Электромагнитный пульсатор доильного аппарата попарного действия
ELECTROMAGNETIC PULSATOR OF THE MILKING MACHINE IN PAIRS

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. A01J 5/14, пр. от 04.04.1995 г.).
Данный аналог имеют следующие недостатки: сложная конструкция и невысокая надёжность, 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. SU №1782486, кл. A01J 5/14, 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. A01J 5/14 опубл. 20.04.2012 г).
Данный аналог имеет следующие недостатки: сложная конструкция, невысокая надёжность, отсутствует возможность регулирования скорости открывания конусного клапана.
Раскрытие изобретения
Задачей предлагаемого изобретения является разработка электромагнитного пульсатора доильного аппарата попарного действия отвечающего физиологическим особенностям процесса молокоотдачи у коров и снизит негативное влияние раздражающих факторов при доении на здоровье животных, обеспечить быстрое и комфортное доение, увеличить молокоотдачу, исключит возможность колебания вакуума в подсосковых камерах и сможет работать с любой доильной установкой либо аппаратом.
Технический результат, который может быть достигнут с помощью изобретения, сводится к созданию попарных 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 попарного действия, содержащего корпус с патрубками постоянного и переменного вакуума, атмосферный канал с фильтром, клапанный механизм, соединенный с электромагнитом, причем в камере переменного вакуума 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 электромагнита и открывающий камеру постоянного вакуума посредством упора при верхнем положении якоря, при чем корпус содержит электронный блок управления, приводящийся в движение мотор-редуктором, клапанный механизм, состоящий из конусных клапанов каждый из которых снабжен фиксирующей пружиной и выполнен с возможностью регулирования плавности перемещения вниз при помощи изменения жесткости фиксирующей пружины ввинчиванием в кулису кривошипно-кулисного механизма.
Применение заявляемого электромагнитного пульсатора попарного действия позволит привести принцип работы доильного аппарата соответствующим физиологическим особенностям процесса молокоотдачи у коров и снизит его негативное влияние на здоровье животных, обеспечивает быстрое и комфортное доение, увеличивает молокоотдачу, исключит возможность колебания вакуума в подсосковых камерах и сможет работать с любой доильной установкой либо аппаратом.
Краткое описание чертежей
На Фиг. 1 представлен общий вид электромагнитного пульсатора доильного аппарата попарного действия 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 попарного действия состоит из корпуса 1, внутри которого расположен клапанный механизм, приводимый в движение мотор-редуктором 2 (ТТ мотор редуктор для ардуино) через кривошипно-кулисный механизм 3, управляемый электронным блоком управления 4, закрепленном на съемной боковой крышке 5. Верхняя и нижняя части корпуса 1 имеют патрубки постоянного вакуума передних четвертей 6 и патрубки постоянного вакуума задних четвертей 7, соединенные с вакуум-проводом (на фиг. не показан), и патрубок 8 переменного вакуума, соединенный через коллектор с межстенными камерами доильных стаканов (на фиг. не показаны), а также атмосферные каналы 9, выполненные в верхней крышке 10 и нижней крышке 11 со сменными фильтрами 12. В верхней и нижней части корпуса 1 выполнены отверстия 13, разделяющие камеру 14 постоянного вакуума и камеры 15 переменного вакуума. Через отверстия 13 вставлены ползуны 16, которые ввинчиваются в кулису 17 кривошипно-кулисного механизма 3. На концах кулис 17 закреплены регулируемые конусные клапана 18 с возвратными пружинами 19, а на скользящих посадках расположены скользящие клапана 20 в форме дисков, под которыми имеются упоры 21 в верхней и нижней частях корпуса 1.
Электромагнитный пульсатор доильного аппарата попарного действия работает следующим образом. Специальным программным управлением установленным на мобильном телефоне дистанционно подаем сигнал на электронный блок управления 4, который закреплен на боковой крышке 5 корпуса 1. Электрический импульс приводит в движение клапанный механизм пульсатора мотор-редуктором 2, при помощи кривошипно-кулисного механизма 3. Электронный блок управления 4 позволяет управлять амплитудой перемещения конусных клапанов 18 и скользящих клапанов 20 при помощи кулис 17 с ввинченными в нее ползунами 16 таким образом, что когда в верхней крышке 10 канал 9 открыт, а атмосферный канал 9 закрыт, то в нижней крышке наоборот атмосферный канал 9 открыт, а отверстие 13 закрыто.
Когда конусный клапан 18 занимает крайнее верхнее положение, атмосферный канал 9 перекрыт, а отверстие 13 в верхней части корпуса 1 открыто, поскольку скользящий клапан 20 поднимается упором 21 (фиг. 2). Вакуум по патрубку 8 заполняет разделяющую камеру 14 постоянного вакуума и через отверстие 13 камеру 15 переменного вакуума, затем распространяется по патрубкам постоянного вакуума передних четвертей 6 в межстенные камеры доильных стаканов передних четвертей. 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 передних четвертей. Когда конусный клапан 18 начинает переходить в нижнее положение, упор 21 на ползуне 16 опускается вниз, скользящий клапан 20 под действием вакуума притягивается и перекрывает отверстие 13 в верхней части корпуса 1, предотвращая расход вакуума в системе (фиг. 3). Через сменный фильтр 12 и атмосферный канал 9 верхней крышки 10 поступает атмосферный воздух, постепенно заполняя камеру 15 переменного вакуума и через патрубки постоянного вакуума передних четвертей 6 межстенные камеры доильных стаканов передних четвертей, 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 ползуна 16 в кулису 17 кривошипно-кулисного механизма 3, появляется возможность управлять динамикой переходного процесса от такта сосания к такту сжатия. Когда конусный клапан 18 занимает крайнее нижнее положение, отверстие 13 в верхней части корпуса 1 также перекрыто скользящим клапаном 20, а атмосферный канал 9 полностью открыт (фиг. 4). Камера 15 переменного вакуума, патрубки постоянного вакуума передних четвертей 6 и межстенные камеры доильных стаканов передних четвертей 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, то же самое происходит в нижней части пульсатора когда конусный клапан 18 занимает крайнее нижнее положение закрывая подачу воздуха из отверстия 9 нижней крышки 11, вакуум по патрубкам постоянного вакуума задних четвертей 7 заполняет межстенные камеры доильных стаканов задних четвертей. Так происходит попеременное сжатие передних и задних четвертей вымени при доении.
Из тактов сосания и сжатия формируется рабочий цикл, число циклов задается числом пульсаций, продолжительность циклов регулируется соотношением тактов. Электронный блок управления 4 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.
Применение заявляемого электромагнитного пульсатора попарного действия позволит привести принцип работы доильного аппарата соответствующим физиологическим особенностям процесса молокоотдачи у коров и снизит его негативное влияние на здоровье животных, обеспечивает быстрое и комфортное доение, увеличивает молокоотдачу, исключит возможность колебания вакуума в подсосковых камерах и сможет работать с любой доильной установкой либо аппаратом.