ЭЛЕКТРОПУЛЬСАТОР ДОИЛЬНОГО АППАРАТА
ELECTRIC PULSATOR OF MILKING MACHINE

4Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к механизации и электрификации процессов животноводства, в частности к пульсаторам с электромагнитным управлением.
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. а.с. RU №2075928, кл. А01J 5/14).
Данный аналог имеет 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 электромагнит, 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. RU №1782486, кл. А01J 5/14).
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. Так же как и у первого аналога, обратный ход клапана неуправляем 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 приводит 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 принимаемым авторами за прототип является электромагнитный пульсатор доильного аппарата, содержащий корпус с воздухозаборными отверстиями, камерами постоянного и переменного вакуума, которые соединены между собой через коммутируемое клапаном отверстие, причем коммутирующий клапан связан с якорем посредством штока, отличающийся тем, что в корпусе установлен линейный электродвигатель со сборным якорем из двух магнитных вставок и немагнитной прослойки, прикрепленным посередине штока и расположенным между двух магнитопроводов П-образной формы с намагничивающими катушками (см. а.с. RU №79236, кл. А01J 5/14).
Данный аналог имеет существенный недостаток - это высокий расход вакуума в процессе работы доильного аппарата, что снижает энергоэффективность установки в целом.
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, а также к снижению расхода вакуума в процессе работы доильного аппарата.
Технический результат достигается с помощью электропульсатора доильного аппарата, содержащего корпус с патрубками постоянного и переменного вакуума, атмосферный канал с фильтром, клапанный механизм, соединенный с линейным электродвигателем, в камере переменного вакуума которого, на конце вала линейного электродвигателя, жестко закреплен конусный клапан, а на скользящей посадке расположен нижний клапан в форме диска, перекрывающий камеру постоянного вакуума при нижнем положении якоря линейного электродвигателя и открывающий камеру постоянного вакуума по средствам упора при верхнем положении якоря.
Применение заявляемого электропульсатора доильного аппарата позволит упростить конструкцию и изготовление серийных образцов.
Краткое описание чертежей
На Фиг.1 представлен общий вид электропульсатора доильного аппарата в разрезе. На Фиг.2 изображен клапанный механизм в разрезе. На Фиг.3 проиллюстрирован принцип работы электропульсатора доильного аппарата.
Осуществление изобретения
Электропульсатор доильного аппарата состоит из корпуса 1, внутри которого расположен линейный электродвигатель и клапанный механизм (на фиг. не обозначены). Верхняя часть корпуса 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 с фильтром 5, фиксирующимися крышкой 6. Внутри верхней части корпуса 1 расположена перегородка 7 с отверстием 8, разделяющая камеру 9 постоянного вакуума и камеру 10 переменного вакуума. Через отверстие 8 вставлен вал 11, который является основой для сборного якоря 12 линейного электродвигателя из двух магнитопроводящих дисков 13 и немагнитной прослойки 14. Сборный якорь 12 располагается между двух магнитопроводов 15 П-образной формы с намагничивающими катушками 16, 17, выводы 18 которых через сальник 19 подключаются к системе управления (на фиг. не показана). На конце вала 11 жестко закреплен конусный клапан 20, а на скользящей посадке расположен нижний клапан 21 в форме диска, под которым имеется упор 22.
Электропульсатор доильного аппарата работает следующим образом. Когда система управления электропульсатором отключена, нижний клапан 21 под действием вакуума притягивается и перекрывает отверстие 8 в перегородке 7, предотвращая расход вакуума в системе. Конусный клапан 20, соединенный при помощи вала 11 со сборным якорем 12, находится в свободном положении. При начале доения система управления, в зависимости от выбранного режима, подает управляющие сигналы на катушки 16, 17 линейного электродвигателя. Линейный электродвигатель позволяет управлять амплитудой перемещения сборного якоря 12, следовательно, и конусного клапана 20. Когда конусный клапан 20 занимает крайнее верхнее положение, атмосферный канал 4 перекрыт, а отверстие 8 в перегородке 7 открыто, поскольку нижний клапан 21 поднимается упором 22 (фиг.3, а). Вакуум по патрубку 2 заполняет камеру 9 и через отверстие 8 камеру 10, 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 20 начинает переходить в нижнее положение, упор 22 на валу 11 линейного электродвигателя опускается вниз, нижний клапан 21 под действием вакуума притягивается и перекрывает отверстие 8 в перегородке 7, предотвращая расход вакуума в системе (фиг.3, б). Через крышку 6, фильтр 5, атмосферный канал 4 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 20 вниз при помощи линейного электродвигателя, появляется возможность управлять динамикой переходного процесса от такта сосания к такту сжатия. Когда конусный клапан 20 занимает крайнее нижнее положение, отверстие 8 в перегородке 7 также перекрыто нижним клапаном 21, а атмосферный канал 4 полностью открыт (фиг.3, 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 линейного электродвигателя позволяет плавно перемещать конусный клапан 21 в крайнее нижнее положение, регулируя тем самым динамику переходного процесса от такта сосания к такту сжатия. 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.
В отличие от прототипа, заявленный электропульсатор доильного аппарата имеет перегородку 7 с отверстием 8 и нижний клапан 21 в форме диска, что позволяет уменьшить расход вакуума при работе доильного аппарата. Кроме того, отсутствуют пружины, что повышает надежность и упрощает конструкцию электропульсатора.
Применение заявляемого электропульсатора доильного аппарата позволит уменьшить расход вакуума в процессе работы доильного аппарата; повысит энергоэффективность использования доильных аппаратов; сделает принцип работы доильного аппарата соответствующим физиологическим особенностям процесса молокоотдачи у коров и снизит его негативное влияние на здоровье животных.