HU221373B1 - Equipment and process for sampling for analysis milk typical of total mass obtained by milking a given cow - Google Patents

Abstract

Az eljárással és berendezéssel tejáramból 50 ml-nél kisebb,tömegarányos elemzési minta vehető 30 kg-ig terjedő várhatóössztejmennyiséget adó teheneknél, valamint maximálisan 12 kg/percvárható tejáramig. Az eljárásra jellemző, hogy ciklusokban vezéreltszelepet alkalmaznak, ahol mindegyik ciklus egy szelepnyitási időt ésegy szelepzárási időt tartalmaz, és ezzel csupán egy előremeghatározott 50 ml maximális mennyiségű elemzési mintát vesznek, azadott tehéntől a lefejni kívánt tejösszmennyiség tapasztalati útonnyert várható értékéből egy ciklusidőt és egy szelepnyitási időthatároznak meg, ahol a ciklusidőt és a szelepnyitási időt mindig úgyválasztják meg, hogy azok egy előre meghatározott értéktartományonbelül legyenek. A szelepnyitási időt vagy a ciklusidőt a tejáramtólfüggően vezérlik. A tejáram változása következtében az említettértéktartományon kívül eső szelepnyitási vagy ciklusidők elkerülésérea szelepnyitási időt és a ciklusidőt egyenlő arányban megváltoztatjákaz értéktartományon belüli értékekre. A találmány tárgya a berendezésis, amellyel egy ilyen tejmintavétel elvégezhető, tartalmaz egytejáramlásmérőt, egy processzoregységet, valamint egy tejmintavevőberendezést, amely lényegileg egy elektromos vezérlésű mágnestekercsettartalmaz, mellyel egy zárótest a mintaleválasztási áramhoz szolgálónyílást lezáró első helyzetéből az ezen nyílást nyitva hagyó másodikhelyzetébe mozgatható. ŕ

Description

A találmány tárgya eljárás egy adott tehéntől lefejt tej összmennyiségére nézve jellemző elemzési minta vételére, ahol is a tejáramból a tejáramtól függően előre meghatározott részmintamennyiségeket vesznek. A találmány tárgya továbbá az eljárás megvalósítására szolgáló tejmintavevő berendezés, a tejszállító vezetékbe iktatott tejátáramlás-mérővel, valamint processzoregységgel, egy elemzésiminta-palackkal összekötött tejmintavevő berendezés vezérléséhez, amely összeköttetésben áll a tejárammal.

A tej minősége és az érte kifizetett kg-onkénti ár messzemenően igazodik a benne lévő anyagokhoz, különösen a tej százalékos zsírtartalmához. A zsírtartalom meghatározása azonban jelentősen nehezebb, ha a tej egy ideig állt, mivel akkor a zsírtartalom elsősorban a tej felszínén helyezkedik el. Ezért szigorúbb előírások vannak, mint egy úgynevezett reprezentatív (azaz jellemző) elemzési minta vételekor, amely normálisan nem lehet több 50 ml-nél. Ez az eljárás rendkívül körülményes, munkaigényes és időt rabló.

A DE-OS 35 28 827 számú leírásból ismert olyan mintavevő berendezés, amelynél a tejmintákat a parasztok által beszállított tejnek egy tejtartályba történő átvezetésekor veszik le. Ennél az előző napokban szállított tejmennyiségek alapján egy úgynevezett várható tejmennyiséget tételeznek fel, s ezt a tejmennyiséget egy mindenkor egyforma, meghatározott számú elvételi impulzusra osztják fel. Ezáltal mindegyik elvételi impulzushoz azonos tejmennyiséget mérnek, amit az impulzusok számával megszorozva kiadódik a várható összes tejmennyiség. A várható összmennyiségtől függően természetesen minden impulzushoz különböző térfogatok, mennyiségek kerülnek kimérésre. A tejszállításnál azután a tejmennyiség-mérőt úgy állítják be, hogy az a kiszámított részmennyiségek szerint mindenkor egy impulzust adjon be. A tejből minden impulzussal egy előre meghatározott, mindenkor egyforma részmintamennyiséget vesznek le. Ilyen módon az összesen levett mintamennyiség, amely a kötött impulzusszám és a kötött részmintamennyiség szorzata, gyakorlatilag állandó értéken tartható.

A G 85 02 259.4 számú használati minta viszont tartálykocsikhoz, vagy a tejgazdaságokon belül üzemelő tejszállításhoz szolgáló tejszállító berendezést ismertet, ahol hasonló módon meg van állapítva a leveendő állandó részmintamennyiségek száma, miközben az egyes leveendő részmintamennyiség nagyságát az összes leveendő mintamennyiséghez és azon időtartamhoz viszonyítva határozzák meg, amely idő alatt a részmintamennyiséget leveszik. Mivel az összes tejmennyiség átvezetésénél mégis adódnak különbségek a teljes tejáramban, azt javasolták, hogy vegyék figyelembe az összes átvezetendő tejmennyiségnek a mindenkor mért tejáramhoz való viszonyából adódó faktort ahhoz, hogy a két részmintavétel közötti szünetidőt a mindenkori tejáramtól függően változtassák. A várható, s ezáltal figyelembe veendő tejáramváltozások azonban viszonylag kicsik.

A DE-PS 32 10 465 számú leírásból megismerhető a fejési folyamat során közvetlenül fellépő tejáramból történő tömegarányos tejmennyiség-elvétel. Ennél egy tejáramlásmérővel összekötve - amelyen a lefejt tej átáramlik - mindenkor leágaztatnak egy részmennyiséget egy perisztaltikus szivattyú segítségével, miközben a perisztaltikus szivattyú működési sebességét a mindenkor mért tejáram, illetve a tej áramlásmérőben mért töltési magassága függvényében vezérlik. Az ilyen berendezés azonban csak az előálló tejáramok meghatározott tartományában használható, mivel a perisztaltikus szivattyú főként a nagyobb tejáramok esetében már nem biztosít pontos mintavételt. Ezen túlmenően, a perisztaltikus szivattyú éppen a nagyobb sebességeknél csak igen korlátozott élettartamú és viszonylag magas energiaigényű, ami még azáltal is fokozódik, hogy a szivattyúnak mind vákuumban, mind atmoszferikus nyomáson kell dolgoznia.

Ugyanezen hátrányok jelentkeznek a DE-PS 32 16 837 számú leírásból ismert berendezésnél, ahol a tejáram méréséhez egy első perisztaltikus szivattyút alkalmaznak, míg a mintavételhez egy második perisztaltikus szivattyú szolgál. Az energiaigény megduplázódásához még a teljes berendezés tömegének jelentős növekedése is hozzájárul, ami ezen berendezés szállítható kézi készülékben való alkalmazását kizárja. Továbbá ezen berendezésnél viszonylag nagy úgynevezett elhanyagolási veszély is adódik, azon tejmaradékból, amely az előző mintából visszamaradt a mérőberendezésben és a következő mérési próbába jut.

Amint már ismertettük, az úgynevezett reprezentatív (jellemző) elemzési mintákat főként a lefejt tejmennyiség zsírtartalmának pontos meghatározására használják. Mivel a zsír a tej állása során hajlamos arra, hogy viszonylag gyorsan elváljon a többi tejrészektől, ezért körülményes, hosszabb, pontosabb eljárásra van szükség ahhoz, hogy a már állott tejből reprezentatív mintát vehessünk.

Ilyen eljárás természetesen elhagyható volna, ha lehetővé válna a reprezentatív minta közvetlenül fejéskor való levétele, azaz amikor a tej még nem állott. Ilyen fajta eljárás abban a tekintetben is kívánatos volna, hogy mindegyik tehenet külön lehetne ellenőrizni és a tej zsírtartalmát is külön lehetne meghatározni. Ennek az eljárásnak a nehézsége azonban abban van, hogy a jelentékeny ingadozó tehenenkénti össztejmennyiség és a tehénről tehénre, valamint a fejési folyamat közben időben erősen eltérő tej áramok ellenére mindenkor egy 50 ml-nél kisebb befogadóképességű elemzésimintapalack áll rendelkezésre, amelybe a jellemző elemzési mintát közvetlenül kell betölteni. így egy tehén össztejmennyiségének elvárható értéke 5 és 30 kg közötti eltérést, azaz 1:6 arányt mutat, miközben a tejáramok, amelyek egy fejési folyamat során felléphetnek, percenként 0,1 és 12 kg között, azaz 1:120 arányban ingadozhatnak. Ha mármost összevetjük az össztejmennyiség és a tejáram hatásának nagyságát, akkor a lehetséges várható változások lehetséges tartományszélességére 1:720 arány adódik. Ha most egyidejűleg figyelembe vesszük azt az előírást, hogy az elemzési minta mennyisége csupán 20 és 40 ml között - azaz legfeljebb 1:2 arányban - ingadozhat, akkor még mindig 1:360 át2

HU 221 373 Bl fedendő változtatási sebesség adódik a figyelembe veendő fő befolyásolási tényezőkre.

Az idáig elvárható szivattyúkkal ez a probléma nem oldható meg. így egy perisztaltikus szivattyú, amely előre meghatározott térfogatokat szállít egy tömlő összeszorítása révén, nem vezérelhető az 1:360 tartományon át, mivel maximális „fordulatszám-tartománya” csak 1:100 és ehhez jelentős egyenáramú vezérlés szükséges. Emellett különösen problematikus az itt szükséges egyenáramú motor vezérlése az alacsony fordulatszám-tartományban. Ettől eltekintve egy ilyen fajta perisztaltikus szivattyú csak nehezen lehetne alkalmazható egy, a tehénen használandó, hordozható mérőberendezéshez, mivel az a viszonylag nagy energiaszükséglet mellett nagy tömegű és nagy beépítési térfogatot tesz szükségessé. Ezenfelül a szükséges tömlők élettartama kicsi, mivel ezen tömlők rugalmassága az idő folyamán változik, miáltal a szállított mennyiség is egyidejűleg változik.

Ugyanilyen módon egy membránnal dolgozó elektromágneses szivattyú sem képes lefedni a megkívánt 1:360 tartományt. Ezenkívül az ilyen szivattyúhoz szelepek szükségesek, amelyek miatt mindig felmerül a kielégítő mértékű tisztítás problémája, mivel azok üzemeléskor hajlamosak arra, hogy a tejet megakasszák, azaz fennáll az „elsajtosodás” veszélye. Végül az elektromágneses szivattyúk áramfelvétele is viszonylag nagy.

Ezért a találmány célja olyan eljárás és berendezés létrehozása, amellyel minden tehénhez a fejés alatt elkülönítetten lehet reprezentatív elemzési mintát elvonni, éspedig 50 ml-nél kisebb mennyiségben.

A találmány értelmében a feladatot olyan eljárással oldjuk meg, hogy egy ciklusokban vezérelt szelepet alkalmazunk, ahol mindegyik ciklus egy szelepnyitási azaz nyitvatartási - és egy szelepzárási - azaz zárva tartási - időt foglal magában egy előre meghatározott mennyiségű, maximum 50 ml-nyi elemzési minta vételéhez; az adott tehéntől lefejendő tejösszmennyiség tapasztalat alapján nyert elvárható értékéből meghatározzuk a ciklusidőt és a szelepnyitási időt, ahol is a ciklusidőt és a szelepnyitási időt mindenkor úgy választjuk meg, hogy azok az előre meghatározott értéktartományon belül legyenek, továbbá, hogy a szelepnyitási időt vagy a ciklusidőt a tejáramtól függően vezéreljük, végül hogy a szelepnyitási idő vagy a ciklusidő értéktartományon kívül eső értékeinek kiküszöbölésére, ami a tejáram változásából eredhet, a szelepnyitási időt és a ciklusidőt azonos arányban változtatjuk az értéktartományon belüli értékekre.

Ezzel az eljárással jellemző elemzési minták vehetők a várható össztejmennyiség 5 és 30 kg közötti, valamint percenkénti 0,1 és 12 kg lehetséges tejáram közötti nagymértékű ingadozási tartományában.

Az eljárás könnyítése érdekében a leválasztott részmintamennyiségeket ugyanazon nyomás alatt tartjuk, mint magát a tejáramot.

A vezérlés egyszerűsítéséhez előnyös, ha a szelep feletti tejduzzasztási magasságot állandó értéken tartjuk egy, a tejáramtól lényegileg független leválasztási áram létrehozásához.

Ezzel szemben a mérési tartomány még szélesíthető, ha az eljárást úgy valósítjuk meg, hogy a szelep felett mindenkor a tejáramtól függő tejduzzasztási magasságot hozunk létre, a szelepen átáramló leválasztási áramnak a tejáramtól függő változtatásához.

A ciklusidő értéktartományát, amelyen belül azt változtatni lehet, az alsó határnál gyakorlatilag csak a szelep reprodukálható tejleválasztási mennyiségének vezérelhetősége, míg a felső határnál a kis tejáramoknál kiveendő minták száma határozza meg a jellemző elemzési minta eléréséhez, s ez a tartomány 0,5 és 30 másodperc (azaz 120 és 2 ciklus percenként) között van. Az értéktartomány azonban előnyösen 2 és 30 mp között van.

A szelepnyitási idő értéktartományát a kisebb nyitási idő esetében lényegileg a szelep tehetetlensége határozza meg, míg a nagyobb nyitási idők esetén az, hogy meddig lehet állandó tejáram mellett állandó leválasztási áramot elérni. Az értéktartomány így 0,05 és 1,2 mp között, illetve előnyösen 0,1 és 0,8 mp között van a nagyobb tejáramok esetében, és igen kis tejáramok esetében a 0,1 és 0,25 mp közötti tartományba csökkenthető.

Amint ismeretes, a lefejt tej zsírtartalma a fejési folyamat vége felé növekszik. Ezáltal enyhén változik a tej viszkozitása és folyási viselkedése. Ebben az összefüggésben jelentős lehet a kapilláriserők befolyása is. Ezen az alapon az elemzési minták zsírtartalmának finom kalibrálásához a fejési folyamat vége felé növekvő tejáramcsökkenéssel célszerű lehet, ha a szelepnyitási időt kissé megnöveljük, vagy csökkentjük.

Az eljárást előnyösen úgy hajtjuk végre, hogy a szelep minden egyes zárása közben a szelepen átfolyt tej egy részét visszapumpáljuk, továbbá, ha előnyös módon úgy járunk el, hogy a szelep minden egyes nyitásakor a tejáram megindulását gyorsító szívóerőt engedünk hatni a tejre.

A találmány tárgya továbbá a fentiekben ismertetett eljárás megvalósítására szolgáló tejmintavevő berendezés a tejszállító vezetékbe iktatott tejáramlásmérővel, valamint processzoregységgel egy elemzésimintapalackkal összekötött tejmintavevő berendezés vezérléséhez, amely összeköttetésben áll a tejárammal, ahol is a tej mintavevő berendezés elektromosan vezérelhető mágnestekercset tartalmaz, mellyel egy zárótest mozgatható a mintaleválasztó áram számára szolgáló nyílást lezáró első, illetve az említett nyílást szabadon hagyó második állásba.

A zárótest előnyösen permanens mágnesből, illetve ferromágneses anyagból áll és az átáramlási nyílás közelében van egy, a zárótestet az első állásában tartó, ferromágneses anyagból vagy permanens mágnesből lévő test. Ez az elrendezés energiatakarékos üzemelést tesz lehetővé, mivel mindenkor csak rövid ideig tartó átváltóimpulzus szükséges ahhoz, hogy a zárótestet az elsőből a második helyzetbe, vagy onnan vissza lehessen mozgatni. Ez mindenkor rövid, 10-100 ms időtartamú impulzusokkal történik, melyek egymás után következő ellentétes áramirányú áramot hoznak létre. Az áramirány átkapcsolása, átváltása úgy történik, hogy csupán a mágnestekercs végein lévő feszültség pólusát

HU 221 373 Β1 cseréljük fel, ami elektronikus vezérlés segítségével lehetséges.

A gyakorlatban különösen előnyösnek mutatkozik, hogy ha a zárótest egy hengeres testből áll, amely oldalvezetékekben van megvezetve. A test, illetve a vezetékek célszerűen olyan anyagból vannak, vagy olyan anyagbevonattal vannak ellátva, hogy a lehető legkisebb súrlódás jöjjön létre a vezetékek és a test között.

Célszerűen a mintaleválasztási áramhoz szolgáló átáramlási nyílást meghatározó cső alkotja a ferromágneses testet, vagy a permanens mágnesből álló testet.

Az optimális tömítéshez és az üzemelési zaj csökkentéséhez, valamint az élettartam meghosszabbításához a zárótest és/vagy az átáramlási nyílásnak a zárótest felé fordult vége el van látva lökéscsillapító anyagból álló réteggel. Ilyen csillapítóanyag lehet például szilikon vagy poliuretánlap, avagy rugóacélhuzal, amely szilikonnal van bevonva.

Az üzembiztonság és üzemelési pontosság növelésére a mágnestekercs a zárótest második állásának magasságában van elhelyezve.

A mintavételhez leválasztott tejmennyiség azonos nyomáson történő kifogástalan kihozatala érdekében egy külön vezetéket alkalmazunk amely egyrészről a fejési vákuummal áll összeköttetésben, másrészről a tejmintavevő berendezés végéig vezet. Ez kiengedi a levegőt az elemzésiminta-palackból, amelyet a tejbetöltés összenyom. Ilyen módon biztosítva van, hogy mindazon tejáramnál, amelyből a tejmintát kell leválasztani, mindpedig a tejmintavevő berendezés kibocsátási végénél azonos a nyomás, adott esetben fejési vákuum.

Annak érdekében, hogy a tejmintavevő berendezés által okozott elhúzódási veszélyt lehetőleg alacsony szinten tartsuk, egyrészt a tejátáramláshoz szolgáló tereket lehetőleg kicsire, másrészt viszont úgy alakítjuk ki, hogy a tej jól elfolyhasson és a tejmintavevő berendezést is jól lehessen tisztítani. Előnyösnek mutatkozik az olyan kiviteli alak, amelynél a henger alakú zárótest egy vezetőpálya mentén mozgatható, amelynek a zárótest felé fordult felületén a zárótest hosszanti irányában elhelyezkedő kimunkálások vannak, melyek a zárótest második helyzetében az átáramlási nyílással és a tejmintavevő berendezésnek az elemzésiminta-palack felé fordult végével állnak összeköttetésben.

A szelep kifogástalan működésének elérése érdekében - különösen rövid szelepnyitási időknél -, továbbá az eldugulás, főként az átáramlási nyílás eldugulásának megakadályozásához célszerű, ha a kialakítás olyan, hogy az átáramlási nyílás és a kimunkálások közötti összeköttetés a tej elvezetéséhez a zárótest előre meghatározott „D” szakaszon keresztül történő beállítási mozgásánál az átáramlási nyílás zárási helyzetének elérése előtt, vagy a zárótest nyitási mozgása során lényegileg megszakad.

Egy előnyös kiviteli alaknál a tejmintavevő berendezés közvetlenül össze van kötve egy térrel, amelyben a mindenkori tejáramnak megfelelő tejtorlódási magasságot állítunk be. Ez előnyösen az alkalmazott tejáramlásmérőnek megfelelő tér. A torlódási magasság méréséhez ebben a térben még olyan járulékos eszközöket alkalmazunk, mint például a magassági távközökkel elrendezett mérőszondák.

Kisebb mértékű számítási és vezérlési igény szükséges akkor, ha egy további kiviteli alaknak megfelelően a tejmintavevő berendezés olyan térbe torkollik, amelyben a tejáram mindenkor egy előre meghatározott duzzasztás! vagy torlódási magasságon van tartva. Ezt például egy megfelelően kialakított tejátáramlás-méróvel való összekötés útján lehet elérni, éspedig egy úgynevezett zsomp-, vagy gyűjtőtérben.

Míg az előzőekben tárgyalt kiviteli alakoknál a hidrosztatikus nyomásnak megfelelő leválasztás történik, addig egy másik kiviteli alaknál a leválasztást úgy lehet elérni, hogy a tejmintavevő berendezés átáramlási nyílását egy, a tej szállító vezetékbe benyúló mintavételi csővel kötjük össze. Ebben az esetben dinamikus mintavétel történik.

Ebben az esetben célszerűnek bizonyult, ha a mintavételi csövet a belépési nyílásának középtengelyével úgy rendezzük el, hogy ez a tejszállító vezeték átmérőjének 1/3-át kitevő távközzel helyezkedik el a tejszállító vezeték belső falától.

Egy előnyös kiviteli alak szerint a dinamikus mintavételnél a mintavételi cső egy első, az átáramlási nyílást körülvevő és egy elvezetéssel az elemzésimintapalackba bekötött vezetékre, valamint egy második vezetékre ágazik szét, amely utóbbi a tejelvezetéssel van összeköttetésben, miközben a zárótest úgy mozgatható, hogy első állásában lezárja az átáramlási nyílást, a második vezetéket pedig szabaddá teszi, második állásában pedig az átáramlási nyílást és az első vezetéket nyitja, míg a második vezetéket lezárja.

A találmányt a továbbiakban annak példaképpen kiviteli alakjai kapcsán ismertetjük részletesebben a csatolt rajzok segítségével, ahol:

- az 1. ábra fejőberendezés vázlatát mutatja be, amelynél a találmány szerinti eljárás és a mintavételi berendezés alkalmazható;

- a 2. ábrán egy tejáramlásmérő, valamint a találmány szerinti tejmintavevő berendezés vázlatát látjuk metszetben;

- 3. ábránkon egy tej áramlásmérő, valamint a találmány szerinti tejmintavevő berendezés másik kombinációjának vázlatos metszete látható;

- a 4. ábra egy tejáramlásmérő, valamint a találmány szerinti tejmintavevó berendezés további kombinációját mutatja vázlatos metszetben;

- az 5. ábrán egy tejáramlásmérő, valamint a találmány szerinti tejmintavevő berendezés további kiviteli alakjának kombinációját látjuk vázlatos metszetben;

- a 6. ábránkon a találmány szerinti tejmintavevő berendezés egyik kiviteli alakja látható, hosszmetszetben;

- 7. ábránk a 6. ábra szerintihez hasonló, találmány szerinti tejmintavevő berendezés metszete, ahol az elemzési minta palackjának két különféle rögzítésmódját mutatjuk be;

- a 8. ábra a találmány szerinti tejmintavevő berendezés további kiviteli alakja, metszetben;

HU 221 373 Bl

- 9. ábránkon a 8. ábra szerinti kiviteli alak IX-IX vonala mentén vett metszetét látjuk; végül

- a 10. ábra a 4. ábrán bemutatott tejmintavevő berendezés metszetét szemlélteti.

Az 1. ábrán vázlatosan feltüntettük a tehén 1 tőgyét, melynek tőgybimbóira 2 fejőkelyhek vannak felhelyezve. Az ezen 2 fejőkelyhek által lefejt tej egy úgynevezett 3 tejgyűjtő elemben egyetlen 4 szállítóvezetékbe egyesül, amely azután a lefejt tejet egy - például fej felett vezetett, és fejőnyomás alatt lévő - 5 közös szállítóvezetékbe juttatja. A hosszú 4 szállítóvezetékben vagy fejőtömlőben 6 tej áramlásmérő van elhelyezve. Látható továbbá az ábrán egy, a hosszú 4 szállítóvezetékkel, vagy adott esetben a 6 tej áramlásmérővel összekötött tejmintavevő berendezés, amely a kivett mintát a elemzésiminta-palackba gyűjti. A 9 processzor, amelybe meghatározott értékadatok vihetők be, fogadja a 6 tejáramlásmérőtől a 10 vezetéken át érkező jeleket, melyek megfelelnek a tejáramnak, illetve a tejáramlásmérőben a tej duzzasztás! magasságának, adott esetben kiszámítja az átáramlott tejtérfogatot, vagy a tejáramlás időbeni változását, valamint a szelepnyitási időket és a ciklusidőket, továbbá vezérli all vezetéken át a 7 tejmintavevő berendezést.

A 2. ábrán látható a 20 tejáramlásmérő. A 21 csövön át, amely a hosszú 4 szállítóvezeték részét képezheti, a lefejt tej a fennálló fejési vákuum hatására felfelé, a 22 mérő- és gyűjtőtérbe jut. A mindenkori tejáramnak megfelelően a tej itt feltorlódik a 23 duzzasztás! magasságig. A 22 mérő- és gyűjtőtérben összegyűlt tej a mérőrésen át kiáramlik a 22 mérő- és gyűjtőtérből egy úgynevezett 25 gyűjtőedénybe vagy zsompba. Ebben a 25 gyűjtőedényben felülről egy 26 tejelvonó vezeték helyezkedik el, amely ugyancsak része lehet a hosszú 4 szállítóvezetéknek. A 26 tejelvonó vezetéken át az itt még hatásos fejési vákuum segítségével a gyűjtőedényben lévő tej a 26 tejelvonó vezeték alsó végének magasságáig kiszívódik. A tej ily módon a 25 gyűjtőedényben mindenkor állandó „C” magassággal rendelkezik.

A 22 mérő- és gyűjtőtérben vagy -kamrában a 24 mérőrés előtt, egymástól magassági távközökkel több duzzasztási magasságérzékelő helyezkedik el, melyekkel megállapítható a 22 mérő- és gyűjtőkamrában lévő tej duzzasztási magassága. A 28 duzzasztási magasságérzékelők folyamatos, vagy ciklikus „letapogatásához” egy külön - itt nem ábrázolt - elektromos letapogatóberendezés alkalmazható, magában a 20 tejáramlásban, amelynek útján azután a duzzasztási magasságnak megfelelő egyetlen jel adódik át a 9 processzorra. Egy megfelelő letapogatóberendezés a 28 duzzasztási magasságérzékelőkhöz azonban a 9 processzorban is alkalmazható, amely az egyes 28 duzzasztási magasságérzékelőket a 10 vezetéken keresztül letapogatja és így magában a processzorban megfelelő duzzasztási magasságjel képződik.

A 20 tejáramlásmérő alatt 30 tejmintavevő berendezés van elhelyezve, amely egy, a 22 mérő- és gyűjtőkamra aljában lévő kalibrált 31 nyíláson át van vele összekötve. Ezen 30 tejmintavevő berendezésnek különféle kiviteli alakjait később a 6-10. ábrákkal kapcsolatban ismertetjük.

A 30 tejmintavevő berendezés alsó végére 32 elemzési mintapalack van erősítve, amelybe a kivett minta gyűlik. A 30 tejmintavevő berendezésnek a 32 elemzésiminta-palackba benyúló 33 alsó vége egy kapcsolódó 34 vezetéken át a tejminta feletti 35 térrel van összekötve. A 20 tejáramlásmérőnek ebben a részében fejési vákuum uralkodik.

A 3. ábrán a 2. ábra szerintivel azonos típusú tej áramlásmérőt és egy tejmintavevő berendezést mutatunk be, amiért is a megegyező alkatrészeket ugyanazon, de 100-zal megnövelt hivatkozási jelekkel láttuk el. Ez a kiviteli alak a 2. ábrán bemutatottól csupán abban különbözik, hogy a 7 tejmintavevő berendezéshez vivő hozzávezetés a tejáramlásmérő házának aljában, az úgynevezett gyűjtőedény környezetében lévő kalibrált 131 nyíláson át történik. A 2. ábrán látott kiviteli alaktól eltérően a tej duzzasztási magassága a gyűjtőedény környezetében állandó „C” értékű, függetlenül a mindenkor adott teljes tejáramlástól.

Az előzőekben ismertetett kiviteli alakoknál a tejmintavevő berendezést mindig egy tejáramlásmérővel kombináltan mutattuk be. Az ábrázolt tej áramlásmérő helyett természetesen más felépítésű és más működési elven működő - például fojtásosan elemző vagy ülepítéssel dolgozó - tej áramlásmérő is alkalmazható. Természetesen nincs szükség a tejáramlásmérő és a tejmintavevő berendezés csatolására, azonban ez a teljes berendezés kompaktabb kialakítását szolgálja. Magától értetődik, hogy a tejmintavevő berendezés egy külön térrel is összeköthető lenne, amelyen át a lefejt tej áramlik, miközben a mindenkori tejáramnak megfelelően egy előre meghatározott magasságig gyűlik (duzzad) vagy összeköthető lenne a tej szállító vezetékben lévő térrel is, amelyben a tej a tejmintavevő berendezés felett állandóan egy előre meghatározott magasságon van tartva.

A tejmintavevő berendezés előzőekben bemutatott kiviteli alakjainál a felduzzasztott tej által létrehozott hidrosztatikus nyomás mindenkor szerepet játszik a leválasztási áramlásnál, amely mindig az elemzésimintapalackba folyik. A következőkben ismertetésre kerülő két kiviteli alaknál ezzel szemben a tejgyűjtő edényből ismét újra felgyorsított tejáramlás kinetikai energiájának segítségével történik a tejleválasztás.

A 4. ábrán a 2. ábráéval megegyező alkatrészek jelölésére ugyanazon, de 200-zal megnövelt hivatkozási jeleket használtuk. A 220 tej áramlásmérőből a tej a 226 tejelvonó vezetéken keresztül az „A” nyíl irányába folyik. A 226 tejelvonó vezeték 240 függőleges részébe egy kis 241 elvonócsövecske nyúlik bele, melynek lefelé irányuló szabad 242 nyílása a 226 tejelvonó vezeték szabad keresztmetszethez viszonyítva annak 50-100ad, vagy még ennél is kisebb részével rendelkezik. Mivel a 226 tejelvonó vezetékben szállított „tejdugattyúk” homlokalakja nem mindig egyforma és például a 226 tejelvonó vezeték belső oldalán hosszabbra alakulhat ki, mint az említett csővezeték közepén, ezért annak érdekében, hogy mindegyik „tejdugattyú”-ból a lehető

HU 221 373 Β1 legpontosabban tömegarányos tej leválasztást érhessünk el, a szabad 242 nyílás 243 közepe úgy van elrendezve, hogy a 226 tejelvonó vezeték belső átmérőjének 1/3-nyi távolságában van, a belső falától számítva, ha mind a 226 tejelvonó vezeték, mind a szabad 242 nyílás köralakú keresztmetszettel rendelkezik. Ha a 230 tejmintavevő berendezés folyamatosan nyitva volna, akkor a tejáramlástól függő, jó közelítéssel reprodukálható, de nem tömegarányos tejáram jutna az elemzésiminta-palackba. Annak érdekében, hogy ezt a tej áramot tömegarányossá tegyük, egy megfelelő jelleggörbe szerint egy szeleppel kellene vezérelni. Egy 50 ml-nél kisebb mintamennyiség leválasztásához azonban olyan kis csövecske-keresztmetszetet kellene választani, hogy a mérés rendkívül pontatlan lenne és egyéb leküzdhetetlen tisztítási problémák állnának elő.

Azért, hogy a tej leválasztása ennél a rendszernél is egyenlő nyomáson történjék, a 22 elemzésimintapalackot még a csak szaggatottan lerajzolt 244 vezetéken, valamint a 226 tejelvonó vezeték belsejébe benyúló 245 csövön át is összekötöttük a fejési vákuummal. Annak megakadályozására, hogy annak ellenére, hogy a 245 cső 246 nyílása a tejárammal szemben helyezkedik el, tej juthasson be a 232 elemzésiminta-palackba, a 244 vezetékben egy igen kis, legfeljebb 0,5-0,8 mm átmérőjű 247 furat van kialakítva. A 246 nyílás úgy van méretezve, hogy a 247 furattól a 244 vezetéken át egy enyhe légáramlás jöjjön létre a 226 tejelvonó vezeték belsejéhez azért, hogy a tejnek a 224 vezetékbe való benyomulását már eleve megakadályozza. Másrészt a 247 furatnak olyan kicsinek kell lennie, hogy gyakorlatilag ne álljon elő a 244 vezetékben vákuumveszteség, mivel a 232 elemzésiminta-palack belsejét a fejési vákuumértéken kell tartani. Ezen nyílás előnyösen a 244 vezeték kezdetén, a 245 cső közelében van elhelyezve.

Az 5. ábrán a 4. ábra szerinti tejmintavevő berendezéstől eltérő kiviteli alak látható. A többi, változatlanul maradó alkatrészeket ugyanazon, de 100-zal megemelt hivatkozási jellel láttuk el. Ezekre az alkatrészekre már nem térünk ki részletesebben.

A 326 tejelvonó vezetékbe benyúló 341 cső egy 350 elágazáson át két 351, 352 vezetékre oszlik, amelyek közül a 351 vezeték a 330 tej mintavevő berendezés és a 351 vezeték 353 vége útján a 320 tejáramlásmérő 325 gyűjtőedényével van összekötve. A másik 352 vezeték a 330 tejmintavevő berendezésen át a 332 elemzésiminta-palackkal van összekötve. A 330 tejmintavevő berendezés tartalmaz egy átkapcsoló szelepet, amint azt a 10. ábra kapcsán részletesebben ismertetjük.

A 6. ábra a tejmintavevő berendezés egyik kiviteli alakját mutatja be, éspedig úgy, ahogy a 2., 3. és 4. ábrán látható kiviteli alaknál alkalmazható. így a 430 tejmintavevő berendezés oly módon helyezhető rá a 20 tej áramlásmérő alsó oldalára, hogy a 401 felső oldala a 20 tejáramlásmérő alsó oldalán fekszik fel és a kalibrált 31 nyílás egy vonalba esik a 402 átmenőnyílással. A 402 átmenőnyílás alsó részében 403 gyűrű alakú test van, amely lehet akár permanens mágnesből, akár ferromágneses anyagból. Ezen 403 test alsó oldalának egy lökéscsillapító anyagból - szilikonból vagy poliuretánból - készült 404 ütközőlap nyomódik neki. Ezen 404 ütközőlap vastagsága által lehet egyébként azonos feltételek esetén a permanens mágnes tapadóerejét pontosan beállítani. A 404 ütközőlap legalább akkora 405 nyílással rendelkezik, mint a 402 átmenőnyílás és azzal egy vonalba esik. A 404 ütközőlap helyett alkalmazhatunk a 403 gyűrű alakú test alsó oldalára közvetlenül felvitt lökéscsillapító réteget is. A 404 ütközőlap alatt a 405 nyílás átmérőjénél nagyobb átmérőjű, lényegileg hengeres, „D” magasságú 406 üreg található. Ez a „D” magasság kisebb, mint a szelep összlökethossza. Az átmérő kissé nagyobb, mint a mozgatható zárórész. Ez szolgáltatja a szelep dugattyúhatását, amit a továbbiakban részletesebben ismertetünk. A 406 üregben egy függőleges irányban mozgatható 407 test van megvezetve. A 407 test előnyösen egy hengeres testből áll, azonban másként kialakított, a 406 üregben mozgatható test is alkalmazható, amennyiben az egy 409 fej felülettel rendelkezik, mely az első, felső állásában tömítetten fekhet fel a 404 ütközőlapon, hogy a 402 átmenőnyílást tömítetten lezárja. A záró- 407 test a 6. ábrán látható második, alsó állásában a 410 ütközőn ül fel, amely a hengeres 406 üreghez képest keresztben haladó 411 acéldrótból állhat, amely 411 acéldrót egy mozgáscsillapító 412 réteggel van ellátva, valamilyen szilikonanyagból. A záró- 407 test előnyösen permanens mágneses anyagból áll.

A hengeres 406 üreg tengelyével koaxiálisán helyezkedik el egy 413 mágnestekercs, amelyet a 414 villanyvezetékről táplálunk.

A hengeres 406 üreg oldalfalában, a „D” magasság alatt 415 és 416 kimunkálások vannak (lásd a 6. ábrán), melyek a záró- 407 testnek a 6. ábrán látható második, alsó állásában összeköttetésben állnak a hengeres 406 üreg belső terével és alsó végénél a 417 kivezetéssel. A 417 kivezetés az alsó végénél 418 punkciós kanülként van kialakítva, amit egy közelebbről nem ábrázolt mintaelemzési csövecske 419 záródugóján át lehet szúrni. A 418 punkciós kanüllel koaxiálisán van kialakítva a gyűrű alakú 420 kiemelkedés, amely a 419 záródugó 421 felső oldalával tömítően érintkezik. Ily módon ezen gyűrű alakú 420 kiemelkedés és a 419 záródugó között 422 gyűrű alakú tér képződik, ami a 423 kimunkáláson keresztül van összekötve a 434 vezetékkel. Ez a 434 vezeték lehet a 2. ábrán feltüntetett 34 vezeték, vagy a 3. ábrán szemléltetett 134 vezeték, amely a fejési vákuummal van összeköttetésben. Ezen a módon a 422 gyűrű alakú térben a 418 punkciós kanülnek a 419 záródugóba történt beszúrása után fejési vákuum áll elő, ami egyrészt megakadályozza, hogy a 419 záródugó tömítésén át nyomásnövekedés adódjon a 8 elemzésiminta-palackba, másrészt, hogy a 8 elemzésimintapalack belsejében lévő gáztérfogat, amelyet a belépő tej kiszorít, elszívható legyen, úgyhogy biztosítva van az, hogy a mintavétel egyenletes nyomáson történhessen.

A szelepet adott esetben nyomószelepként is kialakíthatjuk, amelynél egy tömlőt mindenkor összenyomunk, illetve szabaddá teszünk, felengedünk.

HU 221 373 Bl

A 7. ábrán az 530 tejmintavételi berendezés hasonló kiviteli alakját látjuk, amiért is az azonos alkatrészeket ugyanazon, de 100-zal megnövelt hivatkozási jelekkel láttuk el. Ezen az ábrán csupán egy további kiviteli alak bal oldali alsó felét lehet látni, amelyben 524 dugó van felhelyezve az alsó 518 csővégre és 525 csavarral rögzíthető az 530 házban. Ezen 524 dugóra azután egy megfelelő cső alakú elemzésiminta-palackot lehet felhelyezni, ami a belső kerületével tömítően fekszik fel az

526 bordán.

A 7. ábra alsó jobb felén egy másik kiviteli alak látható, amelynél az 518 csővég külső oldalán két O alakú

527 tömítőgyűrű helyezkedik el, s ezekre azután a 8 elemzésiminta-palackot közvetlenül, tömítően lehet feltolni.

A 8. és 9. ábrán a 6. ábra szerinti tejmintavevő berendezés egy további, kissé módosított kiviteli alakját látjuk, ahol az ugyanazon alkatrészeket azonos hivatkozási jelekkel láttuk el, de 200-zal megemelve. Ennél a kiviteli alaknál a 613 mágnestekercs a második, alsó állásában található 607 zárótest alsó vége felé van eltolva, ami rendkívüli stabilitást biztosít a 607 zárótest exakt zárási- és nyitási viselkedésénél. A 607 zárótestet itt csupán három 640, 641 és 642 vezetékléc vezeti. A 640, valamint a 641, illetve a 642 vezetékléc között a már ismertetett 615 és 616 kimunkálások vannak alkalmazva a tej elvezetésére. Járulékosan a 641 és 642 vezetékléc között egy azokhoz képest laposabb 643 kimunkálás van kialakítva, amely egy további 644 kimunkáláson át összeköttetésben van a 623 kamrával, amit a fejési vákuumon tartunk. A 644 kimunkálás azt váltja ki, hogy a 607 zárótest felső vége is a második, alsó állásban vákuum hatása alatt áll, úgyhogy a tej súrlódásmentes kifolyása érhető el („pipettahatás” nélkül).

A tej leválasztása a 2-4. valamint a 6-9. ábrákon ismertetett tejmintavevő berendezéssel előnyösen úgy történik, hogy a berendezés nyitó-záró szelepként működik. Ha már most - a 407 zárótestnek a 6. ábrán szemléltetett második, alsó állásából kiindulva - egy megfelelő áramirányú és erősségű elektromos impulzus adódik a 413 mágnestekercsre, akkor a 407 zárótest felfelé mozog, amíg fel nem ütközik a 404 ütközőlapon. Ebben az első, felső állásban, amely egyidejűleg a zárási állásnak felel meg, a tejnek a 402 vezetéken át történő áramlása a 407 zárótest útján megszakad. Mivel vagy a zárótest, vagy a 403 gyűrű alakú test permanens mágnesből áll, miközben mindenkor a másik alkatrész ferromágneses anyagból készült, így a 407 zárótest ebben az állásban van tartva, akkor is, ha a 413 mágnestekercsben nem folyik áram. A szelep nyitásához csupán egy közel azonos nagyságú, de ellentétes áramirányú impulzust kell a 413 mágnestekercsen átküldeni, hogy legyőzzük a 403 gyűrű alakú test és a 407 zárótest közötti mágneses tartóerőt és így a zárótestet ismét a második, alsó nyitott állásába juttathassuk. Ebben az állásban a tejáram a 402 vezetéken keresztül szabaddá válik. Ebben a második, alsó állásban szintén nincs szükség a mágnestekercs tartóerejére a 407 zárótesthez, mivel az a 410 ütközőn fekszik fel. Mivel a 407 zárótest egy rendkívül kis testből állhat, csupán körülbelül 6 mm átmérővel és körülbelül 16 mm hosszúsággal, amelynek lökete körülbelül 8 mm, miközben a lezárandó 402 vezeték átmérője 1,5 és 3 mm közötti értékű, így a 407 zárótest tehetetlen tömege igencsak kis értéken tartható, mivel a zárótest össztérfogata 1,35 ml alatt, össztömege pedig 10 g alatt van. Ezáltal csupán rendkívül rövid, 10-től 100 ms (ezredmásodperc) időtartamú impulzusok szükségesek, körülbelül 1,5 W maximális teljesítménnyel, hogy a szelepet nyitni, vagy zárni lehessen. Ez azt jelenti, hogy akár hosszú működési ciklus esetén is rendkívül kicsi maradhat az átlagos energiafelhasználás (tipikusan 0,2 W), mivel az impulzusok között nincs energiafelhasználás. Messze nagyobb jelentőségű azonban, hogy egy ilyen szeleppel meghatározott nyitási idők érhetők el, egészen a 0,05 másodperces nyitási időig, meghatározott leválasztási áramlás mellett.

A szelep vezérléséhez az ellentétes áramirányú impulzusokat előnyösen úgy juttatjuk a mágnestekercsre, hogy a feszültség a mágnestekercsen pólusváltást idéz elő. Egy célszerű kiviteli alaknál ezt úgy is megvalósíthatjuk, hogy egy mágnestekercs helyett két mágnestekercset alkalmazunk, melyek ellentétes értelemben vannak tekercselve, ahol az impulzust váltakozva az egyik, illetve a másik mágnestekercsre juttatjuk, hogy a zárótestet az elsőből a második állásba és vissza mozgassuk.

Jóllehet a berendezést az előzőekben előnyösen egy impulzusvezérléssel összeköttetésben ismertettük, azonban a berendezés permanens mágnes alkalmazása nélkül és csupán a zárótesthez ferromágneses anyag felhasználásánál oly módon valósítható meg, hogy a mágnestekercsre mindig az első irányú áramot juttatunk, amely addig tart, amíg a zárótestet valamelyik állásában kell tartani. A zárótestnek a másik állásába való mozgatásához az áramiránynál pólusváltást végzünk és az áramot ismét olyan hosszú ideig hagyjuk hatni, amíg a szelep átkapcsolása bekövetkezik. Az ilyen üzemmód azonban mind az áramszükségletet, mind a tekercs hőterhelését jelentősen megnövelné.

A 6. ábrán látható kiviteli alaknál bizonyos dugattyúeffektus adódik, miközben a zárótest a „D” szakaszon át mozog. Egy ilyen dugattyúeffektus nem feltétlenül szükséges a szelep működéséhez, azonban igen előnyösnek mutatkozott.

A dugattyúeffektus hatása a következő: a zárótest zárásakor annak fejrésze a hengeres 406 üregbe a dugattyú „D” hosszával egyenlő mértékig jár be. Eközben az ezen hengeres térben található tejet kiszorítja, aminek az az eredménye, hogy a 402 leválasztócsatoma hátulról tisztára fúvódik, miáltal a tej a soron következő leválasztási ciklushoz optimálisan kicserélődik. Ez még járulékosan megjavítja a reprezentativitást. Ezenkívül a dugattyúeffektus hatására történő tisztára fúvás biztosítja az egész 402 leválasztócsatoma tisztítását, - beleértve a 31, 131 nyílásokat - az esetleges szennyezőrészecskéktől, mindegyik leválasztási ciklus előtt. Ezt az effektust a berendezés tisztítási fázisában egy erősen megnövelt szelepkapcsolási frekvencia útján (például 90-120 ciklus/perc) még tovább lehet növelni és kihasználni.

A zárótest bezáró mozgást követő nyitási mozgásakor ugyanazon dugattyúeffektus által a tej kiszívódik a

HU 221 373 Β1 leválasztócsatomából, mielőtt az a „D” hengerhosszúság végénél szabadon befolyna a zárótest fej felületén át, a 415, 416 kimunkálásokon keresztül az elemzésiminta-palackba. Az a tejmennyiség, amely a szelep nyitásakor felszívódik, illetve a zárásakor visszanyomódik, egyenlő nagyságú, s ezáltal nincs (közvetlen) befolyása a leválasztott mennyiségre. Ez az ide-oda tolt tejmennyiség csupán a hengeres szakasz „D” méretének hatásos hosszától, valamint adott esetben még a dugattyú és a henger közötti gyűrűs réstől függ. Ezenkívül a zárótest összlöketének jelentősen nagyobbnak kell lennie, mint a „D” méret, azaz hossz, mivel végül a tej csak így tud a kimunkálásokon keresztül folyni. A henger kis méretei következtében (például 6 mm-es átmérő és D=5 mm hossz esetén) a tej kapilláris- és kohéziós erői olyan erősek lesznek, hogy a henger még függőleges helyzetben is mindig tele lesz tejjel, a következő zárási folyamat előtt. Ha a zárótest gyorsuló mozgása a záráskor és a nyitáskor különböző lenne, akkor ezt a mágnestekercs(ek)re adott eltérő áramerősség által korrigálhatjuk mindkét mozgásirányban.

Az ismertetett dugattyúeffektus legfontosabb előnye azonban a következő: a mindenkor tömegarányos mintavétel, valamint a lehető legkisebb elhúzódási hiba eléréséhez, továbbá a lehető legkisebb felépítési magasság biztosításához a leválasztócsatomának a szelep 405 nyílása felett lehető legrövidebbnek kell lennie.

Ebből adódik - különösen a csekély tejáramoknál - hogy a hidrosztatikus nyomások igen kicsik lesznek (jellegzetesen 0,5 és 2 cm vizoszlopnyomás között). A kinetikai leválasztórendszereknél (lásd a 4. és 5. ábrát) adódó duzzasztó- vagy torlasztónyomások is igen kicsik lesznek a csekély mértékű tejáramok esetén. Az ilyen csekély hidrosztatikus, illetve hidrodinamikus nyomásoknál a tej kapilláris-, kohéziós és adhéziós erői fokozott problémát jelentenek. Ennek a következménye a leválasztási áramlás szabálytalan, pontatlan és lassú megindulása egy hagyományos (dugattyúeffektus nélküli) ki-be kapcsoló szelep 405 nyílásának szabaddá válása után. Az ismertetett dugattyúeffektus itt kifejezetten a leválasztási áram lassú, pontatlan megindulásának leküzdését segíti, igen csekély hidrosztatikus, illetve hidrodinamikus nyomások esetében. Csakis ily módon válik lehetővé a ciklusonkénti rövid, és legrövidebb szelepnyitvatartási idők és a legkisebb, de reprodukálható leválasztási mennyiségek elérése, mivel ezek éppen a csekély tejáramoknál egy reprezentatív mintához - amit egy kis elemzésiminta-palackba kell betölteni - elkerülhetetlenül szükségesek.

A növekvő hidrosztatikus, illetve torlónyomással a leválasztási áram mindenkor spontán és közvetlenül megindul, úgyhogy a dugattyúeffektus automatikusan egyre inkább „üresjárattá” válik, mivel a leválasztási áram könnyen és ellenállás nélkül tudja követni a dugattyúmozgást. Ennek megfelelően a természetes kiömlési viszonyok a nagyobb nyomások esetében semmiféle módon nincsenek zavarva.

A pontos kiáramlási viszonyokat az adott dugattyúeffektus figyelembevételével legjobban empirikus - tapasztalati úton lehet meghatározni, illetve megadni.

Ehhez a laboratóriumban van megfelelő felszereltség, hogy ti. a konkrét berendezéshez különböző szintű hidrosztatikai vagy hidrodinamikai nyomásokat (például 0,5; 1,0; 2,0; 4,0; 8,0 cm vízoszlop), illetve megfelelő tejáramokat (például 0,1; 0,25; 0,5; 1,0; 2,5; 5,0; 9,0; 12,0 1/perc) lehessen beállítani. Minden szinthez felvesszük a leválasztási mennyiséget, ami azután a leválasztási ciklusonkénti szelepnyitási időből és a leválasztási ciklus számából különféle kombináció útján adódik. Emellett fontos az, hogy a szelepnyitvatartási idő és a percenkénti ciklusáram szorzata, azon a nyitvatartási összidő (s/perc) állandó maradjon, ami azt jelenti, hogy az elméleti leválasztási mennyiség a mindenkori szinthez mindig állandó lesz.

Empirikus úton azonban az adódott, hogy a tényleges leválasztási mennyiségek az egyes szinteken belül nem mindig azonos nagyságúak. Különösen a kicsi nyomási-, illetve áramlási szinteknél adnak a szelepnyitási idő/ciklus és a ciklusszám/perc vezérlési tényezők különböző kombinációi különféle, azaz nem a mért állandó leválasztási mennyiségeket, akkor is, ha a nyitvatartási időt mindig szigorúan állandó értéken tartjuk. így a mindenkor azonos szinten, rövid szelepnyitási időknél (megfelelően magasabb ciklusszám/perc mellett) egy nagyobb leválasztási mennyiség érhető el, mint a hosszabb szelepnyitási időknél (megfelelően kisebb ciklusszám/perc mellett). Ez az eredmény nyilvánvalóan azzal függ össze, hogy a növekvő ciklusszám/perc esetén (megfelelően csökkenő szelepnyitási időknél) ugyancsak gyakrabban lesz a dugattyúeffektus hatásossá, amely az alacsony szintnél hosszadalmasan meginduló leválasztóáramlásnak mindegyik szelepnyitáskor enyhe gyorsítási segítséget kölcsönzött. Ha ezeket a viszonyokat (leválasztási mennyiség; szelepnyitási idő; nyomás-, illetve áramlási szint) jellemzőként ábrázoljuk, akkor megmutatkozik, hogy alacsony szinteknél (például 250 ml tejátáramlás/perc) például 0,1 és 0,25 mp-es szelepnyitási időzónánál a leválasztási mennyiség gyakorlatilag állandó és igen jól reprodukálható. A növekvő hosszúságú leválasztási ciklusonkénti szelepnyitási időnél (megfelelően kevesebb leválasztási ciklussal) ellenben a leválasztási mennyiség nagysága növekvő mértékben csökken. A dugattyúeffektus gyakorisága ilyen feltételek között többé nem elegendő ahhoz, hogy egy reprodukálhatóan stabil leválasztási áramot biztosítsunk. A leválasztási áramlás megindulásának problémája a lassúsága következtében a növekvően nagyobb tejáramlással, illetve nyomásokkal egyre inkább csökken, úgyhogy végül is a magasabb szinteken belül a szelepnyitási idő és a ciklusszám/perc minden műszakilag lehetséges kombinációja esetén állandó és igen jól reprodukálható leválasztási mennyiségek adódnak, melyek megfelelnek az elméleti számításnak. Ezzel a magasabb szinteknél ebből a tekintetből nincs szükség a szelepvezérlési faktorokra vonatkozó tartománykorlátozásra.

A záró- és nyitómozgás gyakoriságát illetően azt állapítottuk meg, hogy a 120 ciklus/perc, meghatározott nyitási és zárási időkkel, amelyek összesen adják ki a ciklusidőt, mindenképpen megvalósítható, egy megha8

HU 221 373 Bl tározott leválasztás! áramlásnál. Az ilyen magas ciklusszámnak azonban az a hátránya, hogy megnövekedett kopás lép fel és az ezáltal keletkező zaj szint viszonylag magas. Ezért előnyös, ha a szelep alacsonyabb ciklusszámmal - például 30 ciklus/perc alatt - üzemel.

Annak érdekében, hogy a lehető legjellemzőbb és kevéssé elhúzódó mintavétel történhessen minden tejáramlási feltételek között, gondoskodni kell arról, hogy a 402 átmenőnyílás - bevezetés - a lehető legkisebb legyen és körülbelül a nyitásonként leválasztandó tejmennyiség nagyságrendjében kell azt tartani, vagy hogy a 402 átmenőnyílás térfogatában állandó tejkicserélődés történjen meg, a teljes tejáramnak megfelelően. Ebben az összefüggésben a tejmintavevő berendezés azt a jelentős előnyt is nyújtja, hogy a lehetséges rövid nyitásidők alapján a 402 átmenőnyílás - bevezetés keresztmetszetét viszonylag nagyra lehet választani, úgyhogy önmagában viszonylag nagy leválasztás! áramok lesznek lehetségesek, továbbá, hogy mégis elérhető egy reprezentatív minta, mivel minden záró- és nyitófolyamatnál a tej visszaszívódik 402 átmenőnyílásból és újabb adag tej szívódik be, úgyhogy a mindenkori tejáramból mindig friss tej kerül leválasztásra.

A 10. ábra az 5. ábrán vázlatosan bemutatott 330 tejmintavevő berendezést részleteiben, közelebbről szemlélteti. A 351 és 352 vezeték a 360 házban kialakított, lényegileg hengeres 361 üregbe torkollik. A 361 üregnek a 351 és 352 vezetékek torkolatával átellenesen elhelyezkedő oldalfalában a fent említett vezetékkel egy vonalban lévő 362 és 363 elvezetővezetékek vannak. A 361 üregben egy ugyancsak hengeres alakú 364 permanens mágnes helyezkedik el, melynek keresztmetszeti felülete lényegileg azonos a 361 üregével. A 364 permanens mágnes a 361 üregben, annak tengelye mentén eltolható egy, a 10. ábrán látható első állás - amelynél a jobb oldali vége lezárja a 352 és 363 vezeték végeit, míg a 351 és 362 vezeték végeit szabadon hagyja - valamint egy második, a 10. ábrán nem látható helyzet között, amely utóbbinál a bal oldali vége a 351 és 362 vezeték végeit zárja, miközben a 352 és 363 vezeték végeit szabadon hagyja. A 360 házban a hengeres 364 permanens mágnes tengelyén az első, vagy második állásától távközzel elrendezve két ferromágneses 365 és 366 test helyezkedik el. Az említett 365, 366 testeket egy-egy dugó alakú 367,368 rész foglalja magába, amelyek a 364 permanens mágnes mozgását csillapító anyagból vannak. A 364 permanens mágnes az elsőből a második állásba és onnét visszafelé való mozgásakor mindenkor felütközik az említett dugó alakú 367, 368 részek valamelyikén. A 364 permanens mágnes tengelyével egytengelyűén - koaxiálisán egy elektromágneses 369 tekercs van elrendezve. A megfelelő nagyságú, előnyösen impulzus formájú áramok segítségével, melyeket az elektromágneses 369 tekercsen átbocsátunk, az elektromágnes az elsőből a második helyzetébe, valamint a másodikból az első helyzetébe mozoghat, miközben a permanens mágnes mindenkor mágneses erők révén a ferromágneses 366, 365 testen van megtartva anélkül, hogy az elektromágneses 369 tekercsen keresztül további áram folyna.

Az 5. ábrával kapcsolatos 10. ábrán bemutatott 330 tejmintavevő berendezés előnye, hogy a mindenkori tejáramból folyamatosan leválaszt egy részt, amely a 350 elágazáson, a 351 és 362 vezetéken át visszaáramlik a 325 gyűjtőedénybe, amikor a 364 permanens mágnes a 10. ábrán látható helyzetében található. Ez a tejáram megszakad, amikor a 364 permanens mágnes a másik helyzetébe mozdul el, miközben egy tejmintaleválasztó áram folyhat a 352 és 363 vezetéken át az elemzésiminta-palackba. Azzal, hogy a 350 elágazás és a 351 valamint 352 vezetékek térfogatát a lehető legkisebbre választjuk, biztosítva van, hogy a 361 üreghez vivő 351 vezetékben gyakorlatilag mindig található a mindenkori tejáramnak megfelelő tej, miáltal biztosítható egy jellemző elemzési mintavétel és nem lépnek fel a leválasztási áram beindulásakor problémák alacsony torlóny omásoknál.

A találmány szerinti eljárás foganatosításához egy tejmintavevő berendezés, illetve az előzőekben ismertetett típusú szelep alkalmazásából indulunk ki, a következők meggondolásánál és megállapításával:

a) Az elemzésiminta-palackba mindenkor

20-40 ml tejmennyiséget választunk le, függetlenül az „E” várható értéktől, azaz a fejni kívánt tehén teljes tejmennyiségétől kg-ban, (vagy ml-ben). A meggondolásokhoz ezért egy leválasztandó 30 ml összmintamennyiségből indultunk ki;

b) továbbá a leválasztott részmennyiségeknek részarányosaknak kell lenniük a mindenkori tejárammal.

Ezen feltételezésekből következik, hogy a tejáramtól függően egy leválasztási mennyiség/idő (ml/perc)= összminta (ml) =-X tejáram (ml/perc) (1) várható érték (ml) értéket kell leválasztani azért, hogy elérjük a teljes mintamennyiséget, illetve térfogatot.

Ha mármost a leválasztási áramot (ml/perc) tartósan nyitott szelepnél, azaz ahol a leválasztási áram 100%, a 2. és 3. ábra szerinti elrendezésnél mérjük, akkor meg kell állapítanunk, hogy a 100%-os leválasztási áram (tartósan nyitott szelep) a meghatározott „A” keresztmetszetű 31 vagy 131 alsó nyíláson át kifolyó áramhoz képest a „h” duzzasztási v. torlómagasság (a hidrosztatikus nyomás) függvénye, az alábbi képlet szerint:

Leválasztási áram (100%) [ml/perc] = χ μ χ A χ SQR (2 χ g χ h)(2) ahol: g=nehézségi gyorsulás (cm/mp²) h=duzzasztási, illetve torlómagasság (cm) A=az alsó nyílás (blende) keresztmetszete (cm²) μ=kifolyási együttható: 0,63 SQR=négyzetgyök jelentésű.

Ha a „h” duzzasztási, torlómagasság, azaz a hidrosztatikus nyomás a változó tejárammal nem változik, akkor a leválasztási áram értéke (100%) konstans. így például állandó h=2 cm torlómagasság és 0,15 cm blen9

HU 221 373 BI deátmérőhöz - amiből az alsó nyílás keresztmetszete A=0,0176 cm²-re adódik, állandó leválasztási áram (100%) 41,67 ml/perc érték tartozik.

Ha egy duzzasztóedényben a tejáram nagyságát a torlómagasságot (a hidrosztatikus nyomást) egy állandó „S” szélességű, függőlegesen elhelyezkedő mérőrés előtt mérjük (körülbelül amint ezt a 2. ábrán látható kiviteli példánál szemléltetjük), akkor a következő összefüggés áll fenn:

Tejáram (ml/perc)=

60xpxSx2/3xSQR[2xg]xh^3/2 (3) ahol: g=nehézségi gyorsulás (cm/mp²) h=duzzasztást, illetve torlómagasság (cm)

S=(állandó) résszélesség (cm) p=kifolyási együttható: 0,63 SQR=négyzetgyök jelentésű.

A (2) egyenlettel kapcsolatban ebből a tejáramtól függő leválasztási áram (100%) határozható meg: Leválasztási áram (100%)= χ μ χ A χ SQR(2 χ g) χ [tejáram/< 60 χ μ χ S χ 2/3 χ SQR(2xg)>]^1/3 (4)

Egy példaképpen felvett S=0,25 cm állandó szélességnél és A = 0,0176 cm² blendekeresztmetszet (=1,5 mm blendeátmérő) esetén az alábbi elméleti táblázati értékek számíthatók ki:

1. táblázat

Mert tejáram (ml/pcrc)	Leválasztási áram (100%) (a szelep tartósan nyitva) (ml/perc)
100	20,93
250	28,41
500	35,78
1 000	45,07
2 500	61,15
5 000	77,03
9 000	93,68
12 000	101,95

Magától értetődően egy ilyenfajta táblázatot empirikusan mért jelleggörbeként is ábrázolni lehet. Ebből a táblázatból mármost megkaphatjuk a szelep szükséges nyitási idejét másodperc/percben, hogy az elöljáróban megadott leválasztási mennyiség/időt ml/percben megkapjuk:

(leválasztási mennyiség) (ml/perc) χ 60 mp) nyitási idő (mp/perc)=- (5) (leválasztási áram 100%) (ml/perc)

Ebből adódna a 2. táblázat szerint egy szükséges nyitási idő másodperc/percben (állandó torlómagasságnál).

2. táblázat (szükséges nyitásidő mp/percben, állandó torlómagasságnál)

Tejáram (ml/pcrc)	Elvárható mennyiség
30 000 ml	10 000 ml	6000 ml
100	0,14	0,43	0,72
2 500	3,60	10,79	17,99
12 000	17,28	51,84	86,39

Ebből adódik egy viszonyszám a maximális: minimális nyitásidőkre, éspedig 86,39:0,14=617:1.

Mivel 60 mp/percnél nagyobb értékek nem lehetségesek, ez azt jelentené, hogy az állandó leválasztási áramot (itt 41,67 ml/perc) legalább 1,5-ös faktorral növelni kellene, hogy reális nyitásidőket kapjunk. Ezzel azonban a legrövidebb nyitásidő 0,1 mp/perc értékre csökkenne, ami az egyes szelepnyitásidők ciklusonkénti 0,1 mp-nél messze kisebbeknek kellene lenniük, amit műszakilag már csak igen nehezen lehetne megvalósítani.

Változtatható torlómagasságoknál ezzel szemben az alábbi szükséges nyitásidők adódnának mp/percben:

3. táblázat (szükséges nyitásidő mp/percben, változó torlómagasságnál)

Tejáram (ml/pcrc)	Elvárható mennyiség
30 000 ml	10 000 ml	6000 ml
100	0,29	0,86	1,43
250	0,53	1,58	2,64
500	0,84	2,52	4,19
1000	1,33	3,99	6,66
2 500	2,45	7,36	12,26
5 000	3,89	11,68	19,47
9 000	5,76	17,29	28,82
12 000	7,06	21,19	35,31

Ebből a maximális: minimális nyitásidő arányára 35,31:0,29=122:1 érték adódna.

Ha ezen elmélet szerint akarnánk a nyitásidőket meghatározni, akkor abban mutatkozna nehézség, hogy a nagyobb tejáramoknál és alacsony várható mennyiségeknél viszonylag hosszú nyitásidők adódnak, miközben ez a tejáramot magától értetődően már jelentősen megváltoztathatja, úgyhogy nem lehetne jellemző elemzési mintákat venni. Másrészt az alacsony tejáramoknál és nagy várható mennyiségeknél igen rövid nyitási idők adódnak, miközben nem helytálló minden további nélkül az, hogy a feltételezett részarányosság a leválasztási mennyiség/idő még egyáltalán fennáll-e.

HU 221 373 Β1

Ezért a találmány értelmében nem egy nyitási idővel (mp/perc) vezérlünk, hanem ezt a nyitási időt több mintavételi ciklusra osztjuk fel, megfelelően rövidebb ciklusonkénti szelepnyitási időkkel, s emellett úgy járunk el, hogy a szelep mindenkori nyitási idejét csupán egy körülhatárolt, korlátozott tartományban variáljuk, amikor fennáll az, hogy a leválasztási áram az idővel részarányos. A tulajdonképpeni vezérlés elsősorban azáltal történik, hogy a percenként kiveendő mintamennyiséget több ciklusban, mindenkor rövidebb leválasztási ciklusonkénti szelepnyitási idővel vesszük ki, ahol egy ciklus mindenkor a szelep leválasztási ciklusonkénti nyitott, valamint nem-nyitott állapotának idejéből áll. Eszerint a leválasztási ciklusok száma, amivel a vezérlés elvégezhető, így határozható meg: nyitási idő (mp/perc)= a leválasztási ciklusok száma (n/perc) χ (6) szelep-nyitásiidő leválasztási ciklusonként (mp)

A lehetséges leválasztási ciklusok száma (n/perc), amely az ismertetett típusú szeleppel megvalósítható, korlátozott. Jóllehet felfelé minden további nélkül könnyen elérhető az n=120 leválasztási ciklusszám, azonban a kopás, valamint a magas zajszint miatt a leválasztási ciklusok számát előnyösen n=30/perc értékre korlátozzuk. Lefelé haladva, a leválasztási ciklusok száma szintén korlátozott azáltal, hogy a fejés vége felé, a csekélyebb tejáramoknál is még reprezentatív mintákat kell tudni kivenni. Ez különösen fontos, mivel a tejben lévő anyagok, főként a tej zsírtartalma a fejési fázis vége felé jelentősen változik. így a zsírtartalom a fejés vége felé jelentősen nagyobb, mint a fejési fázis kezdetén. Ebből következik, hogy a leválasztási ciklusok száma nem süllyedhet a percenkénti 2-3 érték alá.

Ha mármost a 3. ábrán bemutatott kiviteli alaknak megfelelően állandó hidrosztatikus nyomással mérünk, akkor az átfogandó nagyon nagy változtatási tartomány miatt nem volna lehetséges egy kielégítő változtatást eszközölni, csupán a percenkénti ciklusszám változtatásával, állandó szelepnyitási idő mellett. Sokkal inkább szükséges viszont az időegységre eső ciklusszám határértékének elérésekor egy átkapcsolás alacsonyabb vagy magasabb szelepnyitási időre. Konstans hidrosztatikus nyomással végzett mérésnél a hidrosztatikus nyomást létrehozó tejmagasság nem lehetne túlságosan nagy, azért, hogy minden tejáramnál (főként a fejés végefelé) lehetővé váljon a reprezentatív mintavétel. Alacsony hidrosztatikus nyomásoknál azonban az adódik, hogy a leválasztási áram csak egy kismértékű szelepnyitási időtartományon belül állandó, mivel ekkor főként a kapilláris- és kohéziós erők befolyása jelentős. Állandó alacsony hidrosztatikus nyomással való dolgozás esetén ezért a 3. ábrának megfelelően arra lehet szükség, hogy széles tartományú szelepnyitási idők lehetővé tételéhez egy kalibrációs, hitelesítési görbét állítsunk elő a szelepnyitási időnkénti leválasztási mennyiségre, amit ezután beviszünk a processzorba a ciklusonként szükséges szelepnyitási idő kiszámításához.

Azt a feladatot, hogy az egész mérési tartományt egyetlen mintavételi berendezéssel lefedhessük, jelentős előnnyel úgy oldhatjuk meg, hogy a 2. ábra szerinti elrendezésű tejmintavételi berendezést a tejáram függvényében változó torlómagassággal üzemeltetjük. Ebben az esetben, mint azt a 3. táblázatból láthatjuk, az adódik, hogy a maximális és minimális nyitásidő aránya csupán 122:1 értékre csökken. Ez azt jelenti, hogy a mérési tartomány csökkenése következik be, miközben a mindenkori tejáram már mint torlómagasság, azaz mint hidrosztatikus nyomás, és ezzel együtt a mindenkori nyitásidő csökkenése a tejáram függvényében jön számításba. Ebben az esetben a ciklusonkénti szelepnyitási idők tartománya mindenkor egy alacsonyabb tartományra - körülbelül 0,1 és 0,8 másodperc - korlátozható, miközben megállapítást nyert, hogy a leválasztási áram részarányos az idővel. Amint azt már az előzőekben kifejtettük, ebben az esetben is adódik az a szükségszerűség, hogy kisebb tejáramoknál, - ami alacsonyabb torlómagasságnak, illetve hidrosztatikus nyomásnak felel meg -, szűkebb szelepnyitási időtartományt válasszunk, hogy biztosítható legyen a részarányosság a leválasztási áram és a nyitási idő között. Amint a 4. táblázatból kiolvasható, illetve következtethető.

4. táblázat

Tejáram (ml/perc)	Megengedhető leválasztási ciklusszám (n/perc) (minimum-maximum)	Megengedhető leválasztási ciklusonkénti nyitásidő (mp) (minimum-maximum)
<250	2-4	0,10-0,25
800	V	0,10-0,60
1 200	V	0,10-0,80
V	V	V
>9 000	10-30	0,10->2

A mindenkor mért tejáram függvényében különböző leválasztási ciklusszámtartományok, valamint ciklusonkénti megengedett nyitásidők adódtak. így a 250 ml/perc alatti tej áramértékekre percenkénti 2-4 leválasztási ciklusszám adódott, ugyanakkor a leválasztási ciklusonkénti megengedett szelepnyitási idők 0,1 és 0,25 mp között voltak. Ezen lekorlátozott, leszűkített ciklusonkénti szelepnyitási időtartomány alapja az, hogy hosszabb szelepnyitási időkkel a leválasztási ciklusok száma és ezzel együtt a szelep dugattyúeffektusa is megfelelően csökken. Megfelelően nagyobb tartományok adódnak a nagyobb tejáramoknál. A leválasztási ciklusonkénti szelepnyitási időértékeket programtechnikailag 0,02 mp-es lépésekre lehet felbontani. Ha egy, a tartományhatárra eső leválasztási ciklusszámról átváltunk az eddig használt leválasztási ciklusonkénti szelepnyitási idő megváltoztatása útján, akkor az átváltás úgy történik, hogy a mintavételi ciklusidőt ugyanabban az arányban fel-, illetve lefelé változtatjuk, mint a leválasztási ciklusonkénti szelepnyitási idő.

A mindenkori vezérlési tartományokat - körülbelül a 4. táblázat szerint - tartományadatokként bevisszük a processzorba. A leválasztási ciklusok mindenkori szá11

HU 221 373 Bl mának kiszámítását fixen tartott leválasztás! ciklusonként! szelepnyitási időnél mindenkor a mért tejáram függvényében végzi a processzor. Egy megfelelő tartományhatár elérésekor bekövetkezik a leválasztási ciklusok számának megfelelő átkapcsolás, éspedig a leválasztási ciklusonkénti szelepnyitási idő megfelelő változtatásával egybekapcsoltam Természetesen egy ilyen átkapcsolás megtörténhet a megfelelő tartományhatár elérése előtt is azért, hogy lehetőleg optimális arány maradjon fenn a ciklusszám és a szelepnyitási idő között.

Az előbbi adatok csak példaként szolgálnak és mindenkor a 31, illetve 131 nyílás 0,0176 cm² átbocsátási keresztmetszetére vonatkoznak.

A továbbiakban egy példa kapcsán ismételten bemutatjuk, miként számítható és választható ki a leválasztási ciklusok száma és a leválasztási ciklusonkénti szelepnyitási idő:

Az előre megadott „E” várható érték (össztejmennyiség) legyen 10 000 ml.

A kívánt összmintatérfogat legyen 30 ml.

A mért pillanatnyi tejáram legyen 2500 ml/perc.

Az (1) egyenletből ezután kiszámítható a szükséges percenkénti leválasztási mennyiség, ami 7,5 ml/perc értékre adódik. A (4) egyenletből most kiszámítható a leválasztási áram (100%), ami 61,15 ml/percre adódott.

Az (5) egyenletből most már kiadódik a 7,36 mp/perc nyitási idő. A 4. táblázatból a felvett pillanatnyi tejáramnál a percenkénti leválasztási ciklusok számát tizenötre választottuk. Ezzel a (6) egyenletből a ciklusonkénti szelepnyitási idő 0,49 mp/ciklus értékre adódott. Ez a leválasztási ciklusonkénti szelepnyitási idő a 4. táblázat szerint megengedhető.

A mintavétel vezérléséhez szolgáló programot még azáltal is lehet finomítani, ha figyelembe vesszük, hogy a 2.-5. ábrákon látható tejáramlásmérővel mindenkor hozzáadható a már elfolyt tejmennyiség, s ezzel az időszakaszokban elfolyt tejmennyiség pontosabban meghatározható. Ha ezért egy fejési fázisban a tejáram egy elsősorban alacsony, körülbelül 200 ml/perc értékkel kezdődik, akkor ebből az adott esetben 30 mp-es ciklusidő lenne beállítható. Ha ezután viszonylag lökésszerűen felemelkedik a tejáram, akkor a kivont elemzési minta hamis lesz. Mivel a megadott beállításnál egy mintaleválasztás csak 30 mp múlva történne, ahol abból indulunk ki, hogy ebben az időben csupán 100 ml tejmennyiség folyik el, akkor a ténylegesen elfolyt tejmennyiség egyidejű, folyamatos mérése útján egy leválasztási ciklus során végzett korrekciót azáltal érhetünk el, hogy a ciklusidőt vagy a szelepnyitási időt újból beállítjuk, ha a tejmennyiségméréssel megállapítottuk, hogy már a 30 mp-es ciklusidő eltelte előtt 100 ml-nél több tej folyt el.

Úgy is biztosíthatunk azonban egy vezérlést, hogy új ciklusidőt vagy szelepnyitási időt adunk meg, ha az időegységenkénti tejáram változása túllép egy előre meghatározott küszöbértéket.

A ciklusidő és a szelepnyitási idő meghatározása a

4. és 5. ábrákon látható elrendezés esetén azonos módon történhet. Itt csupán csak az a különbség adódik, hogy a leválasztási áram (100%) a teljesen nyitott szelepnél mindenkor megfelel a 241 vagy 341 csöveken áthaladó áramnak. Ez a leválasztási áram (100%) azonban függ ezen vezetékek belépőnyílásának, valamint a 266, 326 tejelvonó-vezetékek keresztmetszete közötti aránytól. Továbbá ez a leválasztási áram (100%) függ a tejáramtól és jó közelítéssel reprodukálható, de általában nem részarányos a mennyiséggel. A leválasztási áramot legjobban egy empirikus úton felvett jelleggörbe alakjában lehet megadni. A szelep tisztítását egy maximálisra növelt ciklusszámmal hajthatjuk végre.

Claims (33)

1. SZABADALMI IGÉNYPONTOK

   1. Eljárás egy adott tehéntől lefejt tej összes mennyiségére nézve jellemző elemzési minta vételére, ahol a fejés során a tejáramtól időegység alatt lefejt mennyiségtől függően tömegarányos részmintamennyiségeket veszünk le, azzal jellemezve, hogy egy ciklusokban vezérelt szelepet alkalmazunk, ahol mindegyik ciklus egy szelepnyitási és egy szelepzárási időt foglal magában, egy előre meghatározott 50 ml-nyi maximális mennyiség alatt tartott elemzési minta vételéhez, az adott tehéntől lefejni kívánt tejösszmennyiség tapasztalat alapján nyert elvárható értékéből meghatározzuk a ciklusidőt és a szelepnyitási időt, ahol is a ciklusidőt és a szelepnyitási időt mindenkor úgy választjuk meg, hogy azok az előre meghatározott értéktartományon belül legyenek, továbbá, hogy a szelepnyitási időt vagy a ciklusidőt a tejáramtól függően vezéreljük, végül, hogy a szelepnyitási idő vagy a ciklusidő értéktartományon kívül eső értékeinek kiküszöbölésére, ami a tejáram változásából eredhet, a szelepnyitási időt és a ciklusidőt azonos arányban változtatjuk az értéktartományon belüli értékekre.
2. 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a leválasztott mintamennyiséget a tejáraméval azonos nyomáson tartjuk.
3. 3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a szállítóvezetékben a tejáramból leválasztott, a továbbított tejnek a továbbított tej kinetikus nyomása alatt lévő részét vezetjük a szelephez.
4. 4. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy lényegileg a tejáramtól független, a szelepen áthaladó leválasztási áram létrehozásához a tej duzzasztási, torlómagasságát a szelep felett állandó értéken tartjuk.
5. 5. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a szelep felett mindenkor a tejáramtól függő tejtorlódási magasságot hozunk létre a szelepen áthaladó, a tejáramtól függő leválasztási áram megváltoztatásához.
6. 6. Az 5. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a szelepnyitási idő értéktartományát mindenkor a mért tejtorlódási magasságtól függően változtatjuk.
7. 7. Az 1-6. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a ciklusidő értéktartományát 0,5 és 30 mp között választjuk meg.
8. 8. A 7. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a ciklusidő értéktartományát 2 és 30 mp között választjuk meg.

   HU 221 373 Bl
9. 9. Az 1-8. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a szelepnyitási idő értéktartományát 0,05 és 2 mp közöttire választjuk meg.
10. 10. A 9. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a szelepnyitási időt 0,1 és 0,8 mp között választjuk meg.
11. 11. Az 1-10. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a fejés vége felé egyre csökkenő tejáramnál az elemzési minta zsírtartalmának finom kalibrálásához a szelepnyitási időt egyre inkább növeljük vagy csökkentjük.
12. 12. Az 1-11. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a szelep minden egyes záródása közben a szelepen átáramló tej egy részét visszaszivattyúzzuk.
13. 13. Az 1-12. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a szelep minden egyes kinyitásánál a tejáram megindulását gyorsító szívóerőt gyakorolunk a tejre.
14. 14. Tej mintavevő berendezés az 1-13. igénypontok bármelyike szerinti eljárás megvalósítására, a tej szállítóvezetékébe (4) iktatott tejáramlásmérővel (6), valamint processzor- (9) egységgel (9) egy elemzésimintapalackkal (8) összekötött tejmintavevő berendezés (7) vezérléséhez, amely összeköttetésben áll a tejárammal, azzal jellemezve, hogy a tejmintavevő berendezés (7) elektromosan vezérelhető mágnestekercset (369; 413; 513) tartalmaz, mellyel egy zárótest (364; 407; 507) a mintaleválasztó áram számára szolgáló nyílást (351; 405; 505) lezáró első, vagy azt szabadon hagyó második állásba mozgatható; a ciklusidő és a szelepnyitási idő, amely alatt a zárótest (364,407,507) az átfolyásra szolgáló nyílásban (351; 405; 505) a szabad utat engedő második állásban van, a várható összes tejmennyiség függvényében egy előre meghatározott értéktartományra van beállítva, és a ciklusidő vagy a szelepnyitási idő a lefejt tejáram függvényében a processzor- (9) egységen keresztül van vezérelve; és az értéktartományon kívüli értékek elkerülésére, melyeket a ciklusidőben vagy a szelepnyitási időben a tejáram intenzitásának változása okoz, a ciklusidő és szelepnyitási idő az értéktartományon belül elhelyezkedő értékekkel azonos arányban van változtatva.
15. 15. A 14. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a zárótest (364; 407; 57) permanens mágneses, vagy ferromágneses anyagból van, továbbá hogy az átáramlási nyílás (351; 405; 505) közelében a zárótestet az első helyzetében tartó, ferromágneses anyagból, vagy permanens mágnesből lévő test (366; 403; 503) van elhelyezve.
16. 16. A 14. vagy 15. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a zárótest (407) gyűrű alakú test, amely oldalsó vezetékekben (408; 640; 641; 642) van megvezetve.
17. 17. A 15. vagy 16. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a ferromágneses test, vagy a permanens mágnesből lévő test a mintaleválasztási áram részére szolgáló átáramlási nyílás végét alkotó gyűrű alakú testet (403; 503) képez.
18. 18. Az 15.-17. igénypontok bármelyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a zárótest (407; 507) és/vagy az átáramlási nyílásnak (405; 505) a zárótest felé fordult vége ütközőlappal (404; 504) van ellátva.
19. 19. A 14-18. igénypontok bármelyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a mágnestekercs (369; 613) a zárótest (364; 607) második állásának magasságában van elhelyezve.
20. 20. A 14-19. igénypontok bármelyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a mágnestekercs (369; 413; 513; 613) impulzus-üzemmódban üzemeltethető.
21. 21. A 14.-20. igénypontok bármelyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a mágnestekercs (369; 413; 513; 613) a zárótestnek az elsőből a második helyzetébe, vagy visszafelé történő mozgatásához különböző áramirányú impulzusok segítségével vezérelhető.
22. 22. A 21. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy az impulzusok hossza 10 és 100 millimásodperc (ms) közötti.
23. 23. A 14-22. igénypontok bármelyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a tejmintavevő berendezésnek (530) az elemzésiminta-palackkal összeköttetésben álló csővég (518) összeköttetésben van a fejési vákuummal.
24. 24. A 14-23. igénypontok bármelyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a tejmintavevő berendezésnek (430) az elemzésiminta-palack (8) felé fordult vége az elemzésiminta-palack (8) záródugójába (419) bevezethető punkciós kanülként (418) van kialakítva, továbbá, hogy a punkciós kanül (418) és egy ezt körülvevő gyűrű alakú kiemelkedés (420) között melynek szabad vége a fedél (419) felületén fekszik fel - gyűrű alakú tér (422) van kialakítva, amely összeköttetésben áll a fejési vákuummal.
25. 25. A 23. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a tejmintavevő berendezés (530) csővége (519) úgy van kiképezve, hogy arra az elemzésimintapalack tömítően helyezhető rá.
26. 26. A 16-25. igénypontok bármelyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a henger alakú zárótest (407; 507; 607) lényegileg henger alakú vezetőpálya mentén mozgatható, amelynek a zárótest (407; 507; 607) felé fordult felületén a zárótest (407; 507; 607) hosszirányában elhelyezkedő kimunkálások (415; 416; 515; 615; 616; 643) vannak, amelyek a záró test második állásában az átáramlási nyílással (405; 505; 605), valamint a tejmintavevő berendezésnek az elemzésiminta-palack (8) felé fordult végével (418; 518) össze vannak kötve, a tej átvezetéséhez.
27. 27. A 26. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy az átáramlási nyílás (405; 505; 605) és a kimunkálások (415; 416; 515; 615; 616; 643) közötti összeköttetés a zárótestnek (407; 507; 607) egy előre meghatározott szakaszon (D) át történő beállítási mozgásakor az átáramlási nyílást (405; 505; 605) lezáró helyzet elérése előtt, és/vagy a zárótest (407; 507; 607) nyitási mozgása közben lényegileg megszakad.
28. 28. A 14-27. igénypontok bármelyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a tejmintavevő berendezés (30) átáramlási nyílása (31) a mintaleválasztási árammal szembeni irányban egy mérő- és gyűjtőtérbe (22) torkollik, amelyben a mindenkori tejáram13

    HU 221 373 Bl nak megfelelő duzzasztási - (23) vagy torlómagasság áll be.
29. 29. A 28. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a mérő- és gyűjtőtérben (22) a tej torlódási magasságát mérő duzzasztásimagasság-érzékelők (28) vannak,
30. 30. A 14-26. igénypontok bármelyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a tej mintavevő berendezés (130) átbocsátónyílása (131) a mintaleválasztási áram irányával ellentétes irányban egy térbe (125) torkollik, amelyben a tejáram mindenkor egy előre meghatározott torlómagasságon van tartva.
31. 31. A 14-26. igénypontok bármelyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a tejmintavevő berendezés (230) átbocsátónyílása a mintaleválasztási áram irányával ellentétes irányban egy, a tejelvonó vezetékbe (226) benyúló mintavételi csővel (241; 341) van összekötve.
32. 32. A 31. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a mintavételi cső (241; 341) bebocsátó nyílásának hossztengelye úgy van elhelyezve, hogy az a tejelvonó vezeték (226; 326) átmérőjének 1/3-át kitevő távköznyire van a belső faltól.
33. 33. A 14-32. igénypontok bármelyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a leválasztási áram irányában az átbocsátónyílás előtt van egy hozzávezetés a tej részére, amely az átbocsátónyílást körülvevő és egy elvezetővezeték (363) útján az elemzésiminta-palackba (332) bekötött első vezetékre (352), valamint egy második vezetékre (351) ágazik, amely a tejelvezetéssel van összekötve, továbbá, hogy a zárótest (364) oly módon mozgatható, hogy első állásában az átbocsátónyílás (352) le van zárva és a második vezeték (351) nyitva van, míg a második állásában az első vezetékben (352) lévő átbocsátónyílás van szabadon hagyva és a második vezeték (351) zárva van.