JP2009525029A - 搾乳システムおよび真空調整方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、機械搾乳についての真空調整の分野に関する。本発明は、とりわけ、真空調整器を有する搾乳システムおよび真空調整方法に関する。
搾乳装置において真空を調節する方法の変更に多大な努力が払われている。しかしながら、これまでのところ、このような努力に相応する搾乳性能の向上は実現されていない。
図1に、本発明の一実施形態に従った搾乳システムの一部を示す。真空ポンプ11は、吸入側12と圧力側13とを有しており、真空ポンプ11の吸入側12は、真空導管14を介して搾乳装置15へ連結されている。当該搾乳装置15は、牝牛のような搾乳対象となる動物の乳頭へ装着される乳頭カップ19へ搾乳管17および脈動管18を介して連結された搾乳クロー(claw)16を有する。該搾乳装置15は、1つまたは2つ以上の乳頭カップへそれぞれ連結することが可能な複数の搾乳クローを有していてもよい。搾乳対象の動物が牝牛である場合、動物それぞれの搾乳を行うためには4つの乳頭カップが必要である。
ここで、kIは積分利得であり、Errは、設定値(制御装置29により設定)と、実際値(圧力センサ30aにより測定)との間の偏差であり、dtはサンプル時間である。
比例制御を行う場合には、負圧レベルと出力レベルとの関係を判別する必要がある。このような判別は、制御装置29の起動の際に、自動的に行うことが可能である。このような判別を簡易かつ高速に行う方法の1つとしては、2つの異なる負圧レベルV1、V2を選択して、当該負圧レベルV1、V2それぞれに対応する出力レベルO1、O2を積分制御によって判別する。この特性は非線形であるため、2つの異なる負圧レベルV1、V2は所望レベルとほぼ同じ値に設定することが好ましい。図4は、負圧レベルと出力レベルとの関係、つまり、2つの負圧レベルV1、V2と、それぞれ対応する各出力レベルO1、O2とを示している。
ここで、上述した式におけるOCは、図4に示した負圧レベルと出力レベルとの関係への線形的な内挿および/または外挿に基づいて算出した出力である。
30a 圧力センサ
31 電磁弁
34 空気流
Claims (26)
- 真空ポンプ(11)と、搾乳装置(15)と、該搾乳装置と該真空ポンプとを連結する導管(14)と、あらかじめ設定された負圧レベルを該搾乳装置において維持するための第1真空調整器(25)とを有する搾乳システムであって、
前記第1真空調整器と前記真空ポンプとの間に設けられており、前記あらかじめ設定された負圧レベルを所望レベルに調整する第2真空調整器(27、29、30a)を有することを特徴とする搾乳システム。 - 請求項1に記載の搾乳システムにおいて、
前記第2真空調整器は、
前記搾乳システム内の負圧レベルを測定する圧力センサ(30a)と、
空気を吸入して前記導管へ導くための調整可能な吸気手段(31)と、
前記測定された負圧レベルに応じて前記第2真空調整器を制御する制御装置(29)とを有することを特徴とする搾乳システム。 - 請求項2に記載の搾乳システムにおいて、
前記圧力センサは前記搾乳装置内に配置されていることを特徴とする搾乳システム。 - 請求項3に記載の搾乳システムにおいて、
前記搾乳装置は、
乳頭カップ(19)と、搾乳管(17、20)と、任意の搾乳クロー(16)とを有し、
前記圧力センサは、
前記乳頭カップ内、前記搾乳管内、または、前記任意の搾乳クロー内に配置されることを特徴とする搾乳システム。 - 請求項1乃至4のいずれか1項に記載の搾乳システムにおいて、
前記第2真空調整器は、
ソレノイド(32)と弁体(33)とを含む電磁弁(31)を有し、
前記電磁弁は、
前記導管と連結されており、前記あらかじめ設定された負圧レベルが前記所望レベルに到達するよう、該電磁弁を通じて吸引した空気を該導管へ導くことを特徴とする搾乳システム。 - 請求項5に記載の搾乳システムにおいて、
前記制御装置は、電流、好ましくはPWM電流を前記ソレノイドに供給することにより、前記弁体に対する前記ソレノイドの力を制御することを特徴とする搾乳システム。 - 請求項5または6に記載の搾乳システムにおいて、
前記第2真空調整器の前記弁体は、動作中、前記導管に流入する空気の薄い層(37)上に連続的に浮遊するように構成されていることを特徴とする搾乳システム。 - 請求項1乃至7のいずれか1項に記載の搾乳システムにおいて、
前記搾乳装置は、
前記搾乳装置によって搾乳された乳量を測定する乳量計を有し、
前記第2真空調整器は、
空気を吸入して前記導管に導くための調整可能な空気吸入手段と、
前記測定された乳量に応じて前記調整可能な空気吸入手段を制御する制御装置とを有することを特徴とする搾乳システム。 - 請求項1乃至8のいずれか1項に記載の搾乳システムにおいて、
前記第2真空調整器は、
空気を吸入して前記導管に導くための調整可能な空気吸入手段と、
前記搾乳装置における予測される負圧の変動に応じて前記調整可能な空気吸入手段を制御する制御装置とを有することを特徴とする搾乳システム。 - 請求項9に記載の搾乳システムにおいて、
前記予測される負圧の変動は、前記搾乳装置内の脈動圧によって生じる変動を含んでいることを特徴とする搾乳システム。 - 請求項1乃至10のいずれか1項に記載の搾乳システムにおいて、
前記第2真空調整器は、前記搾乳システムにより動物の搾乳を行う際の段階それぞれにおいて、前記あらかじめ設定された負圧レベルをそれぞれ異なる所望のレベルに調整することを特徴とする搾乳システム。 - 請求項1乃至11のいずれか1項に記載の搾乳システムにおいて、
前記第2真空調整器は、前記搾乳システムにより動物の搾乳を行う際のある段階の間、前記あらかじめ設定された負圧レベルを単調に増大させることを特徴とする搾乳システム。 - 請求項1乃至12のいずれか1項に記載の搾乳システムにおいて、
前記第2真空調整器は、所与の負圧レベルに到達するまで、または、前記搾乳システムによる動物の搾乳時において測定された乳量が所与の値に到達するまで、前記あらかじめ設定された負圧レベルを単調に増大させることを特徴とする搾乳システム。 - 請求項1乃至13のいずれか1項に記載の搾乳システムにおいて、
前記第2真空調整器は、
空気を吸入して前記導管に導くための調整可能な空気吸入手段と、
前記調整可能な空気吸入手段を比例制御によって制御する制御装置とを有し、
前記制御装置は、
前記搾乳システムを起動する際に、少なくとも2つの異なる負圧レベルの選択を行い、これらの負圧レベルに対応する制御信号をフィードバック制御によって定めることを特徴とする搾乳システム。 - 請求項14に記載の搾乳システムにおいて、
前記2つの異なる負圧レベルは、前記所望レベルと近い値に設定されていることを特徴とする搾乳システム。 - 請求項1乃至15のいずれか1項に記載の搾乳システムにおいて、
前記第1真空調整器は、該第1真空調整器の上流側と下流側との間の圧力勾配を小さくする機械的真空調整器であることを特徴とする搾乳システム。 - 請求項1乃至16のいずれか1項に記載の搾乳システムにおいて、
前記第2真空調整器は、
前記搾乳システムにより搾乳する際の負圧レベルを第1の所望レベルに調整し、
前記搾乳システムは、
前記搾乳システムが脈動する際の負圧レベルを第2の所望レベルに調整する第3の真空調整器(28、29、30b)を有することを特徴とする搾乳システム。 - 請求項1乃至17のいずれか1項に記載の搾乳システムにおいて、
(a)乳頭カップおよび搾乳管をそれぞれ有する3つの搾乳装置と、
(b)前記搾乳装置それぞれを個々に前記真空ポンプへ連結する3つの導管と、
(c)前記搾乳装置ごとの負圧レベルを所望の負圧レベルにそれぞれ調整する3つの第2真空調整器とをさらに有することを特徴とする搾乳システム。 - 請求項18に記載の搾乳システムにおいて、
前記第2真空調整器は、前記搾乳装置内の負圧レベルをそれぞれ異なる負圧レベルに調整することを特徴とする搾乳システム。 - 真空ポンプ(11)と、搾乳装置(15)と、該搾乳装置と該真空ポンプとを連結する導管(14)とを有する搾乳システムにおける真空調整方法であって、
第1真空調整器(25)を用いて、あらかじめ設定された負圧レベルを前記搾乳装置において維持するステップと、
前記第1真空調整器と前記真空ポンプとの間に設けられた第2真空調整器(27、29、30a)を用いて、前記あらかじめ設定された負圧レベルを所望レベルに調整するステップとを含むことを特徴とする真空調整方法。 - 請求項20に記載の真空調整方法において、
前記搾乳装置内、好ましくは乳頭カップ内、搾乳管内、または、該搾乳装置の搾乳クロー内の負圧レベルを測定するステップと、
前記第2真空調整器を用いて、空気を吸入して前記導管へ導くステップと、
前記測定された負圧レベルに応じて前記第2真空調整器を制御するステップとを含むことを特徴とする真空調整方法。 - 請求項21に記載の真空調整方法において、
前記第2真空調整器は、ソレノイド(32)と弁体(33)とを含む電磁弁(31)を有し、
電流、好ましくはPWM電流の前記ソレノイドへの供給によって前記弁体に対する該ソレノイドの力を調節することにより、該弁体を前記導管に流入する空気の薄い層(37)上で連続的に浮遊させ、それにより、前記空気が吸入されて前記導管に導かれることを特徴とする真空調整方法。 - 請求項20乃至22のいずれか1項に記載の真空調整方法において、
前記第2真空調整器は、前記搾乳装置により搾乳が行われている際に測定された乳量に応じて制御されることを特徴とする真空調整方法。 - 請求項20乃至23のいずれか1項に記載の真空調整方法において、
前記第2真空調整器は、前記搾乳装置における予測される負圧の変動に応じて制御されることを特徴とする真空調整方法。 - 真空ポンプ(11)と、搾乳装置(15)と、該搾乳装置と該真空ポンプとを連結する導管(14)とを有する搾乳システム用の真空調整器であって、
前記搾乳システム内の負圧レベルを測定する圧力センサ(30a)と、
ソレノイド(32)および弁体(33)を有し、空気を吸入して前記導管に導く電磁弁(31)と、
電流、好ましくはPWM電流を前記ソレノイドへ供給することにより前記弁体に対する該ソレノイドの力を調節して、空気の薄い層(37)が前記電磁弁を通じて前記導管へ流入させ、前記測定された負圧レベルに応じて該電磁弁を制御する制御装置(29)とを有することを特徴とする真空調整器。 - 真空ポンプ(11)と、搾乳装置(15)と、該搾乳装置と該真空ポンプとを連結する導管(14)とを有する搾乳システムにおける真空調整方法であって、
前記搾乳システム内の負圧レベルを測定するステップと、
ソレノイド(32)および弁体(33)を有する電磁弁(31)によって空気を吸入して前記導管へ導くステップと、
電流、好ましくはPWM電流を前記ソレノイドに供給することにより前記弁体に対する前記ソレノイドの力を調節して、空気の薄い層(37)が前記電磁弁を通じて前記導管へ流入させ、前記測定された負圧レベルに応じて前記電磁弁を制御するステップとを含むことを特徴とする真空調整方法。
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