FR2458995A1

FR2458995A1 - Milking machine milk valve unit - has plug on diaphragm pressed against seat by air pressure

Info

Publication number: FR2458995A1
Application number: FR8013517A
Authority: FR
Inventors: James F Frydenlund; Kendall R Johnson
Original assignee: Universal Cooperatives Inc
Current assignee: Universal Cooperatives Inc
Priority date: 1979-06-18
Filing date: 1980-06-18
Publication date: 1981-01-09
Also published as: DE3020386A1; NL8002928A

Abstract

The milk valve for use in a milking machine is normally open, and can be cleaned without removal from the machine. It comprises a valve body (10) with openings in the wall (15,20) through which the milk flows, and a plug (31) sealed to the body and working against a seat round one of the openings. An elastic diaphragm (24) between the plug and the body forms a valve chamber through which milk flows between the openings. Air pressure on the diaphragm presses the plug against the seat whenever the air pressure on the side near the seat falls appreciably below the first pressure. The area between diaphragm and valve seat is unobstructed apart from the plug.

Description

L'invention vise d'une manière générale à apporter une soupape de lait pour machine à traire dont la construction, l'assemblage et le fonctionnement soient plus simples, peu croûteux et plus hygiéniques que ceux des soupapes connues pour cette application. The invention generally aims to provide a milk valve for a milking machine, the construction, assembly and operation of which are simpler, inexpensive and more hygienic than those of known valves for this application.

Plus précisément, l'invention vise à apporter une soupape de lait qui puisse entre nettoyée sur place, sans quSil soit nécessaire de la retirer du système de traite mécanique, et qui reste normalement ouverte pour que les solutions de nettoyage puissent s'écouler d'elle sans limite de durée à la suite d'un nettoyage. More specifically, the invention aims to provide a milk valve which can be cleaned on site, without it being necessary to remove it from the mechanical milking system, and which remains normally open so that the cleaning solutions can flow from it without limit of duration following a cleaning.

Une soupape de lait selon l'invention est essentiellement caractérisée par l'utilisation d'un clapet supporté par un diaphragme, qui se ferme automatiquement et seulement lorsque le débit de lait tiré de la vache à laquelle la soupape est reliée diminue jusqu'à un minimum prédéterminé, provoquant ainsi la libération automatique des gobelets trayeurs adaptés aux trayons de la vache et reliés à la soupape de lait. A milk valve according to the invention is essentially characterized by the use of a valve supported by a diaphragm, which closes automatically and only when the flow of milk drawn from the cow to which the valve is reduced decreases to a predetermined minimum, thus causing the automatic release of the teat cups suitable for the teats of the cow and connected to the milk valve.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation non limitatif, ainsi que du dessin annexé, sur lequel :
- la figure 1 est une coupe axiale verticale de la soupape de lait selon le mode de réalisation préféré de l'invention, la soupape étant représentée incorporée dans un système de traite représenté schématiquement;
- la figure 2 est une vue en perspective du clapet supporté par un diaphragme dans cette soupape; et
- la figure 3 est une vue de dessus de la soupape de lait à l'état assemblé.Other characteristics and advantages of the invention will emerge more clearly from the description which follows of a nonlimiting exemplary embodiment, as well as from the appended drawing, in which:
- Figure 1 is a vertical axial section of the milk valve according to the preferred embodiment of the invention, the valve being shown incorporated in a milking system shown schematically;
- Figure 2 is a perspective view of the valve supported by a diaphragm in this valve; and
- Figure 3 is a top view of the milk valve in the assembled state.

La soupape de lait selon l'invention est destinée à remplacer la soupape de lait dans un système de traite comme représenté figure 6 du brevet des Etats-Unis d'Amérique nO 3.861.355, délivré le 21 janvier 1975 et intitulé "Automatic Milker Take-Off Assembly". Le meme dispositif ou un dispositif analogue à celui représenté dans ce brevet peut actuellement être acheté chez la
Universal Milking Machine Division de la Universal Cooperatives
Incorporated, Albert Lea, Minnesota et est désigné par cette société par "Automatic Take-Of f Control Assembly nO 313257".Ce dispositif utilise une soupape du type décrit ici au lieu de la soupape représentée figure 6 dudit brevet mais la construction et le fonctionnement sont par ailleurs les memes ou très semblables à ceux décrits dans ce brevet.The milk valve according to the invention is intended to replace the milk valve in a milking system as shown in Figure 6 of United States Patent No. 3,861,355, issued January 21, 1975 and entitled "Automatic Milker Take -Off Assembly ". The same device or a device similar to that shown in this patent can currently be purchased from
Universal Milking Machine Division of the Universal Cooperatives
Incorporated, Albert Lea, Minnesota and is designated by this company by "Automatic Take-Of f Control Assembly No. 313257". This device uses a valve of the type described here instead of the valve shown in Figure 6 of said patent but the construction and operation are also the same or very similar to those described in this patent.

La soupape de lait qui est l'objet de l'invention, telle que représentée sur les figures 1 à 3 et désignée dans son ensemble par 10, est incorporée dans la conduite de lait 7 qui va de la griffe 5, portant les gobelets trayeurs 6, au pot collecteur 8. The milk valve which is the object of the invention, as shown in Figures 1 to 3 and designated as a whole by 10, is incorporated in the milk line 7 which goes from the claw 5, carrying the teat cups 6, to the collecting pot 8.

A l'intérieur du pot collecteur 8 est appliquée une dépression produite par une pompe à vide 9 à laquelle est conjugué un réservoir 11 installé entre la pompe et le pot collecteur. Au réservoir 11 est reliée en outre une conduite de fluide 12 qui mène à un pulsateur (non représenté) qui commande l'action des gobelets trayeurs 6.Inside the collecting pot 8 is applied a vacuum produced by a vacuum pump 9 to which is combined a reservoir 11 installed between the pump and the collecting pot. To the reservoir 11 is further connected a fluid line 12 which leads to a pulsator (not shown) which controls the action of the teat cups 6.

A la conduite de vide 12 est raccordé un robinet commutateur 13 qui peut titre amené, soit à une position ouverte, où la dépression appliquée par la conduite 12 est transmise à l'autre côté du robinet l3, soit à une position fermée où la liaison avec la conduite 12 est coupée et de l'air est admis dans l'autre orifice 14 du robinet. Ce robinet est du type de celui désigné par 140 dans le brevet cité ci-dessus. To the vacuum line 12 is connected a switch valve 13 which can therefore be brought either to an open position, where the vacuum applied by the line 12 is transmitted to the other side of the valve 13, or to a closed position where the connection with line 12 is cut and air is admitted into the other port 14 of the valve. This valve is of the type designated by 140 in the patent cited above.

La soupape de lait 10 objet de l'invention possède un corps 15 en forme de coupelle, qui présente une tubulure 16 définissant un orifice d'admission 17 et une tubulure 18 de raccordement au pot collecteur, définissant un orifice 19. Comme représenté, la tubulure 16 est reliée à la partie de la conduite de lait menant à la griffe 5 et aux gobelets trayeurs 6. La tubulure 18 est reliée au pot collecteur 8. L'orifice de décharge 20 du corps 15 est entouré d'un siège de soupape annulaire 21, contre lequel est appliqué le clapet lorsqu'il est actionné. The milk valve 10 which is the subject of the invention has a cup-shaped body 15, which has a tube 16 defining an inlet orifice 17 and a tube 18 for connection to the collecting pot, defining an orifice 19. As shown, the tubing 16 is connected to the part of the milk pipe leading to the claw 5 and to the teat cups 6. The tubing 18 is connected to the collecting pot 8. The discharge orifice 20 of the body 15 is surrounded by a valve seat annular 21, against which the valve is applied when actuated.

Sur le corps 15 de la soupape est fixé de façon étanche un couvercle bombé 22. Un anneau de serrage conventionnel 23 maintient ces deux pièces ensemble et l'étanchéité entre elles est assurée par un diaphragme 24. Ce diaphragme est constitué d'une feuille annulaire flexible essentiellement plane, faite d'un matériau élastique tel qu'un polymère éthylène-propylène NRC-402, possédant une dureté de 50-55 au duromètre. La face supérieure de ce diaphragme porte une nervure annulaire 25 dirigée vers le haut près de sa périphérie. On the body 15 of the valve is tightly fixed a domed cover 22. A conventional clamping ring 23 holds these two parts together and sealing between them is ensured by a diaphragm 24. This diaphragm consists of an annular sheet essentially flat flexible, made of an elastic material such as an ethylene-propylene polymer NRC-402, having a hardness of 50-55 on the durometer. The upper face of this diaphragm carries an annular rib 25 directed upwards near its periphery.

Cette nervure est emprisonnée dans une gorge annulaire 26 de forme et de dimensions correspondantes ménagée dans la face inférieure du couvercle 22, comme représenté sur la figure 1.This rib is trapped in an annular groove 26 of corresponding shape and dimensions formed in the underside of the cover 22, as shown in FIG. 1.

Le cOté inférieur du diaphragme 24 porte une nervure annulaire 27 semblable mais dirigée vers le bas, qui possède les mêmes dimensions et se trouve directement en regard de la nervure 25 pour s'ajuster dans une gorge 28 ménagée dans le c8té supérieur du corps 15 en forme de coupelle. On voit sur le dessin que les gorges annulaires 26 et 28 sont ménagées chacune dans un rebord ou bride faisant radialement saillie du corps 15 respectivement de son couvercle 22. The lower side of the diaphragm 24 carries a similar annular rib 27 but directed downwards, which has the same dimensions and is located directly opposite the rib 25 to fit into a groove 28 formed in the upper side of the body 15 in cup shape. It can be seen in the drawing that the annular grooves 26 and 28 are each formed in a flange or flange projecting radially from the body 15 respectively of its cover 22.

Le couvercle 22 porte au centre une tubulure 29 dirigée vers le haut et reliée par une conduite 30 à l'orifice 14 du robinet commutateur 13, de sorte que la dépression peut etre appliquée à travers ces éléments au cOté supérieur du diaphragme 24 ou que de l'air peut etre admis à travers eux dans la zone située immédiatement au-dessus du diaphragme, suivant la position du robinet 13. The cover 22 carries in the center a tube 29 directed upwards and connected by a pipe 30 to the orifice 14 of the switch valve 13, so that the vacuum can be applied through these elements to the upper side of the diaphragm 24 or that of air can be admitted through them into the area immediately above the diaphragm, depending on the position of the valve 13.

Dans sa partie centrale, le diaphragme 24 fait corps avec un clapet 31 qui est du même matériau, est dirigé vers le bas et possède, comme représenté, une forme généralement cylindrique mais avec un bout inférieur hémisphérique. La longueur du clapet 31 est telle que le bout hémisphérique reste normalement suspendu à une faible distance au-dessus du siège 21, de préférence à environ 3 mm. In its central part, the diaphragm 24 is integral with a valve 31 which is of the same material, is directed downwards and has, as shown, a generally cylindrical shape but with a hemispherical lower end. The length of the valve 31 is such that the hemispherical tip normally remains suspended a short distance above the seat 21, preferably about 3 mm.

Le dessin montre que le corps 15 possède un évidement annulaire 32 près de la nervure 27 afin de faciliter le fléchissement du diaphragme. Il montre aussi que la surface intérieure du corps 15 possède partout une forme à contours lisses, comme les parties cylindrique et hémisphérique du clapet 31 et sa transition avec le diaphragme 24, afin de faciliter leur nettoyage avec une solution de nettoyage après chaque usage du matériel. Le clapet 31 est normalement maintenu en position ouverte et il vient seulement en contact avec le siège 21 lorsque le diaphragme 24 est pousse vers le bas.Par consequent, la chambre définie directement sous le diaphragme à l'intérieur du corps 15 de la soupape, à travers laquelle s'écoule le lait, peut être nettoyée rapidement et facilement par son rinçage avec une solution de nettoyage, dont les restes s'évacuent complètement et rapidement à travers la tubulure 18 à la fin de l'écoulement de la solution de nettoyage. Des restes de cette solution ne risquent donc pas d'strie retenus dans la chambre de la soupape de lait et il n'y a pratiquement pas de séchage de résidus de cette solution à l'intérieur du corps 15 ou sur le clapet 31. The drawing shows that the body 15 has an annular recess 32 near the rib 27 in order to facilitate the flexing of the diaphragm. It also shows that the internal surface of the body 15 has everywhere a shape with smooth contours, like the cylindrical and hemispherical parts of the valve 31 and its transition with the diaphragm 24, in order to facilitate their cleaning with a cleaning solution after each use of the material. . The valve 31 is normally held in the open position and it only comes into contact with the seat 21 when the diaphragm 24 is pushed down. Consequently, the chamber defined directly under the diaphragm inside the body 15 of the valve, through which the milk flows, can be cleaned quickly and easily by rinsing it with a cleaning solution, the remains of which are completely and quickly evacuated through the tube 18 at the end of the flow of the cleaning solution . There is therefore no risk of residues of this solution retained in the chamber of the milk valve and there is practically no drying of residues of this solution inside the body 15 or on the valve 31.

Le clapet 31 étant ouvert pendant toute la traite, le diaphragme 24 est détendu et garde sa forme libre pendant toute cette opération, maintenant le clapet 31 suspendu au-dessus du siège, étant donné que la dépression au-dessus du diaphragme est égale à la dépression dans la conduite de lait sous le diaphragme. Lorsque la traite de la vache approche sa fin, le débit de lait diminue; lorsqu'il a diminué suffisamment pour qu'un capteur (non représenté) manoeuvre automatiquement le robinet 13, l'application à la soupape 10 de la dépression de la conduite de vide 12 est coupée et de l'air est au contraire admis dans la zone au-dessus du diaphragme 24.C'est ainsi que fonctionne le matériel mentionné dans ce qui précède, qui est actuellement vendu par Universal Milking Machine
Division de la Universal Cooperatives Incorporated, et ce fonctionnement est essentiellement le m9me que celui décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique nO 3.861.355.The valve 31 being open during all the milking, the diaphragm 24 is relaxed and keeps its free form during this whole operation, keeping the valve 31 suspended above the seat, since the vacuum above the diaphragm is equal to the depression in the milk pipe under the diaphragm. When the milking of the cow approaches its end, the milk flow decreases; when it has decreased sufficiently for a sensor (not shown) to automatically operate the valve 13, the application to the valve 10 of the vacuum of the vacuum line 12 is cut off and air is, on the contrary, admitted into the area above diaphragm 24. This is how the equipment mentioned above works, which is currently sold by Universal Milking Machine
Division of Universal Cooperatives Incorporated, and this operation is essentially the same as that described in U.S. Patent No. 3,861,355.

A l'admission d'air dans la zone au-dessus du diaphragme 24, la dépression régnant dans la conduite de lait 7 a pour effet que le diaphragme est fléchi et tiré vers le bas, de sorte que le clapet 31 s'applique contre le siège 21. La dépression transmise aux gobelets trayeurs 6 depuis le pot collecteur 8 est ainsi coupée immédiatement. L'admission continue d'un faible débit d'air à travers un petit orifice dans la griffe réduit aussitôt la dépression rés i- duelle dans la partie de la conduite de lait 7 représentée à droite de la soupape sur la figure 1, de sorte que les gobelets trayeurs 6 sont automatiquement relâchés.Toutes les griffes 5 possèdent habituellement un tel orifice, désigné par 34, d'un diamètre de 0,25 mm par exemple, qui laisse entrer juste assez d'air pour faciliter l'écoulement du lait à travers la conduite 7 et pour faciliter le détachement des gobelets trayeurs 6 après la coupure de la dépression dans les conduites de lait. When air is admitted into the area above the diaphragm 24, the vacuum in the milk pipe 7 causes the diaphragm to be bent and pulled down, so that the valve 31 is pressed against the seat 21. The vacuum transmitted to the teat cups 6 from the collecting pot 8 is thus cut off immediately. The continuous admission of a low air flow through a small orifice in the claw immediately reduces the residual vacuum in the part of the milk pipe 7 shown to the right of the valve in FIG. 1, so that the teat cups 6 are automatically released. All the claws 5 usually have such an orifice, designated by 34, with a diameter of 0.25 mm for example, which lets in just enough air to facilitate the flow of milk through the pipe 7 and to facilitate the detachment of the teat cups 6 after the vacuum has been cut off in the milk pipes.

Pour nettoyer l'intérieur de la conduite de lait, on plonge les gobelets trayeurs dans un récipient de solution de nettoyage, laquelle est aspirée à travers les gobelets 6 et la conduite de lait 7 lorsque le robinet commutateur 13 est ramené à sa position ouverte, de sorte que la surface supérieure du diaphragme 24 est de nouveau exposée à une dépression qui est essentiellement égale à celle régnant dans la conduite de lait 7. Le diaphragme 24 peut de ce fait conserver ses forme et position libres ou détendues et maintenir le clapet 31 en position ouverte pendant toute la durée de l'opération de nettoyage. To clean the interior of the milk line, the teat cups are immersed in a container of cleaning solution, which is sucked through the cups 6 and the milk line 7 when the switch tap 13 is returned to its open position, so that the upper surface of the diaphragm 24 is again exposed to a vacuum which is essentially equal to that prevailing in the milk pipe 7. The diaphragm 24 can therefore keep its shape and position free or relaxed and maintain the valve 31 in the open position for the duration of the cleaning operation.

Les surfaces à contours arrondis dans la chambre du corps 15 et sur le diaphragme 24 et le clapet 31 rendent le nettoyage plus efficace en ce sens qu'elles ne forment pas de fentes ou autres cavités où le lait pourrait hêtre retenu et qui pourraient échapper à l'action de la solution nettoyante circulant à travers le corps 15 de la soupape puis vers le bas dans le pot collecteur 8 en vue du nettoyage de ce dernier; la solution peut ensuite etre évacuée de ce pot pour permettre à ce dernier de s'égoutter. Avant cela, bien entendu, la dépression créée par la pompe à vide 9 est coupée. Les pressions au-dessus et au-dessous du diaphragme 24 étant de ce fait égales, le diaphragme maintient le clapet 31 écarté du siège 21, de sorte que la soupape peut se vider rapidement et complètement des restes de la solution à la fin du nettoyage. The surfaces with rounded contours in the chamber of the body 15 and on the diaphragm 24 and the valve 31 make cleaning more effective in that they do not form slots or other cavities where the milk could be retained and which could escape. the action of the cleaning solution flowing through the body 15 of the valve and then down into the collecting pot 8 for cleaning the latter; the solution can then be removed from this pot to allow it to drip. Before that, of course, the vacuum created by the vacuum pump 9 is cut off. The pressures above and below the diaphragm 24 being therefore equal, the diaphragm keeps the valve 31 away from the seat 21, so that the valve can quickly and completely empty of the remains of the solution at the end of cleaning. .

Il ressort de ce qui précède que l'invention apporte une soupape de lait qui produit le détachement automatique des gobelets trayeurs d'une machine à traire et qui est normalement ouverte, de sorte qu'elle permet le drainage complet et efficace de la solution de nettoyage pendant et après le nettoyage. Elle est en outre conçue pour que le nettoyage soit le plus efficace possible et pour qu'elle puisse etre nettoyée sur place, sans qu'il soit nécessaire de la retirer du système de traite. I1 est à noter à cet egard que la soupape de lait selon l'invention est réalisée de manière que la chambre située sous le diaphragme 24 est complètement vide, exception faite du clapet 31. Cette conception dégagee de la chambre sous le diaphragme plus les surfaces à contours arrondis de cette chambre et du clapet 31 augmentent grandement l'efficacité du nettoyage, ce qui ressort clairement d'une comparaison avec des soupapes utilisées pour des applications analogues. It follows from the above that the invention provides a milk valve which produces the automatic detachment of the teat cups from a milking machine and which is normally open, so that it allows complete and efficient drainage of the milk solution. cleaning during and after cleaning. It is also designed so that cleaning is as efficient as possible and so that it can be cleaned on site, without the need to remove it from the milking system. It should be noted in this regard that the milk valve according to the invention is designed so that the chamber located under the diaphragm 24 is completely empty, except for the valve 31. This design releases the chamber under the diaphragm plus the surfaces with rounded contours of this chamber and of the valve 31 greatly increase the cleaning efficiency, which is clear from a comparison with valves used for similar applications.

L'invention n'est pas limitée à la forme de réalisation décrite et l'homme de l'art pourra y apporter diverses modifications, sans pour autant sortir de son cadre. The invention is not limited to the embodiment described and a person skilled in the art may make various modifications to it, without going beyond its ambit.

Claims

1. Milk valve comprising a valve body which has a fluid passage, in particular a milk passage, capable of being further cut by a valve, characterized in that the body is closed by a cover provided with an inlet d controlled air, the fluid passage is formed between two openings in the wall of the body, one of these openings being surrounded or located near a valve seat carried by the body, the body contains an elastic diaphragm or a similar elastic element placed between the cover and the body and extending through the body, the diaphragm delimiting in the body a valve chamber containing the fluid passage, and the valve is normally supported in the open position at a small distance from the seat by the diaphragm in the free state, the diaphragm being easily deformable towards the seat by air pressure, to apply the valve against the seat and thus close the fluid passage when the air pressure seat side of the diaphragm is significantly lower than the air pressure on the diaphragm cover side, the area between the diaphragm and the seat containing no other elements than the valve.

2. Valve according to claim 1, characterized in that the valve chamber is indivisible and the valve is suspended directly above the seat by the diaphragm.

3. Valve according to claim 1 or 2, characterized in that the valve is integral with the central part of the diaphragm and has in particular a bulbous shape with a convex sealing closure surface intended to be applied against the seat.

4. Valve according to any one of claims 1 to 3, characterized in that one of the openings defining the fluid passage is connected to a section of milk pipe leading to a container for collecting milk under vacuum and the inlet of air from the cover is connected to a source of vacuum, the vacuum of which is close to that applied to the collecting container, the other opening of the passage being connected to a section of milk pipe leading to teat cups adapted to the udder of a cow, the seat of the valve being located in particular near the latter opening of the passage of fluid in the valve.

5. Valve according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the air intake of the cover is preceded by a switching tap which allows this intake to be connected alternately to the atmosphere and to a source of vacuum , applying the vacuum to the diaphragm cover side holding the valve open and applying atmospheric pressure to this side of the diaphragm causing its deformation and closing the passage through the valve, which cuts off the application of the vacuum from the collecting container to the teat cups through the valve and, consequently, the detachment of these cups.

6. Valve according to any one of claims 1 & 4> characterized in that the valve partially has at least one hemispherical shape and has soft contours on all of its surfaces.

7. Valve according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the outer surfaces of the valve and the inner surfaces of the valve chamber, coming into contact with the fluid, have soft contours

8. Valve according to any one of claims 1 b 7, characterized in that the body has an annular recess inside its upper part, near the diaphragm, to facilitate the flexing of the diaphragm when it is subjected to a lower pressure on the valve seat side.

9. Milking machine, characterized by the use of one or more milk valves according to any one of claims 1 to 8.