Манипулятор доильной установки Российский патент 2024 года по МПК A01J5/07 A01J7/00 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к манипуляторам доения коров.

Известен манипулятор доильной установки [1], включающий четыре датчика потока молока и механизмы додаивания, выполненные на каждом доильном стакане, а также доильный аппарат, который содержит двухкамерные доильные стаканы с регуляторами вакуума.

Данный манипулятор сложный в конструкции и вызывает неудобство операторам машинного доения, при установке доильных стаканов на доли вымени.

Известен манипулятор доильной установки с управляемым режимом доения по четвертям вымени коровы [2], содержащий электромагнитный пульсатор с четырьмя независимыми пневмораспределителями, четыре датчика-счетчика потока молока, датчики температуры и электропроводности молока, с держателем доильных стаканов, установленном на рычажной подвеске, выполненного в виде параллелограммного механизма.

Данный манипулятор хотя и обеспечивает управление процессом доения по каждой доле вымени индивидуально изменение вакуума под соском и снятие доильного аппарата по завершению процесса доения, однако сложен в конструкции и эксплуатации, и применение в доильных залах, а так же достаточно эффективен в работе, так как не обеспечивает машинное додаивание.

Известен переносной манипулятор доения коров [3], содержащий поплавковый датчик потока молока, блок управления которого содержит магнит и герконы, электрически соединенные с пневмоэлектроклапанами, пневмоцилиндр, тросом связанный с доильным аппаратом, который содержит двухкамерные доильные стаканы с механизмом додаивания, выполненные на каждом доильном стакане.

Данный переносной манипулятор хотя и обеспечивает додаивание по каждой доле вымени, однако наличие механизма додаивания на каждом доильном стакане вызывает неудобство у операторов машинного доения при установке их на соски вымени, а также при машинном додаивании, то есть при взаимодействии упора с околососковым, вследствие различных морфологических свойств вымени, возможна недостаточная эффективность машинного додаивания.

Наиболее близким к изобретению является доильная установка [4], содержащая держатель доильных стаканов, на лучах которого расположены ловушки и механизмы додаивания, выполненные в виде четырех сильфонов, каждый из которых соединен со своим доильным стаканом, держатель установлен на штоке горизонтального пневмоцилиндра, снабженный механизмом регулировки, блок управления содержит четыре датчика потока молока, каждый из которых соединен через коллектор с подсосковой камерой своего доильного стакана.

Данная доильная установка хотя и обеспечивает режим машинного додаивания по каждой доле вымени отдельно, однако недостатком является то, что молочный патрубок находится внутри каждого сильфона механизма, и вследствие своих механических свойств, влияет на эффективность машинного додаивания, то есть на величину усилия оттягивания.

Целью изобретения является повышение эффективности машинного доения на универсальных доильных станциях.

Техническим решением является то, что каждый доильный стакан гибкой тягой соединен со своим (индивидуальным) механизмом додаивания, обеспечивающий оттягивание доильного стакана с требуемым усилием и в сторону естественного направления соска, которые прикреплены к держателю штока пневмоцилиндра, прикрепленного посредством механизма регулировки к стойке, установленной с возможностью проворота посредством пневмокамеры; внутри поплавка датчика потока молока установлены магниты, а в корпусе датчика герконы электрически соединенные с пневмоэлектроклапанами, в крышке расположен переключающий геркон электрически соединенный с электроклапаном, кроме этого в цепь управления включены светодиоды разного цвета, обеспечивающие световую индикацию включения режимов доения.

Предлагаемое изобретение будет понято из следующего описания и приложенных чертежей.

На фиг. 1 изображен предлагаемый манипулятор доильной установки, общий вид; на фиг. 2 клапан; фиг. 3 механизм додаивания; фиг. 4 датчик потока молока; фиг. 5 электроклапан; фиг. 6 доильные стаканы с держателем; фиг. 7 клапан (в стартовом положении и при включении выводе доильных стаканов); фиг. 8 датчик потока молока при включении режима контроля; фиг. 9 электроклапан при включени режима контроля.

Манипулятор доильной установки (фиг. 1) содержит датчик потока молока 1, пневмоцилиндр 2, прикрепленный с возможностью перемещения в вертикальной плоскости механизмом регулировки 3 к стойке 4. Стойка 4 прикреплена с возможностью проворота к опоре 5 и жестко соединена с валом 6, который тягой 7 шарнирно соединен с мембраной 8 пневмокамеры 9. Пневмокамера 9 прикреплена к стойке 10 доильного станка. Поршень 11 пневмоцилиндра 2 содержит шток 12, выполненный из трубы с квадратным сечением (квадратного сечения), к которому прикреплен держатель 13. С рабочей стороны поршень 11 содержит цилиндрический толкатель 14. В полости 15 пневмоцилиндра 2 выполнена перегородка 16 с отверстием 17, диаметр которого больше диаметра цилиндрического толкателя 14, с обратной стороны к перегородке 16, соосно отверстию 17 прикреплен клапан 18.

Клапан 18 состоит из корпуса 19 (фиг. 2), перегородки 20, штока 21, клапана 22, пружины 23, которая взаимодействует с клапаном 22. В перегородке 20 выполнены отверстия 24. В нормальном состоянии отверстие 17 в перегородке 16 закрыто клапаном 22.

Каждый механизм додаивания 25 (фиг. 1) состоит из корпуса 26 (фиг. 3), установленного с возможностью перемещения в пазе 27 держателя 13. В корпусе 26 расположена гофра 28, верхняя крышка 29 которой гибкой тягой 30 соединена с кольцом 31 доильного стакана 32. Нижняя крышка 33 жестко прикреплена посредством штуцера 34 к корпусу 26. Шайба 35, прикрепленная к корпусу 26, ограничивает перемещение верхней крышки 29. К держателю 13 (фиг. 1) прикреплен улавливатель 36 доильных стаканов 32.

Датчик потока молока 1 соединен: молочным шлангом 37 с коллектором 38 и далее молочными патрубками 39 с подсосковыми камерами (на схеме не показано) доильных стаканов 32; молочным шлангом 40 с молокопроводом 41 и жестко прикреплен к разъему 42. Датчик потока молока 1 содержит поплавковую камеру 43 с поплавком 44 и с расположенным в нем цилиндрическим штоком 45 с выступом 46. Цилиндрический шток 45 образует с дном поплавковой камеры 43 калиброванную щель 47, пропускная способность которой составляет 200 мл/мин.

При заполнении поплавковой камеры 43 молоком и перемещении поплавка 44 вверх, он за выступ 46 поднимает цилиндрический шток 45 и тем самым увеличивает калиброванную щель 47 и молоко по молочному шлангу 40 поступает в молокопровод 41.

В верхней части поплавка 44 выполнено кольцевое углубление 48, диаметр которого превышает диаметр выступа 46, а глубина равна его высоте. Внутри поплавка 44, в нижней его части расположен магнит 49, а в верхней магнит 50.

В крышке 51 датчика потока молока 1 установлен переключающий геркон 52 (тип КЭМ-3), контакты которого электрически соединены: I контакт (фиг. 4) - с блоком 53 (фиг. 1), II контакт (фиг. 4) - с зеленым светодиодом 54 (фиг. 1) и далее блоком 53; III контакт (фиг. 4) - с электроклапаном 55 (фиг. 1), который электрически соединен с синим светодиодом 56. Блок 53 электрически соединен через контактную пластину 57 с источником электрической энергии - 12 В (на схеме не показан) и содержит кнопку включения 58.

В корпусе 59 датчика потока молока 1 со стороны магнита 49 поплавка 44 расположены на разной высоте герконы 60 и 61 (тип КЭМ-2). При чем магнитное поле магнита 49 воздействует на геркон 61 при положении поплавка 44 в поплавковой камере 43 (по высоте) при интенсивности молокоотдачи 600 мл/мин, а с герконом 60 при нижнем положении поплавка 44, при интенсивности молокоотдачи 200 мл/мин. Герконы 60 и 61 с одной стороны электрически соединены с контактом 62 электроклапана 55, а с другой соответственно: геркон 61 с оранжевым светодиодом 63 и далее с пневмоэлектроклапаном 64; геркон 60 с красным светодиодом 65 и далее с пневмоэлектроклапаном 66. Пневмоэлектроклапаны 64 и 66 электрически соединены с блоком 53.

Пневмоэлектроклапаны 64 и 66 с одной стороны соединены вакуумшлангом 67 с вакуумпроводом 68, а с другой соответственно соединены: пневмоэлектроклапан 64 посредством вакуумшланга 69 с распределителем 70 и далее вакуумшлангами 71 с механизмами додаивания 25 каждого доильного стакана 32; пнемоэлектроклапан 66 вакуумшлангом 72 и 73 с пневмозажимом 74 и вакумшлангами 72 и 75 с пневмоцилиндром 2.

Пневмозажим 74 прикреплен к стойке 10 и содержит мембрану 76, соединенную с кольцом 77.

Электроклапан 55 содержит соленоид 78, жестко соединенный с толкателем 79, контактную шайбу 80 и шток 81 (фиг. 5). Причем шток 81 содержит ручку 82 и подпружинен пружиной 83, а контактная шайба 80 подпружинена пружиной 84. В корпусе 85 электроклапана 55 расположена обмотка 86 и контакты 62 и 87. В толкателе 79 выполнена проточка 88.

Пневмоэлектроклапаны 64 (фиг. 1) и 66 содержат соответственно фильтры 89 и 90, исключающие попадание загрязнителей из окружающей среды в пнемоэлектроклапаны 64 и 66, пневмоцилиндр 2 и в гофры 28 (фиг. 3) механизмов додаивания 25 (фиг. 1).

В корпусе 59 поплавковой камере 43 со стороны герконов 60 и 61 выполнен по всей ее высоте прилив 91 (фиг. 1, фиг. 4), а поплавок 44 по высоте усечен по хорде 92, равной ширине прилива 91. Такая конструкция поплавковой камеры 43 и поплавка 44 препятствует проворачиванию поплавка 44 и его магнитов 49 и 50 при работе относительно герконов 60, 61 и 52 соответственно.

Клапан 18 вакуумшлангом 93 соединен с пневмокамерой 9. Пульсатор 94 вакуумшлангом 95 соединен с распределителем переменного вакуума 96 и далее с межстенными камерами (на схеме не показано) доильных стаканов 32.

Манипулятор доильной установки работает следующим образом.

Датчик потока молока 1 посредством разъема 42 подсоединяют к молокопроводу 41 и вакуумпроводу 68 доильной установки (на схеме не показана). Блок 53 посредством контактной пластины 57 подсоединяют к источнику электрической энергии (на схеме не показан).

Вакуум из вакуумпровода 41 по молочному шлангу 40 поступает в датчик патока молока 1 и далее по молочному шлангу 37 в коллектор 38. В исходном положении молочные патрубки 39 (фиг. 6) пережаты, и вакуум в подсосковые камеры доильных стаканов 32 не поступает.

Одновременно вакуум из вакуумпровода 68 (фиг. 1) поступает: в пульсатор 94 и далее по вакумшлангу 95 в распределитель переменного вакуума 96 и далее в межстенные камеры (на схеме не показаны) доильных стаканов 32; по вакуумшлангу 67 к пневмоэлектроклапанам 64 и 66.

Одновременно атмосферный воздух поступает: через фильтр 89 и пневмоэлектроклапан 64 по вакуумшлангу 69 через распределитель 70 по вакуумшлангам 71 через штуцер 34 (фиг. 3) в гофры 28 механизмов оттягивания 25 (Фиг. 1) каждого доильного стакана 32; через фильтр 90 и пневмоэлектроклапан 66 по вакуумшлангам 72, 73 в пневмозажим 74 и по вакуумшлангам 72, 75 в полость 15 пневмоцилиндра 2. Так как в исходном положении поршень И пневмоцилиндра 2 находится в крайнем правом положении, то толкатель 14 воздействует на клапан 22 (фиг. 7), преодолевая сопротивления пружины 23, перемещает его вправо. При этом атмосферный воздух из полости 15 (фиг. 1) пневмоцилиндра 2 через отверстие 17 (фиг. 7) и отверстия 24 в перегородке 20 по вакуумшлангу 93 (фиг. 1) поступает в пневмокамеру 9.

В исходном положении контакты 62 (фиг. 5) и 87 разомкнуты, так как под действием пружины 84 контактная шайба 80, толкатель 79 и соленоид 78 занимают крайнее правое положение в корпусе 85 электроклапана 55.

Кнопкой включения 58 (фиг. 1) блока 53 замыкают электрическую цепь и электрическая энергия поступает в блок 53 от источника электрической энергии. Так как в этом момент контакты I и II переключающего геркона 52 (фиг. 4) замкнуты, то электрическая энергия поступает к зеленому светодиоду 54 (фиг. 1), который зажигается и сигнализирует о готовности датчика потока молока 1 к управлению процессом доения. В начальный момент электрическая энергия не подается к герконам 60 и 61, так как контакты 62 (фиг. 5) и 87 электроклапана 55 разомкнуты. Поплавок 44 (фиг. 1) в поплавковой камере 43 находится в нижнем положении и его магнит 49 своим магнитным полем воздействует на геркон 60, замыкая его контакты, но электрическая энергия к пневмоэлектроклапану 66 не поступает.

Проворачивают пневмоцилиндр 2 в зону доильного станка (на схеме не показано), вытягивают из него шток 12 с держателем 13, поршнем 11 и доильными стаканами 32, подводят их под вымя животного и поочередно устанавливают доильные стаканы 32 на доли вымени (на схеме не показано).

Перед установкой доильных стаканов 32, при необходимости, в зависимости от расположения сосков вымени относительно пола доильного станка, регулирует по высоте положение пневмоцилиндра 2 с держателем 13 и доильными стаканами 32, перемещением их вверх или вниз по стойке 4 механизмом регулировки 3.

При необходимости, в зависимости от расположения в пространстве доильных стаканов 32, корпуса 26 (фиг. 3) механизмов додаивания 25 (фиг. 1) перемещают по пазам 27 (фиг. 3) держателя 13, чтобы положение в пространстве каждой гибкой тяги 30 было соосно оси симметрии своего доильного стакана 32.

Вакуум из коллектора 38 (фиг. 1) по молочным патрубкам 39 поступает в подсосковые камеры (на схеме не показано) доильных стаканов 32.

Начинается процесс доения. Молоко из доильных стаканов 32 по молочным патрубкам 39 поступает в коллектор 38 и далее по молочному шлангу 37 в поплавковую камеру 43 датчика потока молока 1, откуда через калиброванную щель 47 (если интенсивность потока молока не превышает 200 мл/мин) по молочному шлангу 40 в молокопровод 41.

При повышении интенсивности потока молока свыше 200 мл/мин, молоко не успевает эвакуироваться через калиброванную щель 47 и поплавковая камера 43 заполняется молоком. Поплавок 44 (фиг. 8) с магнитами 49, 50 всплывает и поднимает за выступ 46 цилиндрический шток 45, увеличивая калиброванную щель 47 и молоко по молочному шлангу 40 (фиг. 1) поступает в молокопровод 41. При этом выступ 46 (фиг. 7) цилиндрического штока 45 находится в кольцевом углублении 48 поплавка 44.

При верхнем положении поплавка 44, его магнит 50 магнитным полем воздействует на переключающийся геркон 52, при этом контакты I и II размыкаются - светодиод зеленый 54 гаснет, а контакты I и III замыкаются и электрическая энергия поступает к электроклапану 55 (фиг. 1). При поступлении электрической энергии в обмотку 86 (фиг. 9) электроклапана 55, магнитное поле созданное обмоткой 86, воздействует на соленоид 78, который перемещается влево с толкателем 79 и контактной шайбой 80. При этом контактная шайба 80 сжимает пружину 84 и замыкает контакты 62 и 87 и электрическая энергия поступает к герконам 60 (фиг. 1), 61 и синему светодиоду 56, при этом он загорается, информируя оператора машинного доения, что датчик потока молока 1 перешел в режим автоматического контроля потока молока.

Одновременно под действием пружины 83 (фиг. 9) шток 81 перемещается вниз и входит в проточку 88 толкателя 79, фиксируя контактную шайбу 80, в положении замкнутого состоянии контактов 62 и 87.

При снижении интенсивности потока молока поступающего в поплавковую камеру 43 (фиг. 1), поплавок 44 вследствие снижения уровня молока в поплавковой камере 43 опускается.. При этом опускается вместе с ним цилиндрический шток 45, образуя с дном поплавковой камеры 43 калиброванную щель 47 и датчик потока молока 1 начинает осуществлять контроль интенсивности потока молока. Одновременно магнитное поле магнита 50 поплавка 44 перестает воздействовать на переключающий геркон 52 (фиг. 8). При этом контакты: I и III размыкаются и электрическая энергия не поступает к электроклапану 55 (фиг. 1); контакты I и II (фиг. 8) замыкаются - светодиод зеленый 54 загорается. Происходит одновременное свечение зеленого 54 (фиг. 1) и синего 56 светодиодов, информирующих, что датчик потока молока 1 начинает осуществлять контроль истечение молока.

При снижении интенсивности потока молока до 600 мл/мин, поплавок 44, занимает положение, при котором его магнит 49 устанавливается на уровне геркона 61 и под действием его магнитного поля геркон 61 срабатывает, замыкая электрическую цепь. При этом электрическая энергия поступает к пневмоэлектроклапану 64 и к оранжевому светодиоду 63, который загорается и информирует о начале режима машинного додаивания. При поступлении электроэнергии к пневмоэлектроклапану 64, происходит его срабатывание и вакуум из вакуумпровода 68 по вакуумшлангу 67 через пневмоэлектроклапан 64 по вакуумшлангу 69, распределитель 70 и вакуумшланги 71 поступает в механизм додаивания 25 каждого доильного стакана 32. При поступлении вакуума через штуцер 34 (фиг. 3) в гофру 28, она сжимается и перемещает за собой верхнюю крышку 29 вниз, которая посредством гибкой тяги 30 за кольцо 31 оттягивает доильный стакан 32 вниз. То есть происходит оттягивание каждой доли вымени индивидуально. Если при этом интенсивность потока молока возрастает и уровень молока в поплавковой камере 43 (фиг. 1) увеличивается, то поплавок 44 с магнитом 49 перемещается вверх и его магнитное поле не воздействует на геркон 61, цепь размыкается и машинное додаивание прекращается. При повторном снижении интенсивности потока молока до 600 мл/мин, снова включается режим машинного додаивания, то есть осуществляется «следящий» режим машинного додаивания.

Если интенсивность потока молока не увеличивается, то поплавок 44 с магнитом 49 опускается вниз и его магнитное поле не воздействует на геркон 61, цепь размыкается и машинное додаивание прекращается и оранжевый светодиод 63 прекращает свечение.

При снижении интенсивности потока молока до 200 мл/мин, поплавок 44, занимает нижнее положение, при котором его магнит 49 устанавливается на уровне геркона 60 и под действием его магнитного поля геркон 60 срабатывает, замыкая электрическую цепь. Электрическая энергия поступает к пневмоэлектроклапану 66 и к красному светодиоду 65, который загорается, информируя о начале снятия доильных стаканов 32 с вымени животного. При поступлении электроэнергии к пневмоэлектроклапану 66, происходит его срабатывание и вакуум из вакуумпровода 68 по вакуумшлангу 67 через пневмоэлектроклапан 66 по вакуумшлангу 72 поступает: по вакуумшлангу 73 в пневмозажим 74, при этом мембрана 76 прогибается и своим кольцом 77 пережимает молочный шланг 37 и поступление вакуума в коллектор 38 и подсосковые камеры доильных стаканов 32 прекращается; по вакуумшлангу 75 в полость 15 пневмоцилиндра 2. При поступлении вакуума в полость 15 пневмоцилиндра 2, поршень 11 начинает перемещаться вправо, вместе со штоком 12, держателем 13 с доильными стаканами 32 и тем самым снимает доильные стаканы 32 с сосков вымени, которые улавливаются улавливателем 36 (фиг. 6). Когда поршень 11 (фиг. 1) займет крайнее правое положение, его толкатель 14 (фиг. 7), воздействует на клапан 22, преодолевая сопротивления пружины 23, перемещает его вправо. При этом вакуум из полости 15 (фиг. 1) пневмоцилиндра 2 через отверстие 17 (фиг. 7) и отверстия 24 в перегородке 20 по вакуумшлангу 93 (фиг. 1) поступает в пневмокамеру 9. При поступлении вакуума в пневмокамеру 9, мембрана 8 прогибается и посредством тяги 7 проворачивает вал 6, который проворачивает стойку 4 с пневмоцилиндром 2, держателем 13 и доильными стаканами 32. То есть несущая часть манипулятора доения занимает положение параллейно доильному станку, за пределами его зоны, для свободного входа в доильный станок следующего животного.

Затем за ручку 82 электроклапана 55 оттягивают шток 81 (фиг. 9), который выходит из проточки 88 толкателя 79 и под действием пружины 84 (фиг. 5) контактная шайба 80, толкатель 79 и соленоид 78 перемещаются вправо, размыкая контакты 62 и 87.

Манипулятор доильной установки готов к доению следующей коровы.

Таким образом предлагаемое изобретение повышает эффективность машинного доения на универсальных доильных станциях.

Источники информации:

1. SU 1750511 С1, 5 A01J 7/00, 30.07.1992 Манипулятор доильной установки.

2. RU 2715859 C1, A01J 7/00, 03.03.2020 Манипулятор доильной установки с управляемым режимом доения по четвертям вымени коровы.

3. RU 2812332 C1, A01J 7/00, 5/007, 29.01.2024 Переносной манипулятор линейной доильной установки.

4. SU 177750 A3, A01J 7/00, 23.11.1992 Доильная установка.

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к манипуляторам доения коров. Поплавковая камера (43) датчика потока молока содержит поплавок (44) с установленными внутри его магнитами, взаимодействующий с герконами (60, 61). В цепь управления включены светодиоды зеленого, синего, оранжевого и красного цвета, обеспечивающие световую индикацию включения режимов доения. Поплавок содержит кольцевое углубление (48). Поплавковая камера содержит цилиндрический шток (45) с выступом, и цилиндрический шток образует с дном поплавковой камеры калиброванную щель (47) с пропускной способностью 200 мл/мин. Пневмоэлектроклапаны (64, 66) содержат фильтры (89, 90) и соединены с одной стороны с вакуумпроводом (68), а с другой - один пневмоэлектроклапан (64) соединен с механизмом додаивания (25) каждого доильного стакана (32), а другой - с пневмозажимом (74) и пневмоцилиндром (2), клапан которого соединен пневмокамерой. Механизм додаивания каждого доильного стакана содержит гофру, верхняя крышка которой гибкой тягой (30) соединена с кольцом (31) доильного стакана. Поршень (11) пневмоцилиндра содержит толкатель (14). Повышается эффективность машинного доения на универсальных доильных станциях. 9 ил.

Манипулятор доильной установки, содержащий датчик потока молока, доильный аппарат, каждый доильный стакан которого гибкой тягой соединен с механизмом додаивания, установленным в держателе, прикрепленном к штоку пневмоцилиндра, который посредством механизма регулировки прикреплен к стойке, вал которой тягой соединен с возможностью проворота с мембраной пневмокамеры, поплавковая камера датчика потока молока содержит поплавок с установленными внутри его магнитами, взаимодействующий с герконами, верхний магнит взаимодействует с герконом, расположенным в крышке датчика, в начале доения при превышении интенсивности потока молока свыше 200 мл/мин и заполнении поплавковой камеры, и электрически соединен с электроклапаном, нижний магнит взаимодействует с герконами, которые расположены в корпусе датчика таким образом, что взаимодействие магнита с верхним герконом происходит при интенсивности потока молока 600 мл/мин, а с нижним герконом при нижнем положении поплавка, соответствующем интенсивности потока молока 200 мл/мин, в цепь управления включены светодиоды зеленого, синего, оранжевого и красного цвета, обеспечивающие световую индикацию включения режимов доения, поплавок содержит кольцевое углубление, поплавковая камера содержит цилиндрический шток с выступом, и цилиндрический шток образует с дном поплавковой камеры калиброванную щель, с пропускной способностью 200 мл/мин, пневмоэлектроклапаны содержат фильтры и соединены с одной стороны с вакуумпроводом, а с другой - один пневмоэлектроклапан соединен с механизмом додаивания каждого доильного стакана, а другой - с пневмозажимом и пневмоцилиндром, клапан которого соединен пневмокамерой, механизм додаивания каждого доильного стакана содержит гофру, верхняя крышка которой гибкой тягой соединена с кольцом доильного стакана, поршень пневмоцилиндра содержит толкатель.