DISPOSITIVO MODULAR DE COPA PARA TETA ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a dispositivos de copas para teta para máquinas ordeñadoras de leche operadas con vacío y más particularmente a un dispositivo de cartucho que permite fácil y rápido reemplazo de un forro empleado en un dispositivo de copa para teta. Máquinas ordeñadoras de leche automáticas convencionales utilizan dispositivos para teta para ordeñar vacas. Un dispositivo de copa para teta típico incluye una copa o cubierta exterior rígida, hueca, adaptada para conectarse a una línea de vacío pulsante y un forro o inflador tubular, resiliente, flexible y alargado, que ajusta dentro de la cubierta y se acopla con una fuente de vacío constante. Típicamente, el inflador o forro incluye una boca superior, un barril que define una región receptora de teta, y una sección de tubo de leche, que se extiende hacia abajo fuera de la cubierta o copa y se conecta a un sujetador para recolectar leche. La boca superior así como la sección de tubo de leche ambas se acoplan de manera sellante con los extremos superior e inferior de la cubierta, respectivamente, para formar una cámara de vacío anular que circunda el barril entre la cubierta y el inflador. Como se anotó previamente, ya que la cubierta se conecta a una línea de vacío pulsante, la presión en esta cámara anular se alterna entre presión sub-atmosférica y presión atmosférica. El vacío constante aplicado a la sección de tubo de ordeñado inferior del inflador extrae leche de la teta de la vaca mientras que al mismo tiempo la presión alterna en la cámara anular provoca periódicamente aplastamiento hacia adentro de la pared del barril del inflador o forro que resulta en una acción de masaje en la teta. También, el aplastamiento periódico del barril alivia intermitentemente a la teta contra exposición al vacío constante
} iiíiJÉÉi ~? k£ W ^? tti aplicado al interior del inflador, y de esta manera evita ventajosamente complicaciones tales como inflamación de la teta así como una tendencia para inducir mastitis. Los infladores o forros típicamente están compuestos por un material elastomerico debido a la naturaleza resiliente de este material, es decir, su capacidad por recuperar su tamaño y forma originales después de deformación repetida. Los infladores o forros más a menudo se elaboran de una composición de hule natural o sintético, por ejemplo hules de silicona se han propuesto y empleado en ciertas circunstancias. Cada uno de estos materiales tiene sus propias ventajas y desventajas únicas. Por ejemplo, las composiciones de un hule natural o sintético son más resistentes a rasgado o desgarro, pero están sujetas a ataque por aceites, grasas de mantequillas, preparaciones de tratamiento de tetas y otros productos químicos empleados en el proceso de ordeña. Por otra parte, los hules de silicona son substancialmente menos vulnerables a ataque por estos productos químicos y de esta manera tienen una vida útil relativamente larga. Sin embargo, los hules de silicona tienden a rasgarse y perforarse más fácilmente que el hule. Si un inflador se rasga o desgarra, debe ser reemplazado. También, incluso si no se rasga o desgarra, el inflador eventualmente requerirá ser reemplazado ya que se deteriora con el tiempo a través de uso continuo. Además, bajo algunas circunstancias, sería una ventaja el tener la capacidad por reemplazar un inflador elaborado de una composición de hule con uno elaborado de silicona o viceversa. De esta manera, sería una ventaja en la técnica el proporcionar un dispositivo de copa para teta que permita el reemplazo rápido y fácil del inflador. La Patente de los E.U.A. No. 4,459,939, muestra un dispositivo de copa para teta que tiene una cubierta interior que sostiene un inflador y que se transporta
li-h_1ÉHr* rtüt dentro de una cubierta exterior. El inflador puede cambiarse al retirar la cubierta interior y descartarla junto con el inflador soportado. Aunque una solución más fácil o más económica para reemplazar un inflador que cambiar todos los dispositivos de copa para teta, la cubierta interior todavía se descarta en forma desperdiciada. COMPENDIO DE LA INVENCIÓN Un dispositivo de copa para teta modular para utilizar con una máquina de ordeña, para ordeñar vacas. El dispositivo de copa para teta modular comprende una cubierta que incluye un cuerpo tubular hueco que tiene una pared exterior y un extremo superior con un labio superior que se extiende hacia adentro radialmente que define una entrada y un extremo inferior que tiene un labio inferior que se extiende axialmente que define una salida. Un dispositivo de cartucho se recibe deslizablemente dentro del cuerpo tubular de la cubierta y se apoya contra el labio superior. El dispositivo de cartucho incluye un forro en forma de carrete y un bastidor para sostener el forro. El forro tiene un barril tubular hueco con una brida superior en su extremo superior y una brida inferior en su extremo inferior. El barril define una región receptora de teta alineada axialmente con la entrada y que tiene una pared exterior espaciada hacia adentro de la pared exterior de la cubierta para definir una cámara de vacío. El barril del forro es deformable entre un perfil relajado y un perfil de masaje aplastado alrededor de la teta de una vaca. Una tapa montada en forma removible en el labio inferior de la cubierta mantiene el dispositivo de cartucho con la cubierta. El dispositivo de copa para teta modular anterior permite que el dispositivo de cartucho se retire fácilmente de la cubierta, de manera tal que el bastidor que soporta el forro también puede retirarse y el forro reemplazarse con un forro nuevo y/o diferente.
En una forma preferida, el bastidor comprende un par de miembros de manguito opuestos movibles entre una posición abierta para permitir remoción del forro y una posición cerrada para soportar el forro entre ellos. Cada miembro de manguito incluye una porción de collar superior para sostener la brida superior del forro, una porción de collar inferior para soportar la brida inferior de forro y miembros de viga rígida que se extienden axialmente que interconectan las porciones de collar superior e inferior. En otro aspecto, la presente invención proporciona un forro para utilizar en un dispositivo de copa para teta para ordeñar vacas. El forro incluye un barril tubular hueco que tiene un extremo superior y un extremo inferior, una brida superior que se extiende radialmente hacia afuera desde el extremo superior del barril y una brida inferior que se extiende radialmente hacia afuera del extremo inferior del barril. De preferencia, el barril, la brida superior y la brida inferior se forman integralmente como una pieza a partir de un material elastomérico. También, un sello superior entre la brida superior y el labio superior del cuerpo tubular de la cubierta se forma de preferencia por una tira o moldura anular que se proyecta hacia arriba en una dirección axial desde la brida superior del forro y una ranura receptora de tira correspondiente formada en una superficie anular del labio superior. Un sello inferior entre la brida interior y el forro y la tapa se forma de preferencia por una tira anular que se proyecta hacia abajo en una dirección axial desde la brida inferior del forro y una ranura receptora de tira correspondiente formada en una superficie anular de la tapa. Las tiras anulares superior e inferior y sus ranuras correspondientes también funcionan para alinear adecuadamente el forro dentro de la cubierta y proporcionan medios para estabilizar el forro, especialmente durante su contracción.
Todavía en otro aspecto, la presente invención proporciona un dispositivo de cartucho para utilizar con un dispositivo de copa para teta para ordeñar vacas. El dispositivo de cartucho incluye un forro en forma de carrete que tiene un barril tubular hueco con una brida superior en su extremo superior y una brida inferior en su extremo
5 inferior, y un bastidor para sostener el forro, este bastidor comprende múltiples miembros de manguito movibles entre una posición abierta para permitir remoción del forro de ahí y una posición cerrada del forro se soporta entre ellos. De preferencia, el bastidor comprende un par de miembros de manguito opuestos que tienen porciones de collar superior de forma semi-circular para sostener la brida superior del forro, una i o porción de collar inferior en forma semi-circular para sostener la brida inferior del forro y medios rígidos que se extienden axialmente que interconectan las porciones de collar superior e inferior. Los miembros de manguito son movibles entre una posición abierta para evitar remoción del forro y una posición cerrada para sostener el forro entre ellos en la cubierta del dispositivo de copa para teta modular. El cartucho de preferencia se
15 carga con la cubierta desde el extremo inferior o el fondo de la cubierta. La presente invención de esta manera proporciona un dispositivo de copa para teta modular en donde el forro puede retirarse en forma fácil y rápida de la cubierta para reemplazo con un nuevo forro. BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS VARIAS VISTAS DEL DIBUJO 0 En los dibujos: La figura 1 es una vista en elevación lateral de un dispositivo de copa para teta modular, parcialmente en sección, de la presente invención, que se ilustra conectado en su extremo superior a la teta de una vaca y en su extremo inferior a un sujetador de una máquina ordeñadora, La figura 2 es una vista en sección transversal agrandada del dispositivo de copa para teta ilustrado en la figura 1 ; La figura 3 es una vista seccional que se toma sobre la línea 3-3 de la figura 2 y que ilustra el barril del forro en un perfil relajado; La figura 4 es una vista despiezada que muestra los componentes del dispositivo de copa para teta modular en sección transversal; y La figura 5 es una vista despiezada del dispositivo de cartucho que se recibe dentro de la cubierta del dispositivo de copa para teta modular que ilustra el forro y que soporta miembros de manguito. DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Ahora con referencia a los dibujos, se ilustra un dispositivo de copa para teta modular generalmente designado por el número 1. El dispositivo de copa para teta 1 incluye una cubierta o copa exterior rígida 2, un dispositivo de cartucho generalmente designado por el número 3 y una tapa 4. Como se ilustra en la figura 1 , el dispositivo de copa para teta 1 se conecta a un sujetador 5, que se ilustra en forma fragmentaria (mediante un tubo de ordeña 6 que a su vez se conecta a una máquina ordeñadora automática (no mostrada) como es convencional, el sujetador 5 se conecta a un sistema de vacío constante conveniente (no mostrado) e incluye una pluralidad de niples 7, solo uno de los cuales se ilustra en la Figura 1 (a los cuales se conecta el tubo de ordeña 6). De esta manera, el tubo de ordeña 6 se conecta a una fuente de vacío constante mediante el sujetador de ordeña 5, como es convencional. La cubierta 2 puede formarse de metal, tal como acero inoxidable, u otro material rígido conveniente tal como una resina termofija o termoplástica sintética. Como mejor se ilustra en la Figura 2, la cubierta 2 está en la forma de un cuerpo tubular hueco que tiene una pared cilindrica exterior 8 con una superficie interna 9. El cuerpo tubular de la cubierta 2 define un pasaje cilindrico longitudinal para recibir el dispositivo de cartucho 3, y de esta manera define un eje longitudinal 10. La cubierta 2 tiene un extremo superior que tiene un labio superior anular que se extiende radialmente hacia adentro 11 , que define una entrada 12. El labio superior 11 incluye una superficie anular 13 que se extiende perpendicular al eje longitudinal 10 y la entrada 12 se ahusa hacia adentro en una dirección axial, desde la pared exterior 8 de la cubierta 2, hacia la superficie anular 13. La cubierta 2 también incluye un extremo inferior que tiene un labio inferior que se extiende axialmente 14 que define una salida 15 axialmente alineada con la entrada 12. Un niple 16 se forma integralmente con la pared exterior 8 de la cubierta 2, y se extiende a un ángulo agudo con respecto al eje 10. El niple 16 se conecta mediante tubería conveniente 17 (mostrada en líneas punteadas en la Figura 1) para comunicarse con un pulsador, que alterna entre presión sub-atmosférica y presión atmosférica, para provocar en forma alterna que un forro 18 contenido dentro del dispositivo de cartucho 3 se contraiga y expanda para ordeñar, como es convencional. El dispositivo de cartucho 3 se carga dentro de la cubierta 2 desde el extremo inferior o fondo de la cubierta 2 mediante la salida 15, es decir se recibe deslizablemente hacia arriba sobre el eje 2 dentro del pasaje formado por el interior del cuerpo tubular de la cubierta 2, y se asienta contra el labio superior 11 de la cubierta 2. El dispositivo de cartucho 3 incluye un forro en forma de carrete 18 y un bastidor para soportar el forro 18. El forro 18 se forma como una unidad moldeada integralmente de una pieza de un material elastomérico resiliente, flexible, de preferencia una composición de hule sintético o natural o una composición de silicona. Como se ilustra, el forro 18 incluye un barnl tubular hueco, generalmente cilindrico y alargado 19, que define una región receptora de teta alineada axialmente con la entrada 12. El barril 19 tiene un diámetro interior en su estado relajado, que se dimensiona para ser ligeramente mayor que el diámetro exterior de una teta 20. El barril 19 incluye una pared exterior cilindrica 21 que tiene una superficie exterior 22 espaciada radialmente hacia adentro desde la superficie exterior 9 de la cubierta 2, para definir una cámara de vacío anular
23. El barril 19 del forro 18 está compuesto por un material elastomérico resiliente y es deformable entre un perfil relajado, que se ilustra en la Figura 3, y un perfil de masaje aplastado (no mostrado) alrededor de la teta 20. Como se describió previamente, estos perfiles ocurren debido a que el interior del forro 18 se somete a una presión subatmosférica constante mientras que la cámara de vacío 23 se somete a condiciones de presión alterna, que resultan en contracción y expansión periódica de la pared del barril 21 , que a su vez resulta en una acción de masaje en la teta 20. Como se ¡lustra, el barril 19 del forro 18 tiene una brida superior integral
24, que se extiende radialmente hacia afuera del barril 19 y perpendicular al eje longitudinal 10. El barril 19 también incluye una brida inferior 25 que se extiende radialmente hacia afuera desde el extremo inferior del barril 19 y perpendicular al eje longitudinal 10. Un sello superior entre la brida superior 24 del forro 18 y el labio superior 11 de la cubierta 2, proporciona un sello hermético al aire. El sello superior se forma por una tira anular 26 que se proyecta hacia arriba en una dirección axial desde una superficie anular superior 27 de la brida superior 24 y una ranura receptora de tira correspondiente 28 formada en la superficie anular 13 del labio superior 11. Como se anotó previamente, la tira 26 y la ranura 28 también estabilizan y alinean el forro 18 dentro de la cubierta 2.
•*--• fffttf ir- El bastidor para soportar el forro 18 se ilustra mejor en las Figuras 4 y 5. Más específicamente, el bastidor incluye un par de miembros de manguito idénticos opuestos 29 y 30, móviles entre una posición abierta (mostrada en la Figura 5), para permitir remoción del forro 18 de ahí y una posición cerrada (mostrada en la Figura 4) para soportar el forro 18 entre ellos. Ya que los miembros de manguito 29 y 30 son idénticos, solo se describirá aquí el miembro de manguito 29. Sin embargo, partes semejantes con respecto al miembro de manguito 30, se designarán por el mismo número en el dibujo seguido por la letra "a". El miembro de manguito 29 incluye una porción de collar superior de forma semi-circular 31 para soportar la brida superior 24 del forro 18, junto con una porción de collar inferior de forma semicircular 32, para soportar la brida inferior 25 del forro 18. Las porciones de collar 31 y 32 se interconectan por miembros de viga rígida 33 y 34. Una abertura o ranura 35 se forma entre las porciones de collar 31 y 32 y miembros de viga 33 y 34, de manera tal que el vacío pulsante en la cámara de vacío 23 puede comunicarse con la superficie exterior 22 del barril 19 para permitir su deformación, como se describió previamente. El miembro de manguito 29 se dimensiona para tener una longitud substancialmente idéntica a la longitud del barril 19 (como mejor se ilustra en la Figura 2), de manera tal que las porciones de collar 31 y 32 soportan la brida superior 24 y la brida inferior 25 del forro 18. También, cada miembro de manguito 29 y 30 se ilustra como semicircular en forma. Sin embargo, el bastidor de soporte para el forro 18 también puede construirse en tres piezas, cuatro piezas u otra unidad de múltiples piezas, de esta manera resultando en un cambio correspondiente en forma, tanto para los miembros de manguito como sus porciones de collar. La tapa 4 se monta en forma removible en el labio inferior 14 de la cubierta 2 para sostener el dispositivo de cartucho 3 dentro de la cubierta 2. Para este
^M^£, propósito, la tapa 4 incluye un cuerpo anular 36 que define un pasaje central 37 alineado axialmente con la entrada 12, salida 15 y eje longitudinal 10. Un vastago tubular integral 38, depende del cuerpo 36 e incluye un realce anular 39 en el extremo inferior abierto del pasaje 37, para montar el tubo de ordeña 6 ahí. Un labio que se extiende axialmente anular 40 se dimensiona para tener un diámetro interior substancialmente idéntico al diámetro exterior de la cubierta 2. La tapa 4 está compuesta de un material polimérico e incluye un labio que se proyecta radialmente hacia adentro 49 que acopla una ranura anular 50 formada en la superficie exterior de la cubierta 2, para sostener o enclavar el forro 18 y los miembros de manguito 29 y 30 dentro de la cubierta 2. La tapa 4 también incluye una superficie anular41 que se extiende perpendicular al eje longitudinal 10, que junto con el labio 40 forman un rebajo para recibir el labio inferior 14 de la cubierta 2, así como la brida inferior 25 del forro 18. Como mejor se ilustra en la Figura 2, un sello inferior entre la brida inferior 25 del forro 18 y la tapa 4, proporciona un sello hermético al aire. El sello inferior se forma por una tira anular 42 que se proyecta axialmente hacia abajo desde una superficie anular 43 de la brida inferior 25 del forro 18 y una ranura receptora de tira anular correspondiente 44, formada en la superficie anular 41 de la tapa 4. Como se anotó previamente, la tira 42 y la ranura 44 también estabilizan y alinean el forro 18 dentro de la cubierta 2. De esta manera, cuando el extremo inferior de la cubierta 2 se apoya dentro de la tapa 4 contra la superficie 41, se proporciona un sello hermético al aire por los sellos superior e inferior descritos, para aislar la presión pulsante que ocurre dentro de la cámara de vacío 23, del vacío constante aplicado al interior del barril 19 del forro 18. Como mejor se ilustra en la Figura 7, una porción de cabeza 45 tiene forma anular, e incluye una boca 46 para recibir la teta de la vaca 20. El diámetro de la
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11 boca 46 se dimensiona para ser ligeramente más pequeño que el diámetro del barril 19 como mejor se ilustra en la Figura 2, para ayudar en sostener el dispositivo de copa para teta 1 en la teta 20 de una vaca (mostrado en líneas punteadas en la Figura 2). La porción de cabeza 45 típicamente está compuesta por un material elastomérico e incluye 5 un labio de proyección radialmente hacia adentro 47, que acopla una ranura anular 48 formada en la superficie exterior del labio superior 11 de la cubierta 2, para sostenerse en sitio, y de esta manera permitiendo que el dispositivo de copa para teta modular 1, se sostenga adecuadamente con respecto a la teta 20. Deberá notarse que los términos "inflador", "forro" en ocasiones se i o emplean en forma intercambiable en la especialidad. Como se emplea aquí, el término "forro" y/o "inflador" se pretende que signifique el barril 19 junto con bridas integrales 24 y 25. A fin de ensamblar el dispositivo de copa para teta, modular, 1 , el forro 18 se coloca o inserta dentro de miembros de manguito 29 y 30 y los miembros de
15 manguito 29 y 30, luego se cierran para formar el dispositivo de cartucho 3. Posteriormente, el dispositivo de cartucho 3 se carga en la cubierta 2 mediante su salida inferior o de fondo 15, hasta que la tira anular 2 de la brida superior 24 se recibe dentro de la ranura 28 del labio superior 11 , de manera tal que el dispositivo de cartucho 3 se asienta dentro de la cubierta 2. Posteriormente, la tapa 4 se forza sobre el reborde
2 o inferior 14, hasta que el labio 49 enclava en la ranura 50 y la tira 42 se recibe dentro de la ranura 44. La porción de cabeza 45 luego se acopla por accionamiento rápido en sitio en el extremo superior de la cubierta 2. Finalmente, el extremo superior del tubo de ordeña 6 se forza sobre el realce 39 del vastago 38 de la tapa 4, y el extremo inferior del tubo de ordeña 6 se forza sobre un niple 7 del sujetador 5.