СТАКАН МАССАЖНОГО УСТРОЙСТВА ДЛЯ СОСКОВ ВЫМЕНИ Российский патент 1995 года по МПК A01J5/08 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к устройству для массажа сосков вымени жвачных животных.

Известно устройство для массажа вымени, содержащее рабочий орган в виде заполненных теплоносителем эластичных камер, связанных посредством рычагов с штоком пневматического механизма привода их в возвратно-поступательное движение, установленного на держателе и сообщенного с пульсатором и средство для массажа сосков в виде двухкамерных доильных стаканов. Общим в известном устройстве для массажа и изобретении являются наличие эластичных камер и доильных стаканов.

Однако известное устройство имеет малую эффективность массажа сосков, поскольку не обеспечивает достаточное сжатие всех участков сосков вымени и не формирует тем самым развитие полноценного рефлекса выведения молока.

Известно устройство для массажа вымени, содержащее рабочий орган в виде эластичных камер, установленных на держателе и связанных между собой пружиной. Общим в известном устройстве для массажа вымени и в изобретении является наличие эластичных камере.

Вместе с тем известное устройство имеет недостаточную эффективность массажа сосков, так как не обеспечивает необходимого воздействия (сжатия) на соски вымени в процессе массажа. При этом снижается стимулирующее воздействие на секреторную и выделительную функцию молочной железы.

Известно устройство для массажа вымени, содержащее кожух с расположенной в нем подпружиненной эластичной мембраной, образующей полость, сообщенную с камерой переменного вакуума пульсатора и с расположенной в верхней части полости эластичной кольцевой пневмокамерой, соединенной с дополнительным пульсатором. Общим в известном устройстве для массажа вымени и в изобретении является наличие эластичной пневмокамеры.

Однако известное устройство имеет недостаточную эффективность массажа сосков, поскольку соски в малой степени подвергаются сжатию кольцевой пневмокамерой. За счет этого уменьшается стимулирующее влияние на процессы секреции и выведения молока у животных.

Известно массажное устройство доильный стакан выжимающего действия, наиболее близкое по технической сущности к изобретению и содержащее жесткий корпус, сосковую трубку, имеющей растягиваемый участок, механизм растяжения сосковой трубки, образующие межстенную камеру с расположенными в ней ярусами переживающих пневмокамер. Общим в известном устройстве и изобретении является наличие жесткого корпуса, сосковой трубки, имеющей растягиваемый участок, механизма растяжения сосковой трубки, межстенной камеры и пережимающих пневмокамер.

Недостатком известного устройства в части осуществления массажа является невысокая надежность массажа. Это обусловлено тем, что в известном устройстве не обеспечивается изменение амплитуды подтягивания при изменении вязкоэластичных свойств соска вымени. Здесь следует отметить, что вязкоэластичные свойства сосков вымени нетелей и первотелок варьируют в широких пределах у разных животных. Сверх того у одного и того же животного вязкоэластичность сосков отличается друг от друга. И наконец, в процессе массажа вязкоэластичность сосков существенно меняется. Поэтому установление какой-то фиксированной амплитуды подтяжки (амплитуды растяжения сосковой трубки) во всех массажных стаканах в одном случае будет оптимальной, в другом недостаточной и стаканы будут сползать с сосков, а в третьем случае амплитуда будет слишком большой и массажный стакан упрется своей верхней частью в основание соска. При этом могут наблюдаться по крайней мере два нежелательных явления: 1) чрезмерное растягивание тканей соска; 2) проскальзывание соска по поверхности сосковой трубки. В первом случае высока вероятность травмы соска, во втором локальное натирание кожи соска в месте пережатия его нижней парой пневмокамер. В результате снижается надежность и эффективность процесса массажа сосков. В известном устройстве механизм растяжения сосковой трубки ввиду конструктивных особенностей его пневмокамеры имеет параметр жесткость (изменение создаваемого механизмом усилия при изменении хода механизма на единицу длины при постоянном давлении внутри камеры порядка 10 кг/см). При таком значении жесткости механизм растяжения практически не чувствителен к изменениям вязкоэластичных свойств соска и величина растяжения сосковой трубки с соском является фиксированной.

Целью изобретения является повышение надежности и эффективности процесса массажа сосков.

Поставленная цель достигается тем, что в известном массажном устройстве доильном стакане выжимающего действия, содержащем жесткий корпус, сосковую трубку с растягиваемым участком и механизмом растяжения сосковой трубки, образующими межстенную камеру с расположенными в ней ярусами пережимающих пневмокамер, в соответствии с изобретением растягиваемый участок сосковой трубки расположен между ярусами пневмокамер, а механизм растяжения сосковой трубки имеет параметр жесткости, не превышающий 0,5 кг/см.

Такое конструктивное решение обеспечивает надежное удержание стаканов массажного устройства на сосках и эффективный массаж сосков животного.

На фиг.1 изображен стакан массажного устройства (вертикальный разрез), в котором использован один из вариантов конструкции механизма растяжения сосковой трубки, позволяющий иметь параметр жесткость менее 0,5 мг/см; на фиг.2 разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 разрез Б-Б на фиг.1; на фиг.4 разрез В-В на фиг. 1; на фиг.5 варианты пружинного узла механизма растяжения сосковой трубки; на фиг.6-8 варианты пневмотолкателя с использованием двух конических чулковых мембран; на фиг.9 циклограмма подачи сжатого воздуха в эластичные пневмокамеры.

Массажный стакан содержит жесткий корпус 1 с размещенным в нем сосковой трубкой 2, образующие межстенную камеру 3, вакуум в которую подводится через штуцер 4. В межстенной камере 3 расположены пережимающие эластичные пневмокамеры 5. Причем верхняя пара пережимающих пневмокамер 5 прилегает к упорам 6, жестко связанным с корпусом 1. Давление к камерам 5 подводится через штуцера 7. Нижняя пара пережимающих пневмокамер закреплена в подвижных упорах 8, связанных с механизмом растяжения сосковой трубки через вставку 9. Механизм растяжения сосковой трубки состоит из пневмотолкателя, образованного двумя вставленными друг в друга эластичными сильфонами 10 и 11 и пружинного узла, состоящего из участка 12 сосковой трубки, удерживаемого в растянутом состоянии двумя упорными втулками 13 и 14. Внутренняя полость пневмотолкателя герметизирована с одной стороны вставкой 15 и шайбой 16, жестко связанной с корпусом 1, а с другой стороны вставкой 17 и шайбой 18, связанной с патрубком 19 и пружинным узлом, состоящим из участка 12 трубки и втулок 13 и 14. Давление во внутреннюю полость пневмотолкателя подается через штуцер 20. Для предотвращения от чрезмерного раздувания и схлопывания внутренней полости сильфонного механизма при подаче в него давления и вакуума использованы тонкостенные металлические шайбы 21-23. При этом шайба 22 для обеспечения свободного поступления воздуха во все секции внутренней полости снабжена отверстиями 24. Сосковая трубка имеет растягивающийся участок в осевом направлении 25, на котором расположено одно или несколько колец 26. Вместо пружинного узла может быть использован узел (фиг.5), состоящий из предварительно растянутой пружины 27, двух упорных втулок 28 и 29 и растягиваемого участка сосковой трубки 30. Вместо узла пневмотолкателя, выполненного на двух сильфонах 10 и 11, может быть использован узел (фиг.6-8) пневмотолкателя, выполненный на двух конических чулковых мембранах. Внутренняя полость пневмотолкателя образована корпусом 31 и двумя эластичными коническими мембранами малого 32 и большого 33 диаметров. Давление во внутреннюю полость подается через штуцер 34. Конические чулковые мембраны с одной стороны герметично закреплены на подвижной втулке 35 с помощью герметизирующего кольца 36, а с другой стороны герметично закреплены на корпусе 31 коническими втулками 37 и 38, предохраняющими чулковые мембраны от раздувания. При этом корпус 31 жестко связан с корпусом 1 массажного стакана, а подвижная втулка 35 с патрубком 19 сосковой трубки.

Использование рассмотренной конструкции механизма растяжения сосковой трубки позволяет снизить параметр жесткости данного механизма (изменение создаваемого механизмом усилия при изменении хода механизма на единицу длины при постоянном давлении внутри камеры) по сравнению с двухмембранным механизмом растяжения сосковой трубки в десятки раз и сделать амплитуду подтяжки стакана зависимой от вязкоэластичных свойств соска.

Работает стакан массажного устройства следующим образом.

При надевании стакана на сосок к патрубку 19 подводится высокий вакуум 0,4-0,5 атм. В то же время такой же вакуум подводится и к штуцеру 4 межстенной камеры и к пневмокамерам 5. При этом сосок легко затягивается в стакан. После надевания стакан переводится в режим массажа и вакуум под соском и в межстенной камере сбрасывается до уровня 0,1 атм. Давление в верхнюю и нижнюю пары пневмокамер 5 подается по очереди, как показано на фиг.9 (I и II), обеспечивая тем самым интенсивный массаж сосков. Причем пневмоимпульсы, подаваемые на верхнюю и нижнюю пары пневмокамер перекрывают друг друга (фиг. 9, I и II), так, что в любой момент времени одна из пар пневмокамер сжимает сосок. Однако этого не достаточно для надежного удержания стакана на соске и стакан будет постепенно сползать с соска. Для компенсации сползания стакана использован механизм растяжения сосковой трубки, обеспечивающий подтягивание стакана вверх по соску во время каждого цикла работы пережимающих пневмокамер. После того, как в нижней паре пневмокамер 5 давление достигает максимальной величины (фиг.1, фиг.9, II), давление подводится к внутренней полости пневмотолкателя через штуцер 20 (фиг.9, III). Происходит растягивание сосковой трубки в области растягивающего участка 25 и нижняя пара пневмокамер смещается вниз. В результате стакан подтягивается на некоторое расстояние вверх по соску, компенсируя сползание. Затем давление подается в верхнюю пару пневмокамер 5, после чего давление в нижней паре пневмокамер и во внутренней полости пневмотолкателя сбрасывается и цикл повторяется. Таким образом, сползание стакана за каждый цикл компенсируется его подтягиванием вверх по соску.

Однако необходимо отметить, что подобрать величину подтяжки, которая позволила бы установить динамическое равновесие при удержании стакана на определенном уровне для сосков с различными вязкоэластичными свойствами достаточно трудно. Так, например, стакан с максимальной длиной подтяжки, удовлетворительно функционирующий на эластичных сосках, будет наползать на жесткие соски и упираться в вымя. При этом, если механизм подтяжки достаточно мощный и тянет сосок за каждый цикл с постоянной силой, как это имеет место у известного доильного стакана, могут наблюдаться повреждения тканей соска, а также натирание кожи соска в области прилегания к соску нижней пары пневмокамер. Поэтому для жестких сосков необходимо уменьшать амплитуду подтяжки.

Использование в изобретении в механизме растяжения сосковой трубки пневмотолкателя, образованного двумя сильфонами, позволяет снизить параметр жесткости механизма растяжения на порядок по сравнению с механизмом растяжения сосковой трубки известного доильного стакана и обеспечить автоматическое изменение амплитуды подтяжки в зависимости от вязкоэластичных свойств соска.

Наличие в механизме растяжения сосковой трубки пружинного узла, состоящего из предварительно растянутого участка 12 сосковой трубки и двух втулок 13 и 14 обеспечивает существенное уменьшение эффективной жесткости механизма растяжения сосковой трубки и, следовательно, повышения чувствительности этого механизма к изменениям вязкоэластичных свойств соска. Данный узел будет включаться в работу (т.е. трубка начинает дополнительно растягиваться) тогда, как стакан начнет упираться в основание соска вымени. При этом будет происходить перераспределение амплитуды хода пневмотолкателя между растягивающимся участком сосковой трубки 25 и пружинным узлом. Если стакан не упирается в основание вымени, то амплитуда хода пневмотолкателя будет равна амплитуде растяжения участка 25 сосковой трубки 2.

Изучение силовых характеристик данного механизма растяжения показало, что нетрудно подобрать соответствующую амплитуду пневмоимпульса и механических свойств растягиваемых участков 25 и 12 сосковой трубки 2, при которых растяжение участка 25 будет в широких пределах (2-2,5 раза) изменяться в зависимости от вязкоэластичных свойств соска. Тем самым будет обеспечиваться надежное удержание стакана на соске и исключаться травмы соска.

В рассмотренной выше конструкции стакана массажного устройства верхняя пара пневмокамер связана с корпусом через упоры 6 (фиг.1), а нижняя закреплена в подвижных упорах 8. Вместе с тем следует отметить, что массажный стакан может эффективно работать и в том случае, если каждая пара пневмокамер будет закреплена снаружи (со стороны подводимого питания) в жесткую рамку, не связанную ни с корпусом, ни с механизмом подтяжки. Однако при этом необходимо чтобы пневмокамеры были фиксированы относительно места их прилегания к сосковой трубке (например пневмокамеры приклеены к сосковой трубке).

Использованный в стакане массажного устройства (фиг.1) механизм растяжения сосковой трубки, обеспечивающий изменение амплитуды растяжения участка 25 сосковой трубки в зависимости от вязкоэластичных свойств соска, может быть реализован с помощью других конструктивных решений. Так, вместо пружинного узла (фиг.1) может быть использован механизм, состоящий из предварительно растянутой пружины 27, двух упорных втулок 28 и растягиваемого участка сосковой трубки 29. Вместо пневмотолкателя, выполненного на двух сильфонах (фиг.1 и 4) может быть использован пневмотолкатель, выполненный на двух конических чулковых мембранах 32 и 33 (фиг.6-8). На фиг.6 представлен пневмотолкатель (вертикальный разрез в сжатом состоянии, когда давление на него не подано). На фиг.7 давление в пневмотолкатель подано.

Технико-экономическая эффективность предлагаемого стакана массажного устройства по сравнению с базовым объектом, характеризующим мировой уровень техники и в качестве которого принят серийно выпускаемый в стране пневмомассажный агрегат марки АПМ-Ф-1, состоит в более надежном и эффективном массаже всех участков соска вымени животного (нетелей, первотелок), что обеспечивает повышение продуктивности животных за первую лактацию. Проведение предварительных испытаний показало, что воздействие на механорецепторы соска вымени тактильных раздражающих импульсов, применяемых в предлагаемом массажном стакане, способствует возникновению полноценного рефлекса выведения молока у животных, что в последующем увеличивает секреторную и выделительную функцию молочной железы соответственно повышая продуктивность животных и эффективность машинного доения. В серийно выпускаемом массажном устройстве все вымя подвергается воздействию пульсирующего вакуума, при этом не всегда обеспечивается развитие полноценного рефлекса выведение и поступление в кровяное русло животного из центральной нервной системы гормонов, обеспечивающих становление лактационной функции животного.

Использование: в сельскохозяйственном машиностроении, в частности в стаканах массажного устройства для сосков и вымени. Сущность изобретения: стакан содержит жесткий корпус 1, сосковую трубку 2 с растягиваемым участком 25 и механизмом растяжения сосковой трубки. В межстенной камере расположены ярусно пережимающие пневмокамеры. Растягиваемый участок сосковой трубки расположен между ярусами пневмокамер, а механизм растяжения сосковой трубки имеет параметр жесткости, не превышающий 0,5 кг/см. 9 ил.

СТАКАН МАССАЖНОГО УСТРОЙСТВА ДЛЯ СОСКОВ ВЫМЕНИ, содержащий жесткий корпус, расположенную в нем сосковую трубку, имеющую растягиваемый участок, механизм растяжения сосковой трубки, размещенные в межстенной камере и установленные ярусно пережимающие пневмокамеры, отличающийся тем, что растягиваемый участок сосковой трубки расположен между ярусами пневмокамер, а механизм растяжения сосковой трубки имеет параметр жесткости, не превышающий 0,5 кг/см.