DK156023B - Vakuumpulsator til malkemaskiner - Google Patents

Description

i

DK 156023 B

Opfindelsen angår vakuumpulsatorer til anvendelse i malkemaskiner og af den i indledningen til krav 1 nævnte art.

Malkemaskinepulsatorenheder tjener til at lede en række impulser til pattekopper, der er forbundet med et dyr, 5 der skal malkes, og hver impuls omfatter en vakuumfase og en atmosfæreluft- eller trykluftfase.

Automatiske pulsatorer er separate pulsatorer, som er konstrueret til at frembringe en defineret impuls indeholdende en luft- og en vakuumfase, hvis hastighed enten 10 er konstant eller kan justeres ved styring af volumen vekslingen til et taktkammer. Konventionelle automatiske pulsatorer fungerer mere eller mindre vilkårligt i forhold til hinanden, fordi de ikke har en styrende masterenhed. Endvidere er det normalt ikke muligt at 15 styre forholdet mellem vakuum og luft i de til patte kopperne leverede impulser på justerbar måde.

Relæpulsering i malkemaskiner er defineret ved, at den første pulsatorenhed modtager sin aktiveringsimpuls direkte fra en masterpulsator og derpå overfører den 20 modtagne impuls til den næste pulsator osv.

I alle kendte pneumatiske relæpulsatorer, der styres af en masterenhed, er overføringen af pulseringsfaserne fra den ene til den anden kun effektiv, når de overførte impulser har samme forhold mellem luft og vakuum dvs.

25 50:50. I det tilfælde hvor en master- eller en relæ- pulsator frembringer en driftsimpuls, hvor vakuumfasen er større end atmosfæretrykfasen, såsom ved et forhold mellem vakuum og luft på 60:40, ville denne impuls, hvis den overførtes direkte til den næste pulsators 30 aktiveringskammer, frembringe det omvendte vakuum/ luftforhold på 40:60 til en pulsators tilsluttede pattekopper. Dette er naturligvis en yderst uønsket virkning.

2

DK 156023 B

Der findes ingen kendt malkemaskineventil, der er i stand til at korrigere denne virkning og ved en sådan pulsering at overføre et ønsket konstant forhold fra 5 den ene til den anden mellem vakuum og luft i impulser ne, som tilføres pattekopperne.

Formålet for opfindelsen er at afhjælpe de ovennævnte ulemper ved den kendte teknik ved en vakuumpulsator, der enten arbejder som en automatisk enhed eller i et 10 relæsystem. Dette formål opnås ifølge opfindelsen ved, at vakuumpulsatoren, der som nævnt er af den i indledningen til krav 1 nævnte art, er udformet som angivet i den kendetegnende del af dette krav, idet man herved opnår, at en malkemaskine nemt kan justeres til et hvil-15 ket som helst forhold mellem vakuum og atmosfærisk luft- /trykluft i de til pattekopperne leverede impulser.

I denne beskrivelse med krav skal der ved udtrykket "luft" forstås enten atmosfærisk luft eller trykluft ved et tryk over atmosfæretrykket.

20 Opfindelsen forklares nærmere i det følgende under hen visning til tegningen, hvor fig. 1 viser et tværsnit af en masterpulsator ifølge opfindelsen langs linien II—II i fig. 2, fig. 2 er et planbillede af fig. 1, 25 fig. 3 viser et snit af en relæpulsator ifølge opfindelsen langs linien 111 -111 i fig. 7, 1 4 viser et snit langs linien IV-IV i fig. 2,

DK 156023 B

3 fig. 5 viser et snit langs linien V-V i fig. 2, fig. 6 viser et snit af en forholdsjusterende mekanisme ifølge opfindelsen langs linien VII-VII i fig. 7, fig. 7 er et planbillede af en relæpulsator ifølge op-5 findelsen, fig. 8 viser et snit af relæpulsatoren langs linien VIII-VIII i fig. 7, fig. 9 viser et snit af et første ventilelement langs linien IX—IX i fig. 10, 10 fig. 10 er et planbillede af et første ventilelement og fig. 11a, 11b og 11c er grafer over forskellige impuls-cykler, der kan opnås med pulsatoren ifølge opfindelsen.

Taktkammeret 1 er cylindrisk og har en udvendig dyse 15 29, der danner forbindelse til vakuum/luftfaserne, som styres af en hastighedsjusterende nåleventil 19 og den forholdsjusterende nåleventil 21.

Aggregatet omfattende taktkammeret 1, et legeme 2 og en underdel 3 er permanent forbundet med en forbindelse 20 4 til en permanent vakuumkilde og en ledning 5 til malke maskinens pattekopper.

En membran 6 er anbragt i sektionen mellem kammeret 1 og legemet 2 og er tætnende forbundet med taktkammeret 1. Et rundtgående sæde 7 og et første ventilelement 25 8 er anbragt i kammeret mellem vakuumforbindelsen 4 og ledningen 5 til pattekopperne og er forskydeligt i et styr 9. Det første ventilelement 8 er indrettet 4

DK 156023 B

til kontakt med både membranen 6 og det centrale sæde 7.

Den nedre del af det første ventilelement 8 tjener endvidere til at samvirke med en ventilmembran 10, som ^ findes i pulsatorens underdel 3, der går i funktion i det øjeblik det første ventilelement 8 under atmosfærisk tryk på membranen 6 bevæges ned for at forhindre direkte passage af atmosfærisk luft til vakuumforbindelsen under pulsatorens faseveksling fra luft eller fra vakuum til pattekopperne. Ventilmembranen 10 samvirker også med et sæde 11 i underdelen 3 for at tillade fremføring af atmosfærisk luft til pattekopperne gennem ledningen 5.

Underdelen 3 er cirkelformet og har fire huller 12, 1·* der er centralt beliggende til at tillade fremføring af atmosfærisk luft til pulsatoren. Ved 13 er der tilvejebragt mulighed for fastgørelse af et passende luft-filter. Alternativt kan lufttilgangshullerne 12 være lukket eller udeladt og erstattet af en passende for-A bindelse, der giver pulsatoren adgang til trykluft.

Omkring hullerne 12 findes en ring eller et sæde 11, og ved dette findes doseringshuller 14, hvorigennem atmosfærisk luft kan passere til pattekopperne via ledningen 5. Over sædet 11 findes en ventilmembran 10, o c LD som holdes på plads af en passende fastgjort holdeplade 15, der har en central åbning 16, der strækker sig lige uden for sædets 11 ydre periferi og giver adgang til det første ventilelements 8 ventilhoved. Ved åbningen 16 har holdepladen en cirkelformet udsparing 17. Formålet med denne udsparing 17 er, at ventilmembranen har et minimalt eller intet spillerum med sædet 11, således at tilgangen af atmosfærisk luft til pulsatoren under pulseringen kun kan finde sted ved luftfasen til kopperne, hvilket resulterer i en positiv og tæt pulsator under

DK 156023 B

5 alle driftsforhold.

Ved pulsatorens vakuumfase samvirker udsparingen 17 med det første ventilelements 8 fremspring 8b og udsparing 8c, så at der ved sædet 11 dannes et mellemrum, hvorved 5 atmosfærisk luft kan passere til pattekopperne.

Det første ventilelement 8 har en særlig form. Styreskaftet 8a er rillet med henblik på at reducere friktionen og tillade fri passage af atmosfærisk luft via de rillede luftpassager 8d fra pattekopperne til permanent vakuum.

10 Den nedre del, som arbejder i permanent kontakt med ventilmembranen 10, er trappeformet og har et cirkel-formet fremspring 8d og en cirkelformet udsparing 8c og virker på følgende måde: 1. Når der hersker atmosfærisk tryk over membranen 15 6 bevirker den resulterende, indledningsvise ned adgående bevægelse af det første ventilelement 8, at det lille fremspring 8b, der virker centralt på ventilmembranen 10, øjeblikkeligt spærrer for atmosfærisk luft ved sædet 11. Den videre nedadgående 20 bevægelse fortsætter, indtil den bremses af udspa ringen 8c, der virker mod sædet 11 og resulterer i nøjagtig åbning af sædet 7 til permanent vakuum.

2. Når der hersker vakuum på membranen 6, tvinger den atmosfæriske luft, der kommer ind gennem hullerne 25 12 mod ventilmembranen 10, det første ventilelement 8 opad, hvorved permanent vakuum ved sædet 7 øjeblikkeligt afbrydes, og tvinger og forvrider samtidig ventilmembranen 10 omkring fremspringet 8b ind i udsparingen 8c og over i udsparingen 17 i holdepladen 30 15, hvilket medfører fuldt spillerum over sædet 11 og at atmosfæreluft eller trykluft kan passere 6

DK 156023B

til pattekopperne via doseringshullerne 14 og ledningen 5 til pattekopperne.

Grafen i fig. 11a viser en standard impulskurve, hvor kurven 50a viser vakuumfasen og kurven 51a trykfasen.

5 Som vist i fig. 5 er et hus 18 udvendigt og lodret fast gjort til legemet 2 og har fortrinsvis en hastighedsjusterende nåleventil 19 med sæde 20 og en forholdsjusterende nåleventil 21 med sæde 22.

Den hastighedsjusterende nåleventil 19 er via en led-10 ning 23, en kanal 24 og en ledning 25 forbundet med pulsatorens vakuum/luftfaser og derfra via nåleventilen 19, det fælles kammer 26, dysen 27, og et bøjeligt rør 28 med dysen 29 der er direkte forbundet med taktkammeret 1.

15 Den hastighedsjusterende nåleventil tjener til at styre den hasti gh ed, hvormed luft passerer til og fra takt-kammeret. Jo større åbningen er, desto hurtigere er pulseringshastigheden. Jo mindre åbningen er, desto langsommere er pulseringshastigheden.

20 Den forholdsjusterende nåleventil 21 (fig. 5) er via et kammer 30, en rørledning 31, det fælles kammer 26 og derfra via dyserne 27 og 29 forbundet med taktkammeret 1. Den har også forbindelse til permanent vakuum ved rørledningen 34 via rørledningen 32 og kanalen 33 25 eller til atmosfæren via porten 35, idet enten rørled ningen 34 eller porten 35 alternativt kan være lukket af den aftagelige prop 36 ifølge det særlige forhold som ønskes. Hvis en lang vakuumfase er nødvendig, fjernes proppen 36, der hindrer tilgang af atmosfæreluft gennem 30 porten 35, og indsættes i kanalen 34, der via den forholdsjusterende nåleventil 21 forbinder permanent va-

DK 156023 B

7 kuum med taktkammeret 1. Herved forlænges vakuumcyklen, medens forbindelse til permanent vakuum forlænger pul-satorens trykcyklus.

Den forholdsjusterende nåleventil åbnes nu for at give 5 adgang af tilstrækkelig atmosfæreluft til taktkammeret 1 til opnåelse af den ønskede lange vakuumfase til pattekopperne .

Fig. 11c viser den lange vakuumfase 50c i modsætning til trykfasen 51c.

10 Dette fremkaldes ved den ekstra tid, som det ved vakuum udluftningen via den hastighedsjusterende nåleventil 19, dyserne 27 og 29 til taktkammeret 1 tager at fjerne tilstrækkelig luft, således at det nødvendige vakuum kan herske i taktkammeret, hvorved den efterfølgende 15 luftfase til pattekopperne lettes.

Til forkortelse af vakuumfasen til pattekopperne lukkes der for atmosfæreluft ved omskiftning af proppen 36.

Den åbne rørledning 34 giver nu en større vakuumudluftning via kanalen 33, rørledningen 32, den forholdsju-20 sterende nåleventil 21, kammeret 30, rørledningen 31, det fælles kammer 26, dyserne 27 og 29 til taktkammeret 1. Dette i forbindelse med vakuet gennem den hastigheds-justerende nåleventil 19 til taktkammeret 1 bevirker, at der hurtigt opstår vakuum i taktkammeret med deraf 25 følgende længere luftfase til pattekopperne.

Fig. 11b viser den korte vakuumfase 50b og den lange vakuumfase 51b.

Når proppen 36 er indskudt i porten 35 og den forholds-justerende nåleventil 21 er lukket, er pulsatoren ind-30 stillet til standardforhold.

DK 156023 B

8 Når den beskrevne pulsator også eller uafhængigt skal fungere som masterpulsator til overføring af et specifikt pulseringsforhold, er det følgende, i fig. 6 viste ventilorgan til justering af overføringsforholdet pas-5 sende fastgjort på legemet 2.

Ventilhuset 37 er fortrinsvis aflangt og er udformet med to hovedluftpassager 38 og 39. I passagen 38 findes fortrinsvis en kugleventil 40 med sæde 41. Kuglens opadgående bevægelse begrænses og reguleres af en justerbar, 10 konusformet holdeskrue 42.

Passagen 39 indbefatter og er styret fortrinsvis af en nåleventil 43 og dens sæde 44. Begge passager er indbyrdes forbundet via kanaler 45 og 46 til vakuum-og atmosfæreluftfaserne til den tilknyttede pulsators 15 pattekopper gennem forbindelsen 47 og til forbindelses- dysen 48, der har forbindelse med aktiveringskammeret ti-1 den næste og drevne pulsator.

Ventilens funktion, når den anvendes som master eller som et fast element i en relæpulsatorventil, er at kor-20 rigere forholdet mellem vakuum og atmosfæreluft til det forhold, der er påkrævet for relæ- eller slavepul-- satorerne.

Når ventilen anvendes som relæpulsator styret af en masterpulsator, kan den endvidere anvendes fortrinsvis 25 som en drivenhed til overføring af en korrigeret impuls .til den næste pulsator eller som en dreven enhed, der korrigerer og påvirker den modtagne impuls. Ved sidstnævnte anvendelse har ventilen ingen forbindelse med vakuum- og atmosfæreluftfaserne for den pulsator, som 30 den er tilknyttet. Disse modtages fra en passende for bindelse på den foregående relæpulsator og er forbundet direkte med en ydre dyse på ventilhuset 37 med adgang

DK 156023B

9 til passagen 38. Impulsen, der korrigeres af ventilen, ledes via dysen 48 til den tilknyttede pulsators aktiveringskammer .

I det følgende beskrives en relæpulsatorventil under 5 henvisning til fig. 3, 4, 6, 7 og 8.

Relæventilen har samme konstruktion som den automatiske ventil, med undtagelse af at hastigheds- og forholds-ventilen er udeladt, at taktkammeret 1 er erstattet af en pulsatorhætte 30, som fortrinsvis har en dysefor-10 bindelse 49, der giver adgang til aktiveringskammeret 51, og at relæ- og forholdsjusteringsventilen 37a er tilføjet som en kombineret enhed.

Man vil forstå, at ventilen 37a kan monteres på en hvilken som helst pulsator af samme generelle type.

15 Som det fremgår af fig. 3 og 4, strømmer luft, når ven tilen er tilsluttet atmosfæreluften via forbindelsen 47, gennem passagen 38 og via den af luften løftede kugleventil 40, den fælles kanal 46 og via kanalen 43, nåleventilen 43, passagen 39, kammeret 46, gennem dysen 20 48 til dysen 49 og gennem pulsatorhætten 50 til den drevne pulsators aktiveringskammer 51, hvorved man opnår fri og hurtig virkning af membranen 6. Den således fremførte luftstrøm eller impuls resulterer i en øjeblikkelig vakuumimpuls til den drevne pulsators pattekop-25 per.

Omvendt, når ventilen er tilsluttet vakuum, suges luften ud, og derved lukkes øjeblikkeligt kugleventilen, således at al luften tvinges til at strømme via passagen 39, justeringsventilen 43, kanalen 45 og passagen 38 30 til forbindelsen 47 til vakuum. Det vakuum, som nu frem bringes i den drevne pulsators aktiveringskammer, bevir-

DK 156023 B

10 ker, at luft drives til de tilsluttede pattekopper.

Til forlængelse af vakuumpattekopfasen standses udsugningen af luft ved, at nåleventilen 43 lukkes, hvorved luftfasen til aktiveringskammeret forlænges til det 5 ønskede forhold.

Til afkortning af vakuumpattekopfasen åbnes nåleventilen, hvorved udsugning af luft fra aktiveringskammeret accelereres .

I det følgende beskrives en slavepulsator, som har samme 10 konstruktion som relæpulsatoren, med undtagelse af at nåleventilen til justering af overføringsforholdet er udeladt.

Ved tendensen mod hurtigere pulseringshastigheder kombineret med stigende forhold mellem vakuum og atmosfære-15 luft for at fremme hurtigere malkning af et stort antal køer er tidsfaktoren ved pulseringen til indføring af· atmosfæreluft, som sætter pattekopperne under tryk, blevet stadig kortere, hvilket har en negativ virkning på køernes velvære.

20 Anvendelse af trykluft til pulsatorerne kræver, skønt trykcyklen i så fald ville blive accelereret og forøget, en pulsator, hvor pulseringsforholdet kan justeres til både det anvendte lufttryk og den påkrævede pulseringshastighed, idet de opnåede fordele ellers i stort omfang 25 ville blive ophævet af en trykinduceret forholdsulige vægt .

Claims (7)

1. Vakuumpulsator til malkemaskiner, indrettet til skiftevis at kunne levere vakuumimpulser og luftimpulser og omfattende et legeme (2) med et organ (4) til at 5 forbinde en første zone (4a) i legemet med en permanent vakuumkilde og en membranventil (6,8) omfattende et første ventilelement (8), der er indrettet til at kunne samvirke med en første ventilåbning (11), der er indrettet til at forbinde en anden zone (5a) i legemet med 10 en luftkilde, hvor legemet (2) endvidere har en anden ventilåbning (7), der er indrettet til at blive åbnet eller lukket til etablering eller hindring af forbindelse mellem den første (4a) og den anden (5a) zone, samt en første deformerbar membran (6) med en første (6a) 15 og en anden (6b) modstående flade, af hvilke den anden flade (6b) under brug skiftevis udsættes for vakuum og luft, medens den første flade (6a) er indrettet til at blotlægges for legemets (2) første zone (4a), hvilken første deformerbare membran (6) endvidere er ind-20 rettet til at kunne samvirke med det første ventilele ment (8) på en sådan måde, at dette under i det mindste en større del af en driftscyklus er bevægeligt således, ·> at den første ventilåbning (11) ved lukning af den anden ventilåbning (7) er åben, hvorved luft tilføres den 25 anden zone (5a), og den første ventilåbning (11) ved åbning af den anden ventilåbning (7) er lukket, hvorved den anden zone (5a) udsættes for vakuum, kendetegnet ved, at den første deformerbare membrans (6) og det første ventilelements (8) bevægelse er styret 30 af en justerbar forholdsregulerende ventil (18, 21, 22), der har justerbare elementer (21, 22) til variering af graden af begrænset forbindelse mellem luft eller vakuum og den første deformerbare membrans (6) anden flade (6b) til styring af forholdet mellem vakuum og DK 156023 B luft på tidsbasis i de i den anden zone (5a) forekommende impulser.

2. Vakuumpulsator ifølge krav 1, kendetegnet ved, at den justerbare forholdsregulerende ventil (18, 5 21, 22) er indrettet til at kunne etablere begrænset forbindelse mellem den første zone (4a) og den første deformerbare membrans (6) anden flade (6b).

3. Vakuumpulsator ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at det første ventilelement (8) har et bevæge- 10 ligt ventillegeme, der er anbragt mellem og er indrettet -til at kunne samvirke med en anden deformerbar membran (10) og den første deformerbare membran (6), og at det første ventilelement (8) har en første tætningsflade, der er indrettet til anlæg mod et den anden ven-15 tilåbning (7) omgivende ventilsæde til lukning af den anden ventilåbning (7).

4. Vakuumpulsator ifølge krav 3, kendetegnet ved, at ventilelementet (8) har et fremspring (8b), der er indrettet til at indgribe med og presse den anden 20 deformerbare membran (10) mod et den første ventilåbning (11) omgivende ventilsæde før anlægget mod et andet parti (8c) af ventilelementet (8), der presser mod den anden deformerbare membran (10) på ventilsædet, der omgiver den første ventilåbning (11).

5. Vakuumpulsator ifølge krav 4, kendetegnet ved, at der ved anlægget mellem ventilelementet (8) og det den anden ventilåbning (7) omgivende ventilsæde er en af et holdefremspring dannet spillerumszone (17), som ligger over og i afstand fra den anden membran 30 (10), og ind i hvilken den anden membran (10) kan defor meres under indvirkning af vakuum i den anden zone (5a) til åbning af den første ventilåbning (11), hvorved DK 156023 B luft kan strømme ind i den anden zone (5a).

6. Vakuumpulsator ifølge et hvilket som helst af kravene 2-5, kendetegnet ved, at den justerbare forholdsregulerende ventil (18, 21, 22) har en fra den 5 første zone (4a) udgående første passage (32, 33, 34), og en fra luftkilden udgående anden passage (35), og at der findes spærreorganer (33) til selektivt at lukke den første eller den anden passage, samt at disse passager fører til en fælles passage (22, 30, 31, 26, 27, 28, 10 29), der står i forbindelse med den første deformerbare membrans (6) anden flade (6b).

7. Vakuumpulsator ifølge krav 6, kendetegnet ved, at der i den fælles passage findes et justerbart strømningsbegrænsende organ (21, 22).