CH655774A5 - Elektrisch-pneumatische ventilsteuereinrichtung insbesondere fuer pulsatoren in melkanlagen. - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrisch-pneuma-tische Ventilsteuereinrichtung, insbesondere für Pulsatoren in Melkanlagen, wobei die Ventilsteuereinrichtung ein mit einer Membran verbundenes Ventil mit einem Ventilkolben aufweist, der sich während des Betriebes bei Veränderung des Druckes auf der einen Seite der Membran von einem Endlagenzustand in den anderen verschiebt, und wobei ein Hilfsventil mit einem Schliesskörper angeordnet ist, der durch einen auf elektrische Impulse reagierenden Magneten betätigt wird und das Hilfsventil für die Veränderung des Druckes auf einer Seite der Membran so ausgebildet ist, dass die Membran aus einer ihrer Stellungen in die andere umgeschaltet wird.

Eine derartige Ventilsteuereinrichtung ist beispielsweise aus der DE-OS 2 245 069 bekanntgeworden und für einen Pulsator vorgeschlagen, der in Vakuum-Melkanlagen Verwendung findet. Dieser bekannte Pulsator ist dabei mit einem elektrischen Schaltkreis für die Erzeugung elektrischer Impulse mit einer Gleichstromquelle versehen, wobei die elektrischen Impulse in mechanische Impulse auf ein mit einem Elektromagneten verbundenes Ventil übertragen werden. Der Pulsator enthält dabei Ventile, die im Ansprechen auf elektrische Impulse zwischen zwei Schaltzuständen derart beweglich sind, dass bei Anschluss an eine Unterdruckquelle und an ein Melkzeug der Pulsator dafür sorgt, dass das Melkzeug alternierend in Verbindung mit der Unterdruckquelle oder der Atmosphäre gelangt. Als Einzelgerät kann eine derartige Steuerung für das sogenannte Gleichtaktmelkverfahren und in Kombination mit einer zweiten Steuerung für das sogenannte alternierende Melkver-fahren verwendet werden.

Bei der bekannten elektromagnetischen Ventilsteuereinrichtung muss während der Arbeitsphase stets elektrische Energie in den Elektromagneten eingespeist werden, da sonst das riiit dem iiiektroniagneien verbuaüene Ventil unter Einwirkung von Unterdrück und Atmosphäre die Ventilöffnung sofort versehiiessen würde. Der Elektromagnet muss demnach in der Arbeitsphase das unter atmosphärischem Druck stehende Ventil in der Offenstellung halten, wozu je nach Öffnungsquerschnitt des Ventiles ein hoher Leistungsbedarf notwendig ist.

Dadurch bedingt sind die meisten elektrisch/elektromagnetischen Antriebe teuer und grössere Abmessungen der Steuerungen notwendig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannte Ventilsteuereinrichtung der eingangs genannten Art so zu verbessern, dass bei kleiner und billiger Ausführung der elektrische Leistungsbedarf der Ventilsteuerung gering ist.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass der Schliesskörper als Steuerschieber ausgebildet ist und eine Ausnehmung aufweist, in die während der Arbeits- und Ruhephase der Steuerung ein Verbindungskanal mündet, der mit einer laufend unter Unterdruck stehenden Kammer verbunden ist, dass in der Arbeitsphase die Ausnehmung im Steuerschieber eine Verbindung zwischen dem Verbindungskanal und einem mit der Membrankammer verbundenen Kanal herstellt, dass der Steuerschieber mittels eines doppelwirkenden Elektromagneten oder mit zwei entgegengesetzt wirkenden Einzelmagneten steuerbar ist und dass der mit der Membrankammer verbundene Kanal in der Ruhephase der Steuerung mit der äusseren Atmosphäre in Verbindung steht.

Durch die laufende Verbindung der Ausnehmung im Steuerschieber während der Arbeits- und Ruhephase mit einer Unterdruckquelle und dem auf dem Steuerschieber liegenden äusseren Atmosphärendruck verbleibt der Steuerschieber in jeder Arbeitsphase in seiner durch den Elektromagneten gesteuerten Lage, wobei für die Umsteuerung des Steuerschiebers jeweils nur sehr kurze Stromstösse notwendig sind. Da zudem der Querschnitt des unter Unterdruck stehenden Verbindungskanals, der auf den Steuerschieber einwirkt, sehr klein ist, sind für die Umsteuerung des Schiebers jeweils nur geringe Kräfte und somit geringe elektrische Energie notwendig. Dabei ist es möglich, die Ventilsteuerung auch mit wiederaufladbaren Batterien zu steuern.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben, wobei zwei Ventilsteuerungen spiegelsymmetrisch angeordnet sind, die als Pulsatoren in Melkanlagen für das alternierende Melkverfahren verwendbar sind.

Mit 1 ist in der Zeichnung das Gehäuse der Ventilsteuereinrichtung bezeichnet, in dem eine im Gehäuse fest eingespannte Membran 2 angeordnet und mit einem Ventilkolben 3 fest verbunden ist. Der Ventilkolben dichtet in der unteren Ruhephase (rechte Seite der Zeichnung) eine laufend unter Unterdruck stehende Kammer 4 zur Kammer 5 ab, die mit einem Anschlussstutzen 6 verbunden ist, wobei der Anschlussstutzen seinerseits mit einem Arbeitsgerät, z.B. ein nicht dargestelltes Melkzeug, in Verbindung steht. In der oberen Lage (linke Seite der Zeichnung) dichtet der Ventilkolben 3 die Kammer 5 zur Kammer 7 ab, wobei die Kammer 7 zur äusseren Atmosphäre über Öffnung 8 laufend in Verbindung steht. Oberhalb der Membran 2 ist eine Membrankammer 9 angeordnet, die über Kanal 10 mit der äusseren Atmospähre oder über Verbindungskanal 11, der mit der Kammer 4 verbunden ist, unter Unterdruck stehen kann. Die Verbindung zwischen Kanal 10 und 11 ist über eine Ausnehmung 12 in einem beweglich angeordneten Steuerschieber 13 herstellbar, wobei der Steuerschieber 13 an einem Anker 14 befestigt ist, der seinerseits durch einen doppelwirkenden Elektromagneten 15 steuerbar ist. Der Elektromagnet weist elektrische Anschlüsse 16,17 auf, die mit einer nicht dargestellten elektronischen Steuerung verbunden sind.

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Die Venîiisteuereinrichiung arbeitet folgeiì-iermassen:

In der Ruhephase liegt der Ventilkolben 3 auf der Dichtfläche der unter Unterdruck stehenden Kammer 4 auf, wobei die Kammer 4 mit einer nicht dargestellten Unterdruckquelle, z.B. einer Vakuumpumpe, laufend in Verbindung steht. Die Verbindung zwischen der Kammer 4 und 5 ist geschlossen, so das die Kammern 5 und 7 durch die Verbindung mit der Öffnung 8 unter atmosphärischem Druck stehen. Der Steuerschieber 13 befindet sich in der auf der rechten Seite der Zeichnung angegebenen Lage, so dass der Kanal 10 und die Membrankammer 9 oberhalb der Membran 2 ebenfalls unter äusserem atmosphärischem Druck stehen. Die Ausnehmung 12 im Steuerschieber 13 steht mit dem unter Unterdruck stehenden Verbindungskanal 11 in Verbindung, so dass der unter äusserem Atmosphärendruck stehende Steuerschieber 13 den unter Unterdruck stehenden Verbindungskanal 11 zur Atmosphäre abdichtet.

Zum Zeitpunkt to wird über eine nicht dargestellte elektronische Steuerung ein sehr kurzer elektrischer Impuls erzeugt und über die Leitungen 17 auf den Elektromagneten 15 geschaltet. Der mit dem Steuerschieber 13 verbundene Anker 14 wird in die Spule des Elektromagneten 15 gezogen, wobei der Steuerschieber 13 in die auf der linken Seite der Zeichnung dargestellte Lage gebracht und eine Verbindung zwischen dem Verbindungskanal 10 und Kanal 11 über die Ausnehmung 12 im Steuerschieber hergestellt wird. Durch diese Verbindung wird die Membrankammer 9 oberhalb der Membran 2 evakuiert und der mit der Membran verbundene Ventilkolben 3 in eine obere sogenannte Arbeitsstellung gebracht, wobei der Ventilkolben die Kammer 5 zur Kammer 7 abdichtet. Hierdurch wird eine Verbindung zwischen der unter Vakuum stehenden Kammer 4 und der Kammer 5 hergestellt, zugleich wird aber auch eine Verbindung zwischen dem mit dem Anschlussstutzen 6 verbundenen Arbeitsgerät, z.B. einem Melkzeug, und der mit der Kammer 4 verbundenen Unterdruckquelle, z.B. einer Vakuumpumpe, erzielt. Ohne weitere elektrische Energiezufuhr zu dem Elektromagneten 15 verbleibt der Steuerschieber 13 und der Ventilkolben 3 beliebig lange in dieser Lage.

Zum Zeitpunkt ti wird ein weiterer kurzer elektrischer Impuls durch die elektronische Steuerung erzeugt und auf den Elektromagneten 15 über Leitungen 16 geschaltet. Der Anker 14 wird aus dem Elektromagneten gedrückt, wobei der mit dem Anker verbundene Steuerschieber 13 wieder die auf

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der rechten Seite der Zeichnung angegebene Stellung einnimmt und in die Ausgangsstellung gebracht wird. Die Kanäle 10 und 11 werden voneinander getrennt, und durch den Kanal 10 strömt nun atmosphärische Luft in die Mem-s brankammer 9 oberhalb der Membran 2. Der Ventilkolben 3 bewegt sich wieder in die untere Stellung und sperrt die Verbindung zwischen den Kammern 4 und 5 und somit auch zwischen dem Arbeitsgerät und der Unterdruckquelle. Durch die Öffnung 8 gelangt über Kammern 7 und 5 und Anschluss-10 stutzen 6 atmosphärische Luft in das Arbeitsgerät. Auch jetzt können der Ventilkolben 3 und der Steuerschieber 13 ohne weitere elektrische Energiezufuhr zu dem Elektromagneten 15 beliebig lange in ihrer Stellung verbleiben.

Die Stromversorgung für die Magnetspulen und für die ls elektronische Steuerung kann aufgrund des geringen Leistungsverbrauchs sowohl über Netz- als auch Batteriebetrieb geschehen.

Die Ventilsteuereinrichtung kann als Einzelgerät oder auch in Parallelschaltung, wie in der Zeichnung dargestellt, 20 eingesetzt werden. In Melkanlagen werden für das alternierende Melkverfahren als Pulsatoren jeweils zwei Ventilsteuerungen eingesetzt, wobei die Steuerungen wechselweise arbeiten. Während die in der Zeichnung auf der rechten Seite dargestellte Ventilsteuereinrichtung während einer 25 bestimmten Zeiteinheit atmosphärische Luft über den Anschlussstutzen 6 dem Arbeitsgerät, d.h. dem Melkzeug, zuführt, wird von der auf der linken Seite der Zeichnung dargestellten Ventilsteuerung dem Melkzeug über einen bestimmten Zeitraum Unterdruck zugeleitet. Bei diesem 30 Melkvorgang arbeiten die beiden Ventilsteuerungen im Wechseltakt, wobei die Zeiteinheiten für die Zufuhr von Unterdruck oder atmosphärischer Luft in einer elektronischen Steuerung einstellbar sind.

Anstelle eines einzelnen Doppelmagneten können zwei 35 Einzelmagneten verwendet werden, die mit dem Steuerschieber verbunden sind. Die Ventilsteuerung kann natürlich auch für die verschiedensten Steuervorgänge eingesetzt werden, wo jeweils von Unterdruck auf atmosphärischen Druck oder umgekehrt geschaltet werden soll.

In den Rahmen der Erfindung fallen Konstruktionen,

wobei z.B. der Schieber 13 so ausgebildet ist, dass bei entspre- ' chender Anordnung der Kanäle 11 und 10 der Steuerschieber durch einen Drehmagneten betätigt wird.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

655774 PATENTANSPRÜCHE

1. Elektrisch-pneumatische Ventilsteuereinrichtung, insbesondere für Pulsatoren in Melkanlagen, wobei die Ventil-steuereinrichtung ein mit einer Membran (2) verbundenes Ventil mit einem Ventilkolben (3) aufweist, der sich während des Betriebes bei Veränderung des Druckes auf der einen Seite der Membran (2) von einem Endlagenzustand in den anderen verschiebt, und wobei ein Hilfsventil (13) mit einem Schliesskörper angeordnet ist, der durch einen auf elektrische Impulse reagierenden Magneten (15) betätigt wird, und das Hilfs ventil ( 13) für die Veränderung des Druckes auf einer Seite der Membran (2) so ausgebildet ist, dass die Membran (2) aus einer ihrer Stellungen in die andere umgeschaltet wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Schliesskörper als Steuerschieber (13) ausgebildet ist und eine Ausnehmung (12) aufweist, in die während der Arbeits- und Ruhephase der Steuerung ein Verbindungskanal (11) mündet, der mit einer laufend unter Unterdruck stehenden Kammer (4) verbunden ist, dass in der Arbeitsphase die Ausnehmung (12) im Steuerschieber ( 13) eine Verbindung zwischen dem Verbindungskanal (11) und einem mit der Membrankammer (9) verbundenen Kanal (10) herstellt, dass der Steuerschieber (13) mittels eines doppeltwirkenden Elektromagneten (15) oder mit zwei entgegengesetzt wirkenden Einzelmagneten steuerbar ist und dass der mit der Membrankammer (9) verbundene Kanal (10) in der Ruhephase der Steuerung mit der äusseren Atmosphäre in Verbindung (8) steht.

2. Elektrisch-pneumatische Ventilsteuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der doppeltwirkende Elektromagnet als Drehmagnet ausgebildet ist.