СИСТЕМА ДЛЯ ОМЫВАНИЯ КОПЫТ
SYSTEM FOR HOOF WASHING

Приоритет настоящей заявки восходит к предварительной заявке №60/723462, поданной 4 октября 2005 г., содержание которой включено в данный документ путем отсылки.
Настоящее изобретение относится в целом к системам омывания копыт молочного скота, более конкретно к системе омывания копыт со смешиванием химикатов на месте их применения и распределением химикатов среди множества ванн для копыт, к усовершенствованным компонентам для омывания копыт с повышением эффективности и результативности ванн для омывания копыт, а также автоматизации.
Настоящее изобретение относится в целом к обработке копыт крупного рогатого скота, более конкретно к составам для обработки копыт крупного рогатого скота и к способам, в которых используется два или более отдельных компонента, смешиваемых на молочной ферме для повышения эффективности и безопасности для человека и животных.
Хромота является одной из основных проблем, с которыми сейчас столкнулась мировая молочная промышленность. Затраты на хромоту измеряются потерями в производстве молока, выбракованными коровами, умершими коровами, счетами ветеринаров и стоимостью лекарств для лечения. Только в США затраты на хромоту, как сообщается, составляют от 300 до 412 долларов США на одну корову. При общем оцененном коэффициенте заболеваемости от 10 до 15% ежегодные суммарные затраты на хромоту животных превышают 570 миллионов долларов. Особенно затруднительно положение в крупных стадах, которые являются наиболее быстрорастущим сегментом рынка. Встречаемость хромоты в больших стадах составляет 50% или более, что отражается в ежегодной заболеваемости от 60 до 70%. Одними из основных причин хромоты являются инфекционные заболевания ног или копыт.
Исследования показали, что целая треть всех случаев хромоты у коров вызывается одним заболеванием, пальцевым дерматитом. Пальцевый дерматит встречается во всем мире и, согласно оценке, присутствует в 41% стад, насчитывающих менее 100 коров, и от 64 до 82% в более крупных стадах. Заразные и истощающие заболевания ног и копыт крупного рогатого скота включают такие состояния, как копытная гниль, пальцевый дерматит и межпальцевый дерматит.
Для предотвращения, ограничения и лечения таких заболеваний на молочных фермах используются системы омывания копыт, в которых используются бактерицидные/очищающие химикаты, а также антибиотики и/или другие биологические агенты. Ванны для копыт обычно располагают на возвратном пути из помещений для доения. После доения животное обычно проходит систему омывания копыт на пути к помещению, где оно содержится. На ногах и копытах обычно содержится накопленная грязь и навоз, даже после доения, когда ноги и копыта опрыскиваются водой или раствором химикатов. Это особенно справедливо для современных ферм молочных коров, которые содержатся на ограниченных площадях, например в привязных или беспривязных стойлах, и на сухих кормах вместо свободного пастбища.
Кроме того, проходя через систему омывания копыт, коровы могут испражняться в ванну для копыт. Добавочный органический материал, или нагрузка на ванну для омывания копыт, ставит под угрозу способность противомикробных продуктов работать для дезинфекции и очищения ног коровы. По экономическим причинам использование противомикробных химических и бактериологических продуктов в дозах, достаточно высоких для того, чтобы компенсировать содержание органического материала в ванне для копыт и проникнуть сквозь органический материал и различные ткани, в которых могут находиться бактериальные патогены, как правило, оказывается невозможным с точки зрения затрат. Другие, более дешевые химические продукты, которые применяются в более высоких дозах, имеют тот недостаток, что они могут быть токсичными для животных, для людей, работающих в молочном хозяйстве, или для окружающей среды.
Кроме того, часто бывает так, что после успешного применения одного продукта (например, для лечения поражений, возникших при пальцевом дерматите) и снижения доз или частоты их введения после исчезновения поражений клинические проявления заболевания через короткое время появляются вновь. Поэтому во многих молочных хозяйствах используют поочередно более одного химического продукта или антибиотика в разное время в одной ванне для копыт. По крайней мере, имеются эпизодические свидетельства, что чередование различных химикатов эффективно способствует снижению заболеваемости инфекционными болезнями ног и уровня их распространения. Однако такая практика все же не решает указанных выше проблем использования достаточно высоких доз для преодоления органической нагрузки с одновременным обеспечением безопасности и низкой токсичности ванны для копыт.
Системы омывания копыт, соответствующие прежнему уровню техники, устраивались в виде ванн в выемках в выходном проходе и заполнялись вручную или дистанционно с помощью системы насосов, труб и клапанов. Работники молочного хозяйства следили за ваннами, определяя, когда нужно добавить свежие химикаты или воду. Добавление свежей воды и химикатов необходимо, так как химикаты теряют свою эффективность и/или ванна загрязняется навозом, мусором и грязью.
Для очистки ванн от навоза и грязи в них накачивали воду под высоким давлением и с высокой скоростью. В прежних ваннах для копыт был передний (верхний по течению) конец, в который накачивалась промывочная вода, и задний конец, из которого промывочная жидкость стекала вместе со смытыми материалами.
Задние концы в некоторых системах ванн для копыт представляли собой простые бордюры или стенки, через которые промывочная жидкость и смытые материалы переливались благодаря давлению и/или скорости воды. В таких системах много воды расходуется впустую и требуется излишне высокое давление и расход насоса. Кроме того, жестко закрепленная стенка не позволяет смыть из ванны всю грязь и мусор.
В некоторых из таких систем устраивались стоки в заднем (нижнем по течению) конце ванны, чтобы увеличить эффективность промывания. Некоторые из таких стоков закрывались и открывались вручную, другие были автоматизированы и срабатывали синхронизированно с операциями промывки и заполнения новой жидкостью.
Для дальнейшего повышения эффективности промывки, по крайней мере, в одной системе была сделана попытка создать специфические потоки в ванне во время операций, используя сопла с различными скоростями, размерами и структурой струй. См. Vander Veen, патент США №6739286. Такую точность трудно поддерживать в реальных условиях молочного хозяйства, где действуют жесткие факторы окружающей среды, резкие изменения температуры и где оборудование может повреждаться животными.
Как указывалось выше, в некоторых системах омывания копыт химикаты смешиваются с водой в ванне. См., например, Vander Veen, патент США №6739286. Такие системы могут быть эффективны, если на ферме используется одна ванна для омывания копыт, но использование отдельных дозирующих устройств для воды и химикатов в более чем одной ванне излишне усложняет систему трубопроводов, насосов и клапанов. Кроме того, дублирование дозирующих систем увеличивает затраты на установку и контроль.
Соответственно, существует потребность в другом способе подачи безопасных, эффективных и экономичных доз таких продуктов к месту нахождения микробных патогенов на животном без лишних помех со стороны органического материала, который может присутствовать в ванне или на ноге животного. Кроме того, существует потребность в системном подходе к эксплуатации ванн для копыт, снижающем первоначальные капиталовложения и расходы на обслуживание.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Система омывания копыт молочных животных, включающая: местный смеситель химикатов; источник подачи воды; смеситель химикатов и воды, получающий химикаты из местного смесителя химикатов и воду из источника подачи воды; распределитель химикатов и воды для распределения химикатов и воды, получаемых из смесителя химикатов и воды; множество ванн для копыт, которые избирательно получают смесь химикатов и воды из распределителя химикатов и воды; устройство промывки ванн, получающее воду из источника подачи воды и нагнетающее ее сквозь ванну; и устройство управления системой для синхронизации работы распределителя химикатов и воды и устройства промывки ванн таким образом, чтобы промывать множество ванн и снова заполнять их смесью химикатов и воды.
Настоящее изобретение направлено также на составы и методы комбинирования или смешивания в ванне для копыт, непосредственно перед использованием, составов, имеющих два или более специфических и дополнительных противомикробных компонентов. Некоторые бактерицидные препараты, будучи объединены, действуют синергически, увеличивая эффективность одного или обоих противомикробных компонентов, как происходит с перекисью водорода и такими бактерицидными неорганическими солями, как медные соли. Чтобы добиться максимальной противомикробной эффективности, объединенные бактерицидные препараты необходимо использовать как можно скорее после объединения, до того, как один или более бактерицидных препаратов истощатся вследствие окисления или других реакций со вторым компонентом. Эти компоненты включают одну или более определенных противомикробных солей определенных тяжелых металлов, в том числе сульфат меди, ацетат меди, формиат меди, бромат меди, трихлорацетат меди, сульфат цинка, ацетат цинка, формиат цинка, бромат цинка или сульфат железа, ацетат железа, формиат железа, бромат железа, или другие, здесь не перечисленные, соли тяжелых металлов. Эти компоненты могут также включать такие альдегиды, как формальдегид, глютеральдегид и гликоксиальдегид.
Для достижения целей настоящего изобретения с первой группой противомикробных соединений следует смешать вторую группу. Вторая группа может включать соединения четвертичного аммония, такие как моноалкилтриметиламмониевые или моноалкилтриэтиламмониевые соли, такие как хлорид моноалкилтриметиламмония, моноалкилдиметил- или моноалкилдиэтилзамещенные бензиламмониевые соли, гетероароматические аммониевые соли, бис-четвертичноаммониевые соли, полизамещенные соли четвертичного аммония и полимерные соли четвертичного аммония.
Вторая группа может включать также такие неорганические перекиси, как перекись водорода или персульфаты, пербораты, перкарбонаты и перекись натрия, а также органические перекиси, такие как надуксусная кислота или другие надперекисные кислоты, перекись кумола, гидроперекиси, диацильные перекиси и пероксиэфиры.
В ванны для копыт можно примешивать также сульфокислоты, в том числе: додецилбензолсульфокислоту, натриевую соль сульфоолеиновой кислоты, натрий-1-октан-сульфонат, сульфо-9-октадеценовую кислоту, натрийксилолсульфонат, додецилдифенилоксиддисульфокислоту, сульфонированную жирную кислоту таллового масла, натриевую соль нафталинсульфокислоты и 1-октансульфокислоту.
В ванны для копыт можно примешивать также карбоксильные жирные кислоты с цепью средней длины, в том числе: капроновую, или гексановую, кислоту, гептановую кислоту, каприловую, или октановую, кислоту, нонановую кислоту, каприновую, или декановую, кислоту, лауриновую кислоту, миристиновую кислоту, линолевую кислоту или линоленовую кислоту или их эфиры, такие как метиловый эфир каприловой кислоты, метиловый эфир каприновой кислоты, метиловый эфир лауриновой кислоты, лаурилацетат, глицеринмонолаурат и амиды жирных кислот, такие как лаурилметиламид и лаурилдодециламид.
Состав может включать также элементарный йод и сложные йодированные соединения или йодофоры. Наполнители могут включать такие поверхностно-активные вещества, как нонилфенолэтоксилаты, этоксилаты линейных спиртов, блок-сополимеры или такие полимеры, как поливинилпирридон (ПВП).
Состав может включать также соединения хлора, такие как двуокись хлора или стабилизированную двуокись хлора, соли хлора (хлорит натрия) или органические соединения хлора (хлоризоцианурат). Во вторую группу компонентов могут быть включены также соединения фенола, такие как фенол и фенольные эфиры р-гидробензойной кислоты (метилпарабен, пропилпарабен).
Все компоненты каждой группы можно использовать в любой комбинации и с любым числом ингредиентов, но необходимо, чтобы всякий раз их было не менее двух (по одному из каждой группы). Каждый из этих компонентов можно использовать в любом количестве или концентрации, если концентрация не препятствует добавлению другого из этих компонентов, чтобы можно было смешать по крайней мере два компонента на месте использования.
В дополнение к этим компонентам можно предварительно или на месте использования добавлять в любой концентрации такие компоненты, как кислоты, в том числе органические, например лимонную, уксусную, неорганические кислоты, например фосфорную, серную, азотную, поверхностно-активные вещества, стабилизаторы, комплексообразователи, эмульгаторы, загустители, красители и отдушки.
Одним из преимуществ объединения двух или более из указанных антибактериальных компонентов является способность убивать или ингибировать болезнетворные микроорганизмы. Такое воздействие двух или более соединений может приобретать синергичный характер, или эти воздействия могут просто добавляться друг к другу, но в любом случае это будет лучше, чем использование только одного компонента. Преимущества использования двух или более компонентов для молочного хозяйства могут включать более быстрое уничтожение микроорганизмов, большую стойкость к воздействию органической нагрузки, меньшую токсичность химикатов и меньшую стоимость. Если действие компонентов синергично, наиболее важным преимуществом является то, что комбинированная смесь будет химически иметь более высокую бактерицидную эффективность, чем имела бы сумма составляющих. При простом сложении эффектов можно добиться преимуществ, например путем комбинирования более токсичного, но более дешевого химиката с менее токсичным, который стоит дороже. В этом случае можно избежать излишней токсичности, так как используется смесь химикатов, а не большее количество токсичного вещества, и некоторой экономии средств, так как применяется меньше дорогого компонента.
Некоторые изготовители объединяли различные типы химических или биологических средств защиты от болезней ног и продавали их как готовый к употреблению предварительно смешанный продукт. Этот подход имеет некоторые недостатки, например недостаточную стабильность комбинации некоторых химических или биологических средств. Хорошим примером этого является упоминавшаяся ранее комбинация неорганической соли с перекисью. Перекисный компонент быстро окислится и через короткий период времени станет неэффективным. Могут также возникнуть проблемы при транспортировке и хранении, если объединенные компоненты образуют летучую смесь, которая будет выделять газ при повышенных температурах, а это увеличит риск утечки или взрыва, если контейнеры для хранения герметичны.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг.1 - схема системы омывания копыт, соответствующая настоящему изобретению;
Фиг.2 - схема системы омывания копыт, соответствующая настоящему изобретению, вид в плане;
Фиг.3 - схема системы омывания копыт, соответствующая настоящему изобретению, вид в плане, в которой пара ванн расположена последовательно;
Фиг.4 - схема системы омывания копыт, соответствующая настоящему изобретению, вид в плане, в которой пара ванн расположена параллельно;
Фиг.5 - схема системы омывания копыт, соответствующая настоящему изобретению, вид в плане, имеющая две линии ванн с последовательным расположением;
Фиг.6 - схема системы омывания копыт, соответствующая настоящему изобретению, вид в плане, имеющая две линии ванн с последовательным расположением и смеситель/дозатор порошкообразного химиката;
Фиг.7 - вертикальная проекция панели управления, используемой в системе омывания копыт, соответствующей изобретению;
Фиг.8 - крышка панели управления, показанная на фиг.7;
Фиг.9 - ванна для омывания копыт, соответствующая изобретению, вид в аксонометрии;
Фиг.10 - ванна для омывания копыт, соответствующая изобретению, разрез в аксонометрии;
Фиг.11 - вертикальная проекция пневматического баллона в сдутом положении для обеспечения стока жидкости из ванны для омывания копыт, соответствующей изобретению;
Фиг.12 - вертикальная проекция пневматического баллона, показанного на фиг.11, в надутом положении для удержания жидкости в ванне для омывания копыт;
Фиг.13 - вид в аксонометрии переднего конца ванны для омывания копыт, расположенного под углом;
Фиг.14 - панель управления системы для омывания копыт, имеющая управляемый оператором клапан пневматического баллона;
Фиг.15 - вид в вертикальной проекции емкостей для смешивания порошкообразных химикатов в соответствии с изобретением;
Фиг.16 - последовательность программирования для использования в системе омывания копыт, соответствующей изобретению; и
Фиг.17 - карта цикла программируемого логического контроллера для использования в системе омывания копыт, соответствующей изобретению.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В следующем ниже подробном описании предпочтительных вариантов осуществления изобретения одни и те же или одинаковые признаки изобретения на каждом из чертежей обозначены одними и теми же позициями.
Фиг.1 представляет собой схематический вид системы омывания копыт 40, соответствующей настоящему изобретению, которая включает управляющее устройство 42, источник воды 44, источник воздуха 46, дозатор порошкообразных химикатов 48, дозатор жидких химикатов 50, насосную станцию 52, сеть распределения воды и химикатов 54 и систему управляющего клапана 56. Эти компоненты питают по крайней мере одну ванну для копыт 60, как показано на фиг.2. Кроме того, в системе 40 используется сток 62.
Система омывания копыт 40 представляет собой полезную автоматическую или полуавтоматическую систему для борьбы с заболеваниями копыт молочных животных путем проведения животных по крайней мере через одну ванну для копыт 60, содержащую воду и/или химикаты для обработки копыт. При этом копыта животных очищаются от значительного количества грязи и навоза. Химикаты могут быть средствами профилактики или лечения болезней, затрагивающих копыта.
Управляющее устройство 42 может быть любым типом программируемого или ручного управляющего устройства для управления клапанами, насосами, стоками и дозаторами. Предпочтительно управляющее устройство 42 является программируемым и полностью автоматизированным, чтобы освободить операторов молочного хозяйства от забот о работе системы омывания копыт. Управляющее устройство 42 может представлять собой компьютер любого типа или печатную плату. Оно должно быть способно производить различные управляющие действия и принимать данные относительно здоровья копыт молочных животных для того, чтобы автоматически дозировались те химикаты и в том количестве, которые нужны для конкретного стада.
Кроме того, на основе этих факторов можно вручную или автоматически регулировать частоту промывки и нового заполнения ванны. Наконец, даже если автоматизация нежелательна или невозможна, управляющее устройство 42 может уведомлять оператора о параметрах, операциях промывки или повторного заполнения и т.д., так что ему не нужно постоянно следить за системой 40.
Источник воды 44 может быть обычной водопроводной системой для фермы и не обязательно должен поставлять питьевую воду. Источник воздуха 46 также стандартен, но может использоваться для подачи специальных газов для смешивания с химикатами. Желательны также фильтры воды 66 и фильтры воздуха 68.
В настоящем изобретении можно использовать химикаты как в порошковой, так и в жидкой форме. Желательно использовать порошковые химикаты, так как они дешевле стоят и дольше хранятся, но в целом применение того или иного типа или формы химикатов или их комбинаций зависят от конкретных обстоятельств.
В показанном варианте изобретения дозаторы порошковых химикатов 48 устроены в сети трубопроводов и клапанов 70. На фиг.1 показаны четыре емкости 72 (а на фиг.1 - две), но можно использовать одну или более емкостей. Предпочтительно каждая отдельная емкость 72 частично наполняется порошковыми химикатами 74, а затем доливается жидким агентом для смешивания, таким как вода или другой жидкий химикат. Каждая емкость 72 наполняется таким количеством смешанных химикатов, чтобы хватило на отдельную ванну для копыт. В данном примере соответствующее количество химиката подается без комплексообразования, смешивания или дозирования из наливного контейнера.
Каждая емкость предпочтительно имеет такой размер, чтобы она вмещала достаточно порошкового химиката для обработки 150-200 коров, в зависимости от степени загрязнения, действенности химиката и других факторов. Может быть предусмотрено множество емкостей для дополнительного объема порошкового химиката или различных химикатов. Каждый раз для наполнения ванны 60 используется одна емкость.
Когда каждая емкость наполнена порошковым химикатом, в нее доливается соответствующее количество воды для образования жидкого раствора. Этот раствор может быть концентрированным и смешиваться с дополнительным количеством воды перед подачей в ванну, или же в самой ванне, или раствор может разбавляться до нужного количества в емкости.
Емкости снабжены наполнительными клапанами 73 для заливки воды или другой жидкости, которая будет смешиваться с порошковым химикатом. Жидкость сама по себе может быть жидким раствором химиката, чтобы комбинация жидкого и порошкового химиката образовала эффективную смесь химикатов, которую не нужно долго хранить перед использованием в ванне. Таким образом, можно легко использовать различные дозы, смеси и типы химикатов, чтобы получить высокоэффективное средство для обработки копыт в эффективной автоматизированной системе 40.
Каждая емкость предпочтительно содержит также бесконтактный датчик (не показан), который определяет, имеется ли в ней порошковый химикат или даже закрыта ли она как следует. Если эти условия не соблюдены, емкость не будет заполняться жидкостью; если емкость не закрыта, жидкость может разлиться.
3
Вместо емкости или в дополнение к ней система может содержать механизмы для впрыскивания озона (O) в ванну для дезинфекции ванны 60 и различных труб, сопл и т.д. в системе распределения химикатов и/или воды. В этом случае не нужны дезинфицирующие химикаты.
Отдельные емкости 72 могут наполняться оператором или автоматически системой загрузки 76 (фиг.18.) Система загрузки 76 содержит бункер 78, вмещающий большие количества порошкового химиката. Шнек 80 внизу бункера перемещает химикат к распределительному желобу и затем в отдельные емкости 72. Когда для смешивания порошковых химикатов перед использованием в ваннах для копыт используются большие резервуары (не показаны), систему загрузки 76 можно использовать для подачи любого желаемого количества порошка в контейнер для смешивания. В альтернативном варианте можно применять устройство для перекачки химического порошка из бункера для хранения 78, использующее индуцированный трубкой Вентури вакуум для переноса порошкового химиката в смесительную емкость или прямо в трубу, где химикаты смешиваются с раствором.
Дозаторы жидких химикатов 50 могут использоваться для хранения порошковых химикатов после их смешивания с водой или для хранения жидких химикатов, закупленных в этой форме. Эти химикаты могут перекачиваться в воду и систему распределения химикатов 54 по мере необходимости или сразу, в зависимости от емкости дозаторов.
Химикаты в жидкой форме накачиваются в ванны для копыт 60 с помощью насосной станции 52 через сеть распределения воды и химикатов 54. В сочетании с насосной станцией 52 можно использовать управляющее устройство 42, чтобы накачивать только воду из источника воды 44, только химикаты или смесь того и другого, в зависимости от стадии работы ванны для копыт 60.
Кроме того, управляющее устройство 42 (фиг.1) можно использовать для переключения системы клапанов 56 для подачи воды, химикатов или смесей того и другого в выбранные ванны для копыт 60, если их имеется больше одной.
В данной системе омывания копыт 40 можно использовать ванны для копыт любого типа или размера и, в частности, с этой системой можно применять нужное количество ванн. Однако предпочтительный вариант ванны для копыт 60 показан на фиг.2-6 и фиг.9-13.
Как показано, каждая ванна для копыт 60 расположена в проходе, который ограничивает движение животных, так что каждому животному приходится проходить через ванну 60. Конфигурация ванны 60 в соответствии с изобретением предпочтительно приподнята над уровнем прохода для удобства установки и обслуживания. Для животных предусмотрены пандусы или платформы (не показаны).
У каждой ванны 60 длина обычно больше ширины, и она имеет передний конец 90, задний конец 92 и боковые стороны 94. Передний конец 90 расположен под углом к проходу (этот угол в показанных вариантах составляет приблизительно 45°), так что животные могут ступать в ванну 60, не сбавляя шага. Такое устройство важно для эффективности молочного хозяйства, поскольку животные движутся не скапливаясь, без заторов и чувствуют себя комфортно.
Каждый проход предпочтительно имеет уклон вниз, так что вода и другие жидкости вместе с грязью и мусором стекают в направлении движения коров. Расположенный под углом передний конец 90 ванны перенаправляет поток в сторону, так что он не стекает в ванну 60. Кроме того, закраина, направленная вверх по потоку от переднего конца 90 ванны 60, препятствует попаданию в ванну стока из прохода, текущего с повышенной скоростью.
Кроме того, ванна 60 предпочтительно имеет такие размеры, что каждое копыто животного, по крайней мере, два раза опускается в ванну 60, так что предпочтительная длина ванны составляет 108 дюймов. Такой размер повышает общую эффективность ванны, так как обеспечивает достаточное прополаскивание и химическую обработку каждого копыта животного. Ванна 60 может иметь градуировку на боковых стенках, чтобы оператор мог контролировать объем или глубину жидкости в ванне 60.
При типичных грязевых нагрузках ванна 60, соответствующая изобретению, потребует промывки после обработки каждых 150-200 животных. Это количество может отслеживать оператор, который будет промывать ванну для копыт 60, когда это необходимо, или же промывка может выполняться автоматически.
В случае автоматизации промывка может запускаться несколькими способами. В одном варианте производится автоматический подсчет коров, когда они проходят через ванну 60, с помощью либо бесконтактного датчика, либо датчика касания (не показан), установленного в проходе. Автоматический подсчет коров - надежный способ обеспечения чистоты ванны 60 и эффективности находящихся в ней химикатов.
Другой вариант включения промывки связан с операцией доения, поскольку ванну для копыт 60 обычно помещают возле выхода из доильного отделения. Ванну 60 можно промывать и вновь наполнять в начале доения, используя, например, один или более датчиков присутствия коров в доильном отделении. Еще один вариант заключается в том, то промывка начинается через заданное время после конца доения, который отмечается доильными аппаратами. Повторное заполнение ванны 60 может происходить тогда, когда датчик зафиксирует, что доильный аппарат снова работает. Таким образом, ванна 60 будет наполняться незадолго до прибытия коровы.
В другом варианте каждая ванна 60 промывается и снова наполняется, когда датчик сигнализирует о конце цикла доения; при этом предусматривается некоторое время запаздывания, чтобы последняя корова успела выйти из доильного отделения и пройти через ванну 60; затем ванна промывается и снова наполняется вовремя для следующей операции доения. Очевидно, факторами, определяющими, когда и насколько часто необходимо промывать и снова наполнять ванну, являются следующие: количество коров, частота доения, срок хранения химикатов для обработки, грязевые нагрузки на ванну и другие окружающие условия. Предпочтительно автоматическое управляющее устройство 42 программируется оператором в соответствии с конкретными потребностями данного молочного хозяйства.
На фиг.3 показаны передняя по ходу ванна 60 и задняя по ходу ванна 61, расположенные последовательно, так что каждое животное проходит через обе ванны 60. В этом варианте первая ванна 60 может использоваться для прополаскивания и очистки копыт животных, а вторая ванна 61 - для обработки копыт. Здесь первая ванна 60 может содержать только воду или включать очищающие копыта химикаты. Во второй ванне 61 могут использоваться лекарства или другие средства химической обработки.
Обе ванны 60, 61 предпочтительно питаются из одной и той же сети распределения воды и химикатов 54, причем система управления клапанами 56 и управляющее устройство 42, работая совместно, обеспечивают подачу промывочной воды, разбавляющей воды и химикатов в каждую ванну.
Система омывания копыт 40 может также содержать пару ванн 60, расположенных параллельно, как показано на фиг.4. При таком расположении можно организовать два прохода для животных, таких, как описано выше в связи с фиг.2. В этом случае управляющее устройство 42 и система управления клапанами 56 обеспечивают подачу жидкостей в обе ванны 60 и 61. В каждую ванну могут подаваться одинаковые комбинации воды и химикатов, или же в каждую ванну могут поступать различные растворы, так что животные в каждом проходе будут обрабатываться по-разному. Например, животных с заболеваниями копыт можно направлять в один проход для интенсивного лечения, тогда как другие, более здоровые животные пойдут через другой проход.
На фиг.5 представлена комбинация последовательных ванн, показанных на фиг.3, и параллельных ванн, показанных на фиг.4, так что можно использовать любой вариант предварительной очистки и последующей обработки копыт.
На фиг.6 показана система 40, аналогичная системе 40 на фиг.5 с тем исключением, что питание передних по ходу ванн 60 обеспечивается первым управляющим устройством 42 и системой управления клапанами 56, а питание расположенных дальше по ходу ванн 61 обеспечивается отдельным управляющим устройством 43 и системой управления клапанами 57. Второе управляющее устройство 43 может использоваться в ситуации, когда химикаты подаются только в задние ванны 61, но не в передние ванны 60.
На фиг.7 и 15 показана панель управления 100, которая представляет собой часть управляющего устройства 42. Управляющее устройство 42 может также включать компьютеры и другие панели управления. Представленная панель управления 100 имеет программируемый логический контроллер и органы управления регуляторами продувочного воздуха 102, регулятором воздуха баллона 104, регулятором воздуха насоса 106, счетчиком воды 108 и насосами жидких химикатов 110. Благодаря такому устройству панели управления 100 оператор может с любого места осуществлять контроль и управление системой омывания копыт 40, соответствующей изобретению.
На фиг.8 показаны крышка 112 панели управления, которая содержит главный силовой выключатель 114, выключатели управления подачей воды и химикатов 116, выключатель автоматического останова/промывки 118 для первой ванны, аналогичный выключатель 120 для второй ванны и дисплей 121.
Более подробные иллюстрации ванны для копыт 60 представлены на фиг.9-13. На фиг.9 ванна 60 имеет передний конец 90, задний конец 92 и боковые стороны 94, как было описано выше.
Ванна 60 предпочтительно выполнена из прочного полиэтилена сетчатой структуры, но могут использоваться и другие материалы. На дне положен резиновый коврик 128, чтобы удобнее было ступать. Коврик 128 можно заменить другими аналогичными ковриками или ковриками с другими качествами в зависимости от изменений погодных условий и условий загрязнения.
На переднем конце 90 имеется распределяющий жидкость коллектор 130, который впрыскивает воду и химикаты в ванну 60. Желательно разместить коллектор 130 в этом месте, так как здесь меньше вероятности, что животные повредят его ногами.
Коллектор 130 имеет отверстия 132, через которые течет жидкость (фиг.9). В разное время через отверстия 132 в коллекторе могут подаваться только вода, только химикат или их смеси. Отверстия направлены вниз по ходу потока, к заднему концу 92 ванны 60, несмотря на то, что они расположены в скошенном под углом переднем конце 90 ванны 60. Для уменьшения разбрызгивания при впрыскивании жидкости из коллектора 130 можно использовать заслонки 133, проходящие внутрь от боковых стенок 94.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения в заднем конце 92 ванны 60 имеется "затвор" в виде пневматического баллона 140, который, надуваясь, закрывает задний конец 92 (фиг.12) и тем самым удерживает жидкость в ванне 60. Когда баллон 140 сдувается, жидкость и грязь вытекают из ванны 60 (фиг.11). Пневматический баллон 140 создает лучшее уплотнение для предотвращения утечек, чем движущиеся пластины, и меньше подвержен засорению, чем узкий сток или клапан.
После простого сдувания баллона 140 (фиг.11) жидкость может стекать из ванны 60, или же ванну можно промывать водой из распределяющего жидкость коллектора 130. Баллон 140 меньше подвержен повреждениям, которые могут нанести животные. Кроме того, когда баллон 140 после промывки снова надувается (фиг.12), он может менять форму, облегая препятствия или мусор, который не полностью смыт из ванны 60. Это вряд ли будет возможно при использовании движущейся пластины, стока или клапана вместо баллона 140.
На фиг.10 показаны дополнительные детали ванны для копыт 60, в том числе защитная крышка из нержавеющей стали 150 для защиты коллектора 130. При желании коврик 142 можно прикрепить к ванне 60 с помощью креплений из нержавеющей стали 151.
На фиг.11 и 12 показан баллон 140 в открытом и закрытом положениях ванны соответственно. Баллон 140 в открытом положении открывает задний конец 92 ванны почти на всю ширину, что улучшает стекание и обеспечивает более полное удаление грязи и мусора из ванны 60.
2
В надутом положении достаточно давления всего девять фунтов на квадратный дюйм (0,6 кг/см), чтобы плотно закрыть задний конец 92 ванны 60.
Управлять накачиванием баллона 140 можно с помощью ручных переключателей или автоматически с помощью управляющего устройства 42.
На фиг.16 показан план программирования 200, а на фиг.17 - карта цикла 210 для использования с системой омывания копыт 40, соответствующей изобретению.
Одна из задач данного изобретения направлена на составы и методы смешивания определенных, специфических, известных антибактериальных компонентов в месте нахождения ванны для копыт перед тем, как они будут использоваться коровами. Изобретение позволяет молочному хозяйству ограничивать распространение инфекционных заболеваний ног крупного рогатого скота, одновременно снижая затраты и повышая безопасность людей и животных. Свидетельства, полученные в лабораторных и полевых условиях, доказывают это, особенно в отношении бактерицидной эффективности. Кроме того, изобретение уменьшает проблемы, связанные с предварительным смешиванием компонентов, такие как стабильность и безопасность при хранении и транспортировке.
Противомикробные химические и биологические компоненты ванны для копыт объединяются на месте нахождения ванны непосредственно перед использованием. Эти компоненты могут быть твердыми, жидкими или и теми и другими. Они могут дозироваться вручную, или системами, уже разработанными или находящимися в разработке, которые автоматически подают химикаты в ванну для копыт через трубопроводы или шланги (для жидкостей) или автоматизированные бункеры (для твердых веществ). Эти устройства могут быть настроены на подачу веществ с заданными интервалами, основанными на времени или количестве коров, после чего они подают вместе с водой заданное количество химикатов, чтобы при разбавлении получилась желаемая концентрация.
Перед добавлением нового химиката (химикатов) старый, использованный раствор вместе с содержащимся в нем навозом или грязью может автоматически вытесняться или смываться из ванны для копыт в сток. Предусмотренное настоящим изобретением смешивание компонентов на месте дает наибольшее преимущество при использовании автоматизированной системы, хотя его можно применять и при ручном управлении.
Один из примеров использования ванны для копыт с автоматической промывкой предусматривает добавление с определенными интервалами предварительно разбавленного сульфата меди, предварительно разбавленного соединения четвертичного аммония, а также предварительно разбавленной перекиси водорода и воды, где конечная концентрация каждого компонента составляет 2% объемных. Это дает преимущества по сравнению с использованием только одного из этих компонентов даже при более высокой концентрации, или с использованием их попеременно в разное время, или с предварительным смешиванием их задолго до употребления (т.е. во время изготовления препаратов).
Преимущества включают экономию затрат, поскольку можно использовать меньше химикатов и меньше трудозатрат для внесения химикатов в ванну для копыт, а также меньше складской площади, поскольку можно использовать меньшие количества объемных продуктов. Следует ожидать также преимуществ в эффективности вследствие снижения заболеваемости инфекционными болезнями ног и копыт. Автоматизированные системы обеспечивают поступление химических и биологических агентов в требуемых дозах, поскольку шансы разрушения компонентов (таких как перекись водорода) снижаются благодаря тому, что они смешиваются непосредственно перед использованием.
Настоящее изобретение в своих предпочтительных вариантах, которые здесь описаны, позволяет экономить воду, так как используется меньше, чем десять галлонов промывочной жидкости; имеет прочную конструкцию из химически стойкого долговечного пластика; имеет большую зону стока, плотно закрываемую пневматическим баллоном; имеет большую (108 дюймов) длину, которая обеспечивает двойную обработку (за два шага) задних копыт; при желании автоматизируется для уменьшения вмешательств оператора; программируется при изменении условий на молочной ферме; обеспечивает точное смешивание химикатов для обработки копыт; может смешивать различные химикаты, обладающие сильным действием, но имеющие короткий срок хранения; а также может обеспечивать автоматическое промывание и заполнение по команде оператора, по результатам подсчета коров или по включению/выключению доильного оборудования. Все это создает действенную и экономически эффективную систему обработки копыт.
Приведенное выше подробное описание изобретения дано исключительно для ясности понимания и не накладывает ограничений на нижеследующую формулу изобретения.