Поплавковый счетчик молока

Полезная модель относится к сельскому хозяйству, в частности к счетчикам молока для учета индивидуальных надоев лактирующих животных, например, коров.
Известен электромагнитный счетчик-расходомер, используемый для учета молока в молокопроводах (см. Кремлевский П.П. "Расходомеры и счетчики количества веществ", ОАО "Издательство "Политехника", Санкт-Петербург, 2004, с. 302-336), состоящий из приемного патрубка, преобразователя расхода с трубой из немагнитного материала, соединенной с молокосборником доильной установки, магнита с полюсами, электродов, установленных перпендикулярно движению молока, а также вычислительного устройства.
Недостатком этого устройства является ограниченность его применения на фермах из-за необходимости оснащать их резервуарами большой вместимости при работе в молокопроводах со случайными режимами поступления молока, в том числе в вакуумных молокопроводах, где молоко перекачивается в виде молоко-воздушной смеси и не обеспечивается гарантированное заполнение сечения трубы преобразователя расхода, без чего невозможна нормальная работа устройства.
Известно устройство для учета молока в молокопроводах животноводческих ферм по патенту RU на изобретение №2444182, А01J 7/00, 2012 г., содержащее приемный патрубок, преобразователь расхода с трубой из немагнитного материала, соединенной с вакуумированным молокосборником доильной установки, электромагнит с полюсами, электроды, установленные перпендикулярно движению потока молока, а также вычислительное устройство, между приемным патрубком и преобразователем расхода в устройстве прототипе установлен преобразователь потока, состоящий из приемной камеры, верхняя часть которой соединена вакуумным патрубком с вакуумированным молокосборником доильной установки, а в нижней части приемной камеры установлен поплавковый клапан, перекрывающий входное отверстие трубы преобразователя расхода, установленного на наружной поверхности днища приемной камеры, причем труба преобразователя расхода соединена трубопроводом, выполненным с изгибом, с вакуумным патрубком на уровне верхнего края преобразователя расхода и далее с вакуумированным молокосборником, вакуумным и молочным насосами доильной установки. Для упрощения конструкции устройства прототипа, поплавок выполняется шарообразным, а дно приемной камеры - коническим, причем в нижней части конического дна расположено перекрываемое поплавковым клапаном входное отверстие трубы преобразователя расхода.
Недостатком устройства является то, что оно может быть использовано только при одновременной дойке сразу нескольких коров, когда поток молоко-воздушной смеси, поступающий сразу от группы коров выравнен, достаточно непрерывен и резко не меняется. В случае малых прерывисто-нестабильных потоков молока происходит обтекание молока вокруг поплавкового клапана и это не позволяет обеспечить необходимую точность измерения количества получаемого от коров молока. Устройство по прототипу не может обеспечить, например, достаточно точное измерение количества получаемого молока только от одной индивидуальной коровы, и не позволяет отслеживать динамику процесса дойки во времени, и сравнивать и сопоставлять параметры этой динамики в различные временные периоды, что является одним из важнейших зоотехнических требований для наблюдения за самочувствием и здоровьем коров. Что могло бы позволить осуществлять раннюю профилактику и обнаружение заболеваний животных на самых начальных стадиях, правильного их кормления, повышения качества получаемого молока и наиболее экономически эффективного использования всего стада животных.
Наиболее близким к заявляемой полезной модели по технической сущности из известных устройств, которое выбрано в качестве прототипа, является устройство для учета молока в молокопроводах доильных установок, содержащее приемную камеру с впускным и выпускным патрубками, клапан, размещенный внутри приемной камеры и перекрывающий выходное отверстие выпускного патрубка, вычислительное устройство, отбойник молока, закрепленный внутри приемной камеры перед впускным патрубком; клапан, размещенный внутри приемной камеры и выполненный в виде отрезка трубы, в верхней части которой имеются отверстия для отвода воздуха, а в нижней ее части закреплен кольцевой магнит; с внешней стороны выпускного патрубка на приемной камере размещена кольцевая электромагнитная катушка, а внутри приемной камеры размещен кольцевой полый поплавок, имеющий возможность возвратно-поступательного перемещения вдоль клапана. В нижней части поплавка закреплен плоский магнит, а на внешней стороне приемной камеры закреплена печатная плата с нижним и верхним датчиками Холла, взаимодействующими с плоским магнитом закрепленном на поплавке (патент на полезную модель RU 132311, А01J 7/00, 2012 г.).
Недостатком известного устройства является значительная погрешность измерений при больших потоках молоко-воздушной смеси из-за дополнительного ценообразования, а также возможность заклинивания поплавка из-за гидродинамического воздействия на него потока молока.
Задачей предлагаемой полезной модели является повышение точности измерения количества молока и исключение избыточного пенообразования молока.
В результате использования предлагаемой полезной модели снижается пенообразование молока, повышается надежность, точность работы устройства и стабилизируется поток за счет прохождения его через успокоитель молока, поплавковых отверстий и ультразвуковых датчиков.
Технический результат достигается тем, что поплавковый счетчик молока, содержащий приемную камеру с впускным и выпускным патрубками, успокоитель потока молока в виде круглой пластины, установленный с перекрытием над клапаном и зазором относительно верхней части приемной камеры, клапан с отверстиями для прохода воздуха, кольцевой магнит, кольцевую электромагнитную катушку, поплавок, ограничитель хода поплавка, блок управления с вычислительным устройством, датчик уровня молока, согласно полезной модели, датчик уровня молока выполнен ультразвуковым, а поплавок - с отверстиями.
Сущность полезной модели поясняется чертежами.
На фиг. 1 представлена общая схема счетчика молока; на фиг. 2 - поплавок, вид сверху.
Счетчик молока содержит приемную камеру 1 с впускным 2 и выпускным 3 патрубками, успокоитель потока молока 4 в виде круглой пластины, установленный с перекрытием над клапаном и зазором относительно верхней части приемной камеры, закрепленный на верхней, клапан 5 с отверстиями 6 для прохода воздуха, кольцевой магнит 7, кольцевую электромагнитную катушку 8, поплавок 9 с отверстиями 10, ограничитель хода поплавка 11, блок управления с вычислительным устройством 12, соединенный с нижним 13 и верхним 14 ультразвуковыми датчиками уровня молока.
Выполнение датчиков уровня молока ультразвуковыми обеспечивает более точное положение поплавка, а также позволяет гасить пену, вызванную барботажем, что позволяет обеспечить более точное измерение за счет отсутствия пенной газово-молочной подушки под поплавком.
Наличие отверстий позволяет выпускать излишки газовой составляющей молочной смеси, что позволяет обеспечить более точное измерение за счет отсутствия пенной газово-молочной подушки под поплавком.
Счетчик молока работает следующим образом.
Молоко-воздушная смесь направляется во впускной патрубок 2, проходя через успокоитель потока 4, и стекает по стенкам в приемную камеру 1, при этом воздух, отделяясь от молока, направляется через отверстия 6 в клапане 5 к выпускному патрубку 3. При этом нижний конец клапана 5 перекрывает выходное отверстие выпускного патрубка под действием собственного веса, а также за счет притяжения кольцевого магнита 7 кольцевой электромагнитной катушкой 8. По мере заполнения приемной камеры молоком поплавок 9 всплывает и отверстия 10 выпускают образовавшиеся пузырьки, после чего начинается взаимодействие с ультразвуковым датчиком верхнего уровня 14. При этом напряжение от блока управления с вычислительным устройством 12 подается на кольцевую электромагнитную катушку 8, которая открывает клапан 5, взаимодействуя с кольцевым магнитом 7. Молоко начинает вытекать из приемной камеры в выпускной патрубок 3, поплавок опускается до нижнего уровня, контролируемого ограничителем хода поплавка 11 и ультразвуковым датчиком нижнего уровня 13. Напряжение на кольцевой электромагнитной катушке 8 изменяется и клапан 5 опускается, перекрывая выходное отверстие выпускного патрубка 3. Далее процесс повторяется. Сигналы от датчиков уровня обрабатываются блоком управления с вычислительным устройством 12, фиксирующим измеряемый объем молока.
Использование устройства позволит повысить точность измерения количества молока и исключить избыточное пенообразование молока.