Brevet FR2549693A1 — publié le 19850201

La présente invention se rapporte à un dispositif indicateur pour appareil de traite; elle vise, plus particulièrement, un dispositif prévu pour indiquer les pulsations correctes ou incorrectes des coupelles de trai5 te fixées aux mamelons du pis d'une vache. Un appareil de traite usuel est composé essentiellement de quatre coupelles de mamelon reliées par un tuyau de lait à une cuve de collecte, tout cet ensemble étant maintenu en dépression par une pompe à vide Cha10 cune des quatre coupelles comprend un boîtier extérieur cylindrique rigide, doublé intérieurement d'un manchon tubulaire souple qui définit, en combinaison avec le boîtier, un espace annulaire de pression Le manchon entoure étroitement le mamelon ou tétine et il est maintenu à la dépres15 sion partielle nécessaire, au moyen d'un raccordement souple avec le tuyau de lait, à la partie inférieure de la coupelle, ce qui a pour effet de presser le manchon sur la surface du mamelon et de maintenir la coupelle fixée au mamelon L'espace annulaire de la coupelle est soumis à des 20 pulsations régulières qui vont de la pression atmosphérique à une pression inférieure, le changement de pression étant effectué au moyen d'un mécanisme pulsatoire qui relie la coupelle alternativement à l'atmosphère et à une conduite sous vide Les pulsations exercent un massage sur les mamelons et pressent le la-it dans l'espace intérieur de la coupelle, d'o il est aspiré dans la cuve de collecte par l'intermédiaire de la conduite de lait Les pulsations ont une fréquence appropriée de l'ordre de 60 coups par minute mais cette valeur peut être modifiée pour tenir compte de 30 diverses conditions On utilise habituellement deux groupes pulsatoires qui commandent chacun deux coupelles de tétine, les pulsations étant décalées de sorte que 120 pressions de traite agissent sur le pis à chaque minute. On a réalisé dans le passé des dispositifs 35 qui indiquent la fin de l'opération de traite lorsque le pis a été presque vidé Ces dispositifs ont également été prévus pour indiquer une chute prématurée des coupelles et une durée de traite anormalement courte due à une maladie de la vache ou à la fin de sa période de lactation Tou5 tefois, ces dispositifs ne sont pas capables d'indiquer si les quatre coupelles fonctionent toutes correctement, c'est-à-dire si chaque coupelle aspire du lait Un fonctionnement incorrect peut être dû à une panne de l'un des groupes pulsatoires, à un manchon de coupelle endommagé ou 10 déchiré, au bouchage d'une conduite ou à d'autres causes. La présente invention a pour objet un dispositif indicateur qui émet un signal visuel ou sonore pour indiquer au surveillant si l'appareil fonctionne correctement ou non. L'invention a également pour objet un dispositif indicateur du type cidessus, dont le prix est assez bas pour permettre son installation dans chaque ferme, à chaque point de traite. L'invention a encore pour objet un dispositif 20 du type ci-dessus, qui est de construction simple, protégé contre des interventions intempestives et facile à nettoyer. Le dispositif indicateur suivant l'invention est fixé à un mécanisme pulsatoire double qui fonctionne, 25 de façon connue, pour mettre en communication les espaces annulaires des coupelles de mamelon alternativement avec 1 ' atmosphère et avec la conduite de vide prévue dans l'appareil Chacun des deux groupes pulsatoires comprend un corps vertical cylindrique qui est relié en permanence aux 30 espaces annulaires des deux coupelles de mamelon et qui comporte, àl'une des ses extrémités, un orifice de communication avec l'atmosphère par l'intermédiaire d'un court conduit et de moyens de filtrage, et à son autre extrémité un orifice de communication avec la conduite de vide Dans 35 la suite de la description, le premier orifice cité ci- dessus est appelé, pour simplifier, "orifice atmosphérique" et le deuxième orifice est appelé "orifice de vide". Un corps de clapet en matière magnétique est prévu de manière à pouvoir se déplacer en va-et-vient dans le corps 5 cylindrique et il est actionné par une bobine électrique enroulée autour du corps et à laquelle le courant est envoyé à la cadence des pulsations désirées Lorsque la bobine n'est pas alimentée, le clapet tombe au fond du cylindre et obture l'orifice de vide, de sorte que les 10 coupelles de traite sont mises à l'atmosphère La bobine est située à l'extérieur du cylindre de façon à ce que, lorsqu'elle est alimentée, elle soulève le clapet et 1 ' applique contre l'orifice atmosphérique, ce qui interrompt la communication entre les coupelles de traite et l'atmos15 phère et les relie à la conduite de vide Ces changements de pression provoquent l'expansion et la contraction alternées du manchon, ce qui a pour effet d'extraire le lait du mamelon. Les deux groupes pulsatoires sont généralement 20 placés dans un carter commun qui contient également les bobines et leur circuit d'alimentation Les deux groupes sont alimentés alternativement, de façon à ce que la pression atmosphérique s'exerce sur deux coupelles de traite tandis que les deux autres coupelles sont sous vide partiel, et 25 inversement. Le dispositif de contrôle suivant l'invention comprend essentiellement un cylindre creux, placé de préférence horizontalement, dans lequel un piston libre peut se déplacer en va-et-vient sous l'effet de la différence de 30 pression agissant sur ses faces d'extrémité respectives. Les extrémités du cylindre sont raccordées en communication avec les deux conduits respectifs reliant l'extérieur aux orifices atmosphériques des deux groupes pulsatoires Le piston oscille à la fréquence des pulsations dans le cylin35 dre et son mouvement est signalé à l'attention du surveillant, par des moyens visuels ou sonores Dans un mode pré- féré de réalisation, le cylindre est en matière transparente de façon à permettre une vision claire du mouvement du piston. Le fonctionnement du dispositif est basé sur 5 le fait qu'au moment o l'orifice atmosphérique est ouvert par le clapet et est ainsi exposé à la basse pression dans le corps du mécanisme de pulsation, la pression dans le conduit ainsi que dans la canalisation conduisant à une extrémité du cylindre du dispositif tombe un peu au-des10 sous de la pression atmosphérique, tandis que l'autre extrêmité du cylindre est maintenue à la pression atmosphérique complète puisque l'orifice atmosphérique de l'autre groupe est fermé à cet instant La différence de pression déplace le piston d'un côté du cylindre, vers le côté à 15 basse pression, o il rencontre une butée prévue dans le cylindre oule fond du cylindre proprement dit Dès que l'orifice atmosphérique du deuxième groupe s'ouvre, la pression tombe dans le conduit à l'autre extrémité du cylindre, ce qui attire le piston vers l'autre côté du cylin20 dre Lorsque le déplacement du piston par rapport au centre du cylindre est le même des deux côtés, cela signifie que les coupelles de traite fonctionnent correctement Par contre, dès qu'il y a une déchirure dans l'un des manchons de coupelle, la pression atmosphérique s'établit dans ce 25 manchon et dans le corps de pulsation respectif, ce qui provoque le déplacement du piston dans une seule direction, ou bien, lorsqu'il y a seulement une petite fuite, le piston atteint la butée, ou le fond du cylindre dans une seule direction et s'arrête avant le fond du cylindre dans 30 l'autre direction. Lorsqu'une seule coupelle de traite d'une paire fonctionne correctement, ceci est également indiqué par un mouvement excentré du piston. Si on place une bobine autour du cylindre, un 35 noyau en matière magnétique dans le piston et si on envoie la tension induite à un circuit électrique, le mouvement du piston peut servir à émettre un signal sonore ou visuel chaque fois que le mouvement du piston cesse d'être symétrique Inversement, le signal peut être engendré aussi 5 longtemps que le mouvement est symétrique et cesser dès qu'il devient excentré ou s'interrompt complètement. Un dispositif modifié comprend un piston mobile dans un cylindre vertical ou incliné qui débouche à l'atmosphère à une extrémité et communique à son autre 10 extrémité avec les conduits adjacents aux orifices atmosphériques des deux groupes pulsatoires La chute de pression pendant l'ouverture alternée des orifices permet de faire monter le piston d'une petite distance, contre l'action de la pesanteur, et de le laisser retomber dès que 15 l'orifice est complètement ouvert On conçoit que la fréquence du piston est alors le double de la fréquence d'un groupe pulsatoire, c'est-à-dire 120 par minute dans le cas précité. Dans un autre mode de réalisation du disposi20 tif, équipant un appareil de traite dont les quatre coupelles sont toutes mises en pression simultanément et dans lequel un seul groupe pulsatoire commande toutes les coupelles, le dispositif comprend un piston mobile dans un cylindre vertical et supporté par un ressort hélicoïdal afin de compenser le poids du piston Le cylindre est ouvert à l'atmosphère à son extrémité inférieure et il est relié par un conduit, comme déjà décrit, à l'orifice atmosphérique du groupe pulsatoire Au cours de chaque pulsation, le piston monte légèrement pendant que l'orifice at30 mosphérique est ouvert et il tombe dès que l'orifice est fermé Ce mouvement est d'une amplitude déterminée, aussi longtemps que toutes les coupelles fonctionnent correctement, mais il diminue d'amplitude dès qu'il se produit une irrégularité dans le mouvement des manchons de coupelle du 35 fait de circonstances extérieures. Le piston comporte de préférence un noyau métallique conçu pour induire une tension dans une bobine enroulée autour du cylindre, la tension dépendant de la distance à laquelle le noyau pénètte dans la bobine, cette dernière étant reliée à un circuit prévu pour émettre un signal dès qu'un mouvement anormal du piston est constaté. L'invention sera mieux comprise à la lumière de la description de ses formes de réalisation, non limi10 tatives, représentées sur les dessins annexés dans lesquels: Fig 1 illustre schématiquement un mécanisme pulsatoire qui commande les pulsations alternées de quatre coupelles de mamelon et qui est muni d'un dispositif d'in15 dication visuelle; et Fig 2 illustre schématiquement un mécanisme pulsatoire qui commande les pulsations simultanées de quatre coupelles de mamelon et qui comporte un dispositif indicateur électrique. Quatre coupelles 1 à fixer sur les mamelons, et dont l'une est vue en coupe, sont représentées sur la figure 1, afin d'illustrer les liaisons de fluides et le manchon expansible 2 Chaque coupelle comprend un cylindre rigide 3, ouvert à son sommet et fermé à sa base 5 qui est 25 traversée par une sortie 4 pour le lait Un orifice d'air 6 est prévu dans la paroi 3 pu cylindre pour permettre alternativement l'aspiration d'air, venant de l'espace annulaire 7 entre le manchon 2 et la paroi cylindrique 3, et l'entrée de la pression atmosphérique dans l'espace annu30 laire 7 Cette pression alternée dilate et contracte le manchon contre le mamelon du pis (visible sur la figure 2) et simule l'action de traite manuelle Le lait extrait de chaque mamelon sort des coupelles par les orifices 4 et des flexibles 12 et arrive à une chambre à lait 8, commune 35 aux quatre coupelles, d'o il est aspiré par dépression vers une cuve de collecte, non représentée,par l'intermé- diaire d'un tuyau 9 Les deux coupelles de traite situées à droite du dessin et les deux coupelles situées à gauche sont reliées alternativement à la pression atmosphérique et au vide par des tuyaux 10, 10 'et 11, 11 ' aboutissant à deux groupes pulsatoires représentés à la partie supérieure de la figure. De façon connue, chaque groupe pulsatoire comprend un cylindre vertical 20, 20 ' qui contient un clapet 21,21 ' en matière magnétique qui peut être déplacé 10 axialement dans le cylindre au moyen d'une bobine électrique 22, 22 ' enroulée autour de la partie supérieure du cylindre Le cylindre comporte à ses extrémités opposées deux orifices qui sont alternativement fermés par le clapet, l'orifice 23 à la partie supérieure étant "l'orifice 15 atmosphérique" conduisant à l'extérieur et l'orifice 24, 24 ' à la partie inférieure étant "l'orifice de vide" relié à une conduite de vide 25, dans laquelle une dépression est maintenue au moyen d'un aspirateur ou d'une pompe à vide. Chaque cylindre de pulsation comporte en outre un troisième orifice 26,26 ' qui fait communiquer le volume intérieur du cylindre à une paire de coupelles de traite 1, respectivement par l'intermédiaire des tuyaux 11 et 11 '. L'orifice atmosphérique 23,23 ' communique avec l'atmosphère par un conduit 27,27 ', couvert à son extrémité supérieure par un capuchon 28,28 ' servant à éviter l'entrée de poussières ou autres impuretés Le clapet 21, 21 ' comporte des nervures longitudinales qui per30 mettent le passage de l'air entre le clapet proprement dit et les parois du cylindre Le clapet est d'autre part muni à ses deux extrémités de garnitures d'étanchéité 30,30 ' qui coopèrent avec des sièges de clapet faisant saillie autour des orifices 23 et 24. Jusque là, les groupes pulsatoires sont de conception connue Le dispositif suivant l'invention comprend un cylindre transparent 31, disposé horizontalement entre les deux conduits 27, 27 ' et raccordé à ces derniers par deux courts tubes 32,32 ' Un piston libre léger 33 est mobile axialement en va-et-vient dans le cylindre, du fait des différences de pression alternées dans les deux conduits 27,27 ' Le piston oscille autour d'une position médiane, de distances égales vers la droite et la gauche si la chute de pression dans les deux conduits est la même 10 pendant chaque pulsation. Dans la position du groupe pulsatoire représentée sur la figure 1, le clapet de gauche ferme l'orifice de vide, du fait de la non alimentation de la bobine 22. Par suite, de l'air à la pression atmosphérique pénètre 15 dans les coupelles de traite situées à gauche et dilate les manchons 2 qui étaient jusque là contractés par la dépression régnant à l'intérieur La différence de pression chasse le lait des mamelons vers la chambre 8 Au moment o le clapet ouvre l'orifice 23, l'écoulement d'air à tra20 vers le conduit provoque une certaine baisse de pression dans ce dernier,ce qui déplace le piston vers la gauche sous l'effet de la pression atmosphérique normale agissant sur l'extrémité droite du piston puisque l'orifice 23 ' est fermé. L'orifice 23 ' est fermé par le piston 21 ' qui est soulevé par la bobine alimentée 22 ' et les coupelles de traite situées à droite sur le dessin sont partiellement vidées d'air, puisque celui-ci est aspiré par l'intermédiaire des tuyaux 10 ', 11 ', des orifices 26 ' et 24 ' et de la 30 conduite de vide 25 Les manchons des coupelles sont donc contractés et la pression sur les mamelons est relâchée. Néanmoins, les mamelons sont maintenus dans les coupelles par la dépression maintenue dans les coupelles au moyen de la conduite 9, de la chambre 8 et des tuyaux 12. On rappelle que les dessins sont tout à fait sché- matiques et ont pour but d'illustrer le fonctionnement de l'appareil Ils ne représentent pas les détails techniques tels que l'assemblage des groupes à partir d'éléments séparés, et n'illustrent pas non plus les modes et les mo5 yens d'insertion des pistons ou des clapets dans les cylindres respectifs Il en est de même pour les coupelles de traite qui sont en réalité construites différemment de la forme illustrée. Une variante de réalisation du dispositif indi10 cateur est illustrée par la figure 2 dans laquelle les quatre coupelles de traite fonctionnent toutes par pulsations simultanées Seules, deux des quatre coupelles sont représentées à la partie inférieure de la figure Elles sont reliées à une chambre double commune 38 et commandées 15 par son intermédiaire, tous les autres éléments étant semblables à ceux qui sont représentés sur la figure 1 et désignés par les mêmes repères Cette chambre 38 comprend une partie inférieure, dont la dimension et l'action correspondent à celles de la chambre 8 du mode de réalisation décrit 20 plus haut, et une partie supérieure reliée aux orifices d'air 6 des quatre coupelles 1, ces dernières fonctionnant au même rythme. Un seul groupe pulsatoire est prévu en association avec les coupelles de traite, ce groupe étant sensible25 ment identique à l'un quelconque des deux groupes pulsatoires décrits avec référence à la figure 1, les mêmes repères étant utilisés pour désigner des parties correspondantes. La chambre double 38 est raccordée à l'orifice 26 du groupe pulsatoire par un flexible 11 au moyen duquel, alternative30 ment, de l'air à la pression atmosphérique est envoyé à la chambre ou de l'air est aspiré dans celle-ci à travers l'orifice de vide 24, de manière à gonfler ou dégonfler les manchons des coupelles L'action de pulsation est semblable à celle du mode de réalisation décrit précédemment, en 35 ce que le clapet 21 est soulevé par la bobine pour fermer l'orifice 23, l'orifice 24 étant fermé par la retombée du clapet lorsque la bobine est désexcitée. Le conduit 27 débouchant à l'extérieur est raccordé à un cylindre vertical 39, en matière non con5 ductrice, par un tuyau 32 qui transmet les variations de pression dans le conduit 27 à la partie supérieure de la chambre intérieure du cylindre La partie inférieure de la chambre de cylindre est reliée à l'atmosphère par un trou 40, ménagé dans le fond du cylindre Un piston 10 libre 41 est logé de façon mobile dans le cylindre, le piston étant entièrement en matière magnétique ou comportant seulement un noyau magnétique inséré Le piston est maintenu dans la partie médiane du cylindre par un ressort hélicoidal 42 de faible puissance qui supporte le poids du 15 piston et l'empêche de tomber au fond du cylindre lorsque la pression atmosphérique agit sur ses deux extrémités. Une bobine électrique 43 est enroulée autour d'une partie du cylindre et elle est raccordée électriquement à un circuit électronique 44, prévu pour indiquer le mouvement normal ou anormal du piston dans le cylindre, en fonction de l'état des coupelles de traite Le circuit peut être déterminé pour émettre un signal NORMAL lorsque les oscillations du piston atteignent une hauteur donnée et émettre un signal DANGER chaque fois que les oscillations sont in25 férieures à la normale ou s'arrêtent complètement. Une troisième variante de réalisation du dispositif peut comprendre un double mécanisme de pulsation, semblable à celui qui est représenté sur la figure 1, mais à la place d'un cylindre horizontal 30 on peut prévoir un cy30 lindre vertical 39 semblable à celui qui est représenté sur la figure 2 mais comportant toutefois à sa partie supérieure deux liaisons aux conduits 27,27 ' Il est clair que les pulsations alternées des deux groupes pulsatoires provoquent des oscillations du piston 41 à une fréquence 35 double de celle du dispositif comportant un groupe pulsa- toire Dans ce cas, un manchon déchiré dans une des coupelles de traite ou le bouchage d'un tuyau provoque des pulsations alternativement fortes et faibles qui sont enregistrées par le circuit électronique et transmises au surveillant. Les dispositifs décrits ci-dessus constituent seulement des exemples des modes de réalisation possibles de l'invention Diverses modifications peuvent y être apportées par les hommes de l'art, dans le cadre des reven10 dications annexées. Il n'est, par exemple, pas nécessaire de prévoir le ressort hélicoïdal 42 utilisé dans le dispositif de la figure 2 En l'absence du ressort, le piston libre repose sur le fond du cylindre et est soulevé à une certaine hau15 teur par la chute de pression dans le conduit 27. D'autre part, le dispositif de la figure 1 peut comporter un piston libre en matière magnétique et un cylindre en matière non-conductrice entouré par une bobine, un circuit électronique étant raccordé à la bobine et é20 tant conçu pour indiquer la longueur de la course du piston de chaque côté. Revendications 1 Dispositif indicateur pour appareil de traite, prévu pour indiquer le fonctionnement régulier ou irrégulier de chacune des quatre coupelles de mamelon qui font partie intégrante de l'appareil, ce dispositif indicateur étant 5 fixé à un mécanisme pulsatoire électro-pneumatique conçu pour dilater et contracter les coupelles de mamelon par admission d'air à la pression atmosphérique dans les coupelles et aspiration d'air dans ces coupelles, alternativement, ledit dispositif étant caractérisé en ce qu'il com10 prend un cylindre comportant des orifices d'air à ses extrémités respectives, et un piston libre mobile axialement dans ce cylindre, et en ce qu'au moins un des orifices d' air communique avec le conduit qui relie le mécanisme pulsatoire à l'atmosphère. 2 Dispositif indicateur suivant la revendication 1, relié à un groupe pulsatoire double prévu pour actionner quatre coupelles ( 1) de mamelon en pulsations deux par deux, caractérisé en ce qu'il comprend un cylindre horizontal ( 31) contenant un piston libre ( 33) et comportant un des orifices d'air ( 32,32 ') à chaque extrémité, un orifice d'air respectif étant mis en communication avec l'un des conduits ( 27,27 ') reliant les groupes pulsatoires à l'atmosphère. 3 Dispositif indicateur suivant la revendication 2, 25 caractérisé en ce que le cylindre horizontal ( 31) est en matière transparente. 4 Dispositif indicateur suivant ia revendication 1, relié à un groupe pulsatoire double prévu pour commander les pulsations de quatre coupelles de mamelon deux par deux, 30 caractérisé en ce qu'il comprend un cylindre vertical contenant un piston libre et comportant à sa partie inférieure un orifice d'air ouvert à l'atmosphère et à sa partie supérieure deux orifices d'air, chacun de ces orifices étant mis en communication avec l'un des conduits qui relient les groupes pulsatoires à l'atmosphère. Dispositif indicateur suivant la revendication 1, relié à un groupe pulsatoire unique prévu pour commander les pulsations simultanées de quatre coupelles de mamelon, caractérisé en ce qu'il comprend un cylindre vertical ( 39) contenant un piston libre ( 41) et comportant à sa partie inférieure un orifice d'air ( 40) qui débouche à l'atmosphère et à sa partie supérieure un orifice d'air ( 32)qui 10 communique avec le conduit ( 27) s'étendant du groupe pulsatoire à l'atmosphère. 6 Dispositif indicateur suivant les revendications 2, 4 ou 5, caractérisé en ce qu'il comprend un piston libre en matière magnétique,mobile dans un cylindre en ma15 tière non conductrice, une bobine électrique ( 43) enroulée autour d'une partie du cylindre et un circuit électronique ( 44) relié à la bobine et prévu pour indiquer la longueur de la course du piston dans le cylindre, à chaque pulsation. 7 Dispositif indicateur suivant les revendications 2, 4 et 5, caractérisé en ce qu'il comprend un piston libre contenant un noyau magnétique, mobile dans un cylindre en matière non conductrice, une bobine électrique enroulée autour d'une partie du cylindre et un circuit électronique 25 relié à la bobine et prévu pour indiquer la longueur de la course du piston dans le cylindre pendant chaque pulsation. 8 Dispositif indicateur suivant la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce qu'un ressort hélicoidal ( 42) est placé dans le cylindre de manière à supporter le piston li30 bre.