ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ ПУЛЬСАТОР ДОИЛЬНОГО АППАРАТА
MILKING DEVICE ELECTROMAGNETIC PULSATOR

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к механизации и электрификации процессов животноводства, в частности к техническим средствам, которые преобразуют постоянный вакуум в переменный и может быть применено в качестве пульсатора доильной установки.
Уровень техники
Известен электромагнитный пульсатор доильного аппарата, включающий корпус с патрубками постоянного и переменного вакуума и атмосферного давления, электромагнит с катушкой и магнитопроводом, содержащий сердечник и свободно установленный дисковый якорь с диамагнитной прокладкой, а магнитопровод пульсатора выполнен с наружной частью, имеющей внутренний и наружный фланцы, плоскости которых выполнены на уровне плоскости конца сердечника, в наружном фланце выполнено кольцевое клапанное гнездо с отверстиями. Патрубок постоянного вакуума выполнен с возможностью перемещения относительно корпуса. Пульсатор дополнительно содержит воздушный фильтр с дросселем, установленный в патрубке атмосферного давления (см. патент RU №2075928, кл. А01J 5/14, пр. от 04.04.1995 г.).
Данный аналог имеют следующие недостатки: сложная конструкция и невысокая надежность, отсутствует возможность управлять амплитудой хода клапана в автоматическом режиме.
Известен электромагнитный пульсатор к доильному аппарату, содержащий корпус с воздухозаборным отверстием и установленный в нем электроманит, при этом в корпусе выполнены камеры атмосферного давления и переменного вакуума, которые соединены между собой через коммутируемые клапаном отверстия, причем коммутирующий клапан связан с якорем электромагнита посредством штока, а со штоком - посредством шарнира, воздухозаборное отверстие снабжено каналами для формирования воздушного потока. Каркас катушки электромагнита выполнен из диэлектрика с малым коэффициентом трения, при этом в каркасе выполнено коаксиально цилиндрическое отверстие для установки якоря электромагнита (см. а.с. SU №1782486, кл. А01 J5/14, опубл. 23.12.1992 г.).
Недостатками аналога является то, что он имеет неразборную конструкцию, которая не позволяет осуществлять промывку пульсатора, кроме того отсутствует фильтр, что приводит к загрязнению конструкции и снижению ее надежности. Также как и у первого аналога, обратный ход клапана не управляем и происходит при отключении катушки электромагнита под действием вакуума. Клапан притягивается к камере постоянного вакуума и резко открывает воздухозаборные отверстия, в результате чего в такт сжатия сосковой резины происходит резкое смыкание соска, что приводи к выбросу струйки молока из цистерны соска в цистерну вымени, а это в свою очередь не только тормозит рефлекс молокоотдачи, но и причиняет вред животному. Создаются пульсации не соответствующие физиологическим особенностям процесса молокоотдачи, в результате снижается продуктивность коров. Кроме того, края сосковой резины при резком сжатии травмируют кончик соска, что приводит к воспалению и возникновению маститов у коров, они становятся не пригодными для машинного доения.
Наиболее близким по технической сущности, достигаемому эффекту и принимаемый авторами за прототип является электромагнитный пульсатор доильного аппарата, содержащего корпус с патрубками постоянного и переменного вакуума, атмосферный канал с фильтром, клапанный механизм, соединенный с якорем электромагнита, в камере переменного вакуума которого, на конце вала электромагнита, закреплен конусный клапан, а на скользящей посадке расположен нижний клапан в форме диска, перекрывающий камеру постоянного вакуума при нижнем положении якоря и открывающий камеру постоянного вакуума по средствам упора при верхнем положении якоря (см. патент RU №2447653, кл. А01J 5/14 опубл. 20.04.2012 г).
Данный аналог имеет следующие недостатки: сложная конструкция, невысокая надежность, отсутствует возможность регулирования скорости открывания конусного клапана.
Раскрытие изобретения
Технический результат, который может быть достигнут с помощью изобретения, сводится к созданию пульсаций вакуума в межстенной камере доильного стакана, соответствующих физиологическим особенностям процесса молокоотдачи за счет контролируемой деформации сосковой резины, увеличения надежности рабочих поверхностей, снижению расхода воздуха на привод доильного аппарата.
Технический результат достигается с помощью электромагнитного пульсатора доильного аппарата, содержащего корпус с патрубками постоянного и переменного вакуума, атмосферный канал с фильтром, клапанный механизм, соединенный с электромагнитом, камерой переменного вакуума на конце вала линейного электродвигателя жестко закрепленного конусного клапан с пружиной, а на скользящей посадке расположенного нижнего клапана в форме диска, перекрывающего камеру постоянного вакуума при нижнем положении якоря электромагнита и открывающего камеру постоянного вакуума по средствам упора при верхнем положении якоря и атмосферным каналом снабженным уплотнительным кольцом круглого сечения выполненным на основе фторкаучуковых резиновых смесей.
Применение заявляемого электромагнитного пульсатора обеспечит режим работы доильного аппарата, наиболее полно удовлетворяющий физиологическим требованиям к машинному доению позволит повысить надежность, конструкции и изготовление серийных образцов, снизить расход воздуха.
Краткое описание чертежей
На Фиг. 1 представлен общий вид электромагнитного пульсатора доильного аппарата в разрезе.
На Фиг. 2 проиллюстрирован такт сосания с закрытым атмосферным каналом и открытым каналом переменного вакуума.
На Фиг. 3 проиллюстрирован переход от такта сосания к такту сжатия.
На Фиг. 4 проиллюстрирован такт сосания с открытым атмосферным каналом и закрытым каналом переменного вакуума.
Осуществление изобретения
Электромагнитный пульсатор доильного аппарата состоит из: корпуса 1, внутри которого расположен и клапанный механизм управляемый электромагнитом (на фиг. не обозначены). Верхняя часть корпуса 1 имеет патрубок 2 постоянного вакуума, соединенный с вакуум-проводом (на фиг. не показан), и патрубок 3 переменного вакуума, соединенный через коллектор с межстенными камерами доильных стаканов (на фиг. не показаны), а также атмосферный канал 4 выполненный в верхней крышке 5 со сменным фильтром 6 и уплотнительным кольцом 7 круглого сечения. В верхней части корпуса 1 выполнено отверстие 8, разделяющее камеру 9 постоянного вакуума и камеру 10 переменного вакуума. Через отверстие 8 вставлен вал 11, который ввинчивается в якорь 12 электромагнита сборного из катушки 13 и неподвижного магнитопровода 14, зафиксированного нижней крышкой 15, выводы 16 через сальник 17 подключаются к системе управления (на фиг. не показана). На конце вала 11 жестко закреплен конусный клапан 18 фиксирующий пружину 19 к верхней части крышки 5, а на скользящей посадке расположен нижний клапан 20 в форме диска, под которым имеется упор 21.
Электромагнитный пульсатор доильного аппарата работает следующим образом. Когда система управления электромагнитным пульсатором отключена, нижний клапан 20 под действием вакуума притягивается и перекрывает отверстие 8 в верхней части корпуса 1, предотвращая расход вакуума в системе. Конусный клапан 18, соединенный при помощи вала 11 с якорем 12 электромагнита находится в свободном положении. При начале доения система управления, в зависимости от выбранного режима, подает управляющие сигналы на катушку 13 электромагнита через выводы 16 и сальник 17. Электромагнит позволяет управлять амплитудой перемещения якоря 12, следовательно, и конусного клапана 18 относительно неподвижного магнитопровода 14, зафиксированного нижней крышкой 15. Когда конусный клапан 18 занимает крайнее верхнее положение, атмосферный канал 4 перекрыт, а отверстие 8 в верхней части корпуса 1 открыто, поскольку нижний клапан 20 поднимается упором 21 (фиг. 2, а). Вакуум по патрубку 2 заполняет разделяющую камеру 9 постоянного вакуума и через отверстие 8 камеру 10 переменного вакуума, затем распространяется по патрубку 3 в межстенные камеры доильных стаканов. При этом сосковая резина не испытывает деформаций, и молоко под действием разности давлений внутри вымени и под соском струей вытекает в подсосковую камеру, а из нее по молочному шлангу отводится в молокоприемник. Происходит такт сосания. Когда конусный клапан 18 начинает переходить в нижнее положение, упор 21 на валу 11 опускается вниз, нижний клапан 20 под действием вакуума притягивается и перекрывает отверстие 8 в верхней части корпуса 1, предотвращая расход вакуума в системе (фиг. 2, б). Через сменный фильтр 6 и атмосферный канал 4, в верхней крышке 5 поступает атмосферный воздух, постепенно заполняя камеру 10 переменного вакуума и через патрубок 3 межстенные камеры доильных стаканов, давление в которых повышается до атмосферного. Вследствие разности давлений в межстенных и подсосковых камерах доильных стаканов сосковая резина начинает сжиматься, плавно обволакивая сфинктер соска. Происходит переходный процесс от такта сосания к такту сжатия. Регулируя плавность перемещения конусного клапана 18 вниз при помощи изменения жесткости фиксирующей пружины 19 ввинчиванием вала 11 в якорь 12 электромагнита, появляется возможность управлять динамикой переходного процесса от такта сосания к такту сжатия. Когда конусный клапан 18 занимает крайнее нижнее положение, отверстие 8 в верхней части корпуса 1 также перекрыто нижним клапаном 20, а атмосферный канал 4 полностью открыт (фиг. 2, в). Камера 10 переменного вакуума, патрубок 3 и межстенные камеры доильных стаканов заполнены атмосферным воздухом. Давление в межстенных камерах равно атмосферному и сосковая резина закрывает соски вымени от действия вакуума в подсосковых камерах доильных стаканов. Происходит такт сжатия.
Из тактов сосания и сжатия формируется рабочий цикл, число циклов задается числом пульсаций, продолжительность циклов регулируется соотношением тактов. Система управления позволяет задавать требуемые режимы доения и преддоильного массажа вымени. Преддоильный массаж происходит за счет повышенного числа пульсаций, в таком режиме происходит неполная деформация сосковой резины, что способствует повышению интенсивности молокоотдачи.
Применение фиксирующей пружины 19 позволяет плавно перемещать конусный клапан 18 в крайнее нижнее положение, изменяя тем самым динамику переходного процесса от такта сосания к такту сжатия таким образом, что исключается резкое захлопывание сосковой резины. Это необходимо для приведения машинного доения в соответствие с физиологическими особенностями процесса молокоотдачи у коров, а также для уменьшения негативного влияния доильного аппарата на здоровье животных за счет снижения механической нагрузки на ткани соска и исключения обратного тока молока в камере соска.
В отличие от прототипа, заявленный электромагнитный пульсатор доильного аппарата имеет отверстие 8 в верхней части корпуса 1и нижний клапан 20 в форме диска, что позволяет уменьшить расход воздуха при работе доильного аппарата. Кроме того, атмосферный канал 4 в верхней крышке 5 снабжен уплотнительным кольцом круглого сечения 7 позволяющим повысить надежность конструкции электромагнитного пульсатора за счет снижения ударной нагрузки на конусный клапан 18.
Применение заявляемого электромагнитного пульсатора позволит привести принцип работы доильного аппарата соответствующим физиологическим особенностям процесса молокоотдачи у коров и снизит его негативное влияние на здоровье животных, снизить расход воздуха в процессе работы доильного аппарата, повысить надежность использования конструкции пульсаторов.