RU2438299C1

RU2438299C1 - Electromagnetic pulsator of milking machine

Info

Publication number: RU2438299C1
Application number: RU2010129637/13A
Authority: RU
Inventors: Николай Александрович Петухов (RU); Николай Александрович Петухов; Владимир Николаевич Петухов (RU); Владимир Николаевич Петухов; Александр Александрович Диденко (RU); Александр Александрович Диденко
Priority date: 2010-07-15
Filing date: 2010-07-15
Publication date: 2012-01-10

Abstract

FIELD: agriculture. ^ SUBSTANCE: invention relates to agriculture, in particular, to techniques for livestock. The proposed electromagnetic pulsator of milking machine consists of an electromagnet with a coil 3, a magnetic circuit 2, a core 1 and a freely mounted disk armature 5 with diamagnetic 9 and flexible 8 spacers. The pulsator additionally comprises a pneumatic repeater- intensifier, which control chamber 13 is connected through a channel 25 with the outlet of the variable vacuum 6 of solenoid. ^ EFFECT: invention provides a reduction in power consumption. ^ 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 № 1510786, публ. 1989 г., кл. A01J 5/14). 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.Known electromagnetic pulsator of the milking machine (AS USSR No. 1510786, publ. 1989, class A01J 5/14). 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 fixed in the electromagnet rigidly, 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 этого пульсатора является невозможность питания его от малогабаритного аккумулятора и, кроме того, невозможность получения частот колебаний, достаточных для стимуляции рефлекса молокоотдачи (как известно, частота стимуляции рефлекса молокоотдачи в 10 раз превышает частоту пульсаций процесса доения), 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.The disadvantage of this pulsator is the inability to power it from a small battery and, in addition, the inability to obtain vibration frequencies sufficient to stimulate the milk flow reflex (as is known, the frequency of stimulation of the milk flow reflex is 10 times higher than the pulsation frequency of the milking process), for which it is necessary that the response time anchors in one direction or the other were minimally sufficient. The response time of the armature depends on one side of the traction force of the electromagnet and 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.

Известен также электромагнитный пульсатор доильного аппарата (патент РФ № 2075928 от 27.03.97, кл. A01J 5/14), являющийся прототипом заявляемого технического решения. Пульсатор включает 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, дополнительно содержит цилиндрическую дистанционную вставку из немагнитного материала, установленную с зазором относительно магнитопровода, выполненного с наружной цилиндрической частью, имеющей внутренний фланец, плоскость которого расположена на уровне плоскости конца сердечника, а сторона якоря, обращенная к патрубку постоянного вакуума, снабжена эластичной прокладкой. Кроме того, 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.Also known is the electromagnetic pulsator of the milking machine (RF patent No. 2075928 of 03/27/97, class A01J 5/14), which is a prototype of the claimed technical solution. The pulsator includes a housing with nozzles of constant and alternating 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, further comprises a cylindrical remote insert made of non-magnetic material, installed with a gap relative to the magnetic circuit, made with the outer cylindrical part having an inner flange, the plane of which is located at the level of the plane of the end of the core, and the side of the armature, glued to a constant vacuum nozzle, equipped with an elastic gasket. In addition, 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 internal diameter is greater than or equal to the internal 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 mounted in the pipe of atmospheric air.

Недостатком пульсатора-прототипа является невозможность питания его от малогабаритного аккумулятора. Мощность электромагнита обеспечивает тяговое усилие, благодаря которому происходит отрыв якоря от закрываемого им клапанного отверстия постоянного вакуума. Поэтому чем меньше площадь этого отверстия, тем меньше требуется сила, а следовательно, мощность. Площадь вакуумного отверстия зависит от откачиваемого через него объема воздуха. Чем меньше воздуха проходит через отверстие за одно и то же время, тем меньше необходима его площадь.The disadvantage of the prototype pulsator is the inability to power it from a small battery. The power of the electromagnet provides traction, due to which the armature breaks off from the constant-pressure valve hole that it closes. Therefore, the smaller the area of this hole, the less power is required, and therefore, power. The area of the vacuum hole depends on the volume of air pumped through it. The less air passes through the hole at the same time, the less its area is needed.

Задача решается тем, что электромагнитный пульсатор состоит из электромагнита и пневматического повторителя-усилителя, который копирует выходной пневматический сигнал электромагнита, усиливает его и передает по шлангу к межстенным камерам доильных стаканов. При этом электромагнит работает только на управляющую камеру повторителя-усилителя, объем которой, примерно, в 1000 раз меньше объема межстенных камер доильных стаканов и шланга переменного вакуума доильного аппарата, на который работает пульсатор-прототип. Заявляемый электромагнитный пульсатор включает электромагнит с катушкой, магнитопроводом, сердечником и свободно установленным дисковым якорем с диамагнитной, кольцевой формы, и эластичной прокладками, и, согласно изобретению, дополнительно содержит пневматический повторитель-усилитель, управляющая камера которого соединена через канал переменного вакуума с выходным отверстием переменного вакуума электромагнита. При этом клапанное отверстие постоянного вакуума электромагнита имеет минимально возможную площадь, достаточную для откачки воздуха из управляющей камеры пневматического повторителя-усилителя за необходимое время. Кроме того, между магнитопроводом и сердечником образовано кольцевое клапанное отверстие атмосферного давления, которое позволяет получать необходимую возвращающую силу, действующую на дисковый якорь. При этом атмосферное давление проникает к этому отверстию через входное атмосферное отверстие и зазоры между магнитопроводом и катушкой.The problem is solved in that the electromagnetic pulsator consists of an electromagnet and a pneumatic repeater-amplifier, which copies the output pneumatic signal of the electromagnet, amplifies it and transfers it through the hose to the inter-wall chambers of the teat cups. In this case, the electromagnet only works on the control chamber of the repeater-amplifier, the volume of which is approximately 1000 times less than the volume of the inter-wall chambers of the milking cups and the variable vacuum hose of the milking machine, for which the prototype pulsator works. The inventive electromagnetic pulsator includes an electromagnet with a coil, a magnetic circuit, a core and a freely mounted disk armature with a diamagnetic, ring-shaped, and elastic gaskets, and, according to the invention, further comprises a pneumatic repeater-amplifier, the control chamber of which is connected via an alternating vacuum channel to the alternating outlet vacuum electromagnet. At the same time, the valve hole of the constant vacuum of the electromagnet has the smallest possible area, sufficient for pumping air from the control chamber of the pneumatic repeater-amplifier in the required time. In addition, an atmospheric pressure annular valve hole is formed between the magnetic circuit and the core, which allows one to obtain the necessary restoring force acting on the disk armature. At the same time, atmospheric pressure penetrates this hole through the atmospheric inlet and the gaps between the magnetic circuit and the coil.

На чертеже схематически изображен заявляемый электромагнитный пульсатор доильного аппарата, общий вид.The drawing schematically depicts the inventive electromagnetic pulsator of the milking machine, General view.

Электромагнит содержит сердечник 1, магнитопровод 2, катушку 3, камеру переменного вакуума 4, дисковый якорь 5, выходное отверстие переменного вакуума 6, клапанное отверстие 7 постоянного вакуума, эластичную прокладку 8 дискового якоря 5, диамагнитную прокладку 9, клапанное отверстие атмосферного давления 10, зазоры 11 между магнитопроводом 2 и катушкой 3, входное атмосферное отверстие 12. Пневматический повторитель-усилитель содержит управляющую камеру 13, мембрану 14, камеру постоянного вакуума 15, патрубок переменного вакуума 17, патрубок атмосферного давления 19, камеру постоянного атмосферного давления 20, перегородку 21 с клапанным отверстием нижнего клапана 18 между камерой переменного вакуума 22 и камерой постоянного атмосферного давления 20, перегородку 23 с клапанным отверстием верхнего клапана 16 между камерой переменного вакуума 22 и камерой постоянного вакуума 15, патрубок постоянного вакуума 24. Канал переменного вакуума 25 соединяет выходное отверстие переменного вакуума 6 электромагнита с управляющей камерой 13 пневматического повторителя-усилителя. Канал постоянного вакуума 26 соединяет патрубок постоянного вакуума 24 с клапанным отверстием 7 постоянного вакуума электромагнита.The electromagnet contains a core 1, a magnetic circuit 2, a coil 3, a variable vacuum chamber 4, a disk anchor 5, an alternating vacuum outlet 6, a constant vacuum valve bore 7, an elastic gasket 8 of a disk armature 5, a diamagnetic gasket 9, an atmospheric pressure valve bore 10, gaps 11 between the magnetic circuit 2 and the coil 3, the atmospheric inlet 12. The pneumatic repeater amplifier includes a control chamber 13, a membrane 14, a constant vacuum chamber 15, a variable vacuum pipe 17, an atmospheric pipe pressure 19, a constant atmospheric pressure chamber 20, a baffle 21 with a valve hole of the lower valve 18 between the variable vacuum chamber 22 and a constant atmospheric pressure chamber 20, a baffle 23 with a valve hole of the upper valve 16 between the variable vacuum chamber 22 and the constant vacuum chamber 15, pipe constant vacuum 24. The variable vacuum channel 25 connects the outlet of the variable vacuum 6 of the electromagnet with the control chamber 13 of the pneumatic repeater-amplifier. The constant vacuum channel 26 connects the constant vacuum pipe 24 to the valve hole 7 of a constant vacuum electromagnet.

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

Через патрубок постоянного вакуума 24 поступает постоянный вакуум, а через патрубок атмосферного давления 19 и входное атмосферное отверстие 12 - атмосферное давление. При выключенном напряжении питания катушки 3 за счет разности давлений дисковый якорь 5 находится в нижнем положении и при этом закрывает клапанное отверстие 7 постоянного вакуума. Атмосферное давление через входное атмосферное отверстие 12 и зазоры 11 поступает к клапанному отверстию атмосферного давления 10, через которое заполняет камеру переменного вакуума 4, откуда через выходное отверстие переменного вакуума 6 и канал переменного вакуума 25 заполняет управляющую камеру 13. За счет разницы давлений в управляющей камере 13 и камере постоянного вакуума 15 мембрана 14 прогнется вниз и переместит клапаны в нижнее положение. При этом верхний клапан 16 закроет клапанное отверстие перегородки 23, а нижний клапан 18 откроет клапанное отверстие в перегородке 21. Атмосферное давление из камеры постоянного атмосферного давления 20 через клапанное отверстие перегородки 21, патрубок переменного вакуума 17, через шланг переменного вакуума (не показан) заполнит межстенные камеры доильных стаканов (не показано), наступит такт сжатия. При подаче напряжения питания к катушке 3 возникает электромагнитная тяговая сила, которая перемещает дисковый якорь 5 вверх. Дисковый якорь 5 перекрывает клапанное отверстие атмосферного давления 10, закрывая доступ атмосферному давлению в камеру переменного вакуума 4, и открывает клапанное отверстие 7 постоянного вакуума электромагнита. Вакуум через открытое клапанное отверстие 7 проникает в камеру переменного вакуума 4 и оттуда через выходное отверстие переменного вакуума 6 и канал переменного вакуума 25 - в управляющую камеру 13. За счет разницы давлений под верхним клапаном (атмосферное давление) и в управляющей камере (вакуум) клапанная система переместится в верхнее положение. При этом нижний клапан 18 закроет проход между камерой постоянного атмосферного давления 20 и камерой переменного вакуума 22. Одновременно верхний клапан 16 откроет проход между камерой постоянного вакуума 15 и камерой переменного вакуума 22. Вакуум через патрубок переменного вакуума 17, шланг переменного вакуума (не показан) проникнет в межстенные камеры доильных стаканов (не показано), наступит такт сосания и т.д.A constant vacuum enters through the constant vacuum pipe 24, and atmospheric pressure through the atmospheric pressure pipe 19 and the atmospheric inlet 12. When the supply voltage of the coil 3 is switched off due to the pressure difference, the disk armature 5 is in the lower position and at the same time closes the valve hole 7 of constant vacuum. Atmospheric pressure through the atmospheric inlet 12 and the gaps 11 enters the atmospheric pressure valve opening 10 through which it fills the variable vacuum chamber 4, from where through the variable vacuum outlet 6 and the variable vacuum channel 25 fills the control chamber 13. Due to the pressure difference in the control chamber 13 and the constant vacuum chamber 15, the membrane 14 will bend down and move the valves to the lower position. In this case, the upper valve 16 will close the valve hole of the baffle 23, and the lower valve 18 will open the valve hole in the baffle 21. The atmospheric pressure from the constant atmospheric pressure chamber 20 through the valve hole of the baffle 21, the variable vacuum pipe 17, will fill through the variable vacuum hose (not shown) interstitial chambers of milking cups (not shown), compression stroke will come. When applying a supply voltage to the coil 3, electromagnetic traction occurs, which moves the disk armature 5 up. The disk anchor 5 closes the valve hole of atmospheric pressure 10, blocking the access to atmospheric pressure in the chamber of variable vacuum 4, and opens the valve hole 7 of the constant vacuum of the electromagnet. Vacuum through an open valve hole 7 enters the chamber of variable vacuum 4 and from there through the outlet of variable vacuum 6 and the channel of variable vacuum 25 into the control chamber 13. Due to the pressure difference under the upper valve (atmospheric pressure) and in the control chamber (vacuum), the valve the system moves to the upper position. The lower valve 18 will close the passage between the constant atmospheric pressure chamber 20 and the variable vacuum chamber 22. At the same time, the upper valve 16 will open the passage between the constant vacuum chamber 15 and the variable vacuum chamber 22. Vacuum through the variable vacuum pipe 17, variable vacuum hose (not shown) penetrates into the inter-chamber chambers of the teatcups (not shown), a sucking stroke will come, etc.

Таким образом, заявляемый электромагнитный пульсатор требует для своей работы минимально возможную мощность, что позволяет производить его питание от малогабаритного аккумулятора.Thus, the inventive electromagnetic pulsator requires the minimum possible power for its operation, which allows it to be powered from a small battery.

Claims

1. An electromagnetic pulsator of a milking machine, comprising an electromagnet with a coil, a magnetic circuit, a core and a freely mounted disk armature with diamagnetic and elastic gaskets, characterized in that the electromagnetic pulsator further comprises a pneumatic repeater amplifier, the alternating vacuum channel connecting the outlet of the alternating vacuum of the electromagnet with control chamber of a pneumatic repeater amplifier.

2. The electromagnetic pulsator according to claim 1, characterized in that the valve hole of the constant vacuum of the electromagnet has the smallest possible area sufficient to pump air from the control chamber of the pneumatic repeater-amplifier for the required time.

3. The electromagnetic pulsator according to claim 1, characterized in that an atmospheric pressure annular valve hole is formed between the magnetic circuit and the core, which allows to obtain the necessary restoring force acting on the disk armature.

4. The electromagnetic pulsator according to claim 1 or 3, characterized in that the atmospheric pressure penetrates the atmospheric pressure annular valve opening through the atmospheric inlet and the gaps between the magnetic circuit and the coil.