JP3942096B2 - 搾乳装置のパイプライン洗浄機構 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、搾乳装置の乳搬送用のパイプラインを洗浄液により洗浄するための、パイプライン洗浄機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
パイプラインミルカー、ミルキングパーラーなどと呼ばれる搾乳装置には、図３に示したような、ステンレス製等の乳搬送用のパイプライン１０が、牛舎内外に亙って備えられている。
搾乳装置には、その乳を搬送した直後のパイプライン１０又は乳を搬送する直前のパイプライン１０を洗浄する洗浄機構が備えられている。
この洗浄機構には、実公平６−２０３８０号公報に記載されたような、図３に示したものがある。
この洗浄機構では、レシーバ３０側に当るパイプライン１０後方に向けてほぼ垂直に降下するパイプ降下部１２が設けられたり、パイプライン１０の全長に亙ってレシーバ３０側に当るパイプライン１０後方に向けて下方に傾斜するパイプ勾配（図示せず）が設けられたりした、パイプライン後部１４に溜めた洗浄液５０を、ＯＮ動作状態にあるエアーインジェクタ２０からパイプライン１０後端に供給される空気の持つ気圧を用いて、パイプライン１０前方に押し出している。そして、その洗浄液５０を、スラグ（ｓｌｕｇ）流にして、パイプライン後部１４よりも前方の真空ポンプ４０の気体吸引力が働いていて気圧が低い状態にあるパイプライン１０を循環させている。
ここで、パイプライン１０後方とは、洗浄液５０を循環させる順方向とは、逆方向を指している。
また、スラグ流とは、図４（ａ）に示したように、洗浄液５０の団塊が、パイプライン１０内側を満杯状態となって流れる流れをいい、この洗浄液５０の団塊からなるスラグ流によれば、その洗浄液５０をほぼ水平に配置された勾配の少ないパイプライン１０の内壁全体に余すところなく確実に接触させて、その洗浄液５０によりパイプライン１０の内壁全体を完璧に洗浄できる。
パイプライン１０をスラグ流にして循環させた洗浄液５０は、同じく、真空ポンプ４０の気体吸引力が働いていて気圧が低い状態にある、パイプライン先端が連結されたレシーバ３０に排出している。
この洗浄機構において、そのパイプライン後部１４に洗浄液５０を溜める際には、エアーインジェクタ２０を所定時間ＯＮ動作させた後に、エアーインジェクタ２０をＯＦＦ動作させている。そして、エアーインジェクタ２０からパイプライン１０後端に空気が供給されるのを、停止している。そして、真空ポンプ４０の気体吸引力が、パイプライン１０及びそれに連なるティートカップユニット８０内側に働くようにしている。そして、洗浄槽７０内に貯留された洗浄液を、該洗浄槽内の洗浄液に下端が浸漬されたティートカップユニット８０を通して、パイプライン１０に吸い上げている。そして、その洗浄液を、パイプ降下部１２やパイプ勾配が設けられたパイプライン後部１４に、重力を利用して、流入させて溜めている。
その際には、パイプライン１０後端を、仕切り弁９０で封じている。そして、パイプライン１０に吸い上げられた洗浄液が、パイプライン後部１４に溜まらずに、それよりも後方のパイプライン後端が連結されたレシーバ３０に直接に漏れ出すのを、防いでいる。
【０００３】
この従来の搾乳装置のパイプライン洗浄機構においては、そのパイプライン１０を洗浄液５０がスラグ流となって循環してレシーバ３０に流れ込んで、そのレシーバ３０内の洗浄液レベルが一定値以上に達した際に、レシーバ３０内に備えられたフロートスイッチ６０をＯＮ動作させている。そして、そのフロートスイッチ６０のＯＮ動作に連動等させて、そのレシーバ３０に溜まった洗浄液を、ポンプ等により、レシーバ３０底部から排除している。レシーバ３０から排除された洗浄液は、洗浄槽７０に戻して、パイプライン１０の洗浄に再利用したり、廃棄処分したりしている。その際には、レシーバ３０内の洗浄液レベルが一定値以下に低下すると、フロートスイッチ６０がＯＦＦ動作するが、洗浄液排除用の上記ポンプ等は、所定時間継続運転させている。そして、レシーバ３０内の洗浄液５０が完全に排除された後に、上記ポンプ等の運転を停止させて、レシーバ３０内を気密に保持している。また、それと同時に、所定時間間継続してＯＮ動作状態にあったエアーインジェクタ２０を、タイマーにより、ＯＦＦ動作させている。そして、前述のように、真空ポンプ４０の気体吸引力が、パイプライン１０及びそれに連なるティートカップユニット８０内側に働くようにしている。そして、洗浄槽７０内に貯留された洗浄液を、ティートカップユニット８０を通して、パイプライン１０に吸い上げ、パイプ降下部１２やパイプ勾配が設けられたパイプライン後部１４に重力を利用して流入させて溜めている。次いで、レシーバ３０内のフロートスイッチ６０がＯＮ動作してから一定時間の例えば１４秒経過後した後であって、上記ポンプ等の動作が停止された後に、ＯＦＦ動作状態にあるエアーインジェクタ２０をＯＮ動作させて、そのエアーインジェクタ２０から仕切り弁９０よりも前方のパイプライン１０後端に空気を供給している。そして、その空気の持つ気圧を利用して、パイプライン後部１４に溜まった洗浄液５０を、パイプライン１０前方に押し出している。そして、その洗浄液５０を、スラグ流にして、パイプライン後部１４よりも前方の真空ポンプ４０からの気体吸引力が働いていて気圧が低い状態にあるほぼ水平を向く勾配の少ないパイプライン１０を循環させている。パイプライン１０をスラグ流にして循環させた洗浄液５０は、前述のように、レシーバ３０に排出している。
以下、このようなステップを、一定時間繰り返し行っている。そして、洗浄槽７０内に貯留された洗浄液を、スラグ流にして、パイプライン１０を循環させる洗浄ステップを繰り返し行って、パイプライン１０を洗浄している。
ここで、フロートスイッチ６０がＯＮ動作してから一定時間の例えば１４秒経過した後であって、上記ポンプ等の動作が停止された後に、ＯＦＦ動作状態にあるエアーインジェクタ２０をＯＮ動作させている理由は、レシーバ３０内の洗浄液レベルが低下してフロートスイッチ６０がＯＦＦ動作した直後は、レシーバ３０内から洗浄槽７０内に戻された洗浄液の量は、未だ少ないからである。そして、ＯＮ動作状態にあるエアーインジェクタ２０がＯＦＦ動作されて、洗浄槽７０内の洗浄液５０が、真空ポンプ４０の気体吸引力が働いて気圧が低下したティートカップユニット８０及びパイプライン１０を通して、パイプ降下部１２やパイプ勾配が設けられた空になったパイプライン後部１４に流入して必要量溜まるまでに要する時間が１４秒かかると予測設定しているからである。
ちなみに、エアーインジェクタ２０がＯＮ動作中には、洗浄槽７０内の洗浄液が、ティートカップユニット８０を通して、パイプライン１０に吸い上げられるのが、停止される。なぜならば、エアーインジェクタ２０がＯＮ動作中には、パイプライン１０後端からパイプライン１０に空気が供給されて、そのパイプライン１０に連なるティートカップユニット８０内側にも、空気が供給されるからである。そして、そのティートカップユニット８０及びパイプライン１０内側に、真空ポンプ４０からの吸引力が働かなくなるからである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の洗浄機構を用いて、搾乳装置のパイプラインを洗浄した場合には、そのパイプライン洗浄用の洗浄液を必要量以上に無駄に消費したり、そのパイプラインの洗浄に必要以上の長い時間を無駄に費やしたりした。
その理由は、搾乳装置のパイプライン１０は、それが設置される牛舎等の規模や配置条件によって、その配管長さ、配管勾配、そのパイプラインに連結されるティートカップユニット８０の台数、配管サイズ等のばらつきが大きく、それら全ての配管条件にマッチするように、即ちそれら全てのパイプライン１０を完璧に洗浄可能なように、その洗浄液使用量及び洗浄時間を、想定される洗浄条件の最も悪いパイプライン１０に余裕を持たせて合わせているからである。
【０００５】
また、上記従来の洗浄機構においては、前述のように、レシーバ３０内の洗浄液レベルが一定値以上に達して、レシーバ内のフロートスイッチ６０がＯＮ動作してから、パイプ降下部１２やパイプ勾配が設けられた空になったパイプライン後部１４に洗浄液５０が必要量溜まった状態となると推定される一定時間の例えば１４秒経過した後に、ＯＦＦ動作状態にあるエアーインジェクタ２０をＯＮ動作させて、エアーインジェクタ２０からパイプライン１０後端に空気を供給している。
そのために、そのエアーインジェクタ２０をＯＮ動作させるタイミングは、空になったパイプライン後部１４に洗浄液５０が必要量溜まった状態となるタイミングに必ずしも一致しないことがしばしば起こった。そして、エアーインジェクタ２０がＯＮ動作するタイミングが早すぎて、そのパイプライン後部１４に洗浄液５０が必要量溜まらないうちに、エアーインジェクタ２０からパイプライン１０後端に空気が供給されたり、逆にエアーインジェクタ２０がＯＮ動作するタイミングが遅すぎて、洗浄槽７０内の洗浄液の全てがティートカップユニット８０を通してパイプライン１０に吸い上げられて、洗浄槽７０内の洗浄液が空になったりした。そして、空気がティートカップユニット８０を通してパイプライン１０に入り込んで、パイプライン１０に真空ポンプ４０からの気体吸引力が十分に働かなくなる等した。そして、図４（ｂ）に示したように、パイプライン１０内側を満杯状態とする最適大きさの洗浄液５０の団塊からなるスラグ流がパイプライン１０内側に形成されずに、そのパイプライン後部１４に溜めた洗浄液５０により、パイプライン１０の内壁を完璧かつ的確に洗浄できない事態が発生した。
【０００６】
本発明は、このような課題を解消可能な、搾乳装置のパイプラインの配管長さ、配管勾配、そのパイプラインに連結されるティートカップユニットの台数、配管サイズ等のばらつきがあっても、それら全てのパイプラインを、洗浄槽内の洗浄液をパイプライン内側を満杯状態とする最適大きさの団塊のスラグ流にして循環させて、洗浄液を無駄に消費したり、洗浄時間を無駄に多く費やしたりせずに、完璧かつ的確に洗浄できる、搾乳装置のパイプライン洗浄機構（以下、洗浄機構という）を提供することを、目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために、本発明の洗浄機構は、乳搬送用のパイプライン後部に溜まった洗浄液を、ＯＮ動作状態にあるエアーインジェクタからパイプライン後端に供給される空気の持つ気圧を用いて、スラグ流にして、パイプライン後部よりも前方の気圧が低い状態にあるパイプラインを循環させて、パイプライン先端が連結されたレシーバに排出する搾乳装置のパイプライン洗浄機構において、
前記エアーインジェクタがＯＦＦ動作されて、洗浄槽内の洗浄液が真空ポンプの気体吸引力が働いて気圧が低い状態となったパイプラインに吸い込まれ、前記パイプライン後部にパイプライン内側の一部を満杯状態とする洗浄液の団塊からなるスラグ流がパイプライン内側に形成されるのに必要な量の洗浄液が溜まった際に、それを検知するセンサと、該センサが前記パイプライン後部に洗浄液が必要量溜まったのを検知した直後に、前記ＯＦＦ動作状態にあるエアーインジェクタをＯＮ動作させる動作手段とが備えられたことを特徴としている。
【０００８】
この洗浄機構においては、エアーインジェクタがＯＦＦ動作されて、洗浄槽内の洗浄液が、真空ポンプの気体吸引力が働いて気圧が低い状態となったパイプラインに吸い込まれて、その洗浄液がパイプライン後部に流入して必要量溜まった際に、それをセンサにより検知できる。次いで、そのセンサがパイプライン後部に洗浄液が過不足なく必要量溜まったのを検知した直後に、ＯＦＦ動作状態にあるエアーインジェクタを動作手段によりＯＮ動作させることができる。そして、エアーインジェクタからパイプラインに空気を供給して、洗浄槽内からパイプラインに必要量以上の洗浄液が吸い上げ続けられて、洗浄槽内が空となるのを、防ぐことができる。
従って、この洗浄機構によれば、前述のように、エアーインジェクタをＯＮ動作させるタイミングが早すぎて、パイプライン後部に洗浄液が必要量溜まらないうちに、エアーインジェクタからパイプライン後端に空気が供給されたり、逆にエアーインジェクタをＯＮ動作させるタイミングが遅すぎて、洗浄槽内の洗浄液の全てがティートカップユニットを通してパイプラインに吸い上げられて、洗浄槽内の洗浄液が空になったりするのを、防ぐことができる。そして、空気がティートカップユニットを通してパイプラインに入り込んで、パイプラインに真空ポンプからの気体吸引力が十分に働かなくなるのを、防ぐことができる。そして、パイプライン内側を満杯状態とする最適大きさの洗浄液の団塊からなるスラグ流がパイプライン内側に形成されずに、そのパイプライン後部に溜めた洗浄液により、パイプラインを完璧かつ的確に洗浄できなくなるのを、防ぐことができる。換言すれば、この洗浄機構によれば、パイプライン後部に洗浄液を常に過不足なく必要量溜めることができる。そして、その洗浄液を、パイプライン内側を満杯状態とする最適大きさのスラグ流にして、パイプラインを循環させることができる。そして、そのパイプライン後部に過不足なく必要量溜めた必要最低限の量の洗浄液を用いて、洗浄液を無駄に多く消費せずに、パイプラインを完璧かつ的確に洗浄できる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１又は図２は本発明の洗浄機構の好適な実施の形態を示し、図１はその概略構造説明図、図２は図１の一部拡大図である。以下に、この洗浄機構を説明する。
【００１０】
この洗浄機構においては、パイプライン１０後端に接続されたエアーインジェクタ２０がＯＦＦ動作されて、洗浄槽７０内から洗浄液が、真空ポンプ４０の気体吸引力が働いて気圧が低い状態となったパイプライン１０に吸い込まれて、パイプ降下部１２やパイプ勾配が設けられたパイプライン後部１４に流入し、その洗浄液がパイプライン後部１４に過不足なく必要量溜まった際に、それを検知するセンサ１８０が備えられている。センサ１８０には、電極センサ等が用いられていて、そのセンサ１８０がパイプライン後部１４の下端に接続されたエアーインジェクタ取り付けパイプ２２内側に備えられている。そして、そのパイプライン後部１４に洗浄液５０が必要量溜まって、その洗浄液５０の液面レベルがパイプライン後部１４の上端近くまで達した際に、その洗浄液５０の水頭圧により、閉塞された状態にあるエアーインジェクタ取り付けパイプ２２内側にも洗浄液が流入して、その洗浄液にエアーインジェクタ取り付けパイプ２２内側に備えられたセンサ１８０が接触した状態となるようにしている。そして、そのセンサ１８０により、パイプライン後部１４に洗浄液５０が必要量溜まったことを、検知できるようにしている。
また、このようにして、センサ１８０が、パイプライン後部１４に洗浄液５０が必要量溜まったのを検知した直後に、パイプライン後端に接続されたＯＦＦ動作状態にあるエアーインジェクタ２０をＯＮ動作させる動作手段１２０が備えられている。動作手段１２０は、電子回路等から形成されていて、電子コントローラ２００に内蔵されている。そして、センサ１８０がパイプライン後部１４に洗浄液５０が必要量溜まったことを検知した際に、それに連動させて、動作手段１２０が、エアーインジェクタ２０をＯＮ動作させるように構成されている。
【００１１】
その他は、前述の図３に示した洗浄機構と同様に構成されている。
【００１２】
次に、この図１と図２に示した洗浄機構の使用例及びその作用を説明する。
この洗浄機構を用いて、パイプライン１０を洗浄する場合には、前述のように、パイプライン１０後端を仕切り弁９０により封じておく。そして、パイプライン１０に吸い込まれた洗浄液が、パイプライン１０後端が連結されたレシーバ３０に直接に漏れ出すのを防ぐ。
次いで、電子コントローラ２００のメインスイッチを入れて、真空ポンプ４０を動作させる。電子コントローラ２００のメインスイッチを入れた際には、エアーインジェクタ２０は、ＯＦＦ動作状態として、そのエアーインジェクタ２０からパイプライン１０後端に空気が供給されないようにする。そして、真空ポンプ４０の気体吸引力が、真空ポンプ４０の気体吸入口に連結されたパイプライン１０、ティートカップユニット８０及びレシーバ３０内側に働くようにして、それらのパイプライン１０、ティートカップユニット８０及びレシーバ３０内側を気圧の低い状態とする。そして、洗浄槽７０内に貯留された洗浄液を、ティートカップユニット８０を通して、パイプライン１０へと吸い込む。そして、その洗浄液を、パイプ降下部１２やパイプ勾配が設けられたパイプライン後部１４に重力を利用して流入させて溜め続ける。
次いで、そのパイプライン後部１４に洗浄液５０が過不足なく必要量溜まった際に、それをセンサ１８０により検知する。具体的には、そのパイプライン後部１４に洗浄液５０が必要量溜まって、その洗浄液５０の液面レベルがパイプライン後部１４の上端近くまで達した際に、そのパイプライン後部１４の下端に接続されたエアーインジェクタ取り付けパイプ２２内側にも、洗浄液を同時に流入させる。そして、その洗浄液にエアーインジェクタ取り付けパイプ２２内側に備えられたセンサ１８０を接触させる。そして、そのセンサ１８０により、パイプライン後部１４に洗浄液５０が必要量溜まったことを、検知する。
次いで、そのセンサ１８０が、パイプライン後部１４に洗浄液５０が必要量溜まったのを検知した直後に、パイプライン１０後端に接続されたＯＦＦ動作状態にあるエアーインジェクタ２０を電子コントローラ２００に内蔵された動作手段１２０によりＯＮ動作させる。具体的には、センサ１８０がパイプライン後部１４に洗浄液５０が必要量溜まったことを検知した際に、それに連動させて、動作手段１２０により、エアーインジェクタ２０をＯＮ動作させる。そして、エアーインジェクタ２０からパイプライン１０に空気を供給して、パイプライン１０に真空ポンプ４０の気体吸引力が働かないようにする。そして、洗浄槽７０内からパイプライン１０に必要量以上の洗浄液が吸い上げ続けられて、洗浄槽７０内が空となるのを、防ぐ。
それと共に、そのＯＮ動作させたエアーインジェクタ２０から空気を前記仕切り弁９０で封じられた箇所よりも前方のパイプライン１０後端に供給する。そして、その空気の持つ気圧を利用して、パイプライン後部１４に必要量溜まった洗浄液５０を、パイプライン１０前方に押し出す。そして、その洗浄液５０を、スラグ流にして、パイプライン後部１４よりも前方の真空ポンプ４０の気体吸引力が働いていて気圧の低い状態にあるパイプライン１０を循環させて、同じく真空ポンプ４０の気体吸引力が働いていて気圧の低い状態にあるレシーバ３０に流入させる。
次いで、その洗浄液５０がスラグ流となってレシーバ３０に流入して、レシーバ３０内の洗浄液レベルが一定値に達した際に、それをフロートスイッチ６０をＯＮ動作させて検知する。
次いで、そのフロートスイッチ６０がＯＮ動作して、パイプライン１０をスラグ流にして循環させた洗浄液５０がレシーバ３０に排出されたことを検知した直後に、無駄な時間をおかずに、フロートスイッチ６０のＯＮ動作に連動等させて、レシーバ底部の洗浄液排出路３２に備えられた排除手段１７０のポンプ３４等を動作させる。そして、そのレシーバ３０に排出されて溜まった洗浄液５０を、洗浄液排出路３２を通して、レシーバ３０外部に排除する。レシーバ３０から洗浄液５０を排除した後には、排除手段１７０のポンプ３４等の動作を停止させて、レシーバ３０内を気密に保持し続ける。レシーバ３０から排除した洗浄液５０は、洗浄槽７０に戻して、パイプライン１０洗浄用の洗浄液に再利用するか、又は廃棄処分する。
また、上記のようにして、レシーバ３０から洗浄液５０を排除して、排除手段１７０のポンプ３４等の動作を停止させた際には、それと同時に、無駄な時間をおかずに、前記ＯＮ動作状態にあるエアーインジェクタ２０を、電子コントローラ２００に内蔵された停止手段１１０によりＯＦＦ動作させる。そして、エアーインジェクタ２０から空気がパイプライン１０後端に供給されるのを停止して、真空ポンプ４０の気体吸引力が、パイプライン１０及びそれに連なるティートカップユニット８０内側に働くようにする。そして、洗浄槽７０内の洗浄液を、ティートカップユニット８０を通して、パイプライン１０に吸い上げるようにする。
以下、このような、エアーインジェクタ２０をＯＦＦ動作状態にして、洗浄槽７０内に貯留された洗浄液を、ティートカップユニット８０を通して、パイプライン１０へと吸い込んで、パイプライン後部１２に必要量溜め、その洗浄液をスラグ流にしてパイプライン１０を循環させてレシーバ３０に排出する等のステップを繰り返し行う。
すると、パイプライン後部１４に必要量の洗浄液５０を常に過不足なく溜めて、そのパイプライン後部１４に必要量溜めた洗浄液５０を、パイプライン１０内側を満杯状態とする最適大きさのスラグ流にして、パイプライン１０を循環させることができる。そして、そのパイプライン１０を必要最低限の量の洗浄液５０により、洗浄液を無駄に多く消費することなく、無駄な時間を掛けずに、完璧かつ的確に洗浄できる。
【００１３】
この洗浄機構においては、センサ１８０の取り付け位置を上下に調整できるようにして、それにより、パイプライン後部１４に溜める洗浄液５０の量を適宜調整できるようにすると、良い。
また、センサ１８０に洗浄液が接触してからエアーインジェクタ２０をＯＮ動作させるまでの遅延時間を調整できるようにして、それにより、パイプライン後部１４に溜める洗浄液５０の量を適宜調整できるようにしても、良い。
さらに、上記遅延時間を、エアーインジェクタ２０の一回分のＯＮ動作時間、即ちパイプライン１０の一回分の洗浄液循環時間に比例するように自動調整できるようにして、それにより、パイプライン後部１４に溜める洗浄液５０の量を、パイプライン１０の長さに比例した分量に自動調整できるようにしても、良い。
【００１４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の洗浄機構によれば、パイプライン後部に洗浄液を常に過不足なく必要量溜めることができる。そして、そのパイプライン後部に必要量溜めた洗浄液を、パイプライン内側を満杯状態とする最適大きさのスラグ流にして、パイプラインを循環させることができる。そして、そのパイプライン後部に必要量溜めた洗浄液を用いて、洗浄液を無駄に多く消費せずに、無駄な時間を掛けずに、パイプラインを常に完璧かつ的確に洗浄可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の洗浄機構の概略構造説明図である。
【図２】図１の一部拡大図である。
【図３】従来の洗浄機構の概略構造説明図である。
【図４】スラグ流の説明図である。
【符号の説明】
１０ パイプライン
１４ パイプライン後部
２０ エアーインジェクタ
３０ レシーバ
４０ 真空ポンプ
５０ 洗浄液
６０ フロートスイッチ
７０ 洗浄槽
８０ ティートカップユニット
９０ 仕切り弁
１１０ 停止手段
１２０ 動作手段
１７０ 排除手段
１８０ センサ
２００ 電子コントローラ

Claims (1)

1. 乳搬送用のパイプライン後部に溜まった洗浄液を、ＯＮ動作状態にあるエアーインジェクタからパイプライン後端に供給される空気の持つ気圧を用いて、スラグ流にして、パイプライン後部よりも前方の気圧が低い状態にあるパイプラインを循環させて、パイプライン先端が連結されたレシーバに排出する搾乳装置のパイプライン洗浄機構において、
   前記エアーインジェクタがＯＦＦ動作されて、洗浄槽内の洗浄液が真空ポンプの気体吸引力が働いて気圧が低い状態となったパイプラインに吸い込まれ、前記パイプライン後部にパイプライン内側の一部を満杯状態とする洗浄液の団塊からなるスラグ流がパイプライン内側に形成されるのに必要な量の洗浄液が溜まった際に、それを検知するセンサと、該センサが前記パイプライン後部に洗浄液が必要量溜まったのを検知した直後に、前記ＯＦＦ動作状態にあるエアーインジェクタをＯＮ動作させる動作手段とが備えられたことを特徴とする搾乳装置のパイプライン洗浄機構。

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