RU2075928C1

RU2075928C1 - Electromagnetic pulsator for milking unit

Info

Publication number: RU2075928C1
Application number: RU95105063A
Authority: RU
Inventors: Н.А. Петухов; В.Н. Петухов
Original assignee: Сибирский научно-исследовательский институт механизации и электрофикации сельского хозяйства
Priority date: 1995-04-04
Filing date: 1995-04-04
Publication date: 1997-03-27
Also published as: RU95105063A

Abstract

FIELD: agriculture. SUBSTANCE: pulsator has casing with atmospheric pressure branch pipe, constant pressure branch pipe and variable negative pressure branch pipe, electromagnet with coil and magnetic core, which carries loosely mounted disk-type anchor with dia-magnetic lining. Magnetic core of pulsator has outer part with inner and outer flanges, whose surfaces are positioned at the level of core end. Outer flange has annular valve seat with openings. Cylindrical spacer made from dielectric material is positioned around magnetic core. Longitudinal channels are cut in inner surface of spacer. Anchor side faced towards constant pressure branch pipe is provided with resilient pad. EFFECT: increased efficiency, simplified construction and enhanced reliability in operation. 4 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к технике для животноводства, а точнее к электромагнитным пульсаторам доильных аппаратов. The invention relates to agriculture, in particular to equipment for animal husbandry, and more specifically to electromagnetic pulsators of milking machines.

Известен электромагнитный пульсатор доильного аппарата (А.с. СССР N 242577, публ. 1969 г. кл. А 01 J 5/14), который содержит корпус, имеющий камеру атмосферного давления с размещенным в нем электромагнитом, якорь которого через шток связан с клапаном, и камеру переменного давления, снабженную патрубком. A known electromagnetic pulsator of a milking machine (AS USSR N 242577, publ. 1969 class. A 01 J 5/14), which contains a housing having an atmospheric pressure chamber with an electromagnet located in it, the anchor of which is connected through the rod to the valve , and a variable pressure chamber provided with a nozzle.

Недостатком этого электромагнитного пульсатора является то, что он имеет инерционный втяжной якорь, который не способен работать на повышенных частотах, необходимых при выполнении стимуляции рефлекса молокоотдачи. Как известно, частота стимуляции рефлекса молокоотдачи в 10 раз превышает частоту пульсаций процесса доения. The disadvantage of this electromagnetic pulsator is that it has an inertial retractable anchor, which is not able to operate at the increased frequencies necessary when performing the stimulation of the milk flow reflex. As you know, the frequency of stimulation of the milk flow reflex is 10 times higher than the pulsation rate of the milking process.

Известен также электромагнитный пульсатор доильного аппарата (А.С. СССР N 1510786, публ. 1989 г. А 01 J 5/14), являющийся прототипом заявляемого технического решения. Пульсатор включает корпус с вакуумным и рабочим патрубками и впускным отверстием, электромагнит с сердечником и дисковый якорь. Сердечник электромагнита выполнен со сквозным осевым каналом, который соединен с впускным отверстием, и закреплен в электромагните жестко, а якорь выполнен в виде плоского диска и свободно расположен в вакуумной камере, при этом выход вакуумного патрубка совмещен с центром вакуумной камеры, а сторона плоского диска, обращенная к сквозному отверстию сердечника электромагнита, снабжена диамагнитной прокладкой, при этом в центре другой стороны плоского диска выполнен центральный выступ, диаметр которого превышает диаметр выходного патрубка. Also known is the electromagnetic pulsator of the milking machine (AS USSR N 1510786, publ. 1989 A 01 J 5/14), which is the prototype of the claimed technical solution. The pulsator includes a housing with a vacuum and working nozzles and an inlet, an electromagnet with a core and a disk armature. The core of the electromagnet is made with a through axial channel that is connected to the inlet and is rigidly fixed in the electromagnet, and the anchor is made in the form of a flat disk and is freely located in the vacuum chamber, while the output of the vacuum pipe is aligned with the center of the vacuum chamber, and the side of the flat disk, facing the through hole of the core of the electromagnet, equipped with a diamagnetic gasket, while in the center of the other side of the flat disk a central protrusion is made, the diameter of which exceeds the diameter of the output pat bka.

Недостатком пульсатора-прототипа является невозможность получения частот колебаний, достаточных для стимуляции рефлекса молокоотдачи, для чего необходимо, чтобы время срабатывания якоря, как в одну, так и в другую сторону было минимально достаточным. Время срабатывания якоря зависит в одну сторону от тяговой силы электромагнита и в другую сторону от возвращающей силы после отключения подачи напряжения на катушку. Возвращающая сила увеличивается за счет увеличения массы якоря или постановки возвращающей пружины. Эти способы в данном случае неприемлемы, так как при увеличении массы повышается инерционность якоря, а следовательно, снижается частота срабатывания и требуется увеличение мощности катушки. При постановке пружины также требуется увеличение мощности катушки и требуется дополнительно устройство для регулировки усилия пружины. Кроме этого, можно получить необходимую возвращающую силу за счет перепада давления, действующего на якорь между атмосферным давлением и вакуумом. В конструкции пульсатора-прототипа возвращающая сила пропорциональна площади отверстия в сердечнике. Поэтому для увеличения частоты срабатывания якоря необходимо увеличивать диаметр этого отверстия. Известно, что тяговое усилие электромагнита пропорционально площади сечения сердечника и при увеличении отверстия в сердечнике для получения необходимой возвращающей силы будет снижаться сечение сердечника, а следовательно, и тяговое усилие. Поэтому при увеличении диаметра атмосферного отверстия в сердечнике для сохранения тягового усилия необходимо увеличивать диаметр сердечника, а следовательно, катушки и магнитопровода, что приводит к увеличению габаритов, массы и мощности электромагнита. The disadvantage of the prototype pulsator is the inability to obtain vibration frequencies sufficient to stimulate the milk flow reflex, for which it is necessary that the response time of the armature, in one direction or the other, is minimally sufficient. The response time of the armature depends on one side of the traction force of the electromagnet and on the other side of the restoring force after turning off the voltage supply to the coil. The returning force is increased by increasing the mass of the armature or setting the returning spring. These methods in this case are unacceptable, since with an increase in mass the inertia of the armature increases, and therefore, the response frequency decreases and an increase in the power of the coil is required. When setting the spring, an increase in coil power is also required, and an additional device is required to adjust the spring force. In addition, it is possible to obtain the necessary restoring force due to the pressure drop acting on the armature between atmospheric pressure and vacuum. In the design of the prototype pulsator, the returning force is proportional to the area of the hole in the core. Therefore, to increase the frequency of operation of the anchor, it is necessary to increase the diameter of this hole. It is known that the pulling force of an electromagnet is proportional to the cross-sectional area of the core, and as the hole in the core increases, the cross section of the core, and therefore the pulling force, will decrease. Therefore, with an increase in the diameter of the atmospheric hole in the core, in order to maintain traction, it is necessary to increase the diameter of the core, and consequently, the coil and magnetic circuit, which leads to an increase in the dimensions, mass, and power of the electromagnet.

Задача изобретения повышение частоты срабатывания якоря электромагнита для получения необходимых по частоте колебаний переменного вакуума, стимулирующих рефлекс молокоотдачи, путем образования камеры атмосферного воздуха за пределами сердечника электромагнита. The objective of the invention is to increase the frequency of operation of the armature of an electromagnet to obtain the required frequency of oscillations of an alternating vacuum, stimulating the milk flow reflex, by forming an atmospheric air chamber outside the core of the electromagnet.

Задача решается тем, что электромагнитный пульсатор доильного аппарата, включающий корпус с патрубками постоянного и переменного вакуума и атмосферного давления, электромагнит с катушкой и магнитопроводом, включающим сердечник и свободно установленный дисковый якорь с диамагнитной прокладкой, пульсатор дополнительно содержит наружную часть магнитопровода с наружным и внутренним фланцами, плоскости которых выполнены на уровне плоскости конца сердечника, в наружном фланце выполнено кольцевое клапанное гнездо с отверстиями, вокруг магнитопровода расположена цилиндрическая дистанционная вставка из диэлектрического материала с продольными каналами на внутренней поверхности, а сторона якоря, обращенная к патрубку постоянного вакуума, снабжена эластичной прокладкой. Кроме того, якорь имеет по наружной цилиндрической части центрирующий эластичный поясок с вырезами, а диамагнитная прокладка якоря имеет кольцевую форму и расположена по наружному краю плоскости якоря, обращенной к магнитопроводу, причем ее внутренний диаметр больше или равен внутреннему диаметру фланца наружной части магнитопровода. Кроме того, патрубок постоянного вакуума выполнен с возможностью перемещения относительно корпуса. Кроме того, пульсатор дополнительно содержит воздушный фильтр с дросселем, установленный в патрубке атмосферного воздуха. The problem is solved in that the electromagnetic pulsator of the milking machine, comprising a housing with nozzles of constant and variable vacuum and atmospheric pressure, an electromagnet with a coil and magnetic circuit, including a core and a freely installed disk armature with a diamagnetic gasket, the pulsator additionally contains the outer part of the magnetic circuit with outer and inner flanges , the planes of which are made at the level of the plane of the end of the core, in the outer flange is made an annular valve seat with holes around m gnitoprovoda located cylindrical distance pieces made of dielectric material having longitudinal channels on the inner surface and the side of the armature facing the permanent vacuum nozzle is provided with an elastic gasket. In addition, the anchor has a centering elastic girdle with cutouts along the outer cylindrical part, and the diamagnetic armature gasket has a ring shape and is located on the outer edge of the armature plane facing the magnetic circuit, and its inner diameter is greater than or equal to the inner diameter of the flange of the outer part of the magnetic circuit. In addition, the constant vacuum pipe is movable relative to the housing. In addition, the pulsator further comprises an air filter with a throttle installed in the pipe of atmospheric air.

Наличие наружного фланца магнитопровода с кольцевым клапанным гнездом атмосферного давления позволяет при неизменных габаритах и мощности электромагнита получать необходимую возвращающую силу, действующую на якорь. Благодаря чему, при отключении питания катушки, эта сила достаточно быстро переместит якорь в нижнее положение, закрывая вакуумное клапанное отверстие и открывая атмосферное. Это позволяет расширить частотный диапазон срабатывания пульсатора без конструктивных усложнений (типа возвращающих пружин) и увеличения мощности электромагнита. Наличие внутреннего фланца магнитопровода и его расположение увеличивает площадь для прохождения силовых линий через воздушный зазор, что уменьшает магнитное сопротивление зазора и тем самым увеличивает пеpвоначальное тяговое усилие, а значит повышает верхнюю частоту срабатывания пульсатора. The presence of the outer flange of the magnetic circuit with a ring valve socket of atmospheric pressure allows, with constant dimensions and power of the electromagnet, to obtain the necessary restoring force acting on the anchor. Due to this, when the coil power is turned off, this force will quickly move the anchor to the lower position, closing the vacuum valve hole and opening the atmospheric one. This allows you to expand the frequency range of operation of the pulsator without structural complications (such as returning springs) and increase the power of the electromagnet. The presence of the inner flange of the magnetic circuit and its location increases the area for the passage of power lines through the air gap, which reduces the magnetic resistance of the gap and thereby increases the initial traction force, and therefore increases the upper frequency of the pulsator.

На фиг. 1 схематически изображен заявляемый электромагнитный пульсатор доильного аппарата, общий вид. In FIG. 1 schematically shows the inventive electromagnetic pulsator of the milking machine, General view.

Электромагнитный пульсатор доильного аппарата содержит корпус пульсатора 1, с патрубком атмосферного давления 2, патрубком постоянного вакуума 3 и патрубком переменного вакуума 4, сердечник электромагнита 5, катушку 6, магнитопровод 7, дисковый якорь 8, цилиндрическую дистанционную вставку 9 из диэлектрического материала, воздушный фильтр с гайкой фильтра 10, дросселем 11 и фильтрующим элементом 12. На конце наружной части магнитопровода 7 выполнены наружный 15 и внутренний 16 фланцы, плоскости которых располагаются на уровне плоскости конца сердечника 5. В наружном фланце 15 выполнена кольцевая канавка 14 с отверстиями 17, являющаяся атмосферным клапанным гнездом. Между корпусом 1 и фланцем 15 установлена прокладка 18. Дистанционная цилиндрическая вставка 9 с продольными каналами 13 центрирует сердечник 5 относительно магнитопровода 7. Катушка 6 размещена на сердечнике 5, охватываемом наружной частью магнитопровода 7. Дисковый якорь 8 размещен свободно в камере переменного вакуума 20. Якорь 8 имеет по наружной цилиндрической части центрирующий эластичный поясок 19 с вырезами. По наружному краю плоскости якоря 8, обращенной к магнитопроводу 7, размещена кольцевая диамагнитная прокладка 21, внутренний диаметр которой равен или больше внутреннего диаметра фланца 16 магнитопровода 7, а сторона якоря 8, обращенная к патрубку постоянного вакуума 3, снабжена эластичной прокладкой 22. На конце патрубка постоянного вакуума 3, обращенного к якорю 8 образуется вакуумное клапанное гнездо 23. Патрубок постоянного вакуума 3 подсоединен к корпусу 1 при помощи резьбы и имеет прокладку 24 и контргайку 25. Между нижней плоскостью патрубка атмосферного давления 2 и верхними плоскостями цилиндрической дистанционной вставки 9 и сердечника 5 расположена прокладка 26 с отверстиями 27. The electromagnetic pulsator of the milking machine contains a pulsator housing 1, with a atmospheric pressure pipe 2, a constant vacuum pipe 3 and a variable vacuum pipe 4, an electromagnet core 5, a coil 6, a magnetic circuit 7, a disk armature 8, a cylindrical remote insert 9 made of dielectric material, an air filter with filter nut 10, throttle 11 and filter element 12. At the end of the outer part of the magnetic circuit 7, the outer 15 and inner 16 flanges are made, the planes of which are located at the level of the plane of the end of the gray technika 5. In the outer flange 15 is made an annular groove 14 with holes 17, which is an atmospheric valve seat. A gasket 18 is installed between the housing 1 and the flange 15. A remote cylindrical insert 9 with longitudinal channels 13 centers the core 5 relative to the magnetic core 7. The coil 6 is placed on the core 5, covered by the outer part of the magnetic core 7. The disk anchor 8 is placed freely in the chamber of variable vacuum 20. Anchor 8 has a centering elastic band 19 with cutouts along the outer cylindrical part. On the outer edge of the plane of the armature 8 facing the magnetic circuit 7, there is an annular diamagnetic gasket 21, the inner diameter of which is equal to or greater than the inner diameter of the flange 16 of the magnetic circuit 7, and the side of the armature 8, facing the constant vacuum pipe 3, is provided with an elastic gasket 22. At the end a constant vacuum nozzle 3 facing the armature 8 forms a vacuum valve seat 23. A constant vacuum nozzle 3 is connected to the housing 1 by means of a thread and has a gasket 24 and a lock nut 25. Between the lower plane, the nozzle and atmospheric pressure 2 and the upper planes of the cylindrical remote insert 9 and the core 5 is a gasket 26 with holes 27.

Электромагнитный пульсатор работает следующим образом. An electromagnetic pulsator operates as follows.

Через патрубок 3 поступает постоянный вакуум, а через отверстия гайки фильтра 10, дроссель 11, фильтрующий элемент 12, отверстия 27 прокладки 26 по каналам 13 и отверстиям 17 поступает атмосферное давление. При выключенном напряжении питания катушки 6 за счет разности давлений якорь 8 находится в нижнем положении и при этом закрывает клапанное вакуумное гнездо 23. Атмосферное давление через кольцевое клапанное гнездо 14 через камеру переменного давления 20 поступает в патрубок 4 и дальше в межстенные камеры доильных стаканов (не показаны). При подаче напряжения питания к катушке 6 возникает электромагнитная тяговая сила, которая притягивает якорь 8, так как магнитные силовые линии, проходя через сердечник 5, магнитопровод 7, замыкаются через воздушный зазор с якорем 8 и возвращаются через воздушный зазор в сердечник 5. При этом, благодаря фланцу 16 магнитопровода 7, увеличивается площадь для прохождения силовых линий через воздушный зазор. Якорь 8 перемещается вверх и перекрывает атмосферное клапанное гнездо 14, закрывая доступ атмосферному давлению в камеру переменного вакуума 20 и открывая вакуумное клапанное гнездо 23. Вакуум через открытое клапанное гнездо 23 проникает в камеру переменного давления 20 и оттуда в патрубок 4 и дальше в межстенные камеры доильных стаканов. В этом случае при минимальном зазоре между якорем 8 и сердечником 5, определяемым толщиной диамагнитной прокладки, действует электромагнитная удерживающая сила, в несколько раз превышающая первоначальное тяговое усилие, так как тяговое усилие увеличивается в квадратной зависимости с уменьшением зазора между якорем и сердечником. Конструкция дает возможность за счет подбора площади атмосферного клапанного гнезда 14 получить необходимую возвращающую силу, действующую на якорь. Благодаря чему, при отключении напряжения питания катушки 6, эта сила быстро переместит якорь 8 в нижнее положение, закрывая вакуумное клапанное гнездо 24 и открывая атмосферное клапанное отверстие 14 и т.д. A constant vacuum enters through the nozzle 3, and atmospheric pressure enters through the openings of the filter nut 10, the throttle 11, the filter element 12, the openings 27 of the gasket 26 through the channels 13 and the openings 17. When the supply voltage of the coil 6 is switched off due to the pressure difference, the armature 8 is in the lower position and at the same time closes the valve vacuum socket 23. Atmospheric pressure through the ring valve socket 14 through the variable pressure chamber 20 enters the nozzle 4 and then into the interwall chambers of the milking cups (not shown). When applying a supply voltage to the coil 6, an electromagnetic traction force arises that attracts the armature 8, since the magnetic lines of force passing through the core 5, the magnetic core 7 are closed through the air gap with the armature 8 and return through the air gap to the core 5. In this case, thanks to the flange 16 of the magnetic circuit 7, the area for the passage of power lines through the air gap increases. The armature 8 moves upward and closes the atmospheric valve seat 14, blocking the access to atmospheric pressure in the chamber of the variable vacuum 20 and opening the vacuum valve seat 23. The vacuum through the open valve socket 23 penetrates into the chamber of variable pressure 20 and from there into the pipe 4 and further into the interwall milking chambers glasses. In this case, with a minimum gap between the armature 8 and the core 5, determined by the thickness of the diamagnetic gasket, an electromagnetic holding force is applied, several times higher than the initial pulling force, since the pulling force increases squarely with a decrease in the gap between the armature and the core. The design makes it possible, by selecting the area of the atmospheric valve seat 14, to obtain the necessary restoring force acting on the anchor. Due to this, when the supply voltage of the coil 6 is turned off, this force will quickly move the armature 8 to the lower position, closing the vacuum valve seat 24 and opening the atmospheric valve hole 14, etc.

Claims

1. Electromagnetic pulsator of the milking machine, comprising a housing with nozzles of constant and variable vacuum and atmospheric pressure, an electromagnet with a coil and a magnetic circuit, including a core and a freely installed disk armature with a diamagnetic gasket, characterized in that the pulsator magnetic circuit is made with an outer part having an inner and the outer flanges, the planes of which are made at the level of the plane of the end of the core, in the outer flange there is an annular valve socket with holes around the magnet The cylinder has a cylindrical remote insert of dielectric material with longitudinal channels along the inner surface, and the side of the armature facing the constant vacuum pipe is equipped with an elastic gasket.

2. The pulsator according to claim 1, characterized in that the anchor has a centering elastic band with cutouts on the outer cylindrical part, and the diamagnetic armature gasket has a ring shape and is located on the outer edge of the armature plane facing the magnetic circuit, and its inner diameter is greater than or equal to the inner diameter of the flange of the outer part of the magnetic circuit.

3. The pulsator according to paragraphs. 1 and 2, characterized in that the constant vacuum pipe is made with the possibility of movement relative to the housing.

4. The pulsator according to claim 1, characterized in that it further comprises an air filter with a throttle installed in the atmospheric pressure pipe.