Brevet FR2461931A1 — publié le 19810206

- 1 9- La présente invention concerne un compteur de liquide, notamment un compteur à lait utilisable pour mesurer la quantité de lait produite par un animal au cours d'une traite dans une installation de traite automatique. Il a déjà été proposé, à cette fin, un coma- teur du type comportant un dispositif de mesure recevant un liquide le cas échéant dégazé au moyen d'un disposi- tif de dégazage, et des vannes d'entrée et de sortie commandant, respectivement, l'entrée du liquide dans le dispositif de mesure et la sortie du liquide hors du dispositif de mesure lorsqu'une quantité prédéterminée de liquide a été introduite dans celui-ci. Les exigences actuelles du contrôle laitier font que l'on doit disposer d'un compteur de liquide non seulement robuste et facile d'emploi et d'entretien, mais encore facilement transportable, précis à quelques pour cent près et pouvant être très facilement monté et dé- monté. En outre, de préférence, le compteur doit pouvoir être associé à un dispositif de prélèvement d'échantil- lons qui doit également être démontable et transportable. Conformément à l'invention, le compteur à li- quide est du type indiqué plus haut dans lequel: - le dispositif de mesure comporte un récipient de mesure placé à un niveau inférieur à celui du disposi- tif de dégazage et muni d'un capteur fournissant un si- gnal de mesure lorsqu'une quantité de liquide prédétermi- née, inférieure à la capacité totale du récipient de me- sure, a été introduite dans celui-ci, et - lés vannes d'entrée et de sortie sont des vannes actionnées pneumatiquement au moyen d'électro- vannes agissant en réponse au signal de mesure pour re- lier des chambres de commande des vannes à une source de vide ou à l'atmosphère. Ainsi apparaît un double avantage de l'inven- - 2- tion: d'une part, une bonne précision est atteinte du fait que tout le liquide est mesuré de façon directe, et non pas indirectement par exemple par mesure d'une frac- tion sensiblement constante comme c'est le cas de cer- tains compteurs à lait connus; d'autre part, cette me- sure est effectuée en actionnant des vannes d'entrée et de sortie au moyen d'électrovannes qui consomment peu d'électricité. Ces électrovannes peuvent alors être sim- plement alimentées au moyen d'une batterie fournissant l'ensemble de l'énergie électrique nécessaire au fonc- tionnement du compteur. On dispose d'mn compteur précis et facilement transportable, ce qui est un avantage pré- cieux dans le cas de compteur à lait utilisé dans une salle de traite automatique, puisqu'il suffit alors, pour le mettre en service, de le brancher en sortie d'un fais- ceau trayeur et de le raccorder à la source de vide de la salle de traite. Plusieurs modes de réalisation différents pour- ront être utilisés pour le capteur du dispositif de mesure. Un capteur de niveau à flotteur constitue un capteur robuste et bon marché présentant une précision satisfaisante, le flotteur provoquant par exemple la fer- meture d'un interrupteur électrique pour l'émission du signal de mesure lorsqu'il parvient à un niveau prédéter- miné dans le récipient de mesure. Selon d'autres modes de réalisation, on pourra utiliser un capteur de pression fournissant un signal de mesure représentatif de la différence de pression entre le fond et le sommet du récipient de mesure, ou un cap- teur résistif comportant au moins une électrode placée à un niveau déterminé dans le récipient de mesure, ou enco- re, un capteur capacitif. Lorsqu'une grande précision est recherchée, on peut utiliser un capteur de poids, par exemple un capteur -3- à jauge de contrainte auquel le récipient de mesure est suspendu. Dans le cas du compteur à lait, les légères variations de densité du lait au cours de la traite sont alors prises en compte pour la mesure de la quantité de lait, exprimée en poids, fournie par un animal au cours d'une traite. Le compteur peut être muni d'un dispositif de prélèvement d'échantillons de liquide relié au dispositif de dégazage au moyen d'une conduite de prélèvement munie d'une vanne. Selon une particularité du compteur conforme à l'invention, la conduite de prélèvement relie le disposi- tif de dégazage à un orifice formé dans le fond d'une chambre dans laquelle s'étend la conduite de prélèvement, la vanne montée sur cette conduite étant commandée de ma- nière à permettre le remplissage d'un récipient à échan- tillon raccordé audit orifice à l'extérieur de la cham- bre. Des moyens sont prévus pour ouvrir la conduite de prélèvement pendant un temps déterminé au moins une fois pour chaque mesure de ladite quantité de liquide prédé- terminée. En outre, d'autres moyens sont prévus pour re- fouler le liquide en excès dans ladite chambre à la fin d'une opération de comptage. On réalise alors finalement un prélèvement proportionnel au débit de liquide d'un échantillon à volume constant. D'autres particularités et avantages du comp- teur de liquide conforme à l'invention ressortiront à la lecture de la description d'un mode particulier de réali- sation, description faite ci-après à titre indicatif mais non limitatif, en référence aux dessins annexés sur lesquels: - la figure l est un schéma d'ensemble de prin- cipe d'un compteur à liquide conforme à l'invention, - la figure 2 est une vue schématique d'ensem- ble d'un mode de réalisation du compteur illustré par la - 4 - figure 1, vue en élévation et partiellement en coupe suivant la ligne II-Il de la figure 3, - la figure 3 est une vue partielle en coupe suivant la ligne III-III de la figure 2. Le compteur de liquide décrit ci-après est un compteur à lait utilisable pour mesurer la quantité de lait fournie par un animal lors d'une traite effectuée à un poste d'une salle de traite automatique. Bien qu'il s'agisse là d'une application plus particulièrement visée dans le cadre de la présente invention, elle ne saurait toutefois avoir un caractère limitatif. Comme cela apparaît sur les figures 1 et 2, le compteur à lait comporte un dispositif de dégazage 10 alimenté par une conduite 11 en lait provenant d'un fais- ceau trayeur (non représenté). La conduite de sortie 12 du dispositif de dégazage 10 est reliée à un dispositif de mesure 30 comportant un récipient de mesure 31 situé en-dessous du dispositif de dégazage et un capteur de ni- veau 32 intérieur ou extérieur au récipient. 31. Des van- nes d'entrée et de sortie 45 à commande pneumatique sont montées sur la conduite 12 à l'entrée du récipient 31 et sur une conduite 40 à la sortie de ce récipient pour com- mander respectivement l'admission du lait désaéré dans le récipient 31 et l'évacuation du lait hors de ce récipient vers une cuve de stockage. Un dispositif 50 de prélève- ment d'échantillons est disposé sous le dispositifde dé- gazage et comporte des récipients à échantillons 51 ré- partis à la périphérie d'un plateau en frme de disque 52 pouvant tourner pour amener les récipients successivement en position de prélèvement. Le dispositif de dégazage 10 comporte une en- ceinte 13 dans laquelle parvient la conduite 11. De pré- férence, on utilise un dispositif de dégazage qui réalise une désaération poussée du lait pour ne pas fausser la mesure dans le récipient 31. La conduite de sortie 12 est -5- reliée à un orifice 12a formé à travers la paroi de fond d'un compartiment 16 en sortie du dispositif de dégazage. Une canalisation 19 reliée à une source à vide débouche dans la partie supérieure du compartiment 16. Un détecteur de niveau 20, par exemple un dé- tecteur à électrode ou un détecteur à flotteur 21 monté coulissant verticalement sur une tige 22 est disposé dans le compartiment de sortie 16. Le détecteur 20 four- nit un signal So à un circuit électronique de commande 70 lorsque le lait atteint un niveau prédéterminé dans le compartiment de sortie 16. Le signal So est par exem- ple émis par suite de la fermeture d'un circuit électri- que sous l'action du flotteur 21. La vanne 25 (figures 1 et 2) montée sur la con- duite 12 comporte une membrane souple 26 qui, en position de fermeture obture l'ouverture 12a. Lorsque la membrane est en position ouverte, le compartiment 16 communique avec le récipient 31. Le déplacement de la membrane 26 est commandé par la pression régnant dans une chambre de commande 28 située sous la membrane et pouvant être mise en communication avec l'atmosphère (pression Pa) ou une source de vide (pression Pv) sous la commande d'une électrovanne à trois voies 41 montée sur une canalisation 29 qui alimente la chambre 28. La fermeture de la vanne 25 est commandée en faisant régner la pression Pa dans la chambre 28 et son ouverture en mettant la chambre en com- munication avec la source de vide. Le passage de la vanne en position ouverte est facilité en sollicitant la membrane 26 par une force de rappel, par exemple le poids d'une pièce métallique 26a collée sous la face inférieure de la membrane 26, ou la force de rappel élastique d'un ressort. Le récipient de mesure 31 (figure 2) est, par exemple un récipient cylindrique vertical en verre ou ma- tière plastique rigide transparente. Le lait désaéré en- 246193! -6- tre dans le récipient 31 par une ouverture supérieure 31a et s'écoule dans le récipient par gravité. Un dé- flecteur 33 est placé au sommet du récipient 31 pour di- riger le lait entrant contre ses parois et éviter ainsi la formation de mousse et de remous à la surface du lait. Dans l'exemple illustré, le capteur 32 est un capteur de niveau à flotteur 34 coulissant sur une tige verticale 34a. Lorsque le flotteur 34 atteint un niveau prédéterminé, il actionne un micro-interrupteur 35, ce qui provoque l'émission d'un signal de mesure Sm. Plu- sieurs autres détecteurs sont répartis entre le fond du récipient 31 et le détecteur 35 pour émettre des signaux Sml, Sm2..... lorsque leur niveau est atteint par le li- quide dans le récipient 31. Une,électrovanne à trois voies 42 (figure 1) est montée sur une conduite 37 qui débouche dans le réci- pient 31 à sa partie supérieure pour mettre l'intérieur de celui-ci en liaison avec l'atmosphère (Pa) ou la source de vide (Pv). La vanne de sortie 45 (figures 1 et 2) a une structure identique à celle de la vanne d'entrée 25. Une membrane souple 46 chargée par une pièce 46a collée sur sa face inférieure obture ou libère une ouverture 31b au fond du récipient 31. Le mouvement de la membrane 46 est commandé par une électrovanne à trois voies 43 qui met en communica- tion une chambre de commande 48 avec l'atmosphère (Pa) ou la source de vide (Pv) pour fermer ou ouvrir la communi- cation entre le récipient 31 et la conduite de sortie 40. Le dispositif de prélèvement d'échantillons (figures 1, 2, 3) comporte un moteur 53 pour entraîner en rotation intermittente le plateau 52 qui porte les tubes à échantillons 51 maintenus verticalement dans des alvéo- les 54 répartis le long du bord du plateau 52. Un détec- teur de proximité 55 émet un signal à chaque fois que se 24619!i -7présente devant lui un plot métallique 55a associé à un récipient à échantillon, le signal indiquant que ce ré- cipient à échantillon est parvenu en position de prélè- vement pour arrêter le moteur 53. Le plateau porte en outre un repère pour être placé toujours dans la même position au début d'une série de prélèvements d'échan.til- ions afin de permettre l'identification ultérieure des tubes 51. Ce positionnement initial peut être réalisé au- tomatiquement au moyen d'un second détecteur (non représenté). Dans cette position, un récipient 51 est aligné verticalement avec un orifice 56a formé au fond d'une chambre 56. La chambre 56 est située sur le compartiment d'entrée 14 du dispositif de dégazage et communique avec celui-ci par une conduite de prélèvement 57 débouchant, à une extrémité, dans le fond du compartiment 14 et, à l'autre extrémité, dans la chambre 56 immédiatement au- dessus de l'orifice 56a. Une vanne 58 est montée sur la conduite 57 pour ouvrir ou fermer celle-ci. Cette ouverture ou fermeture est réalisée au moyen d'un piston 59 soumis, contre sa face arrière à la pression d'une chambre de commande 60. Une électrovanne à trois voies 61 fait communiquer la chambre 60 avec l'atmosphère (Pa) ou la source de vide (Pv). La conduite 57 est réalisée en un matériau souple. Lorsque la pression Pa règne dans la chambre 60, le pis- ton 59 est déplacé vers l'avant et provoque la fermeture par écrasement de la conduite 57. Un ressort 65 exerce en permanence une force de rappel élastique sur le piston 59. Une conduite 66 débouche dans la partie supé- rieure de la chambre 56 et fait communiquer celle-ci avec l'atmosphère (Pa) ou la source de vide (Pv) sous la com- mande d'une électrovanne à trois voies 62. Une autre con- duite 67 débouche au niveau de l'extrémité inférieure de la conduite de prélèvement 57 pour homogénéiser un échan- -8- tillon prélevé par jet d'air. Une électrovanne à deux voies 63 commande l'ouverture de la conduite 67 à l'at- mosphère (Pa) ou sa fermeture. Une gorge annulaire 68 est formée autour de l'orifice 56a dans la paroi de fond de la chambre 56, du côté extérieur. Cette gorge a un diamètre moyen et une largeur tels qu'elle puisse être complètement obturée par le rebord annulaire 5ia qui entoure l'ouverture de chaque tube à échantillon 51. Une électrovanne à trois voies 64 est montée sur un conduit 69 qui communique avec la gorge 68 pour mettre celle-ci en communication avec l'atmosphère (Pa) ou la source de vide (Pv). Les électrovannes 41 à 43 et 61 à 64, le cir- cuit électronique 70 et le moteur 53 sont alimentés élec- triquement au moyen d'une batterie d'accumulateurs 71 (figure 2). Un branchement unique (non représenté) est prévu pour relier le compteur à la source de vide, qui peut être avantageusement celle de l'installation de traite, les électrovannes étant reliées à ce branchement par des conduites non représentées. Bien entendu, on pourrait aussi utiliser une source de vide extérieure. La mise en place du compteur à lait prêt à fonctionner ne nécessite donc que les raccordements des conduites 11 et 40 et le branchement à la source de vide. La batterie 71 peut encore alimenter un dispositif d'af- fichage électroluminescent 73 sur lequel peuvent être vi- sualisés le numéro d'un animal en cours de traite et la quantité de lait produite. Le numéro de l'animal peut être obtenu par frappe sur un clavier à touches numéri- ques 74 ou par détection d'un signal fourni au moyen d'un dispositif d'identification porté par l'animal. Les in- formations visualisées peuvent éventuellement être impri- mées au moyen d'une imprimante analogue à celles utili- sées pour les petites machines à calculer électroniques. Avantageusement, le dispositif de prélèvement -9- d'échantillons est réalisé sous forme d'un sous- ensemble qui peut facilement être démonté du reste du compteur. Le circuit 70 comporte alors deux parties 70a, b intégrées respectivement au bloc formant le disposi- tif de prélèvement d'échantillons et au sous-ensemble de mesure, les deux parties de circuit étant reliées élec- triquement par un connecteur unique. Ainsi, la partie mesure du compteur à lait peut rester à demeure dans l'installation de traite et la partie prélèvement d'é- chantillons y est raccordée uniquement lors des con- trôles laitiers périodiques. Le fonctionnement du compteur à lait décrit ci-dessus est le suivant (figure 1): Le faisceau trayeur étant mis en place, il est mis sous vide en actionnant une touche DT (début de trai- te) du clavier 74. En réponse au signal So, les électrovannes 43, 42 et 41 sont actionnées de manière à fermer la vanne 45 (pression Pa dans la chambre 48), relier le récipient 31 à la source de vide par la conduite 37 et ouvrir la vanne (pression Pv dans la chambre 28). L'ouverture de la vanne 25 peut être légèrement retardée par rapport aux deux autres opérations. Le récipient 31 se remplit de lait désaéré jusqu'à émission du signal Sm-. En réponse au signal Sm, la vanne 25 est fermée et, après temporisation éventuelle, la pression atmos- phérique est rétablie dans le récipient 31 par la condui- te 37 et la vanne de sortie 45 est ouverte. Les signaux So et Sm commandent par exemple les changements d'état d'une bascule bistable 78 ayant des sorties inverseuse et non inverseuse commandant, res- tectivement, l'électrovanne 43 et les électrovannes 41, 42. Un nouveau cycle de mesure ne commence qu'après - 10 - réception d'un nouveau signal So, ce qui laisse large- ment le temps au récipient 31 de se vider. Chaque signal Sml, Sm2..... Sm est appliqué à un circuit de comptage 75 dont le contenu est cumulé. Le contenu du circuit de comptage 75 est augmenté d'un in- crément en réponse à chaque signal Sml, Sm2..... Sm,. dans la mesure o les détecteurs sont placés à interval- les réguliers. Ce contenu est multiplié par un nombre stocké dans un registre 76 et. représentant la quantité de lait correspondante à chaque incrément du circuit de comptage 75 et exprimée en unités de mesure désirées (poids ou volume). Le produit des contenus du compteur 75 et du registre 76 est affiché en permanence par le dispo- sitif de visualisation 73. Lorsqu'une imprimante est pré- vue, ce résultat peut être imprimé sous la commande par exemple d'une touche du clavier. Un prélèvement d'échantillons peut être effec- tué au cours de chaque traite. A cet effet, au début de la traite, l'opérateur actionne une touche P du clavier 74 pour ouvrir une porte 81 qui reçoit les signaux Sm émis au cours de la traite (A titre de variante, un dis- positif de comptage pourrait être prévu pour que seule- ment un signal Sm sur n émis, et non le premier, soit appliqué à la porte 81). En réponse au signal Sm, la porte 81 émet en sortie un signal Se qui déclenche des bascules 85 et 86 pour commander les électrovannes 62 et 63 pour la mise sous vide de la chambre 56 et de la gorge 68, la conduite 67 étant fermée. En outre, chaque signal Se déclenche le fonc- tionnement d'un circuit 84 qui produit une, et de préfé- rence plusieurs (par exemple trois) impulsions Si de du- rée Tl prédéterminée relativement faible. Lorsque plu- sieurs impulsions Si sont produites, on détermine leur fréquence de manière que la dernière se termine toujours 2 eJo 1931 - il - avant l'émission du signal Sm suivant. Chaque impulsion Si commande l'électrovanne 61 pour ouvrir la conduite 57. Ainsi, après chaque signal de mesure, on pré- lève du lait pendant une ou plusieurs périodes courtes déterminées pour réaliser un prélèvement proportionnel au débit. En fin de traite, un signal de fin de traite est émis par action sur une touche FT du clavier 74. Ce signal provoque le déclenchement d'un monostable 82 qui produit une impulsion S2 de durée T2 prédéterminée rela- tivement brève. La conduite 57 est fermée et le lait contenu dans le tube 51 et le fond de la chambre 56 est homogénéisé par le jet d'air résultant de l'ouverture de la conduite 67 par l'impulsion S2. Le front descendant de l'impulsion S2 lance un monostable 88 qui produit une impulsion S3 de durée T3 prédéterminée pour ramener la bascule 85 à son état ini- tial et pour ouvrir la conduite 57 pour la durée T3 pen- dant laquelle le lait en excès dans la chambre 56 et la conduite 57 est refoulé à la suite du rétablissement de la pression atmosphérique dans la chambre 56. Le front descendant de l'impulsion S3 ramène la bascule 86 à l'é- tat initial et le tube à échantillon plein est libéré tandis que la conduite 57 est fermée. Le cycle de prélèvement d'échantillons est ter- miné. On dispose ainsi d'un échantillon d'un volume dé- terminé quelle que soit la quantité de lait comptée. En vue d'un traitement ultérieur, différentes informations peuvent être mémorisées au cours de chaque traite sous forme numérique.: par exemple le numéro d'i- dentification de l'animal, le numéro d'ordre du tube à échantillons sur le plateau, des quantités de lait pro- duites au bout de temps déterminé, la quantité de lait totale, le temps de traite,..... Certaines de ces infor- mations peuvent éventuellement être imprimées sur place. *- 12 - Bien entendu, diverses modifications ou ad- jonctions pourront être apportées au mode de réalisation décrit plus haut d'un compteur de liquide conforme à l'invention, sans pour cela sortir du cadre de protec-;. tion défini par les revendications annexées. 246 1931 - 13 - Revendications 1. Compteur de liquide, notamment compteur à lait, comportant un dispositif de mesure recevant un liquide le cas échéant dégazé au moyen d'un dispositif de dégaza- ge et des vannes d'entrée et de sortie commandant, res- pectivement, l'entrée du liquide dans le dispositif dLe mesure et la sortie du liquide hors du dispositif de me- sure lorsqu'une quantité prédéterminée de liquide a été introduite dans celui-ci, caractérisé en ce que le dispositif de mesure comporte un récipient de mesure placé a un niveau inférieur à ce- lui du dispositif de dégazage et muni d'un capteur four- nissant un signal de mesure lorsqu'une quantité de liqui- de prédéterminée, inférieure à la capacité totale du ré- cipient de mesure, a été introduite dans celui-ci, et en ce que les vannes d'entrée et de sortie sont des vannes actionnées pneumatiquement au moyen d'électro- vannes agissant en réponse au signal de mesure pour re- lier des chambres de commande des vannes à une source de vide ou à l'atmosphère. 2. Compteur de liquide selon la revendication 1, caractérisé en ce que le capteur du dispositif de mesure est un capteur de niveau à flotteur. 3. Compteur de liquide selon la revendication 1, caractérisé en ce que le capteur du dispositif de mesure est un capteur de pression fournissant un signal de mesu- re représentatif de la différence de pression entre le fond et le sommet du récipient de mesure. 4. Compteur de liquide selon la revendication 1, caractérisé en ce que le capteur du dispositif de mesure est un capteur de poids fournissant un signal de mesure représentatif du poids du récipient de mesure. 5. Compteur de liquide selon la revendication 1, caractérisé en ce que le capteur du dispositif de mesure est un capteur résistif. - 14 - 6. Compteur de liquide selon la revendication 1, caractérisé en ce que le capteur du dispositif de mesu- re est un capteur capacitif. 7. Compteur de liquide selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, comportant un dispositif de prélè- vement d'échantillons de liquide relié au dispositif de dégazage par une conduite de prélèvement munie d'une van- ne, caractérisé en ce que la conduite de prélèvement re- lie le dispositif de dégazage à un orifice formé dans le fond d'une chambre dans laquelle s'étend la conduite de prélèvement, la vanne montée sur cette conduite étant commandée de manière à permettre le remplissage d'un ré- cipient à échantillon raccordé audit orifice à l'exté- rieur de la chambre. 8. Compteur de liquide selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour ouvrir la conduite de prélèvement pendant un temps déterminé au moins une fois pour chaque mesure de ladite quantité de liquide prédéterminée. 9. Compteur de liquide selon l'une quelconque des revendications 7 et 8, caractérisé en ce qu'!il comporte des moyens pour refouler le liquide en excès dans ladite chambre à la fin d'une opération de comptage. 10. Compteur de liquide selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que le disposi- tif de prélèvement d'échantillons est amovible. 11. Compteur de liquide selon l'une quelconque des revendications 7 à 10, dans lequel le récipient à échan- tillon est déplaçable au moyen d'un support mobile pour être amené automatiquement en position de prélèvement, caractérisé en ce que ledit orifice formé au fond de la chambre est entouré à l'extérieur de la chambre par une gorge annulaire susceptible d'être raccordée à une source de vide ou à l'atmosphère sous la commande d'au moins une électro-vanne, et en ce que le récipient à échantil- 246 1 93 1 -15- ion est muni autour de son ouverture d'un rebord supé- rieur annulaire susceptible d'être appliqué contre la- dite gorge lorsqu'une dépression est établie dans celle- ci tandis que le récipient à échantillon est en position de prélèvement. 12. Compteur de liquide selon l'une quelconque des revendications précédentes, pour mesurer la quantité de lait produite par un animal dans une salle de traite, le compteur étant susceptible d'être branc hé sur une conduite d'évacuation du lait en aval d'un fais- ceau trayeur et d'être relié à la sourçe de vide de la salle de traite, caractérise en ce que le compteur com- porte une batterie d'alimentation électrique alimentant les électrovannes et circuits électriques de commande régissant le fonctionnement du compteur, et des moyens d'affichage ou d'enregistrement d'une information com- portant l'identification d'un animal et la quantité de lait produite au cours d'une traite par cet animal.