ДОИЛЬНЫЙ СТАКАН Российский патент 2002 года по МПК A01J5/08 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к доильным стаканам.

Известен доильный стакан, содержащий гильзу, сосковую трубку с присоском и молокоотводную камеру с молочным патрубком. Для улучшения процесса доения путем снижения под соском вакуума при уменьшении молокоотдачи доильный стакан снабжен мембраной с отверстием в центре и конусом для накрывания отверстия, который жестко закреплен на молокоотводной камере. Конус установлен с возможностью его перестановки вдоль продольной оси сосковой трубки [1].

Недостатками известной конструкции доильного стакана являются: во-первых, невозможность работать в автоматическом режиме эвакуации молока, поскольку для реализации процесса доения необходимо агрегатирование его с двухтактным или трехтактным доильным аппаратом; во-вторых, техническая реализация процесса эвакуации молока из вымени не предусматривает регулирование вакуумного режима адекватно физиологическим особенностям молокоотдачи лактирующего животного.

Целью изобретения является улучшение процесса доения. Поставленная цель достигается тем, что в предлагаемой конструкции на сосковом чулке установлена кольцевая мембрана, выполняющая функцию датчика пневмодозатора, а в корпусе закреплен мембранный клапан, обеспечивающие в зависимости от упругости соска вымени животного порциальное перераспределение воздуха между камерами доильного стакана, и сосковая трубка, работающая как обратный клапан, посредством которой производится отъединение подсосковой камеры от вакуумированного молокопровода и потактовое удаление выдоенного из соска вымени молока. Кроме того, в доильном стакане предусмотрен калиброванный канал для постоянной эвакуации воздуха из присоска. При изменении упругости соска изменяется величина деформации кольцевой мембраны, что, в свою очередь, сказывается на периодичности перехода мембраны из одного рабочего положения в другое, чем обеспечивается регулирование длительности перекрытия дроссельных отверстий в корпусе стакана, по которым происходит эвакуация воздуха из соответствующих камер, и регулирование величины и длительности открытого состояния мембранного клапана, что влияет на количество поступаемого в присосок воздуха. Таким образом, посредством изменения сдеформированного состояния кольцевой мембраны может быть достигнуто как регулирование величины вакуума под соском, так и регулирование вакуумметрического давления, воздействующего на мембранный клапан, дозирующий подачу воздуха в присосковую камеру, который в совокупности с калиброванным каналом постоянной эвакуации воздуха из присоска обеспечивает организацию вакуумного режима, при котором соблюдается обратная пропорция между вакуумом в присоске и в подсосковом пространстве доильного стакана.

Доильный стакан (фиг.1) содержит корпус 1, на котором посредством разъемного соединения типа "байонет" закреплена гильза 2, имеющая в нижней части нарезной патрубок 3 для соединения с вакууммированным молокопроводом 4. На кольцевой выступ 5 внутри корпуса 1 надет сосковый чулок 6, который в совокупности с резиновым колпаком 7, закрывающим верхнюю часть корпуса 1, образуют присосковую камеру I. В нижней части соскового чулка 6 имеется радиусная галтель для осевой фиксации кольцевой мембраны 8, которая нижним основанием упирается в аналогичную радиусную галтель, выполненную в межкамерной перегородке 9 корпуса 1. На межкамерной перегородке 9 закреплена сосковая трубка 10, нижний конец которой зафиксирован в кольцевой канавке 11 корпуса 1. Сосковая трубка 10 образует подсосковую II и межстенную III камеры, которые сообщены через подмембранную камеру IV и отверстия 12, радиально расположенные в межкамерной перегородке 9. В средней части корпуса 1 диаметрально выполнены дроссельные отверстия 13 для сообщения надмембранной камеры V с камерой постоянного вакуума VI так, что установленная на сосковом чулке 6 предварительно сдеформированная кольцевая мембрана 8 при смене положений постоянно удерживает в закрытом состоянии либо отверстия 12, либо отверстия 13. В отверстие 14, сообщающее надмембранную камеру V с присосковой камерой I установлен мембранный клапан 15, закрепленный в корпусе 1 винтовой пробкой 16 с выполненным в ней калиброванным каналом 17, сообщающим присосковую камеру I с атмосферой. Мембранный клапан установлен таким образом, что фактически выполняет две функции:
во-первых, разобщает надмембранную и присосковую камеры, во-вторых, перекрывает канал 17, отсекая присосковую камеру I от атмосферы. Кроме того, в доильном стакане предусмотрены отверстия постоянного подсоса воздуха: отверстие 18 для подачи воздуха в надмембранную камеру V, расход которого регулируется винтом 19, и отверстие 20 с нерегулируемым впуском воздуха, полученное при герметичном совмещении сверлений в корпусе 1 и гильзе 2, предназначенное для сообщения с атмосферой межстенной камеры III. В доильном стакане также имеется отверстие 21 для соединения присосковой камеры I с камерой постоянного вакуума VI.

Стакан работает следующим образом. При надевании доильного стакана сосок вымени животного, попадая в присосковую камеру I, охватывается сосковым чулком 6, защищающим его от воздействия вакуумметрического давления. В момент надевания доильного стакана на сосок вымени воздух начинает эвакуироваться из подсосковой камеры II, подмембранной камеры IV и межстенной камеры III, сообщенных между собой посредством дроссельных отверстий 12 в межкамерной перегородке 9. Кроме того, разрежение образуется в камере постоянного вакуума VI и через калиброванное отверстие 21 распространяется в присосковой камере I. Когда вакуумметрическое давление достигает определенной величины, происходит переход кольцевой мембраны 8 из рабочего положения, когда перекрыты дроссельные отверстия 13, в рабочее положение, при котором перекрываются дроссельные отверстия 12 /фиг. 2/. При этом прекращается эвакуация воздуха из межстенной камеры III, но продолжается из подсосковой камеры II до тех пор, пока сосковая трубка 10 в нижней, суженной части не сплющивается, прекращая эвакуацию воздуха из камеры II. Величина вакуумметрического давления под соском в момент отъединения подсосковой камеры II от вакууммированного молокопровода 4 достаточна для выведения молока из цистерны соска вымени в камеру II, где оно задерживается на некоторый промежуток времени, обусловленный длительностью технологического периода сплющенного состояния сосковой трубки 10.

После перехода кольцевой мембраны 8 в рабочее положение, при котором открываются дроссельные отверстия 13, поступивший в надмембранную камеру V через отверстие 18 с регулировочным винтом 19 воздух начинает эвакуироваться через камеру постоянного вакуума VI в вакуумированный молокопровод 4. Соотношение расходов воздуха через дроссельные отверстия 13 и 18 подобрано таким образом, что через определенный промежуток времени в надмембранной камере V появляется разрежение, воздействующее на кольцевую мембрану 8 и мембранный клапан 15. В начальный момент доения вакуумметрическое давление еще недостаточно велико, чтобы преодолеть силу упругости мембранного клапана 15, удерживающую его в закрытом состоянии, при котором сообщение присосковой камеры I с атмосферой исключается. То есть в присосковой камере I будет увеличиваться вакуум, вследствие постоянной эвакуации воздуха по каналу 21.

Одновременно с эвакуацией воздуха из надмембранной камеры V в межстенной камере III происходит снижение разрежения. Когда совокупное усилие на мембрану 8 от разрежения в камере V и давления в межстенной камере III превосходит силу упругости кольцевой мембраны 8 и силу от воздействия вакуумметрического давления в подсосковой камере II, мембрана 8 возвращается в исходное положение, при котором перекрываются дроссельные отверстия 13. После этого воздух через отверстия 12 поступает в подмембранную камеру IV, а из нее в подсосковую камеру II. Баланс сил, действующих на сосковую резину 10, нарушается под воздействием силы от избыточного давления, сплющенный конец сосковой трубки 10 возвращается в исходное положение, проходное сечение открывается, давая возможность воздуху и выдоенной порции молока эвакуироваться в молокопровод 4.

Таким образом реализуется рабочий цикл работы доильного стакана от момента выведения молока из соска до эвакуации его в молокопровод.

При увеличении упругости соска, что соответствует увеличению интенсивности молокоотдачи животного, величина внутреннего диаметра мембраны 8 увеличивается и, как следствие, изменяется ее деформация, то есть для перевода ее из одного рабочего положения в другое необходимо приложить большее усилие. Следовательно, вакуумметрическое давление в подмембранной камере IV и надмембранной камере V с увеличением упругости кольцевой мембраны 8 будет возрастать. Поскольку межстенная камера III сообщена посредством отверстий 12 с подмембранной камерой IV в ней также с увеличением упругости мембраны 8 будет возрастать вакуумметрическое давление. Так как сплющивание сосковой трубки 10 происходит под воздействием постоянного результирующего усилия, компенсирующего силу упругости, стремящуюся открыть проходное сечение, то для обеспечения баланса сил в момент отъединения молокопровода 4 от подсосковой камеры II в последней произойдет повышение вакуумметрического давления.

При эвакуации воздуха из подсосковой камеры II в молокопровод 4 часть выдоенного молока удаляется вместе с воздухом. После сплющивания сосковой трубки 10 остаток выдоенной порции молока скапливается в подсосковой камере II, вследствие чего ее рабочий объем уменьшается, что приводит к снижению вакуумметрического давления к концу опорожнения цистерны соска. В результате этого предотвращается жесткое воздействие вакуума на мягкие ткани внутренней полости соска.

С возрастанием вакуумметрического давления в надмембранной камере V величина усилия, действующего на мембранный клапан 15, увеличивается. И в момент, когда кольцевая мембрана 8 находится в рабочем положении, при котором открыты дроссельные отверстия 13, мембранный клапан 15, открывая калиброванный канал 17, сообщает присосковую камеру I с атмосферой, что приводит к уменьшению вакуумметрического давления в присосковой камере I. При переходе кольцевой мембраны 8 в рабочее положение, при котором закрыты дроссельные отверстия 13, мембранный клапан 15, перекрывая канал 17, отсекает присосковую камеру I от атмосферы. Поступивший в камеру I воздух начинает эвакуироваться через канал 21 в камеру постоянного вакуума VI и далее в молокопровод 4. Но диаметр калиброванного канала 21 подобран таким образом, что весь воздух камеры I до следующего такта работы доильного стакана удален не будет, поэтому вакуумметрическое давление в камере I повысится незначительно. Причем объем воздуха, поступающего в присосковую камеру I, зависит как от диаметра проходного сечения, которое открывает мембранный клапан 15, так и от длительности его открытого состояния. В процессе работы доильного стакана при увеличении упругости соска вымени увеличивается упругость кольцевой мембраны 8. В связи с этим увеличивается время ее перехода из одного рабочего положения в другое, то есть фактически происходит регулирование такта сосания в зависимости от упругости соска вымени. Увеличение вакуумметрического давления в надмембранной камере V и увеличение длительности такта сосания приводят к тому, что мембранный клапан 15 открывает канал 17 на большую величину и удерживается в открытом состоянии более длительный период времени, вследствие чего в присосковую камеру I поступает большее количество воздуха.

По мере снижения интенсивности молокоотдачи животного снижается упругость соска, соответственно упругость кольцевой мембраны 8 снижается. Вакуумметрическое давление в подмембранной IV и надмембранной V камерах уменьшается, в связи с чем мембранный клапан 15 постепенно снижает расход воздуха через канал 17, а затем вообще прекращает сообщение присосковой камеры I с атмосферой. При отсутствии подачи воздуха в камеру I и постоянной эвакуации его по каналу 21 величина разрежения в присосковой камере I постепенно возрастет до величины вакуума в молокопроводе 4.

Использование в доильном стакане кольцевой мембраны, мембранного клапана и калиброванного канала обеспечивает возможность распределения вакуумметрического давления между присосковой и подсосковой камерами, что снижает энергоемкость процесса стабилизации доильного стакана на соске вымени животного.

Источник информации
1. А.С. СССР 1095905, А 01 J 5/08, 1984 г., БИ 21.

Изобретение относится к конструированию доильных машин, в частности доильных стаканов. Доильный стакан содержит кольцевую мембрану, закрепленную на сосковом чулке и в корпусе стакана, реагирующую на упругость соска, мембранный клапан, перекрывающий канал, соединяющий присосковую камеру с атмосферой. В корпусе стакана выполнен калиброванный канал для постоянной эвакуации воздуха из присосковой камеры в вакуумированный молокопровод. В период доения изменение упругости соска меняет величину деформации кольцевой мембраны, в результате чего изменяется прямо пропорционально упругости соска вакуумметрическое давление в надмембранной камере, воздействующее на мембранный клапан. Увеличение вакуумметрического давления в надмембранной камере приводит к снижению вакуумметрического давления в присосковой камере обратно пропорционально упругости соска. Таким образом, происходит перераспределение вакуума между подсосковой камерой и присоском, что обеспечивает неподвижность стакана относительно соска вымени на протяжении всего периода доения, чем обусловлено улучшение процесса доения. 2 ил.

Доильный стакан, содержащий корпус, гильзу, сообщающуюся в нижней части с вакуумированным молокопроводом, сосковую трубку и кольцевую мембрану, отличающийся тем, что корпус снабжен кольцевым выступом и имеет межкамерную перегородку с радиусной галтелью, на корпусе закреплена гильза посредством разъемного соединения типа "байонет", на кольцевой выступ надет сосковый чулок, в нижней части которого выполнена радиусная галтель для осевой фиксации в ней кольцевой мембраны, упирающейся в радиусную галтель межкамерной перегородки корпуса, при этом в корпусе имеется мембранный клапан, закрепленный винтовой пробкой с калиброванным каналом, а кольцевая мембрана выполнена с возможностью деформирования в зависимости от упругости соска.