ( 7 ) and the pre-tensioning force of the compression spring ( 8 ).

6. The device according to claim 1, characterized in that the air supply with the atmosphere connected holes ( 5 ) or the pressure chamber with the pulsation chamber ( 15; 16 ) connecting flaps ( 105 ) serve - ( Fig. 2).

7. The device according to claim 1 and 3, characterized in that automatic, by the pressure difference between the channel's ( 11 ) and the pulsation chambers ( 15; 16 ) controlled flaps ( 117; 118 ) of intermittent air supply serve - ( Fig. 2).