RU2454068C2

RU2454068C2 - Milking unit

Info

Publication number: RU2454068C2
Application number: RU2010130445/13A
Authority: RU
Inventors: Вячеслав Михайлович Ульянов (RU); Вячеслав Михайлович Ульянов; Владимир Владимирович Чумиков (RU); Владимир Владимирович Чумиков; Юрий Николаевич Карпов (RU); Юрий Николаевич Карпов
Priority date: 2010-07-20
Filing date: 2010-07-20
Publication date: 2012-06-27
Also published as: RU2010130445A

Abstract

FIELD: agriculture.

SUBSTANCE: invention refers to the field of agriculture, in particular, to livestock sector. The proposed milking unit comprises double-chamber milking sleeves, a pulsator with chambers of continuous vacuum, alternating vacuum, control and constant atmospheric pressure, milk vacuum hoses and a header. The header body is divided into two chambers with a membrane - a milk one with a calibrated hole and a vacuum one. The continuous vacuum chamber of the pulsator is communicated with the header vacuum chamber, comprising a vertical nozzle with a plunger installed in it with the possibility of axial displacement. In the end of this plunger there is an axial hole with a transition into a radial one for communication via a cavity behind the plunger and a ball valve with the control chamber of the pulsator. The header body is also equipped with a fixed partition and an additional membrane. The fixed partition is arranged below the membrane with formation of the continuous vacuum chamber and is made with a central hole and a radial channel that connects the central hole of the fixed partition with atmosphere. The additional membrane is installed below the fixed partition to form a lower vacuum chamber and is equipped with a stem. This stem is installed with its one end in the central hole of a fixed partition, and with the other one it is jammed on the additional membrane. In the stem there is a radial and an axial holes, joined to each other and communicating the chamber of alternating vacuum with the lower vacuum chamber of the header or with a radial channel in the partition.

EFFECT: invention provides for protection of udder tissues of an animal against harmful effect of vacuum when udder teats are overexposed to vacuum, and eliminates "dry milking".

1 dwg

Description

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к устройствам для доения коров.The invention relates to agriculture, in particular to devices for milking cows.

Известен доильный аппарат, содержащий доильные стаканы, пульсатор, коллектор, молочно-вакуумные шланги и отключающее устройство [1]. Недостатком данного аппарата является наличие специального устройства для перевода аппарата на такт сжатия после окончания молокоотдачи, которое предусматривает использование специального термобаллончика. К тому же оно громоздко, что требует отдельного крепления, например, на молокопроводе или доильном ведре. Это усложняет и ограничивает эксплуатацию доильного аппарата.Known milking machine containing milking cups, pulsator, collector, milk-vacuum hoses and a disconnecting device [1]. The disadvantage of this device is the availability of a special device for transferring the device to a compression cycle after the end of milk transfer, which involves the use of a special thermal cartridge. In addition, it is bulky, which requires a separate fastening, for example, on a milk pipe or milking bucket. This complicates and limits the operation of the milking machine.

Известен доильный аппарат, содержащий двухкамерные доильные стаканы, пульсатор, молочно-вакуумные шланги и коллектор, корпус которого разделен мембраной на две камеры - молочную с калиброванным отверстием и вакуумную [2]. Вакуумная камера коллектора снабжена плунжером, установленном в патрубке с возможностью вертикального перемещения, фиксацией в верхнем положении и упора в мембрану - в нижнем, при этом в торце плунжера выполнено осевое отверстие с переходом в радиальное, сообщающееся через заплунжерную полость и шариковый клапан с управляющей камерой пульсатора.Known milking machine containing two-chamber milking cups, a pulsator, milk-vacuum hoses and a collector, the housing of which is divided by a membrane into two chambers - a milk one with a calibrated hole and a vacuum [2]. The vacuum chamber of the collector is equipped with a plunger installed in the pipe with the possibility of vertical movement, fixation in the upper position and the stop in the membrane - in the lower one, while at the end of the plunger an axial hole is made with a transition to the radial, communicating through the plunger cavity and a ball valve with the control chamber of the pulsator .

Недостатком данного аппарата является то, что при прекращении поступления молока в молочную камеру коллектора давление над и под мембраной практически выравниваются и доильный аппарат прекращает работу, останавливаясь на такте сжатия, сосковая резина доильного стакана, смыкаясь, обжимает сосок вымени. Это может вызвать задержку отдачи молока у коровы, особенно в начале доения после извлечения из вымени цистериального молока, а альвеолярное молоко еще не поступило в цистерну вымени из-за ненаступления припуска у коровы. В связи с чем по завершению поступления молока в молочную камеру коллектора механизм отключения доильного аппарата и перевода его на такт сжатия должен производиться не сразу, а с некоторой задержкой по времени, чтобы не создавать стрессовые ситуации у коровы при нестабильной молокоотдачи.The disadvantage of this apparatus is that when the flow of milk into the milk chamber of the collector ceases, the pressure above and below the membrane practically equalizes and the milking machine stops working, stopping at the compression stroke, the teatcup nipple rubber, closing, squeezes the nipple of the udder. This can cause a delay in milk output from the cow, especially at the beginning of milking after removing cysterial milk from the udder, and alveolar milk has not yet entered the udder tank due to non-occurrence of the cow's stock allowance. In this connection, upon completion of milk flow into the milk chamber of the collector, the mechanism for turning off the milking machine and transferring it to the compression cycle should not be performed immediately, but with a certain time delay, so as not to create stressful situations for the cow during unstable milk flow.

Задача, на решение которой направлено изобретение, заключается в создании доильного аппарата, обеспечивающего безопасное для здоровья коров молоковыведение.The problem to which the invention is directed, is to create a milking machine that provides milk removal safe for the health of cows.

Технический результат от использования изобретения заключается в устранении вредного воздействия вакуума на внутренние ткани сосков при "сухом доении".The technical result from the use of the invention is to eliminate the harmful effects of vacuum on the internal tissue of the nipples during "dry milking".

Технический результат достигается тем, что в доильном аппарате, содержащем двухкамерные доильные стаканы, пульсатор с камерами постоянного вакуума, переменного вакуума, управляющей и постоянного атмосферного давления, молочно-вакуумные шланги и коллектор, корпус которого разделен мембраной на две камеры - молочную с калиброванным отверстием и вакуумную, сообщенную с камерой постоянного вакуума пульсатора и содержащую вертикальный патрубок с установленным в нем с возможностью осевого перемещения плунжером, в торце которого выполнено осевое отверстие с переходом в радиальное для связи через заплунжерную полость и шариковый клапан с управляющей камерой пульсатора, а корпус коллектора снабжен неподвижной перегородкой и дополнительной мембраной, неподвижная перегородка размещена ниже мембраны с образованием камеры переменного вакуума, дополнительная мембрана размещена ниже неподвижной перегородки с образованием нижней вакуумной камеры, неподвижная перегородка выполнена с центральным отверстием и радиальным каналом, связывающим центральное отверстие неподвижной перегородки с атмосферой, причем дополнительная мембрана снабжена штоком, одним концом установленным в центральном отверстии неподвижной перегородки, а другим защемленным на дополнительной мембране, причем шток снабжен радиальным и осевым отверстиями, связанными между собой и способными сообщать камеру переменного вакуума с нижней вакуумной камерой коллектора или с радиальным каналом, выполненным в неподвижной перегородке.The technical result is achieved by the fact that in a milking machine containing two-chamber milking cups, a pulsator with cameras of constant vacuum, variable vacuum, control and constant atmospheric pressure, milk-vacuum hoses and a collector, the case of which is divided by a membrane into two chambers - a milk one with a calibrated hole and vacuum, in communication with the chamber of the constant vacuum of the pulsator and containing a vertical pipe with axial movement installed in it with a plunger, in the end of which is made an axial hole with a transition to radial for communication through the plunger cavity and a ball valve with a control chamber of the pulsator, and the collector body is equipped with a fixed partition and an additional membrane, a fixed partition is located below the membrane with the formation of a variable vacuum chamber, an additional membrane is placed below the fixed partition with the formation of a lower vacuum cameras, a fixed partition is made with a Central hole and a radial channel connecting the Central hole motionless baffles with an atmosphere, the additional membrane being provided with a rod, one end mounted in the central hole of the fixed partition, and the other pinched on the additional membrane, the rod having radial and axial openings connected to each other and capable of communicating an alternating vacuum chamber with the lower manifold vacuum chamber or with radial channel made in a fixed partition.

Доильный аппарат состоит из доильных стаканов 1, коллектора 2, пульсатора 3, молокоприемника 4. Доильный стакан 1 имеет две камеры - подсосковую 5 и межстенную 6. Пульсатор 3 снабжен камерами: постоянного вакуума 7, переменного вакуума 8, постоянного атмосферного давления 9 и управляющую 10. Камеры переменного вакуума 8 и управляющая 10 соединены каналом 11. Камеры переменного 8 и постоянного 7 вакуума разделены клапаном 12. В корпусе управляющей камеры 10 пульсатора 3 установлен патрубок 13 с шариковым клапаном 14 и упором 15. Нижняя часть коллектора 2 разделена дополнительной мембраной 16 на две камеры - молочную 17 и нижнюю вакуумную 18, предназначенную для поддержания постоянного вакуума, которая сообщена с верхней вакуумной камерой 19 и с камерой постоянного вакуума 7 пульсатора 3. Молочная камера 17 соединена с подсосковой камерой 5 доильного стакана 1 с молокоприемником 4 через калибровочное отверстие 20 и патрубок 21. Корпус камеры постоянного вакуума 19 имеет патрубок 22, в котором располагается плунжер 23. В нижней части плунжера 23 выполнено два соединяющихся отверстия - радиальное 24 и осевое 25, которые совместно выполняют роль канала для связи верхней камеры постоянного вакуума 19 с заплунжерной полостью 26, расположенной в патрубке 22. Заплунжерная полость 26 соединена с патрубком 13 пульсатора 3. Для фиксации плунжера 23 в верхнем положении в патрубке 22 имеется подпружиненный шариковый фиксатор 27, а в плунжере - углубление 28. При этом плунжер 23 установлен в патрубке 22 с возможностью вертикального перемещения. Под плунжером 23 установлена мембрана 29, ниже которой корпус коллектора 2 имеет сплошную поперечную перегородку 30, которая по центру имеет отверстие 32, связанное радиальным каналом 31 с атмосферой. В центральном отверстии 32 верхним концом размещен вертикальный шток 33, нижний конец которого неподвижно закреплен на дополнительной мембране 16. Шток 33 снабжен осевым 35 и радиальным 34 отверстиями, связанными между собой. При этом в исходном положении дополнительной мембраны 16 радиальное отверстие 34 штока 33 находится в нижней вакуумной камере 18. При этом нижняя вакуумная камера 18 соединена с камерой переменного вакуума 36 через канал, образованный отверстиями 34 и 35. При прогибе дополнительной мембраны 16 вверх радиальное отверстие 34 штока 33 соединено с каналом осевого отверстия 35, отчего камера переменного вакуума 36 сообщается с атмосферой. Сверху на плунжере 23 установлен защитный колпачок 37.The milking machine consists of milking cups 1, collector 2, pulsator 3, milk receiver 4. Milking cup 1 has two chambers - suction cup 5 and interwall 6. The pulsator 3 is equipped with cameras: constant vacuum 7, variable vacuum 8, constant atmospheric pressure 9 and control 10 The chambers of variable vacuum 8 and control 10 are connected by a channel 11. The chambers of variable 8 and constant 7 vacuum are separated by a valve 12. A nozzle 13 with a ball valve 14 and an emphasis 15 is installed in the housing of the control chamber 10 of the pulsator 3. equipped with an additional membrane 16 for two chambers - milk 17 and lower vacuum 18, designed to maintain a constant vacuum, which is in communication with the upper vacuum chamber 19 and the constant vacuum chamber 7 of the pulsator 3. The milk chamber 17 is connected to the suction cup 5 of the milking cup 1 with a milk receptacle 4 through a calibration hole 20 and a pipe 21. The housing of the constant vacuum chamber 19 has a pipe 22 in which the plunger 23 is located. Two connecting holes are made in the lower part of the plunger 23 - radial 24 and axial 25, which together act as a channel for connecting the upper chamber of constant vacuum 19 with the plunger cavity 26 located in the nozzle 22. The plunger cavity 26 is connected with the nozzle 13 of the pulsator 3. To fix the plunger 23 in the upper position in the nozzle 22 there is a spring-loaded ball retainer 27, and in the plunger is a recess 28. In this case, the plunger 23 is installed in the pipe 22 with the possibility of vertical movement. A membrane 29 is installed under the plunger 23, below which the body of the collector 2 has a continuous transverse baffle 30, which in the center has an opening 32 connected to the atmosphere by the radial channel 31. In the central hole 32, a vertical rod 33 is placed with its upper end, the lower end of which is fixedly mounted on the additional membrane 16. The rod 33 is provided with axial 35 and radial 34 holes connected to each other. Moreover, in the initial position of the additional membrane 16, the radial hole 34 of the rod 33 is located in the lower vacuum chamber 18. In this case, the lower vacuum chamber 18 is connected to the chamber of the variable vacuum 36 through the channel formed by the openings 34 and 35. When the additional membrane 16 is bent up, the radial hole 34 The rod 33 is connected to the channel of the axial hole 35, which makes the variable vacuum chamber 36 communicate with the atmosphere. On top of the plunger 23 has a protective cap 37.

Доильный аппарат работает следующим образом. После подключения доильного аппарата к источнику вакуума оператор перемещает плунжер 23 вниз до упора в поверхность мембраны 29, при этом шариковый фиксатор 27 выходит из заглубления 28 плунжера 23 и сообщение радиального 24 и осевого 25 отверстий с заплунжерной полостью 26 прерывается. При этом во всех камерах коллектора 2 создается с течением времени одинаковое вакуумметрическое давление. Надевают доильные стаканы 1 на соски вымени коровы. Начинается процесс доения. Пульсатор 3 доильного аппарата работает как у обычного двухтактного аппарата, при этом клапан 14 отсекает заплунжерную полость 26, плотно примыкая к входу патрубка 13, что не сказывается на продолжительности тактов. Молоко из сосков поступает в подсосковую камеру 5 доильных стаканов 1, затем в молочную камеру 17 коллектора 2 и через калиброванное отверстие 20 в молокоприемник 4. Мембрана 29 удерживается в первоначальном положении за счет силы тяжести опирающего на нее плунжера 23. С наступлением интенсивного припуска молока давление в камере 17 повышается за счет того, что молоко не успевает выводиться через калиброванное отверстие 20 и патрубок 21, вакуум в нем становится меньше, чем в камере 18. От возникающего перепада давлений в молочной камере 17 и нижней вакуумной камере 18 дополнительная мембрана 16 прогибается вверх, поднимая шток до упора в неподвижную перегородку 30, при этом радиальное отверстие 34 соединяется с радиальным каналом 31. Атмосферное давление через радиальный канал 31, радиальное 34 и осевое 35 отверстия поступает в камеру переменного вакуума 36, от возникшего перепада давлений мембрана 29 прогибается вверх, преодолевая силы атмосферного давления, действующие на плунжер 23, и бокового давления шарикового фиксатора 27, а также силу тяжести самого плунжера 23. При поднятии плунжера 23 шарик фиксатора 27 входит в углубление 28, а мембрана 29 плотно поджимается к торцу плунжера 23, перекрывая осевое отверстие 25, связанное через радиальное отверстие 24 с заплунжерной полостью 26. При этом шток 33 будет находиться в крайнем верхнем положении, так как сила от атмосферного давления, действующая на шток сверху, будет значительно меньше силы действующих на дополнительную мембрану 16 из-за значительных различий площадей дополнительной мембраны 16 и штока 33. При прогибе дополнительной мембраны 16 молоко из молочной камеры 17 отсасывается в молокоприемник 4 как через отверстие 20, так и через зазор между дополнительной мембраной 16 и торцом корпуса камеры 17, образованный в результате прогиба дополнительной мембраны 16. По окончании молокоотдачи перепад давлений в камерах 17 и 18 практически исчезает и дополнительная мембрана 16 за счет упругих свойств возвращается в исходное положение. Вместе с мембраной опускается и шток 33, при этом радиальное отверстие 34 соединяется с нижней вакуумной камерой 18. Через канал, образованный отверстиями 34 и 35, происходит откачивание воздуха из камеры переменного вакуума 36. При выравнивании вакуума в верхней вакуумной камере 19 и камере переменного вакуума 36 мембрана 29 вернется в исходное положение. Верхняя вакуумная камера 19 через радиальное 24 и осевое 25 отверстия соединяется с полостью патрубка 13, при этом шариковый клапан 14 перемещается вниз до упора 15, не препятствуя прохождению вакуума. Вакуум проникает в управляющую камеру 10 пульсатора 3, за счет этого в ней постоянно поддерживается разрежение. Так как на клапан 12 пульсатора 3 сверху действует атмосферное давление, то он будет удерживаться в нижнем положении, отсекая тем самым поступление вакуума из камеры 7 в камеру 8. Атмосферное давление из камеры 9 пульсатора 3 поступает в камеру 8, а затем в межстенную камеру 6 доильного стакана, а также в камеру 10 пульсатора 3, но так как сечение канала 11 небольшое, то подсос воздуха, практически, не снижает величину вакуума в камере 10 пульсатора 3. Пульсатор 3 прекратит свою работу на такте сжатия.The milking machine operates as follows. After connecting the milking machine to the vacuum source, the operator moves the plunger 23 down to the stop on the surface of the membrane 29, while the ball retainer 27 leaves the recess 28 of the plunger 23 and the message of the radial 24 and axial 25 holes with the plunger cavity 26 is interrupted. Moreover, in all chambers of the manifold 2, the same vacuum pressure is created over time. Put milking cups 1 on the nipples of the cow's udder. The milking process begins. The pulsator 3 of the milking machine works like a conventional push-pull machine, while the valve 14 cuts off the plunger cavity 26, tightly adjacent to the inlet of the nozzle 13, which does not affect the duration of the cycles. Milk from the nipples enters the suction cup 5 of the milking cups 1, then into the milk chamber 17 of the collector 2 and through the calibrated hole 20 into the milk receptacle 4. The membrane 29 is held in its original position due to the gravity of the plunger 23 supporting it. in the chamber 17 increases due to the fact that milk does not have time to be removed through the calibrated hole 20 and the pipe 21, the vacuum in it becomes less than in the chamber 18. From the resulting pressure drop in the milk chamber 17 and the lower to the chamber 18, the additional membrane 16 bends upward, lifting the rod all the way into the fixed partition 30, while the radial hole 34 is connected to the radial channel 31. Atmospheric pressure through the radial channel 31, radial 34 and axial 35 of the hole enters the variable vacuum chamber 36, from the resulting pressure drop, the membrane 29 bends upward, overcoming the atmospheric pressure forces acting on the plunger 23, and the lateral pressure of the ball retainer 27, as well as the gravity of the plunger 23. When lifting the plunger 23 The ik of the retainer 27 enters the recess 28, and the membrane 29 is tightly pressed against the end of the plunger 23, blocking the axial hole 25, connected through the radial hole 24 with the plunger cavity 26. In this case, the rod 33 will be in its highest position, since the force is from atmospheric pressure acting on the rod from above, will be significantly less than the forces acting on the additional membrane 16 due to significant differences in the areas of the additional membrane 16 and the rod 33. When the additional membrane 16 is deflected, milk from the milk chamber 17 is sucked into the receiver 4 both through the hole 20 and through the gap between the additional membrane 16 and the end of the chamber body 17, formed as a result of the deflection of the additional membrane 16. At the end of the milk transfer, the pressure drop in the chambers 17 and 18 practically disappears and the additional membrane 16 returns due to the elastic properties to the starting position. Together with the membrane, the rod 33 is lowered, while the radial hole 34 is connected to the lower vacuum chamber 18. Through the channel formed by the holes 34 and 35, air is evacuated from the variable vacuum chamber 36. When the vacuum is equalized in the upper vacuum chamber 19 and the variable vacuum chamber 36, the membrane 29 will return to its original position. The upper vacuum chamber 19 through the radial 24 and axial 25 holes connected to the cavity of the pipe 13, while the ball valve 14 is moved down to the stop 15, without preventing the passage of vacuum. The vacuum penetrates into the control chamber 10 of the pulsator 3, due to this, vacuum is constantly maintained in it. Since atmospheric pressure acts on the valve 12 of the pulsator 3 from above, it will be kept in the lower position, thereby cutting off the vacuum from the chamber 7 into the chamber 8. Atmospheric pressure from the chamber 9 of the pulsator 3 enters the chamber 8, and then into the interwall chamber 6 milking cup, as well as into the chamber 10 of the pulsator 3, but since the cross section of the channel 11 is small, the air intake practically does not reduce the vacuum in the chamber 10 of the pulsator 3. The pulsator 3 will stop its work on the compression stroke.

Сосковая резина, обжимая сосок, препятствует проникновению вакуума в полость соска и молочной цистерны вымени. Этим достигается эффект защиты тканей вымени от вредного воздействия вакуума при передержках доильных стаканов на сосках вымени коровы. Прекращение работы пульсатора служит своего рода звуковым сигналом, побуждающим оператора к своевременному снятию доильных стаканов и сосков вымени животного.Nipple rubber, squeezing the nipple, prevents the penetration of vacuum into the cavity of the nipple and the milk tank of the udder. This achieves the effect of protecting the tissues of the udder from the harmful effects of vacuum during overexposure of teatcups on the nipples of the cow's udder. The shutdown of the pulsator serves as a kind of sound signal that prompts the operator to timely remove the teat cups and teats of the udder of the animal.

В отличие от прототипа отключение доильного аппарата и перевод его на такт сжатия производится не сразу, а с некоторой задержкой по времени, что не создает стрессовые ситуации у коровы, обеспечивая нестабильную молокоотдачу и молоковыведение.In contrast to the prototype, the milking machine is switched off and transferred to the compression cycle not immediately, but with a certain delay in time, which does not create stress situations for the cow, providing unstable milk delivery and milk removal.

Источники информацииInformation sources

1. Квашенников В.И. Повышение эффективности использования линейных доильных установок за счет совершенствования эксплуатационных режимов технических средств: Автореферат на соискание ученой степени доктора технических наук. - Санкт-Петербург, 1996.1. Kvashennikov V.I. Improving the use of linear milking machines by improving the operational modes of technical means: Abstract for the degree of Doctor of Technical Sciences. - St. Petersburg, 1996.

2. Патент РФ 2147174. Доильный аппарат. - Бюл. №10, 2000.2. RF patent 2147174. Milking machine. - Bull. No. 10, 2000.

Claims

A milking machine containing two-chamber milking cups, a pulsator with chambers of constant vacuum, variable vacuum, control and constant atmospheric pressure, milk-vacuum hoses and a collector, the casing of which is divided by a membrane into two chambers - a milk one with a calibrated hole and a vacuum connected with a constant vacuum chamber pulsator and containing a vertical pipe with an axial displacement installed therein with a plunger, in the end of which an axial hole is made with a transition to a radial communication through the plunger cavity and the ball valve with the control chamber of the pulsator, characterized in that the collector body is equipped with a fixed partition and an additional membrane, a fixed partition is placed below the membrane with the formation of a variable vacuum chamber, an additional membrane is placed below the fixed partition with the formation of a lower vacuum chamber, fixed partition made with a central hole and a radial channel connecting the central hole of the fixed partition with the atmosphere moreover, the additional membrane is equipped with a rod, one end mounted in the Central hole of the fixed partition, and the other pinched on the additional membrane, and the rod is equipped with radial and axial holes, interconnected and capable of communicating a variable vacuum chamber with the lower vacuum chamber of the manifold or with a radial channel, made in a fixed partition.