SE434694B - Pulsatorventil for mjolkmaskin - Google Patents

Description

Ch 10 15 20 25 30 35 ?8033l|5-3 eller atmosfärtryck till utloppsöppningen), uppstå' en situation då såväl undertrycks- som atmosfärtrycksöppningarna är förbundna med varandra och/eller med utloppsöppningen.

Detta kan ge upphov till en instabil funktion och/eller en varierande eller icke önskad utgångspulsprofil.

Vissa typer av konventionella pulsatorventiler har normalt, såvida de icke är framställda med överdrivet snäva tillverkningstoleranser, alla öppningar förbundna med varandra i någon fas av sitt arbetsförlopp.

I Det är därför ett ändamål med uppfinningen atf åstadkomma en pulsatorventil, som erbjuder eLt tutigutt alternativ.

Uppfinningen består följaktligen av en pulsator- ventil, som innefattar ett ventilhus med ett flertal ventilportar och ett membran med kanten fäst i ventilhuset och påverkbart genom tryckskillnaden på båda sidor om mem- branet för att öppna och stänga förutbestämda ventilportar på önskat sätt genom membranets böjning.

För fackmannen inom området torde många variationer i utförandet och vitt skilda tillämpningar av uppfinningen vara uppenbara utan att göra avsteg från uppfinningens skyddsomfång, såsom detta framgår av de efterföljande patent- kraven. De visade utföringsformerna och den följande be- skrivningen utgör endast exempel och är ej avsedda att vara begränsande. ' En lämplig utföringsform av uppfinningen kommer i det följande att beskrivas med hänvisning till de bifogade ritningarna på vilka fig. 1 visar ett tvärsnitt genom en pulsatorventil enligt uppfinningen, anordnad såsom reverserande ventil, fig. 2 visar ett tvärsnitt genom en pulsatorventil enligt uppfinningen, anordnad såsom icke reverserande rpulsator, fig. 3 visar en delvy av den i fig. 2 visade pulsatorventilen, innefattande ett extra stryporgan för åstadkommande av ett önskat arbetssätt, och 7 fig. H visar ett tvärsnitt genom en alternativ utföringsform av en pulsatorventil enligt uppfinningen, anordnad på ett "självpåverkande" sätt. (fx 10 15 20 30 7803316-3 Ventilen har ett ventilhus, som består av en bas- del 10 och en hattdel 9, vilka delar lämpligen framställts av plast. Ventilen innefattar ett membran 6 av ett syntet- gummi, exempelvis neopren, eller av ett naturgummi eller en böjlig plast, varvid membranet med sin kant är fäst mellan ventilhuset 10 och ventilhatten 9. Såväl ventilhuset som' membranet är i huvudsak éirkulära i planvy. Ventilhuset har olika inlopps- och utloppsportar, såsom torde framgå av den följande närmare beskrivningen av ventilens verkningssätt, varjämte ventilhuset även innehåller en inre vflnlïl 7 med en ventilyta 28 för samverkan med ett säte 15, vilken är påverkbar medelst en stäng vid membranets 6 rörelse.

Ventilens uppbyggnad och användning, när den är anordnad såsom en enkel, reverserande pulsatorventil av servotyp, är följande: Membranet 6, som i vila normalt anligger mot ett ringformigt ventilsäte 11, fasthålls nedåt mot ventilsätet 11 och böjes mot ett anslag 12 genom inverkan av ett under- tryck på sin undersida, på grund av att en port 8 är för- bunden med atmosfärtryck. En öppning 3 förbinder spenkoppens yttre hålighet med ett undertryckä som verkar genom en port 2 via öppningen mellan ventilen 7 och ventilsätet 16.

När ett undertryck från ett styrorgan pålägges kammaren 15 via porten 8, balanserar detta det undertryck som påförts membranets 6 undersida över den yta som är begränsad av det ringformiga sätet 11, varvid membranet 6 lyftes från anslaget 12 och bringar ventilen 7 till anliggning mot sätet 16. Porten 3 är förbunden med spenkoppen och i denna fas skild från såväl undertrycket som atmosfärtrycket.

Eftersom undertrycket, som genom porten 8 pålagts kammaren 15, verkar över membranets 6 hela, övre yta böjer sig membranet på ett ringformigt sätt och lyftes från sätet 11 samt tenderar att bilda en katenaria mellan sitt centrum och sin yttre periferi, så att porten 3 via kammaren 1U förbinds med kammaren 13 och porten 1 tillåter luft med atmosfärtryck att strömma genom porten 3. Den hastighet med vilken denna luft tillâtes inströmma, regleras av en strypöppning 17 i en propp 4 som är införd i öppningen 1. ga 10 15 20 25 30 35 78033læ5-3 u Detta i sin tur.stvr den hopklïmningsgrad som spenknpps~ gummit utsätts för. När det styrande undertrycket avlägsnas från porten 8, och luft med atmosfärtryck tillåtes in- strömma, ökar trycket i kammaren 15 så att membranet 6 går tillbaka till anliggning mot sätet 11, varigenom förbindelsen mellan kammarna 13 och 14 följaktligen avbrytes, och spen- koppens yttre hålighet avstänges från atmosfärtryck. I detta skede stänges spenkoppsporten 3 momentant såväl mot under- trycket som mot atmosfärtrycket.

Systemets undertryck, som verkar " "~ntšlens 7 undersida, drar härefter ventilen nedåL, bort från nätet 16, och membranet 6 nedåt till anliggning mot anslaget 12.

Undertryckskällan kopplas härefter på nytt till spenkoppens yttre hålighet genom utrymmet mellan ventilen 7 och sätet 16, kammaren 1H och porten 3. 7 Det torde framgå, att membranet båda gångerna, vid omkoppling från det ena läget till det andra, böjer sig för att säkerställa att förbindelsen såväl med under- trycket som med atmosfärtrycket avstänges, innan någondera trycket förbindes med spenkoppens yttre hålighet. Icke heller det styrande undertryckets vågform eller den hastig- het med vilken styrsignalen överföras till porten 8 påverkar den utgående pulsens "skärpa", eftersom denna är helt och hållet beroende av membranets 6 rörelse, när lämpliga tryckförhållanden har uppnåtts mellan de övre och undre membranytorna. Närmare bestämt har ventilen av den i fig. 1 visade, reverserande servotypen en rörelse av utlösningstyp som inträffar vid en specifik undertrycksnivå på grund av den förändring av tryckfördelningen tvärs över membranet som äger rum då ventilerna öppnar.

Ventilen kan även vara inrättad att arbeta såsom en enkel, icke reverserande pulsator, såsom visas i fig. 2.

I Härvid resulterar en undertryckssignal till porten 8 i ett utgående undertryck från porten 3 tíllden yttre spenkoppshåligheten. Vfi.detta driftssätt används ett modifierat membran Ba, som har en ringformig försänkning 18 på vardera sidan mellan sin centrala navdel och sin yttre kann vilket membran 6a har samma tjocklek i sin navdel respektive in 10 20 NE 01 30 7803345-3 kant som det reverserande memhranet 6 enligt fig. 1. Denna försänkning 18 lämnar ett spelrum av omkring 0,5 mm mellan membranet Ba och det ringformiga sätet 11.

När undertryckskällan är förbunden med porten 1 och ingen undertryckssignal överföres till porten 8, pressar atmosfärtrycket i kammaren 15 membranet Ga nedåt till anliggning mot sätet 11, varvid membranets 6a centrum böjes nedåt och sänker ventilen 7 relativt sätet 16. Atmosfärtryck kopplas nu genom porten 3 till spenkoppens yttre hålighet via den öppna ventilen 7 och kammaren 14.

När en undertryckssignal från en styrande pulsator eller någon annan källa pålägges porten 8, sjunker trycket i kammaren 15. Atmosfärtrycket i kammaren 1M pressar härvid membranets ßa centrum uppåt, tills ventilen 7 bringas till anliggning mot sätet 16. Membranet böjes härvid katenarin- format uppåt mellan membranets 6a centrala navdel och det ställe, där membranet anligger mot det ríngformíga sätet 11.

När tryckskillnaden mellan kamrarna 1H och 15 ökar, släpper membranet 6a från det ringformiga sätet 11 så att det antar katenariaform mellan den centrala navdelen och sin yttre kant. Spenkoppens yttre hålighet förbinds härvid via porten 3 samt kamrarna 1H och 13 med undertryckskällan, som i detta fall är förbunden med porten 1.

Det torde framgå, att förbindningen mellan kamrar- na 13 och 1H åstadkommas mycket snabbt, eftersom det böjliga membranet "snäpper" bort från sätet 11 under förutsättning att tryckförändringen i kammaren 15 är snabb.

När pulsatorventiler skall användas på så sätt att utmatningen från en pulsator används för att ge impuls till nästföljande enhet, kan en lämplig port 3a (fig. 3) vara anordnad till kammaren 1U. Det kan vara fördelaktigt att kunna strypa luftflödet genom portarna 3 eller Ba för att reglera graden av sammanpressning av ett spenkoppsgummi nller lör atl tördfiïynövcrföringen av en signalpuls till andra pulsatorer i ett kedjepulssystem. Detta kan åstad- kommas genom att anbringa en propp U med en strypöppning 17 i porten 1 eller 2 och/eller att anbringa en propp 19 (fig. 3) med en strypöppning 20 i portarna 3 eller Ba. 10 15 20 25 lan 35 7803345-3 öppningen 20 är dimensionerad för att åstadkomma den er- forderliga strypningen. Proppons 19 övre kant anligger tät- ande mot membranets 6a undre yta på samma sätt som sätet 11.

Pulsatorn kan även modifieras för att arbeta "självpåverkande", såsom visas i fig. H. I denna utförings- form är hattdelen 9 i de tidigare beskrivna utföringsformer- na utbytt mot en välvd huv 21. Den centrala ventilen har ut- bytts mot en ventil 7a som har en axiell kanal 26, som för- hinder ventilspindelns övre ände med öppningar 27. Denna utföringsform ger ett pulsförhållande av om*ršn1 %H:60 mellan undertryck och atmosfärtryck vilket pulsförhällande emellertid kan modifieras genom anordnandet av ytter- ligare en öppning 25 och en klaffventil 24 i en bur 23 över kanalens 26 övre ände.

När ventilen 24 lyftes av den luft, som strömmar uppåt i kanalen 26, kan luft utströmma såväl genom den så- lunda bildade ventilöppningen som genom öppningen 25.

När luft evakueras från kammaren 22, stänges ventilen 2H, varvid luften endast kan utströmma genom öppningen 25.

Genom att ändra öppningens 25 storlek och ventilens ZH öppning kan pulsförhållandet mellan undertryck och atmos- färstryck bestämmas.

När undertryckssystemet är förbundet med öppningen 2, evakueras luft från kammaren 1U, och kvarstående atmosfärtryck i huvudkammaren 22 böjer membranets 6 centrum nedåt tills det bringas i ingrepp med anslaget 12, öppnar fullständigt ventilen 7a (lämnar sätet 16) och för- binder undertryckssystemet via kammaren 14 med porten 3.

Då trycket i kammaren 22 sänkes så att det närmar sig trycket i kammaren 1U, återgår membranet till sitt ur- sprungliga viloläge och bringar härvid ventilen 7a till anliggning mot sätet 16. Atmosfärtryck som verkar mot mem- branets undersida via den ringformiga kammaren 13 lyfter membranet 6 bort från sätet 11. Membranet 6 böjer sig här- vid katenariaformat uppåt mellan sin centrala navdel och sin yttre kant.

När ventilen 7 har stängts och membranet 6 lyfts från sätet 11, kan luft med atmosfärtryck strömma genom (n 10 15 20 30 porten 1, kamrarna 1É och 1H och kanalen 26 in i huv- kammaren 22.

Då trycket i kammaren 22 ökar, återgår membranet 6 till sitt viloläge, i vilket det avstänger öppningen mellan membranet 6 och sätet 11. Lågt tryck från under- tryckskällan i förbindelse med porten 2 tillåter härefter det atmosfäriska (eller i det närmaste atmosfäriska) trycket i kammaren 22 att pressa membranet 6 nedåt till anliggning mot anslaget 12, varigenom ventilen 7 öppnas och undertryckssystemet via porten 1 och kamrnrna 1u och 13 förbindes med porten 3. Arbetsförloppet upprepas närefLer automatiskt.

Om anordningen skall användas såsom en huvud- pulsator, kan porten 3 förbindas direkt med en spenkopps- anordning och/eller med signalporten 8 i de i fig. 1 och 2 visade servopulsatorerna.

En pulsatorventil av den ovan beskrivna typen har de fördelarna att den är enkel och billig att fram- ställa samt har ett minimalt antal rörliga delar, vilket resulterar i stor livslängd utan förslitningsproblem.

Dessutom ger ventilens funktion en skarp vågform vilket på ett enkelt sätt lämnar ett önskat resultat för en mjölkningsmaskin. Membranets böjlighet användes så, att öppnandet och stängandet av membranet och ventilen 7 icke är synkroníserade. Varje ventil stänges innan den andra ventilen öppnas, vilket säkerställer, att direkt luftströmning från lufttillförselöppningen till undertrycks- källan förhindras.

Ventílen har även den fördelen att den, genom ändring av anslutningarna till de olika portarna och genom utbyte av enkla komponenter i ventilen, kan an- vändas såsom en huvudventil, icke reverserande serve- ventil, reverserande servoventil eller kedjepulskopplad servoventil eller i varje annat av de kända pulsator- systemen eller förloppen och såsom utlösningsanordning, hjälpdon, mjölklyftare eller påverkningspulsator. 7803345-3

Claims (6)

10 15 20 25 m 35 7803345-3 8 PATBNTKRQ'_

1. Fulsatorventil avsedd för en mjölkningsmaskin och upp- visande ett ventilhus (9, 10), ett membran (6) som utmed sin periferi är infäst i ventilhuset (9, 10) uppdelande dettas inre i en första kammare (15) och ett hålrum (13, 1U), ett ringformat ventilsäte (11) i hälrummet, så beläget att det i ett av membranets (6) lägen samverkar med membranet för bildande av en ringformad ventil (6, 11), som, när den är stängd genom membranets anliggning mot ventilsätet, uppdelar hålrummet (13, 14) i en inre kammare (1H) och en yttre, ringformad kammare (13), ett ytterligare ventilsäte (16) som bildar en första del av en ytterligare ventil (7, 16), samt en ventil- kropp (7) som medelst en ventilspindel är förbunden med mem- branet (6), varvid ventilkroppen (7) bildar en andra del av den ytterligare ventilen och är av membranet (6) förbar till anliggning mot det ytterligare ventilsätet för att sluta den ytterligare ventilen i ett av membranets lägen, varvid det ytterligare ventilsätet (16) är beläget runt en öppning (2) som från den inre kammaren (14) leder ut ur ventilhuset och varvid membranet (6) är inrättat att, när det under drift deformeras genom påförande av undertryck i den första kammaren (15) och/eller den inre kammaren (14), bringa endera av den ringformade ventilen (6, 11) och den ytterligare ventilen (7, 16) till stängt och den andra~ till öppet läge, medan det under ett övergångsskede i sin rörelse håller båda ven- tilerna stängda.

2. Pulsatorventil enligt patentkravet 1, k ä n n e- t e c k n a.d av att den inre kammaren (14) har två öppningar (2, 3) ledande ut ur ventilhuset (9, 10), av vilka den ena är den tidigare nämnda öppningen (2), som därvid är belägen koaxi- ellt med det ringformade ventilsätet (11).

3. - Pulsatorventil enligt patentkravet 2, k ä n n e- p t e c k n a d av att en ytterligare öppning (Sa) är anordnad i den inre kammaren (14) ledande ut ur ventilhuset (9, 10), varvid denna öppning har ett omgivande ventilsäte som är inrättat att under drift anligga mot ett parti av membranet (6) i något av dettas lägen för tillslutning av denna öppning. 10 15 20 25 30 7803345-3 9

4. Pulsatorventil enligt något av patentkraven 1 - 3, k ä nxae t e c k n a d av att membranet (6) i vila anligger mot det ringformade ventilsätet (11) och håller den ytter- ligare ventilen (7, 16) öppen.

5. Pulsatorventil enligt något av patentkraven 1 - 3, k ä n n e t e c k n a d av att membranet (6) är lokaliserat att gå fritt från det ringformade ventilsätet (11), när det är i vila, medan den ytterligare ventilen (7, 16) är lokali- serad att vara stängd, när membranet (6) är i vila, och öppen, när-Qen första kammaren (15) är påförd atmosfärstryck och den ringformade kammaren (13) är påförd undertryck.

6. Pulsatorventil enligt något av patentkraven 1 - 3, k ä n n e t e c k n a d av att den ytterligare ventilens (7, 16) ventilkropp (7a) har ihålig ventilspindel bildande en passage (26) mellan den första kammaren (22) och den inre kammaren (14), varvid membranet (6) är lokaliserat att sluta den ringformade ventilen (6, 11), när det är i vila, och den ytterligare ventilen (7, 16) är inrättad att därvid vara åt- minstone något öppen, sà.afi:membranet (6), när undertryck pä- föres den av den ytterligare ventilen (7, 16) kontrollerade öppningen (2), inledningsds böjer sig inåt den inre kammaren (1H) medan luft evakueras från den första kammaren (22) för att, sedan tryckutjämning uppnåtts mellan den första kammaren och den inre kammaren, lyftas från det ringformade ventil- sätet (11),sà att luft från den ringformade kammaren (13) kan ledas tillden inre kammaren (ih) och genom den ihåliga ventilspindelns passage (26) till den första kammaren (22), varigenom membranet (6) bringas att röra sig till följd av tryckutjämning mellan den första och den inre kammaren för automatisk upprepning av samma arbetscykel.