СЧЕТЧИК МОЛОКА

Полезная модель относится к сельскому хозяйству, в частности к счетчикам молока для учета надоев от лактирующих животных, например коров.
Известен групповой счетчик молока для молокопроводов животноводческих ферм по авт.св. СССР №351507, A01j 7/00, Бюл. №28 от 21.09.1972 г., содержащий корпус со сборной камерой, поплавком, дозирующим и счетным устройствами, электроприводом.
Известен счетчик молока для группового учета по свидетельству на полезную модель РФ №26876, A01J 5/01, A01J 7/00 от 03.09.2002 г., содержащий молокоприемник, в нижней части которого установлен мерный цилиндр с отводящим патрубком и шлангом, на молокоприемнике установлена крышка с двумя штуцерами, один из которых предназначен для подключения к источнику вакуума, а второй для подачи молока, внутри молокоприемника установлен взаимодействующий со счетным устройством полый шток с поплавком, отличающийся тем, что крышка снабжена кронштейном, на котором установлен магнит, а полость штока сообщена с атмосферой посредством клапана с металлическим основанием, установленным с возможностью взаимодействия с магнитом.
Недостатком устройств по авт.св. СССР №351507 и свидетельству на полезную модель РФ №26876 является большая материалоемкость, сложность конструкции, плохая промываемость, требующая ручной разборки, высокие капитальные и эксплуатационные затраты. Кроме того, эти устройства могут быть использованы только в случаях одновременной дойки сразу нескольких коров при непрерывном и стабильном потоке молока, и по существу неработоспособны на малых и прерывисто-периодических потоках молоко-воздушной смеси.
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.
Наиболее близким к заявляемой полезной модели по технической сущности из известных устройств, которое выбрано в качестве прототипа, является устройство для учета молока в молокопроводах животноводческих ферм по патенту на изобретение RU №2444182, A01J 7/00, Бюл. №7 от 10.03.2012 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 прототипа 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.
Задачей предлагаемой полезной модели является повышение точности измерения количества получаемого молока, отслеживание динамических параметров процесса дойки во времени, получение диагностической информации о состоянии самочувствия и здоровья лактирующих животных, выявление заболеваний животных на самых ранних стадиях, повышение качества получаемого молока и наиболее экономически эффективное использование стада животных.
Вышеуказанный технический результат достигается тем, что в счетчике молока, содержащем корпус с приемным и выпускным патрубками, клапан, размещенный внутри корпуса перекрывающий выходное отверстие выпускного патрубка и вычислительное устройство, счетчик молока содержит отбойник молока, закрепленный внутри корпуса перед приемным патрубком для разделения молоко-воздушной смеси; клапан, размещенный внутри корпуса и перекрывающий проход молока в выходное отверстие выпускного патрубка, выполнен в виде отрезка трубы, имеющей возможность возвратно-поступательного перемещения вдоль своей оси, в верхней части которой имеются проходы для потока воздуха, а в нижней ее части закреплен кольцевой магнит; с внешней стороны выходного патрубка на корпусе размещена кольцевая электромагнитная катушка, взаимодействующая с кольцевым магнитом; внутри корпуса на клапане размещен кольцевой полый бочонок-поплавок, имеющий возможность возвратно-поступательного перемещения вдоль клапана, в нижней части бочонока-поплавока закреплен плоский магнит; и на внешней стороне корпуса закреплена печатная плата с нижним и верхним датчиками Холла, взаимодействующими с плоским магнитом закрепленном на бочонке-поплавке.
На Фиг. изображен общий вид счетчика молока.
Счетчик молока содержит корпус-стакан 1 с приемным патрубком 2 и выходным патрубком 3. Внутри в верхней части корпуса-стакана 1 напротив приемного патрубка 2 расположен отбойник молока 4 для разделения молоко-воздушной смеси. Выходной патрубок 3 расположен внизу корпуса-стакана 1. Счетчик молока содержит полый шток-клапан 5, который расположен внутри корпуса-стакана 1, и выполненный в виде трубы, верхняя часть которой имеет пазы-проходы 6 для выхода воздушного потока из полости корпуса-стакана 1 через полый шток-клапан 5 в выходной патрубок 3. Нижняя часть полого штока-клапана 5 перекрывает ответную часть выходного патрубка 3. В нижней части полого штока-клапана 5, с внешней его стороны закреплен кольцевой магнит 7. С внешней стороны выходного патрубка 3 на корпусе-стакане 1 расположена кольцевая электромагнитная катушка 8. Внутри корпуса-стакана 1 на полом штоке-клапане 5 расположен кольцевой полый бочонок-поплавок 9, в нижней части которого закреплен плоский магнит 10. Кольцевой полый бочонок-поплавок 9 и полый шток-клапан 5 имею возможность для перемещения вдоль их общей вертикальной оси внутри корпуса-стакана 1. В своем крайнем нижнем положении бочонок-поплавок 9 опирается на направляющие стойки 11 кольцевого магнита 7. На внешней стороне корпуса-стакана 1 вдоль линии перемещения плоского магнита 10 закрепленного на бочонке-поплавке 9 расположена печатная плата 12 с нижним 13 и верхним 14 датчиками Холла. Сигнальная информация от датчиков Холла поступает на вычислительное устройство (на Фиг. не показано).
2
Счетчик молока работает следующим образом. Молоко-воздушная смесь в вакууме до 0,48 кг/см поступает от коллектора доильного аппарата в приемный патрубок 2 корпуса-стакана 1 счетчика молока, после чего происходит разделение молоко-воздушной смеси отбойником молока 4. Воздух через пазы-проходы 6 в верхней части полого штока-клапана 5 поступает и выводится через выходной патрубок 3 счетчика молока. Молоко от отбойника молока 4 поступает на дно корпуса-стакана 1 и накапливается в нем. При наполнении молоком корпуса-стакана 1 нижний торец полого штока-клапана 5 перекрывает перетекание молока в выходной патрубок 3 счетчика молока. Это обеспечивается под воздействием собственного веса полого штока-клапана 5. А также и за счет притяжения кольцевого магнита 7, который размещен на полом штоке-клапане 5 в нижней его части, кольцевой электромагнитной катушкой 8, размещенной на выходном патрубке 3 счетчика молока. Центровка и устойчивость полого штока-клапана 5 относительно выходного патрубка 3 обеспечивается полым бочонком-поплавком 9, который имеет возможность перемещения относительно полого штока-клапана 5 в корпусе-стакане 1 вдоль их общей вертикальной оси. В своем нижнем положении бочонок-поплавок 9 опирается на направляющие стойки 11 кольцевого магнита 7, которые расположены на дне корпуса-стакана 1. Снаружи в нижней части бочонка-поплавка 9 закреплен плоский магнит 10, который при перемещении бочонка-поплавка 9 вверх и вниз взаимодействует с нижним 13 и верхним 14 датчиками Холла, расположенными на печатной плате 12, которая крепится на стенке корпуса-стакана 1.
Работа одного цикла.
Бочонок-поплавок 9 находится в своем нижнем положении и опивается на направляющие стойки 11 на дне корпуса-стакана 1, нижний датчик Холла 13 принимает сигнал от плоского магнита 10. В счетчик через входной патрубок 2 начинается поступление, и разделение молоко-воздушной смеси на отбойнике молока 4. Воздух выводится через выходной патрубок 3. Молоко заполняет корпус-стакан 1. Бочонок-поплавок 9 поднимается вверх до тех пор, пока плоский магнит 10 не даст сигнал на верхний датчик Холла 14. Как только срабатывает верхний датчик Холла 14, срабатывает система управления кольцевой электромагнитной катушкой 8 на отталкивание вверх кольцевого магнита, размещенного на полом штоке-клапане 5, который перемещается вверх и открывает выход для налитой порции молока. В течение 0,7-0,8 сек за счет инжекции воздуха через внутреннюю полость шток-клапана мерная порция молока выводится из счетчика молока. Как только вся мерная порция молока вышла бочонок-поплавок 9 опускается, плоский магнит 10 дает сигнал на нижний датчик Холла 13, кольцевая электромагнитная катушка 8 отключается, полый шток-клапан 5 опускается и перекрывает проход молока. После чего следующие циклы повторяются. Сигналы поступающая от датчиков Холла обрабатывается на вычислительном устройстве, которое управляет кольцевой электромагнитной катушкой, осуществляет счет количества получаемого молока и вырабатывает информацию о динамических параметрах процесса дойки во времени.
Реально апробированная система управления процессом доения с использованием предлагаемого счетчика молоко работает в динамическом режиме с расходом молока от 100 мл/мин до 4500 мл/мин.
Система, в которой используется заявляемый счетчик молока, за счет получения необходимой информации с датчиков и последующей ее компьютерной обработки позволяет вести учет количества молока с точностью не ниже 3%, а также контролировать динамические параметры процесса доения.