УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ МОЛОЧНОГО ПОТОКА
DEVICE FOR RECORDING MILK FLOW

Предмет изобретения относится к устройству для регистрации молочного потока, который течет в канале, имеющем вход и выход. Внутри канала предусмотрены по меньшей мере два электропроводных элемента.
Устройства для регистрации молочного потока известны в различных формах осуществления и конфигурациях. Известна полезная модель 29503450, представляющая собой устройство, которое имеет проточную камеру, в которой расположены два электрода. С помощью такого устройства можно, например, осуществлять контроль порогового значения. Контроль порогового значения составляет основу процесса доения. Например, если пороговое значение не достигается, доильный аппарат снимают.
Еще одна конфигурация устройства для регистрации молочного потока известна, например, из ЕР 0509288 А1. И в этом устройстве имеется канал, в котором предусмотрены два электрода, расположенных на определенном расстоянии друг от друга. В ЕР 0509288 описаны и другие устройства для регистрации молочного потока, в которых регистрация происходит емкостно или оптически.
Условием для регистрации молочного потока по ЕР 0509288 является то, что устройство расположено на участке восходящего трубопровода, так как учитывается длина молочной пробки.
Регистрация молочного потока и, прежде всего, определение количества молока относительно проблематично, так как молоко может течь в канале в виде пенящейся жидкости. Так, молочный поток может иметь жидкую фазу и пенистую фазу, проводимость которых различна. Для решения этой проблемы в DE-A1-3737607 предложен способ осуществления измерения пенящихся жидкостей, по которому в содержащейся в сосуде жидкости на нескольких разных уровнях по высоте измеряется величина, зависимая от одного из параметров жидкости. Для этого для измерения удельной плотности молока на разных высотных уровнях предусмотрен базовый измерительный участок, содержащий по существу дегазированную жидкость. В зависимости от того, больше или меньше замеренная на воздухе соответствующая величина, чем полученная на базовом участке базовая величина, для каждого высотного уровня формируется относительное число, соответствующее отношению между базовой величиной и измеренной величиной на данном высотном уровне или соответствующее значению Керра этого соотношения. Для того чтобы это можно было осуществить, предусмотрена измерительная камера, имеющая множество расположенных друг над другом электродов, которые образуют соответствующие высотные уровни.
Аппаратная сложность конфигурации такого устройства и анализа результатов измерений относительно высока.
Исходя из этого в основу настоящего изобретения положена задача разработать устройство для регистрации молочного потока, имеющее простую конструкцию. Еще одна задача заключается в том, чтобы предложить устройство для регистрации молочного потока, в котором возможна надежная оценка количества протекающего молока.
Согласно изобретению эти задачи решены посредством устройства для регистрации молочного потока с признаками пункта 1 формулы изобретения. Полезные усовершенствования и формы осуществления изобретения являются предметом зависимых пунктов формулы изобретения.
Устройство для регистрации молочного потока согласно изобретению имеет канал, в котором имеются вход и выход. В канале предусмотрены по меньшей мере два электропроводных элемента, которые расположены на расстоянии друг от друга. По меньшей мере один элемент имеет по существу кольцеобразную форму. Кроме того, по меньшей мере один элемент имеет по существу штыреобразную форму. Канал имеет по меньшей мере одну камеру, которая при рассмотрении в направлении потока молока расположена за указанными элементами. Камера имеет по меньшей мере один узел для измерения проводимости молока. С помощью измерительного узла и камеры можно достоверно определять изменение проводимости молока. Это изменение позволяет делать заключения о состоянии здоровья дающего молоко животного. Измерение проводимости также позволяет определять сдоенное молозиво. На основании значений проводимости сдоенного молозива можно делать заключения о возможном заболевании дающего молоко животного маститом. Камера имеет входное отверстие. Перед входным отверстием расположен по меньшей мере один обтекаемый элемент, по меньшей мере частично образованный штыреобразным электропроводным элементом. С помощью обтекаемого элемента обеспечивается то, что молоко течет в камеру без сильной турбулентности. Эта конфигурация имеет то преимущество, что устройство для регистрации молочного потока пригодно, прежде всего, для определения количеств молока в диапазоне объемного потока от 0,0 до 9,0 л/мин. При этом достигается относительно высокая точность в отношении количества молока. Благодаря форме выполнения устройства для регистрации молочного потока согласно изобретению обеспечивается относительная простота конструкции. Неожиданным образом достигается относительно высокая точность измерений. Кроме того, благодаря тому, что расположенный перед входным отверстием камеры обтекаемый элемент по меньшей мере частично образован штыреобразным элементом, достигается упрощение устройства, так как штыреобразный элемент служит, с одной стороны, в качестве электрода, а с другой стороны, в качестве обтекаемого элемента. Обтекаемый элемент создает в камере «заводь», так что в потоках, особенно превышающих 4 л/мин, предотвращается возникновение турбулентности, которая оказывает влияние на процесс измерения в камере.
Указанный по меньшей мере один штыреобразный элемент может иметь различные формы поперечного сечения. При этом штыреобразный элемент в поперечном сечении может быть выполненным полигональным, прежде всего треугольным, четырехугольным или шестиугольным. Также существует возможность того, что поперечное сечение имеет овальную, прежде всего, по существу круглую форму. Необязательно, чтобы штыреобразный элемент имел площадь поперечного сечения, которая является постоянной при рассмотрении в продольном направлении элемента. Также существует возможность такого выполнения элемента, что он имеет поперечное сечение, изменяющееся по длине элемента. При этом штыреобразный элемент в области по меньшей мере одного конца может иметь большее поперечное сечение, чем в средней области. Ширина элемента в свету по отношению к длине элемента меньше, предпочтительно существенно меньше.
Штыреобразный элемент состоит предпочтительно из электропроводного материала. Таким материалом может быть металл и/или электропроводный синтетический материал.
Устройство для регистрации молочного потока согласно изобретению может также быть использовано для того, чтобы распознавать сбитые доильные стаканы или же сбитый дольный аппарат. Это происходит за счет того, что молочный поток постоянно регистрируется посредством электродов, поэтому резкое изменение молочного потока может быть своевременно установлено. Если сбивается доильный стакан или весь доильный аппарат, то за счет поступления воздуха скорость потока в канале возрастает. Кроме того, по резкому изменению проводимости или электропроводности текущей по каналу жидкости можно сделать вывод о том, что сбит по меньшей мере один доильный стакан или весь доильный аппарат.
Для того чтобы отделить друг от друга указанные по меньшей мере два электропроводных элемента, предлагается, чтобы канал имел по меньшей мере один участок между двумя соседними элементами, который состоит из неэлектропроводного материала. Особо предпочтительно выполнение устройства, в котором канал выполнен из по меньшей мере одного неэлектропроводного полимера.
При этом особенно предпочтительной является форма выполнения, в которой по меньшей мере один кольцеобразный элемент является интегральной составной частью канала. Расположение кольцеобразного элемента предпочтительно должно быть таким, чтобы кольцеобразный элемент имел внутреннее поперечное сечение, которое по существу соответствует внутреннему поперечному сечению канала. Если канал имеет круглое поперечное сечение, внутренний диаметр кольцеобразного элемента по существу соответствует внутреннему диаметру канала. За счет такой конфигурации канала достигается то, что благодаря кольцеобразному элементу не возникает прерывистость (разрывность), из-за которой в потоке молока имеет место турбулентность. Кроме того, за счет такого расположения уменьшаются потери давления.
Имеющее канал устройство предпочтительно расположено таким образом, что канал, который имеет продольную ось, наклонен по отношению к вертикали. За счет этого обеспечивается возможность стока молока из канала. Это относится и к очистным жидкостям и дезинфицирующим жидкостям, которые применяются для чистки канала.
В другой предпочтительной форме осуществления устройства согласно изобретению предлагается, чтобы отношение ширины кольцеобразного элемента к внутреннему диаметру по меньшей мере одного кольцеобразного элемента составляло от 0,1 до 0,25, предпочтительно от 3 до 5. Особо предпочтительной является форма выполнения, в которой отношение ширины кольцеобразного элемента к внутреннему диаметру указанного по меньшей мере одного кольцеобразного элемента составляет примерно 4,3. Особо предпочтительным является форма выполнения устройства, в которой кольцеобразный элемент имеет ширину около 5 мм. Эта ширина особенно предпочтительна при канале с внутренним диаметром 25 мм.
Согласно другой предпочтительной форме выполнения устройства предлагается, что указанный по меньшей мере один штыреобразный элемент имеет по существу круглое поперечное сечение. За счет этой формы поперечного сечения достигается равномерное обтекание элемента. Кроме того, штыреобразный элемент не оказывает негативного влияния на поток молока в канале.
В другой предпочтительной форме выполнения устройства предлагается, что по меньшей мере один штыреобразный элемент имеет ширину, предпочтительно, диаметр, которая (который) составляет от 1 мм до 8 мм.
Особо предпочтительна (предпочтителен) ширина или диаметр в диапазоне от 2,5 до 3,5 мм. Оказалось, что ширина или диаметр штыреобразного элемента в 3 мм является особо предпочтительным вариантом.
Предпочтительно штыреобразный элемент расположен в канале по существу радиально. Предпочтительно он имеет длину, которая составляет диаметр канала. Предпочтительно штыреобразный элемент пересекает продольную ось канала по существу под прямым углом. Это не является обязательным требованием. Штыреобразный элемент может пересекать продольную ось канала под углом от 45° до 135°. За счет предпочтительного осуществления расположения штыреобразного элемента обеспечивается то, что молочный поток постоянно находится в контакте со штыреобразным элементом.
Согласно еще одной предпочтительной форме выполнения устройства предлагается, что два соседних элемента, прежде всего кольцеобразный элемент и штыреобразный элемент, расположены на расстоянии L друг от друга. Соотношение между этим расстоянием и внутренним диаметром по меньшей мере одного кольцеобразного элемента составляет от 0,2 до 2,0. Предпочтительной является форма выполнения, в которой соотношение между этим расстоянием и внутренним диаметром указанного по меньшей мере одного кольцеобразного элемента составляет от 0,4 до 0,7. Прежде всего, предлагается, что это соотношение составляет около 0,55. Если расстояние между кольцеобразным элементом и штыреобразным элементом составляет 12 мм, обеспечиваются относительно надежные значения для регистрации молочного потока.
Предпочтительно расположение элементов выбирается так, что при рассмотрении в направлении потока молока штыреобразный элемент расположен после по меньшей мере одного кольцеобразного элемента.
Кольцеобразный элемент и штыреобразный элемент предпочтительно соединены с электронной схемой, так что указанные элементы являются электродами, с помощью которых и указанной схемы определяется электрическая проводимость и/или удельная проводимость молока в потоке.
Расположенный в камере измерительный узел имеет предпочтительно два электрода. Электроды могут иметь штыреобразную форму. Предпочтительно они имеют диаметр около 1 мм, прежде всего 1,5 мм.
Электроды расположены рядом друг с другом при рассмотрении в направлении потока, а предпочтительное расстояние между ними составляет около 7 мм.
Согласно еще одному предпочтительному варианту осуществления изобретения предлагается, что камера имеет выходное отверстие, предпочтительно выходное отверстие, поперечное сечение которого расширяется. За счет этого обеспечивается сток скапливающегося в камере молока. Расширение предпочтительно реализовано в виде конуса, так что частицы, которые могут находиться в молоке и попадать в камеру, не приводят к засорению выходного отверстия.
При необходимости измерительный узел может иметь по меньшей мере один температурный датчик. Этот по меньшей мере один температурный датчик может использоваться для температурной компенсации измерения проводимости.
Согласно еще одной изобретательской идее предлагается приспособление для определения количества молока, содержащее устройство по одному или нескольким из пунктов 1-18 формулы изобретения, в котором предусмотрена по меньшей мере одна электронная схема, которая через сигнальные шины соединена с по меньшей мере двумя электропроводными элементами. Посредством выполнения устройства / приспособления согласно изобретению достигается то, что может быть осуществлено определение количества молока в потоке. Поскольку поток молока не должен изменять направление, не происходит и мешающих колебаний давления. Не предусмотрены никакие движущиеся детали, необходимые для снятия измеряемого параметра. Поэтому устройство требует минимального техобслуживания, просто чистится и дезинфицируется.
Другие детали и преимущества изобретения поясняются на представленных на чертеже примерах осуществления, при этом предмет изобретения не ограничивается этими конкретными примерами его осуществления.
На фиг.1 изображено устройство в разрезе,
на фиг.2 - устройство в соединении с другими деталями доильного аппарата.
Фиг.1 показано устройство для регистрации молочного потока. Устройство имеет выполненную по существу трубчатой деталь 1. Деталь 1 изготовлена предпочтительно из неэлектропроводного синтетического материала. Изготовление детали 1 осуществляется преимущественно литьем под давлением. Деталь 1 может быть изготовлена из полисульфона (PSU), полиамида 12 (РА12) или полифенилсульфона (PPSU). Пригодны и другие синтетические материалы, которые совместимы с продуктами питания.
Деталь 1 имеет канал 2. Канал имеет вход 3 и выход 4. В своем поперечном сечении канал 2 является по существу круглым. Позицией 5 обозначена продольная ось канала. В смонтированном состоянии устройства продольная ось 5 наклонена по отношению к вертикали. За счет этого обеспечивается то, что молоко, по меньшей мере частично, течет по стенке 9 канала 2.
На обоих концах канала 2 предусмотрены фланцы 6, 7, которые пригодны и предназначены для соединения с другими деталями доильного аппарата.
Поток молока, который не показан, поступает через вход 3 в канал 2 и протекает по нему, вытекая из канала через выход 4. Из изображения на фиг.1 видно, что в канале 2 предусмотрен кольцеобразный элемент 8, который является электропроводным. Кольцеобразный элемент 8 имеет внутренний диаметр d, который по существу соответствует внутреннему диаметру канала 2. Кольцеобразный элемент является интегральной составной частью канала 2. Через стенку 9 детали 1 насквозь проходит соединительный элемент 10, который электрически соединен с кольцеобразным элементом 8. В представленном примере осуществления соединительный элемент имеет внутреннюю резьбу 11, в которую может быть ввинчен винт, так что с соединительным элементом может быть соединена и установлена на нем, например, сигнальная шина.
При рассмотрении в направлении потока молока, за кольцеобразным элементом 8 предусмотрен электропроводный штыреобразный элемент 12. Расстояние L между кольцеобразным элементом и штыреобразным элементом в представленном примере осуществления предпочтительно составляет 12 мм. Штыреобразный элемент 12 проходит сквозь стенку 9. Передний конец штыреобразного элемента частично проходит в противолежащую стенку 13. Из изображения на фиг.1 видно, что штыреобразный элемент 12 пересекает продольную ось 5 канала под углом около 90°. Штыреобразный элемент 12 расположен по существу параллельно торцевым поверхностям кольцеобразного элемента 8.
Другой концевой участок 14 штыреобразного элемента выступает из стенки 9. Он имеет возможность подсоединения к сигнальной шине.
В своем поперечном сечении штыреобразный элемент 12 предпочтительно является круглым. Прежде всего, он имеет диаметр около 3,0 мм. Кольцеобразный элемент 8 и штыреобразный элемент 12 соединены с не показанной электрической схемой. Посредством электропроводных элементов 8, 12 измеряется проводимость текущего молока.
Под штыреобразным элементом 12 расположена камера 15. Камера 15 предусмотрена в области стенки 9. Камера имеет входное отверстие 16, через которое в камеру 15 может втекать часть текущего молока. В самой нижней точке камеры 15 предусмотрено выходное отверстие 17. Выходное отверстие 17 предпочтительно имеет диаметр около 1,4 мм. Выходное отверстие предпочтительно выполнено так, что его поперечное сечение расширяется наружу. За счет этого расширения изнутри наружу обеспечивается то, что возможно находящиеся в молоке частицы не могут скапливаться в выходном отверстии. Крупные частицы грязи вымываются из камеры 15 потоком молока.
Внутри камеры 15 расположен измерительный узел 18. Измерительный узел 18 образован двумя, расположенными один рядом с другим электродами 19. Электроды 19 имеют по существу штыреобразную форму. Предпочтительно они имеют диаметр около 1,5 мм. Расположение электродов 19 выбрано так, что расстояние между ними составляет около 7 мм. Через непоказанную возможность подсоединения электроды 19 соединены с непоказанной схемой. Электроды 19 примерно на 3 - 4 мм входят в камеру 15. С помощью измерительного узла 18 в камере производится измерение проводимости молока.
Выполненный штыреобразным элемент 12 образует обтекаемый элемент, который расположен перед входным отверстием 16 камеры 15 так, что образование турбулентности в камере 15 по меньшей мере уменьшается, если не предотвращается вовсе. Благодаря тому, что предотвращается турбулентность в камере 15, обеспечивается то, что измерение проводимости молока внутри камеры 15 осуществляется с высокой достоверностью. Погрешности измерения, которые происходят из-за того, что текущее в камеру молоко смешивается с воздухом, в результате чего изменяется величина проводимости смеси, благодаря такому исполнению устройства практически исключаются.
Выполнение устройства для регистрации молочного потока согласно изобретению дает результаты измерения, имеющие высокую точность. Форма выполнения устройства выбрана так, что канал и камера могут быть хорошо очищены и опорожнены. Опорожнение камеры 15 происходит автоматически. Как в начале, так и в конце процесса доения устройство может выдавать сигнал на управляющее устройство, так что, например, при завершении процесса доения пульсация отключается и генерируется сигнал для съема доильного аппарата. Устройство может также применяться и в качестве так называемого датчика пробоя (Kick-Off-Sensor). Если в процессе доения происходит резкий прорыв воздуха, резко снижается и замеряемая между электродами 8 и 12 проводимость. В зависимости от конфигурации непоказанной схемы и момента пробоя в процессе доения может происходить сигнализация или съем доильного аппарата.
С помощью проведенного в камере 15 измерения проводимости можно определить изменение величины проводимости молока. Это изменение позволяет делать заключения о состоянии здоровья дающего молоко животного.
На фиг.2 показано расположение устройства в соединении с другими деталями доильного аппарата. Одинаковые детали устройства обозначены одинаковыми позициями. На фиг.2 видна деталь 1. Видно, что деталь 1 имеет соединительную камеру 20, в которой находятся клеммы электропроводных элементов и электродов. Деталь 1 соединена с молокопроводом 21. Молокопровод 21 имеет запорное средство 22, которое приводится в действие пневматически. Такое запорное устройство известно, например, из полезной модели 29503450.5.
Молокопровод 21 имеет фланец, выполненный соответствующим фланцу 6. Фланцы соединены между собой с помощью двух соединительных элементов 23. Соединительные элементы 23 имеют форму полусферы. Они имеют расположенные внутри канавки, в зацепление с которыми входят фланцы. С помощью пружинно-эластичного элемента 24 соединительные элементы 23 соединены с силовым замыканием. Соответствующее соединение может быть осуществлено фланцем детали 1 с другой деталью доильного аппарата. Деталь 21 имеет фланец 6. Фланец 6 имеет выступ 25, который выполнен в виде шипа. Этот выступ входит в соответствующее выполненное углубление фланца запорного средства 22. С помощью этой меры обеспечивается, с одной стороны, заданное монтажное положение, а с другой стороны, непроворачиваемое соединение между деталью 1 и запорным средством 22.
Из изображения на фиг.2 видно, что благодаря соответственно выполненному на детали 1 отклонителю 26, загрязнение мест соединения соединительных элементов 23, по меньшей мере, уменьшается.
За счет формы выполнения устройства для регистрации молочного потока согласно изобретению обеспечивается то, что можно надежно производить измерение удельной проводимости в диапазоне от 1 мСим/см до 12 мСим/см. Кроме того, устройство согласно изобретению позволяет определять количество молока в диапазоне объемного потока от 0,0 до 9,0 л/мин.