ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ ПУЛЬСАТОР ДОИЛЬНОГО АППАРАТА
ELECTROMAGNETIC PULSATOR OF MILKING MACHINE

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к технике для животноводства, а точнее к электромагнитным пульсаторам доильных аппаратов.
Известен электромагнитный пульсатор доильного аппарата (а.с. СССР № 1510786, публ. 1989 г., кл. A01J 5/14). Пульсатор включает корпус с вакуумным и рабочим патрубками и впускным отверстием, электромагнит с сердечником и дисковый якорь. Сердечник электромагнита выполнен со сквозным осевым каналом, который соединен с впускным отверстием, и закреплен в электромагните жестко, а якорь выполнен в виде плоского диска и свободно расположен в вакуумной камере, при этом выход вакуумного патрубка совмещен с центром вакуумной камеры, а сторона плоского диска, обращенная к сквозному отверстию сердечника электромагнита, снабжена диамагнитной прокладкой, при этом в центре другой стороны плоского диска выполнен центральный выступ, диаметр которого превышает диаметр выходного патрубка.
Недостатком этого пульсатора является невозможность питания его от малогабаритного аккумулятора и, кроме того, невозможность получения частот колебаний, достаточных для стимуляции рефлекса молокоотдачи (как известно, частота стимуляции рефлекса молокоотдачи в 10 раз превышает частоту пульсаций процесса доения), для чего необходимо, чтобы время срабатывания якоря как в одну, так и в другую сторону было минимально достаточным. Время срабатывания якоря зависит в одну сторону от тяговой силы электромагнита и в другую сторону от возвращающей силы после отключения подачи напряжения на катушку. Возвращающая сила увеличивается за счет увеличения массы якоря или постановки возвращающей пружины. Эти способы в данном случае неприемлемы, так как при увеличении массы повышается инерционность якоря, а следовательно, снижается частота срабатывания и требуется увеличение мощности катушки. При постановке пружины также требуется увеличение мощности катушки и требуется дополнительно устройство для регулировки усилия пружины.
Известен также электромагнитный пульсатор доильного аппарата (патент РФ № 2075928 от 27.03.97, кл. A01J 5/14), являющийся прототипом заявляемого технического решения. Пульсатор включает корпус с патрубками постоянного и переменного вакуума и атмосферного давления, электромагнит с катушкой и магнитопроводом, включающим сердечник и свободно установленный дисковый якорь с диамагнитной прокладкой, дополнительно содержит цилиндрическую дистанционную вставку из немагнитного материала, установленную с зазором относительно магнитопровода, выполненного с наружной цилиндрической частью, имеющей внутренний фланец, плоскость которого расположена на уровне плоскости конца сердечника, а сторона якоря, обращенная к патрубку постоянного вакуума, снабжена эластичной прокладкой. Кроме того, диамагнитная прокладка якоря имеет кольцевую форму и расположена по наружному краю плоскости якоря, обращенной к магнитопроводу, причем ее внутренний диаметр больше или равен внутреннему диаметру фланца наружной части магнитопровода. Кроме того, патрубок постоянного вакуума выполнен с возможностью перемещения относительно корпуса. Кроме того, пульсатор дополнительно содержит воздушный фильтр с дросселем, установленный в патрубке атмосферного воздуха.
Недостатком пульсатора-прототипа является невозможность питания его от малогабаритного аккумулятора. Мощность электромагнита обеспечивает тяговое усилие, благодаря которому происходит отрыв якоря от закрываемого им клапанного отверстия постоянного вакуума. Поэтому чем меньше площадь этого отверстия, тем меньше требуется сила, а следовательно, мощность. Площадь вакуумного отверстия зависит от откачиваемого через него объема воздуха. Чем меньше воздуха проходит через отверстие за одно и то же время, тем меньше необходима его площадь.
Задача решается тем, что электромагнитный пульсатор состоит из электромагнита и пневматического повторителя-усилителя, который копирует выходной пневматический сигнал электромагнита, усиливает его и передает по шлангу к межстенным камерам доильных стаканов. При этом электромагнит работает только на управляющую камеру повторителя-усилителя, объем которой, примерно, в 1000 раз меньше объема межстенных камер доильных стаканов и шланга переменного вакуума доильного аппарата, на который работает пульсатор-прототип. Заявляемый электромагнитный пульсатор включает электромагнит с катушкой, магнитопроводом, сердечником и свободно установленным дисковым якорем с диамагнитной, кольцевой формы, и эластичной прокладками, и, согласно изобретению, дополнительно содержит пневматический повторитель-усилитель, управляющая камера которого соединена через канал переменного вакуума с выходным отверстием переменного вакуума электромагнита. При этом клапанное отверстие постоянного вакуума электромагнита имеет минимально возможную площадь, достаточную для откачки воздуха из управляющей камеры пневматического повторителя-усилителя за необходимое время. Кроме того, между магнитопроводом и сердечником образовано кольцевое клапанное отверстие атмосферного давления, которое позволяет получать необходимую возвращающую силу, действующую на дисковый якорь. При этом атмосферное давление проникает к этому отверстию через входное атмосферное отверстие и зазоры между магнитопроводом и катушкой.
На чертеже схематически изображен заявляемый электромагнитный пульсатор доильного аппарата, общий вид.
Электромагнит содержит сердечник 1, магнитопровод 2, катушку 3, камеру переменного вакуума 4, дисковый якорь 5, выходное отверстие переменного вакуума 6, клапанное отверстие 7 постоянного вакуума, эластичную прокладку 8 дискового якоря 5, диамагнитную прокладку 9, клапанное отверстие атмосферного давления 10, зазоры 11 между магнитопроводом 2 и катушкой 3, входное атмосферное отверстие 12. Пневматический повторитель-усилитель содержит управляющую камеру 13, мембрану 14, камеру постоянного вакуума 15, патрубок переменного вакуума 17, патрубок атмосферного давления 19, камеру постоянного атмосферного давления 20, перегородку 21 с клапанным отверстием нижнего клапана 18 между камерой переменного вакуума 22 и камерой постоянного атмосферного давления 20, перегородку 23 с клапанным отверстием верхнего клапана 16 между камерой переменного вакуума 22 и камерой постоянного вакуума 15, патрубок постоянного вакуума 24. Канал переменного вакуума 25 соединяет выходное отверстие переменного вакуума 6 электромагнита с управляющей камерой 13 пневматического повторителя-усилителя. Канал постоянного вакуума 26 соединяет патрубок постоянного вакуума 24 с клапанным отверстием 7 постоянного вакуума электромагнита.
Электромагнитный пульсатор работает следующим образом.
Через патрубок постоянного вакуума 24 поступает постоянный вакуум, а через патрубок атмосферного давления 19 и входное атмосферное отверстие 12 - атмосферное давление. При выключенном напряжении питания катушки 3 за счет разности давлений дисковый якорь 5 находится в нижнем положении и при этом закрывает клапанное отверстие 7 постоянного вакуума. Атмосферное давление через входное атмосферное отверстие 12 и зазоры 11 поступает к клапанному отверстию атмосферного давления 10, через которое заполняет камеру переменного вакуума 4, откуда через выходное отверстие переменного вакуума 6 и канал переменного вакуума 25 заполняет управляющую камеру 13. За счет разницы давлений в управляющей камере 13 и камере постоянного вакуума 15 мембрана 14 прогнется вниз и переместит клапаны в нижнее положение. При этом верхний клапан 16 закроет клапанное отверстие перегородки 23, а нижний клапан 18 откроет клапанное отверстие в перегородке 21. Атмосферное давление из камеры постоянного атмосферного давления 20 через клапанное отверстие перегородки 21, патрубок переменного вакуума 17, через шланг переменного вакуума (не показан) заполнит межстенные камеры доильных стаканов (не показано), наступит такт сжатия. При подаче напряжения питания к катушке 3 возникает электромагнитная тяговая сила, которая перемещает дисковый якорь 5 вверх. Дисковый якорь 5 перекрывает клапанное отверстие атмосферного давления 10, закрывая доступ атмосферному давлению в камеру переменного вакуума 4, и открывает клапанное отверстие 7 постоянного вакуума электромагнита. Вакуум через открытое клапанное отверстие 7 проникает в камеру переменного вакуума 4 и оттуда через выходное отверстие переменного вакуума 6 и канал переменного вакуума 25 - в управляющую камеру 13. За счет разницы давлений под верхним клапаном (атмосферное давление) и в управляющей камере (вакуум) клапанная система переместится в верхнее положение. При этом нижний клапан 18 закроет проход между камерой постоянного атмосферного давления 20 и камерой переменного вакуума 22. Одновременно верхний клапан 16 откроет проход между камерой постоянного вакуума 15 и камерой переменного вакуума 22. Вакуум через патрубок переменного вакуума 17, шланг переменного вакуума (не показан) проникнет в межстенные камеры доильных стаканов (не показано), наступит такт сосания и т.д.
Таким образом, заявляемый электромагнитный пульсатор требует для своей работы минимально возможную мощность, что позволяет производить его питание от малогабаритного аккумулятора.