RU2824211C1

RU2824211C1 - Milking machine pulsator

Info

Publication number: RU2824211C1
Application number: RU2024104994A
Authority: RU
Inventors: Вячеслав Михайлович Ульянов; Владимир Валентинович Утолин; Владимир Дмитриевич Липин; Кристина Александровна Кулешова
Filing date: 2024-02-27
Publication date: 2024-08-06

Abstract

FIELD: agriculture.

SUBSTANCE: invention relates to agriculture and can be used in milking installations. Milking machine pulsator comprises a housing, inside which there is a vacuum chamber, an atmospheric pressure chamber, alternating vacuum chambers, connected by a channel to each other, and a control chamber, a plate with a calibrated hole covered by a flexible partition, and a membrane with a valve. Milking machine pulsator is equipped with additional mirror-image pulsators connected to each other by bases of housings with formation of common vacuum chamber. Inside the vacuum chamber there is a cylindrical insert with radial holes to communicate its inner cavity with the common vacuum chamber. Membranes are fixed to each other on a common valve stem, which is made as a single one and is placed in the cavity of the cylindrical insert with the possibility of covering radial holes in it during reciprocal movement.

EFFECT: stabilization of frequency of pulsations and value of vacuum under teats of udder of cows during their milking is provided.

1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано в доильных установкахThe invention relates to agriculture and can be used in milking installations.

Известен пневматический пульсатор, который содержит пневматическое управляющее устройство для перемещения золотника, который при возвратно-поступательном перемещении циклически соединяет источник вакуума с пульсационными камерами доильного аппарата.A pneumatic pulsator is known, which contains a pneumatic control device for moving a valve, which, during reciprocating movement, cyclically connects a vacuum source with the pulsation chambers of a milking machine.

Конструкция пульсатора обеспечивает его длительный и надежный срок службы. Пневматический пульсатор доильного аппарата, корпус которого имеет жесткую рамную конструкцию из основания, боковых стенок и поперечины и содержащий пневматическое управляющее устройство для перемещения золотника, который при возвратно-поступательном перемещении циклически соединяет источник вакуума с межстенными камерами стаканов доильного аппарата. Золотник скользит по пластине из износостойкого синтетического материала с окнами, сообщающими с источникам вакуума и с межстенными камерами. Пластина плотно прижата к основанию с каналами. Из основания выступают две обращенные друг к другу боковые стенки, образующие с основанием часть корпуса. Пульсатор имеет жесткую U-образную часть, прижатую к пластине [патент РФ №2289239 С2, заявл. 17.02.2003, опубл: 20.12.2006 г. Бюл. 35].The design of the pulsator ensures its long and reliable service life. A pneumatic pulsator of a milking machine, the body of which has a rigid frame structure consisting of a base, side walls and a crossbar and contains a pneumatic control device for moving the spool valve, which, during reciprocating movement, cyclically connects the vacuum source with the interwall chambers of the milking machine cups. The spool valve slides along a plate made of wear-resistant synthetic material with windows communicating with the vacuum sources and with the interwall chambers. The plate is tightly pressed against the base with channels. Two side walls facing each other protrude from the base, forming part of the body with the base. The pulsator has a rigid U-shaped part pressed against the plate [RU Patent No. 2289239 C2, declared 17.02.2003, published: 20.12.2006. Bulletin 35].

Пульсатор имеет сложную конструкции. При работе из-за циклического перемещения золотника по пластине изнашиваются трущиеся поверхности, что приводит к подсосу воздуха, потере работоспособности и требует ремонт пульсатора. Это приводит к большим расходам по замене вышедших из строя частей и кроме того, для ремонта требуется высококвалифицированный персонал.The pulsator has a complex design. During operation, due to the cyclic movement of the valve along the plate, the rubbing surfaces wear out, which leads to air suction, loss of functionality and requires repair of the pulsator. This leads to high costs for replacing failed parts and, in addition, highly qualified personnel are required for repair.

Также известен пневматический сдвоенный пульсатор АДУ-02.200 доильного аппарата. Пульсатор содержит пульсирующий и стимулирующий блоки, объединенные в единый корпус. Каждый блок содержит мембрану, клапан с подпятником, установленных в диффузоре, при этом образованы вакуумная камера, камеры переменного вакуума, соединенные жиклером между собой, и камера атмосферного давления, которая является общей для обоих блоков пульсатора. Пульсирующий блок при работе обеспечивает частоту пульсаций 1,1±0,1 Гц, а стимулирующий - 4…8 Гц. Причем стимулирующий блок работает, когда пульсирующий создает вакуум в камере переменного вакуума и, соответственно, такт сосания в стакане доильного аппарата. [Ведищев, С.М. Механизация доения коров: Учеб. пособие. Тамбов: Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2006. 160 с. С. 10-12]Also known is a pneumatic double pulsator ADU-02.200 of a milking machine. The pulsator contains a pulsating and stimulating blocks, combined into a single body. Each block contains a membrane, a valve with a thrust bearing, installed in a diffuser, thus forming a vacuum chamber, chambers of variable vacuum, connected by a nozzle to each other, and a chamber of atmospheric pressure, which is common for both blocks of the pulsator. During operation, the pulsating block provides a pulsation frequency of 1.1±0.1 Hz, and the stimulating block - 4 ... 8 Hz. Moreover, the stimulating block operates when the pulsating one creates a vacuum in the chamber of variable vacuum and, accordingly, a sucking stroke in the cup of the milking machine. [Vedishchev, S.M. Mechanization of milking cows: Textbook. Tambov: Publishing house of Tambov state tech. university, 2006. 160 p. Pp. 10-12]

Недостатками известного пульсатора является то, что на такт сосания, создаваемого пульсирующим блоком, накладываются 4-8 тактов сжатия стимулирующего блока от чего сосковая резина доильного стакана не успевает полностью раскрыться, а находятся в полусжатом состояние. Это сужает поперечное сечение сосковой резины и снижает пропускную способность доильного аппарата, особенно при интенсивном припуске молока коровой.The disadvantages of the known pulsator are that the sucking stroke created by the pulsating block is superimposed by 4-8 strokes of compression of the stimulating block, due to which the teat rubber of the milking cup does not have time to fully open, but is in a semi-compressed state. This narrows the cross-section of the teat rubber and reduces the throughput of the milking machine, especially with intensive milk intake by the cow.

Наиболее близким техническим решением является известный пульсатор доильного аппарата, включающий корпус внутри которого размещены вакуумная камера, камера атмосферного давления, камеры переменного вакуума, соединенные каналом между собой, и управляющая камера, пластина с калиброванным отверстием, перекрываемое гибкой перегородкой и мембрана с клапаном, принятый за прототип.[Королев, В.Ф. Доильные машины: Теория, конструкция и расчет. Издание 2-е, переработанное и дополненное / В.Ф. Королев. М.: Машиностроение, 1969 - С. 267-268].The closest technical solution is the well-known milking machine pulsator, which includes a housing inside which are placed a vacuum chamber, an atmospheric pressure chamber, variable vacuum chambers connected to each other by a channel, and a control chamber, a plate with a calibrated hole covered by a flexible partition and a membrane with a valve, adopted as a prototype. [Korolev, V.F. Milking machines: Theory, design and calculation. 2nd edition, revised and supplemented / V.F. Korolev. Moscow: Mechanical engineering, 1969 - pp. 267-268].

Известный пульсатор позволяет при работе стабилизировать частоту пульсаций.The well-known pulsator allows to stabilize the pulsation frequency during operation.

Основным недостатком известного пульсатора является, то, что он обеспечивает синхронный режим доения коров. На всех стаканах, установленных на сосках вымени коровы, создается либо такт сосания, либо сжатия. Это приводит к колебанию вакуума под сосками при интенсивном припуске молока у коровы, особенно при доении высокоудойных коров, так как происходит переполнение молочной камеры коллектора доильного аппарата.The main disadvantage of the known pulsator is that it provides a synchronous mode of milking cows. On all the cups installed on the teats of the cow's udder, either a sucking or compression stroke is created. This leads to fluctuations in the vacuum under the teats during intensive milk allowance in the cow, especially when milking high-yielding cows, since the milk chamber of the milking machine collector is overfilled.

Задача изобретения - создание пульсатора, обеспечивающего стабилизацию частоты пульсаций и величины вакуума под сосками вымени коров при их доении.The objective of the invention is to create a pulsator that ensures stabilization of the pulsation frequency and the vacuum level under the teats of cows during milking.

Техническое решение заключается в том, что стабилизация частоты пульсаций и величины вакуума под сосками вымени коров при доении коров доильными аппаратами осуществляется путем сдваивания пульсаторов синхронного действия в противоположных тактах работы, что обеспечивает режим попарного доения сосков вымени.The technical solution is that the stabilization of the pulsation frequency and the vacuum value under the teats of the udder of cows during milking of cows with milking machines is carried out by doubling the synchronous action pulsators in opposite working cycles, which ensures the mode of paired milking of the teats of the udder.

Техническое решение достигается тем, что пульсатор доильного аппарата, содержащий корпус, внутри которого размещены вакуумная камера, камера атмосферного давления, камеры переменного вакуума, соединенные каналом между собой, и управляющая камера, пластина с калиброванным отверстием, перекрываемое гибкой перегородкой и мембрана с клапаном, а пульсатор доильного аппарата снабжен дополнительными зеркально отображенными пульсаторами, соединенных между собой основаниями корпусов с образованной общей вакуумной камеры, внутри которой установлена цилиндрическая вставка с выполненными радиальными отверстиями для сообщения ее внутренней полости с общей вакуумной камерой, при этом мембраны закреплены между собой на общем стержне клапана, выполненным единым и размещенным в полости цилиндрической вставки с возможностью при возвратно-поступательном перемещении перекрывать в ней радиальные отверстия.The technical solution is achieved in that the milking machine pulsator contains a housing, inside which a vacuum chamber, an atmospheric pressure chamber, variable vacuum chambers connected to each other by a channel, and a control chamber, a plate with a calibrated opening covered by a flexible partition and a membrane with a valve are placed, and the milking machine pulsator is equipped with additional mirror-image pulsators, connected to each other by the bases of the housings with a formed common vacuum chamber, inside which a cylindrical insert with radial openings made for communicating its internal cavity with the common vacuum chamber is installed, wherein the membranes are secured to each other on a common valve rod, made uniform and placed in the cavity of the cylindrical insert with the possibility of blocking the radial openings in it during reciprocating movement.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявленный пульсатор соответствует критерию «новизна», так как имеет существенные отличия.A comparative analysis with the prototype shows that the declared pulsator meets the “novelty” criterion, as it has significant differences.

1. Пульсатор доильного аппарата состоит из двух зеркально отображенных пульсаторов.1. The milking machine pulsator consists of two mirror-imaged pulsators.

2. Вакуумная камера сдвоенных пульсаторов общая.2. The vacuum chamber of the dual pulsators is common.

3. В вакуумной камере размещена цилиндрическая вставка.3. A cylindrical insert is placed in the vacuum chamber.

4. В стенках цилиндрической вставки выполнены радиальные отверстия.4. Radial holes are made in the walls of the cylindrical insert.

5. Полость цилиндрической вставки через отверстия сообщена с вакуумной камерой.5. The cavity of the cylindrical insert is connected to the vacuum chamber through holes.

6. Стержни мембран жестко соединены между собой клапаном.6. The membrane rods are rigidly connected to each other by a valve.

7. Клапан сдвоенных пульсаторов выполнен единым.7. The valve of the double pulsators is made as a single unit.

8. Клапан сдвоенных пульсаторов, выполненный единым, при возвратно-поступательном перемещении позволяет боковой поверхностью перекрывать радиальные отверстия цилиндрической вставки.8. The valve of double pulsators, made as a single unit, allows the side surface to cover the radial holes of the cylindrical insert during reciprocating movement.

Изобретение поясняется чертежным материалом.The invention is illustrated by drawings.

На фиг. 1 схематично представлен общий вид пульсатора доильного аппарата в крайнем нижнем положении клапана; на фиг. 2 - схематично представлен общий вид пульсатора доильного аппарата в крайнем верхнем положении клапана, т.е. в противоположных тактах работы доильного аппарата.Fig. 1 schematically shows the general view of the milking machine pulsator in the extreme lower position of the valve; Fig. 2 schematically shows the general view of the milking machine pulsator in the extreme upper position of the valve, i.e. in opposite strokes of the milking machine operation.

Заявляемый пульсатор доильного аппарата представляет два зеркально отображенных пульсатора 1 и 2 соединенных между собой основаниями корпусов и цилиндрической вставкой 3 с радиальными отверстиями 4. В корпусе установлены стенки 5 и 6, в которых выполнены калиброванные отверстия 7 и 8, с возможностью перекрытия гибкими перегородками 9 и 10, защемленными по наружному периметру и лежащие на стенках 5 и 6 соответственно. Между стенками расположены мембраны 11 и 12, также защемленные по периметру и соединенные между собой стержнем 13, на котором расположен клапан 14, размещенный в полости 15 цилиндрической вставки 3 с возможностью возвратно-поступательного перемещения при прогибе мембран 11 и 12. Радиальные отверстия 4 обеспечивают сообщение полости 15 цилиндрической вставки 3 с вакуумной камерой 16, общей для пульсаторов 1 и 2. Клапан 14 при возвратно-поступательном перемещении имеем возможность своей боковой поверхностью циклично перекрывать радиальные отверстия 4 цилиндрической вставки 3. В корпусе пульсатора доильного аппарата помимо вакуумной камеры 16 имеются камеры атмосферного давления 17 и 18, соединенные с атмосферой через отверстия 19 и 20, камеры переменного вакуума 21, 22 и 23, 24, соединенные соответственно каждая пара которых каналами 25 и 26 между собой соответственно, управляющие камеры 27, 28. Вакуумная камера 16 имеет патрубок 29 для соединением с источником вакуума, а камеры переменного вакуума 21 и 23 снабжены патрубками 30, 31 для соединения посредством шлангов с парой доильных стаканов доильного аппарата.The claimed milking machine pulsator represents two mirror-image pulsators 1 and 2 connected to each other by the bases of the housings and a cylindrical insert 3 with radial openings 4. Walls 5 and 6 are installed in the housing, in which calibrated openings 7 and 8 are made, with the possibility of overlapping with flexible partitions 9 and 10, clamped along the outer perimeter and lying on walls 5 and 6, respectively. Between the walls there are membranes 11 and 12, also clamped along the perimeter and connected to each other by a rod 13, on which a valve 14 is located, placed in a cavity 15 of a cylindrical insert 3 with the possibility of reciprocating movement when the membranes 11 and 12 are deflected. Radial openings 4 provide communication between the cavity 15 of the cylindrical insert 3 and the vacuum chamber 16, common for the pulsators 1 and 2. Valve 14, when reciprocating, has the ability to cyclically close the radial openings 4 of the cylindrical insert 3 with its lateral surface. In the body of the milking machine pulsator, in addition to the vacuum chamber 16, there are atmospheric pressure chambers 17 and 18, connected to the atmosphere through openings 19 and 20, variable vacuum chambers 21, 22 and 23, 24, each pair of which are connected respectively by channels 25 and 26 to each other, respectively, control chambers 27, 28. Vacuum chamber 16 has a branch pipe 29 for connection to a vacuum source, and variable vacuum chambers 21 and 23 are equipped with branch pipes 30, 31 for connection via hoses to a pair of milking cups of the milking machine.

При не работающем пульсаторе (патрубок 29 отключен от источника вакуума) положение клапана 14 и мембран 11 и 12 будут стремится занять равновесное положение. То есть прогиб мембран будет способствовать тому, что клапан 14 будет занимать среднее положение в полости 15 цилиндрической вставки 3, перекрывая отверстие 4. Для того чтобы пульсатор включался в работу после перерыва в отключенном положении сила упругости одной из мембран, возникающей при ее прогибе должна быть несколько больше другой. Это можно решить, например, толщиной ее стенки. Тогда клапан 14 полностью не закроет отверстия 4 и пульсатор доильного аппарата при подключении к источнику вакуума будет стабильно включаться и работать.When the pulsator is not working (pipe 29 is disconnected from the vacuum source), the position of valve 14 and membranes 11 and 12 will tend to take an equilibrium position. That is, the deflection of the membranes will contribute to the valve 14 taking a middle position in the cavity 15 of the cylindrical insert 3, blocking the opening 4. In order for the pulsator to start working after a break in the disconnected position, the elastic force of one of the membranes, arising from its deflection, must be somewhat greater than the other. This can be solved, for example, by the thickness of its wall. Then valve 14 will not completely close the openings 4 and the milking machine pulsator will turn on and work stably when connected to the vacuum source.

Заявляемый пульсатор доильного аппарата работает следующим образом. На фигуре 1 показана схема, когда клапан 14 расположен в крайнем положении и пульсатор 1 выполняет такт сосания, а пульсатор 2 - такт сжатия в каждой паре доильных стаканах. Клапан 14 при этом занимает крайнее нижнее положение, верхняя мембрана 11 в горизонтальном положении, а нижняя мембрана 10 прогнута. Камера переменного вакуума 21 через полость 15 цилиндрической вставки 3, отверстия 4 сообщается с вакуумной камерой 16, где постоянное вакуумметрическое давление, так как патрубок 29 связан с источником вакуума. Далее вакуум из камеры 21 через канал 25 распространяется в камеру 22. Так как под гибкой перегородкой 9 атмосферное давление, она выгибается вверх, и между ней и стенкой 5 образуется вакуумная полость 33 (фиг. 2), в которую через калиброванное отверстие 7 будет перетекать воздух из управляющей камеры 27. Через некоторое время вакуум в управляющей камере 27 достигнет величины, при которой мембрана 11 переместится вверх, этому способствует также перепад давлений действующий на основание клапана 14 снизу из камеры 23, ибо там атмосферное давление, которое будет создаваться и в камере 24, так как через канал 26 они сообщены. Гибкая перегородка 10 (фиг. 1), перемещаясь под действием атмосферного давления и силы упругости, будет нагнетать воздух из полости 32 в управляющую камеру 28 через отверстие 8, и через некоторое время произойдет прогиб мембран 11, 12 и перемещение с переключением клапана 14, он займет крайнее верхнее положение (фиг. 2). Верхним основанием клапан 14 отсоединит камеру 21 от вакуумной камеры 16, но откроется проход для воздуха из камеры 17 в камеру 21, так как мембрана 11 будет прогнута вверх (фиг. 2). Одновременно к вакууму через отверстия 4 подключится камера 23, а камера 18 закроется мембраной 12, отсечется поступление в камеру 23 атмосферного воздуха, поступающего через отверстия 20. При этом гибкая перегородка 10 прижмется к пластине 6. Гибкая перегородка 9 выгнется и между ней и пластиной 5 образуется вакуумная полость. То есть положение пульсатора 1 примет, то, что до этого занимал пульсатор 2 и наоборот. Затем процесс повторяется.The claimed milking machine pulsator operates as follows. Figure 1 shows a diagram when the valve 14 is located in the extreme position and the pulsator 1 performs a sucking stroke, and the pulsator 2 - a compression stroke in each pair of teat cups. The valve 14 in this case occupies the extreme lower position, the upper membrane 11 is in a horizontal position, and the lower membrane 10 is bent. The variable vacuum chamber 21 communicates with the vacuum chamber 16 through the cavity 15 of the cylindrical insert 3, the openings 4, where the vacuum pressure is constant, since the branch pipe 29 is connected to the vacuum source. Then the vacuum from chamber 21 spreads through channel 25 into chamber 22. Since there is atmospheric pressure under flexible partition 9, it bends upwards, and a vacuum cavity 33 (Fig. 2) is formed between it and wall 5, into which air from control chamber 27 will flow through calibrated opening 7. After some time, the vacuum in control chamber 27 will reach a value at which membrane 11 will move upwards, this is also facilitated by the pressure difference acting on the base of valve 14 from below from chamber 23, because there is atmospheric pressure there, which will also be created in chamber 24, since they are communicated through channel 26. Flexible partition 10 (Fig. 1), moving under the action of atmospheric pressure and elastic force, will pump air from cavity 32 into control chamber 28 through opening 8, and after some time, membranes 11, 12 will bend and move with switching of valve 14, it will take the extreme upper position (Fig. 2). With its upper base, valve 14 will disconnect chamber 21 from vacuum chamber 16, but a passage for air from chamber 17 to chamber 21 will open, since membrane 11 will be bent upward (Fig. 2). At the same time, chamber 23 will be connected to the vacuum through openings 4, and chamber 18 will be closed by membrane 12, cutting off the flow of atmospheric air into chamber 23 through openings 20. In this case, flexible partition 10 will be pressed against plate 6. Flexible partition 9 will bend and a vacuum cavity will be formed between it and plate 5. That is, the position of pulsator 1 will take on what pulsator 2 previously occupied, and vice versa. Then the process is repeated.

Так как управляющие камера 27 и 28 закрыты герметично и через калиброванные отверстия 7 и 8 во время работы пульсатора циркулирует один и тот же объем воздуха, то отверстия не засоряются и пульсатор работает стабильно, обеспечивая при работе доильного аппарата попарное доение при постоянном вакууме под сосками вымени коровы.Since the control chambers 27 and 28 are hermetically sealed and the same volume of air circulates through the calibrated openings 7 and 8 during the operation of the pulsator, the openings do not become clogged and the pulsator operates stably, ensuring paired milking during the operation of the milking machine with a constant vacuum under the teats of the cow's udder.

Источники информацииSources of information

1. Патент РФ №2289239 С2, заявл. 17.02.2003, опубл: 20.12.2006 г. Бюл. 35.1. Patent of the Russian Federation No. 2289239 C2, filed 17.02.2003, published: 20.12.2006. Bulletin 35.

2. Ведищев, С.М. Механизация доения коров: Учеб. пособие. Тамбов: Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2006. 160 с. С. 10-12.2. Vedishchev, S.M. Mechanization of milking cows: Textbook. Tambov: Publishing house of Tambov state technical university, 2006. 160 p. Pp. 10-12.

3. Королев, В.Ф. Доильные машины: Теория, конструкция и расчет. Издание 2-е, переработанное и дополненное/ В.Ф. Королев. М.: Машиностроение, 1969. - 279 с. - С. 267-268. (прототип).3. Korolev, V.F. Milking machines: Theory, design and calculation. 2nd edition, revised and supplemented / V.F. Korolev. Moscow: Mechanical Engineering, 1969. - 279 p. - P. 267-268. (prototype).

Claims

A milking machine pulsator comprising a housing, inside which a vacuum chamber, an atmospheric pressure chamber, variable vacuum chambers connected to each other by a channel, and a control chamber, a plate with a calibrated opening covered by a flexible partition, and a membrane with a valve are placed, characterized in that the milking machine pulsator is provided with additional mirror-image pulsators connected to each other by the bases of the housings to form a common vacuum chamber, inside which a cylindrical insert with radial openings made for communicating its internal cavity with the common vacuum chamber is installed, wherein the membranes are secured to each other on a common valve rod, made uniform and placed in the cavity of the cylindrical insert with the possibility of blocking the radial openings in it during reciprocating movement.