RU132311U1

RU132311U1 - MILK COUNTER

Info

Publication number: RU132311U1
Application number: RU2012125709/13U
Authority: RU
Inventors: Вениамин Алексеевич Жидков; Сергей Анатольевич Чубаров; Владимир Михайлович Сергеев
Original assignee: Вениамин Алексеевич Жидков; Сергей Анатольевич Чубаров; Владимир Михайлович Сергеев
Priority date: 2012-06-19
Filing date: 2012-06-19
Publication date: 2013-09-20

Abstract

Счетчик молока, содержащий корпус с приемным и выпускным патрубками, клапан, размещенный внутри корпуса и перекрывающий выходное отверстие выпускного патрубка, и вычислительное устройство, отличающийся тем, что он содержит отбойник молока, закрепленный внутри корпуса перед приемным патрубком для разделения молоко-воздушной смеси; клапан, размещенный внутри корпуса и перекрывающий проход молока в выходное отверстие выпускного патрубка, выполнен в виде отрезка трубы, имеющей возможность возвратно-поступательного перемещения вдоль своей оси, в верхней части которой имеются проходы для потока воздуха, а в нижней ее части закреплен кольцевой магнит; с внешней стороны выходного патрубка на корпусе размещена кольцевая электромагнитная катушка, взаимодействующая с кольцевым магнитом; внутри корпуса на клапане размещен кольцевой полый бочонок-поплавок, имеющий возможность возвратно-поступательного перемещения вдоль клапана, в нижней части бочонка-поплавка закреплен плоский магнит; и на внешней стороне корпуса закреплена печатная плата с нижним и верхним датчиками Холла, взаимодействующими с плоским магнитом закрепленном на бочонке-поплавке.A milk meter comprising a housing with a receiving and exhaust nozzle, a valve located inside the housing and overlapping the outlet of the exhaust nozzle, and a computing device, characterized in that it comprises a milk chipper fixed inside the housing in front of the receiving nozzle for separating the milk-air mixture; a valve located inside the housing and blocking the passage of milk into the outlet of the outlet pipe is made in the form of a pipe segment having the possibility of reciprocating movement along its axis, in the upper part of which there are passages for air flow, and an annular magnet is fixed in its lower part; on the outside of the outlet pipe on the housing is a ring electromagnetic coil interacting with the ring magnet; an annular hollow keg-float is located inside the body of the valve; and on the outside of the case is fixed a printed circuit board with lower and upper Hall sensors, interacting with a flat magnet mounted on a barrel-float.

Description

Полезная модель относится к сельскому хозяйству, в частности к счетчикам молока для учета надоев от лактирующих животных, например коров.The utility model relates to agriculture, in particular to milk meters for accounting milk production from lactating animals, such as cows.

Известен групповой счетчик молока для молокопроводов животноводческих ферм по авт.св. СССР №351507, A01j 7/00, Бюл. №28 от 21.09.1972 г., содержащий корпус со сборной камерой, поплавком, дозирующим и счетным устройствами, электроприводом.Known group milk meter for milk pipelines of livestock farms by ed. USSR No. 351507, A01j 7/00, Bull. No. 28 dated 09/21/1972, containing a housing with a prefabricated chamber, a float, dosing and counting devices, an electric drive.

Известен счетчик молока для группового учета по свидетельству на полезную модель РФ №26876, A01J 5/01, A01J 7/00 от 03.09.2002 г., содержащий молокоприемник, в нижней части которого установлен мерный цилиндр с отводящим патрубком и шлангом, на молокоприемнике установлена крышка с двумя штуцерами, один из которых предназначен для подключения к источнику вакуума, а второй для подачи молока, внутри молокоприемника установлен взаимодействующий со счетным устройством полый шток с поплавком, отличающийся тем, что крышка снабжена кронштейном, на котором установлен магнит, а полость штока сообщена с атмосферой посредством клапана с металлическим основанием, установленным с возможностью взаимодействия с магнитом.Known milk meter for group accounting according to the certificate for a utility model of the Russian Federation No. 26876, A01J 5/01, A01J 7/00 of 09/03/2002, containing a milk receiver, in the lower part of which there is a graduated cylinder with a discharge pipe and a hose, is installed on the milk receiver a lid with two fittings, one of which is intended to be connected to a vacuum source, and the second to supply milk, a hollow rod interacting with a counting device with a float is installed inside the milk collector, characterized in that the lid is equipped with a bracket on which A magnet is mounted, and the stem cavity is in communication with the atmosphere through a valve with a metal base mounted to interact with the magnet.

Недостатком устройств по авт.св. СССР №351507 и свидетельству на полезную модель РФ №26876 является большая материалоемкость, сложность конструкции, плохая промываемость, требующая ручной разборки, высокие капитальные и эксплуатационные затраты. Кроме того, эти устройства могут быть использованы только в случаях одновременной дойки сразу нескольких коров при непрерывном и стабильном потоке молока, и по существу неработоспособны на малых и прерывисто-периодических потоках молоко-воздушной смеси.The lack of devices for auto USSR No. 351507 and certificate for utility model of the Russian Federation No. 26876 is a large material consumption, design complexity, poor washability, requiring manual disassembly, high capital and operating costs. In addition, these devices can be used only in cases of simultaneous milking of several cows at a time with a continuous and stable flow of milk, and are essentially inoperative on small and intermittently periodic flows of milk-air mixture.

Известен электромагнитный счетчик-расходомер, используемый для учета молока в молокопроводах (см. Кремлевский П.П. "Расходомеры и счетчики количества веществ", ОАО "Издательство "Политехника", Санкт-Петербург, 2004, с.302-336), состоящий из приемного патрубка, преобразователя расхода с трубой из немагнитного материала, соединенной с молокосборником доильной установки, магнита с полюсами, электродов, установленных перпендикулярно движению молока, а также вычислительного устройства.Known electromagnetic counter-flowmeter used to account for milk in milk pipelines (see Kremlevsky PP "Flowmeters and counters of the amount of substances", OJSC "Publishing house" Polytechnic ", St. Petersburg, 2004, p.302-336), consisting of a receiving nozzle, a flow transducer with a pipe made of non-magnetic material connected to the milk collector of the milking unit, a magnet with poles, electrodes mounted perpendicular to the movement of milk, as well as a computing device.

Недостатком этого устройства является ограниченность его применения на фермах из-за необходимости оснащать их резервуарами большой вместимости при работе в молокопроводах со случайными режимами поступления молока, в том числе в вакуумных молокопроводах, где молоко перекачивается в виде молоко-воздушной смеси и не обеспечивается гарантированное заполнение сечения трубы преобразователя расхода, без чего невозможна нормальная работа устройства.The disadvantage of this device is the limited use of it on farms due to the need to equip them with large tanks when working in milk pipelines with random milk delivery modes, including in vacuum milk pipelines, where milk is pumped in the form of a milk-air mixture and guaranteed cross-section filling flow converter pipes, without which normal operation of the device is impossible.

Наиболее близким к заявляемой полезной модели по технической сущности из известных устройств, которое выбрано в качестве прототипа, является устройство для учета молока в молокопроводах животноводческих ферм по патенту на изобретение RU №2444182, A01J 7/00, Бюл. №7 от 10.03.2012 г., содержащее приемный патрубок, преобразователь расхода с трубой из немагнитного материала, соединенной с вакуумированным молокосборником доильной установки, электромагнит с полюсами, электроды, установленные перпендикулярно движению потока молока, а также вычислительное устройство, между приемным патрубком и преобразователем расхода в устройстве прототипе установлен преобразователь потока, состоящий из приемной камеры, верхняя часть которой соединена вакуумным патрубком с вакуумированным молокосборником доильной установки, а в нижней части приемной камеры установлен поплавковый клапан, перекрывающий входное отверстие трубы преобразователя расхода, установленного на наружной поверхности днища приемной камеры, причем труба преобразователя расхода соединена трубопроводом, выполненным с изгибом, с вакуумным патрубком на уровне верхнего края преобразователя расхода и далее с вакуумированным молокосборником, вакуумным и молочным насосами доильной установки. Для упрощения конструкции устройства прототипа, поплавок выполняется шарообразным, а дно приемной камеры - коническим, причем в нижней части конического дна расположено перекрываемое поплавковым клапаном входное отверстие трубы преобразователя расхода.Closest to the claimed utility model according to the technical nature of the known devices, which is selected as a prototype, is a device for accounting for milk in the milk pipelines of livestock farms according to patent for invention RU No. 2444182, A01J 7/00, Bull. No. 7 dated March 10, 2012, containing a receiving branch pipe, a flow transducer with a pipe made of non-magnetic material connected to a vacuumized milk collector of the milking unit, an electromagnet with poles, electrodes mounted perpendicular to the movement of the milk flow, as well as a computing device, between the receiving branch pipe and the converter flow device in the prototype device has a flow transducer consisting of a receiving chamber, the upper part of which is connected by a vacuum pipe to a vacuum milk collector milking unit tanovki, and in the lower part of the receiving chamber a float valve is installed that overlaps the inlet of the pipe of the flow transducer mounted on the outer surface of the bottom of the receiving chamber, and the pipe of the flow transducer is connected by a bend with a vacuum pipe at the level of the upper edge of the flow transducer and then evacuated milk collector, vacuum and milk pumps of the milking unit. To simplify the design of the prototype device, the float is spherical, and the bottom of the receiving chamber is conical, and in the lower part of the conical bottom there is an inlet pipe of the flow converter that is blocked by the float valve.

Недостатком устройства прототипа является то, что оно может быть использовано только при одновременной дойке сразу нескольких коров, когда поток молоко-воздушной смеси поступающий сразу от группы коров выравнен, достаточно непрерывен и резко не меняется. В случае малых прерывисто-нестабильных потоков молока происходит обтекание молока вокруг поплавкового клапана и это не позволяет обеспечить необходимую точность измерения количества получаемого от коров молока. Устройство по прототипу не может обеспечить, например, достаточно точное измерение количества получаемого молока только от одной индивидуальной коровы, и не позволяет отслеживать динамику процесса дойки во времени, и сравнивать и сопоставлять параметры этой динамики в различные временные периоды, что является одним из важнейших зоотехнических требований для наблюдения за самочувствием и здоровьем коров. Что могло бы позволить осуществлять раннюю профилактику и обнаружение заболеваний животных на самых начальных стадиях, правильного их кормления, повышения качества получаемого молока и наиболее экономически эффективного использования всего стада животных.The disadvantage of the device of the prototype is that it can be used only when simultaneously milking several cows at once, when the flow of milk-air mixture coming directly from the group of cows is leveled, continuous enough and does not change dramatically. In the case of small intermittently unstable flows of milk, milk flows around the float valve and this does not provide the necessary accuracy in measuring the amount of milk received from cows. A prototype device cannot provide, for example, a sufficiently accurate measurement of the amount of milk received from only one individual cow, and does not allow tracking the dynamics of the milking process in time, and comparing and comparing the parameters of this dynamics at different time periods, which is one of the most important zootechnical requirements to monitor the well-being and health of cows. That would allow the early prevention and detection of animal diseases at the very initial stages, their proper feeding, improving the quality of milk and the most cost-effective use of the entire herd of animals.

Задачей предлагаемой полезной модели является повышение точности измерения количества получаемого молока, отслеживание динамических параметров процесса дойки во времени, получение диагностической информации о состоянии самочувствия и здоровья лактирующих животных, выявление заболеваний животных на самых ранних стадиях, повышение качества получаемого молока и наиболее экономически эффективное использование стада животных.The objective of the proposed utility model is to increase the accuracy of measuring the amount of milk received, to monitor the dynamic parameters of the milking process in time, to obtain diagnostic information on the state of health and health of lactating animals, to identify animal diseases at the earliest stages, to improve the quality of milk received and to use the herd of animals most cost-effectively .

Вышеуказанный технический результат достигается тем, что в счетчике молока, содержащем корпус с приемным и выпускным патрубками, клапан, размещенный внутри корпуса перекрывающий выходное отверстие выпускного патрубка и вычислительное устройство, счетчик молока содержит отбойник молока, закрепленный внутри корпуса перед приемным патрубком для разделения молоко-воздушной смеси; клапан, размещенный внутри корпуса и перекрывающий проход молока в выходное отверстие выпускного патрубка, выполнен в виде отрезка трубы, имеющей возможность возвратно-поступательного перемещения вдоль своей оси, в верхней части которой имеются проходы для потока воздуха, а в нижней ее части закреплен кольцевой магнит; с внешней стороны выходного патрубка на корпусе размещена кольцевая электромагнитная катушка, взаимодействующая с кольцевым магнитом; внутри корпуса на клапане размещен кольцевой полый бочонок-поплавок, имеющий возможность возвратно-поступательного перемещения вдоль клапана, в нижней части бочонока-поплавока закреплен плоский магнит; и на внешней стороне корпуса закреплена печатная плата с нижним и верхним датчиками Холла, взаимодействующими с плоским магнитом закрепленном на бочонке-поплавке.The above technical result is achieved by the fact that in the milk meter containing the housing with the receiving and exhaust pipes, the valve located inside the housing overlapping the outlet of the exhaust pipe and the computing device, the milk meter contains a milk skimmer fixed inside the housing in front of the receiving pipe for milk-air separation mixtures; a valve located inside the housing and blocking the passage of milk into the outlet of the outlet pipe is made in the form of a pipe segment having the possibility of reciprocating movement along its axis, in the upper part of which there are passages for air flow, and an annular magnet is fixed in its lower part; on the outside of the outlet pipe on the housing is a ring electromagnetic coil interacting with the ring magnet; an annular hollow keg-float is located inside the body of the valve, which has the possibility of reciprocating movement along the valve, a flat magnet is fixed in the lower part of the keg-float; and on the outside of the case is fixed a printed circuit board with lower and upper Hall sensors, interacting with a flat magnet mounted on a barrel-float.

На Фиг. изображен общий вид счетчика молока.In FIG. shows a general view of the milk meter.

Счетчик молока содержит корпус-стакан 1 с приемным патрубком 2 и выходным патрубком 3. Внутри в верхней части корпуса-стакана 1 напротив приемного патрубка 2 расположен отбойник молока 4 для разделения молоко-воздушной смеси. Выходной патрубок 3 расположен внизу корпуса-стакана 1. Счетчик молока содержит полый шток-клапан 5, который расположен внутри корпуса-стакана 1, и выполненный в виде трубы, верхняя часть которой имеет пазы-проходы 6 для выхода воздушного потока из полости корпуса-стакана 1 через полый шток-клапан 5 в выходной патрубок 3. Нижняя часть полого штока-клапана 5 перекрывает ответную часть выходного патрубка 3. В нижней части полого штока-клапана 5, с внешней его стороны закреплен кольцевой магнит 7. С внешней стороны выходного патрубка 3 на корпусе-стакане 1 расположена кольцевая электромагнитная катушка 8. Внутри корпуса-стакана 1 на полом штоке-клапане 5 расположен кольцевой полый бочонок-поплавок 9, в нижней части которого закреплен плоский магнит 10. Кольцевой полый бочонок-поплавок 9 и полый шток-клапан 5 имею возможность для перемещения вдоль их общей вертикальной оси внутри корпуса-стакана 1. В своем крайнем нижнем положении бочонок-поплавок 9 опирается на направляющие стойки 11 кольцевого магнита 7. На внешней стороне корпуса-стакана 1 вдоль линии перемещения плоского магнита 10 закрепленного на бочонке-поплавке 9 расположена печатная плата 12 с нижним 13 и верхним 14 датчиками Холла. Сигнальная информация от датчиков Холла поступает на вычислительное устройство (на Фиг. не показано).The milk meter contains a cup-case 1 with a receiving pipe 2 and an outlet pipe 3. Inside the upper part of the glass-case 1 opposite the receiving pipe 2 there is a milk chipper 4 for separating the milk-air mixture. The outlet pipe 3 is located at the bottom of the cup body 1. The milk meter contains a hollow stem valve 5, which is located inside the cup body 1, and made in the form of a pipe, the upper part of which has grooves-passages 6 for the air flow out of the cavity of the cup body 1 through the hollow rod-valve 5 to the outlet pipe 3. The lower part of the hollow rod-valve 5 overlaps the reciprocal part of the outlet pipe 3. In the lower part of the hollow rod-valve 5, an external magnet 7 is fixed on its outer side. On the outside of the outlet pipe 3 on the hull An annular electromagnetic coil 8 is located at 1. Inside the canister 1, on the hollow stem valve 5, there is an annular hollow keg-float 9, in the lower part of which a flat magnet 10 is fixed. An annular hollow keg-float 9 and a hollow stem-valve 5 have the opportunity to move along their common vertical axis inside the housing-cup 1. In its extreme lower position, the keg-float 9 rests on the guide racks 11 of the ring magnet 7. On the outside of the housing-cup 1 along the line of movement of the flat magnet 10 is fixed A circuit board 12 with bottom 13 and top 14 Hall sensors is located on the float barrel 9. The signal information from the Hall sensors is fed to a computing device (not shown in Fig.).

Счетчик молока работает следующим образом. Молоко-воздушная смесь в вакууме до 0,48 кг/см² поступает от коллектора доильного аппарата в приемный патрубок 2 корпуса-стакана 1 счетчика молока, после чего происходит разделение молоко-воздушной смеси отбойником молока 4. Воздух через пазы-проходы 6 в верхней части полого штока-клапана 5 поступает и выводится через выходной патрубок 3 счетчика молока. Молоко от отбойника молока 4 поступает на дно корпуса-стакана 1 и накапливается в нем. При наполнении молоком корпуса-стакана 1 нижний торец полого штока-клапана 5 перекрывает перетекание молока в выходной патрубок 3 счетчика молока. Это обеспечивается под воздействием собственного веса полого штока-клапана 5. А также и за счет притяжения кольцевого магнита 7, который размещен на полом штоке-клапане 5 в нижней его части, кольцевой электромагнитной катушкой 8, размещенной на выходном патрубке 3 счетчика молока. Центровка и устойчивость полого штока-клапана 5 относительно выходного патрубка 3 обеспечивается полым бочонком-поплавком 9, который имеет возможность перемещения относительно полого штока-клапана 5 в корпусе-стакане 1 вдоль их общей вертикальной оси. В своем нижнем положении бочонок-поплавок 9 опирается на направляющие стойки 11 кольцевого магнита 7, которые расположены на дне корпуса-стакана 1. Снаружи в нижней части бочонка-поплавка 9 закреплен плоский магнит 10, который при перемещении бочонка-поплавка 9 вверх и вниз взаимодействует с нижним 13 и верхним 14 датчиками Холла, расположенными на печатной плате 12, которая крепится на стенке корпуса-стакана 1.The milk meter works as follows. The milk-air mixture in a vacuum of up to 0.48 kg / cm ² enters from the collector of the milking machine into the receiving pipe 2 of the case-cup 1 of the milk meter, after which the milk-air mixture is separated by the milk stripper 4. Air through the grooves-passages 6 in the upper part of the hollow rod-valve 5 enters and is output through the outlet pipe 3 of the milk meter. Milk from milk chipper 4 enters the bottom of the cup-case 1 and accumulates in it. When filling the case-glass 1 with milk, the lower end of the hollow stem-valve 5 blocks the flow of milk into the outlet pipe 3 of the milk meter. This is achieved under the influence of the dead weight of the hollow rod-valve 5. And also due to the attraction of the annular magnet 7, which is placed on the hollow rod-valve 5 in its lower part, with an annular electromagnetic coil 8 located on the outlet pipe 3 of the milk meter. The alignment and stability of the hollow stem-valve 5 relative to the outlet pipe 3 is provided by the hollow barrel-float 9, which has the ability to move relative to the hollow stem-valve 5 in the housing-cup 1 along their common vertical axis. In its lower position, the keg-float 9 rests on the guide racks 11 of the ring magnet 7, which are located on the bottom of the housing-cup 1. Outside in the lower part of the keg-float 9 is fixed a flat magnet 10, which, when the keg-float 9 is moved up and down, interacts with the lower 13 and upper 14 Hall sensors located on the printed circuit board 12, which is mounted on the wall of the housing-glass 1.

Работа одного цикла.The work of one cycle.

Бочонок-поплавок 9 находится в своем нижнем положении и опивается на направляющие стойки 11 на дне корпуса-стакана 1, нижний датчик Холла 13 принимает сигнал от плоского магнита 10. В счетчик через входной патрубок 2 начинается поступление, и разделение молоко-воздушной смеси на отбойнике молока 4. Воздух выводится через выходной патрубок 3. Молоко заполняет корпус-стакан 1. Бочонок-поплавок 9 поднимается вверх до тех пор, пока плоский магнит 10 не даст сигнал на верхний датчик Холла 14. Как только срабатывает верхний датчик Холла 14, срабатывает система управления кольцевой электромагнитной катушкой 8 на отталкивание вверх кольцевого магнита, размещенного на полом штоке-клапане 5, который перемещается вверх и открывает выход для налитой порции молока. В течение 0,7-0,8 сек за счет инжекции воздуха через внутреннюю полость шток-клапана мерная порция молока выводится из счетчика молока. Как только вся мерная порция молока вышла бочонок-поплавок 9 опускается, плоский магнит 10 дает сигнал на нижний датчик Холла 13, кольцевая электромагнитная катушка 8 отключается, полый шток-клапан 5 опускается и перекрывает проход молока. После чего следующие циклы повторяются. Сигналы поступающая от датчиков Холла обрабатывается на вычислительном устройстве, которое управляет кольцевой электромагнитной катушкой, осуществляет счет количества получаемого молока и вырабатывает информацию о динамических параметрах процесса дойки во времени.The barrel-float 9 is in its lower position and is washed on the guide racks 11 at the bottom of the housing-cup 1, the lower Hall sensor 13 receives a signal from the flat magnet 10. The flow through the inlet pipe 2 begins to flow, and the milk-air mixture is separated on the bump of milk 4. Air is discharged through the outlet pipe 3. Milk fills the housing-cup 1. The barrel-float 9 rises up until the flat magnet 10 gives a signal to the upper Hall sensor 14. As soon as the upper Hall sensor 14 is activated, the system EMA management annular electromagnetic coil 8 repulsion up the annular magnet, placed on a hollow-stem valve 5, which moves upward and opens out to the filled portion of milk. Within 0.7-0.8 seconds due to air injection through the internal cavity of the valve stem, a measured portion of milk is removed from the milk counter. As soon as the entire measured portion of the milk has left the keg-float 9 is lowered, the flat magnet 10 gives a signal to the lower Hall sensor 13, the ring electromagnetic coil 8 is turned off, the hollow stem-valve 5 is lowered and closes the milk passage. Then the following cycles are repeated. The signals from the Hall sensors are processed on a computing device that controls the ring electromagnetic coil, calculates the amount of milk received and generates information about the dynamic parameters of the milking process in time.

Реально апробированная система управления процессом доения с использованием предлагаемого счетчика молоко работает в динамическом режиме с расходом молока от 100 мл/мин до 4500 мл/мин.A really tested system for controlling the milking process using the proposed milk counter operates in a dynamic mode with a milk flow rate from 100 ml / min to 4500 ml / min.

Система, в которой используется заявляемый счетчик молока, за счет получения необходимой информации с датчиков и последующей ее компьютерной обработки позволяет вести учет количества молока с точностью не ниже 3%, а также контролировать динамические параметры процесса доения.The system that uses the inventive milk meter, by obtaining the necessary information from the sensors and its subsequent computer processing allows you to keep track of the amount of milk with an accuracy of at least 3%, as well as control the dynamic parameters of the milking process.

Claims

A milk meter comprising a housing with a receiving and exhaust nozzle, a valve located inside the housing and overlapping the outlet of the exhaust nozzle, and a computing device, characterized in that it comprises a milk chipper fixed inside the housing in front of the receiving nozzle for separating the milk-air mixture; a valve located inside the housing and blocking the passage of milk into the outlet of the outlet pipe is made in the form of a pipe segment having the possibility of reciprocating movement along its axis, in the upper part of which there are passages for air flow, and an annular magnet is fixed in its lower part; on the outer side of the outlet pipe on the housing there is a ring electromagnetic coil interacting with the ring magnet; an annular hollow keg-float is located inside the body of the valve, which has the possibility of reciprocating movement along the valve, a flat magnet is fixed in the lower part of the keg-float; and on the outside of the case is fixed a printed circuit board with lower and upper Hall sensors interacting with a flat magnet mounted on a barrel-float.