DD229296B1 - Schaltvorrichtung zur erzeugung unterschiedlicher pulsationsvakua - Google Patents

Description

Hierzu 2 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Schaltvorrichtung zur Erzeugung unterschiedlicher Pulsationsvakua nach vorgegebenen Intervallen zur Durchführung des alternierenden Pulsationsfrequenzmelkverfahrens.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Neben einer zusammenhängenden Stimulation des Kuheuters mittels erhöhter Pulsatorfrequenzzum Melkbeginn nach DD-PS 157069, ist auch ein alternierendes Stimulationsverfahren nach DD-PS 211920 bekannt, das gegenüber dem anderen Verfahren die Stimulation des Kuheuters über die gesamte Melkzeit vorsieht. Dabei wird in Intervallen mit drei- bis vierfacher Frequenz das Euter massiert, wobei sich der Zitzengummi nicht voll schließt und auch während dieser Periode die Milchabsaugung ermöglicht.

Während die DD-PS 157069 davon ausgeht, daß zum Melkbeginn während der Stimulationsphase keine Milch entzogen werden darf, weil sonst das Euter schlaff wird und die Melkbecher hochkriechen und den Milchfluß abschnüren bzw. bei Lufteintritt in die Melkbecher diese abfallen würden, haben langjährige Erfahrungen bei der Druckluftstimulation bewiesen, daß es möglich ist, auch während der Stimulation bereits Milch abzusaugen, weil durch andere Faktoren, wie die Futtergabe, Geräusche der Zellenverdichter, Euterwaschen usw. die Kühe sich auf das Melken einstellen, so daß beim Ansetzen des Melkzeuges bereits eine bestimmte Menge Milch im Euter zur Verfügung steht, die durch den teilweise geöffneten Zitzengummi abgesaugt werden kann, ohne daß die negativen Erscheinungen wie bei einem leeren Euter eintreten. Dadurch läßt sich die Melkzeit verkürzen. Bei der DD-PS 157 069 wird die Milchabsaugung während der Stimulation dadurch verhindert, daß im Melkbecherzwischenraum ein vermindertes Vakuum gegeben wird, so daß die Spannung des Zitzengummis nicht ausreicht, den Zitzengummi in der Saugphase zu öffnen.

Um gegenüber dem Druckluftstimulationsverfahren die Milchabsaugung beim alternierenden Pulsationsfrequenzmelkverfahren nach DD-PS 211920 weiter zu erhöhen und damit die Melkzeit zu verkürzen, wurde nach Patent DD 219366 die Lufteinströmung in den Melkbecherzwischenraum während der Stimulationsperiode gedrosselt, so daß der mittlere Druck der Pulsation bei der höheren Taktzahl gesenkt wird. Dadurch schwingt der Zitzengummi im teilweise geöffneten Zustand.

Eine weitere Lösung nach DD-PS 219365 erzielt das gleiche Ergebnis dadurch, daß der Unterdruck in der Milchleitung während der Stimulation vermindert wird. Durch die geringere Druckdifferenz zwischen Melkbecherinnenraum und dem Melkbecherzwischenraum wird die Schließkraft des Zitzengummis ebenfalls gemindert, und der Zitzengummi schwingt in der teilweise geöffneten Lage. Die zur Durchführung des alternierenden Pulsationsfrequenzmelkverfahrens erforderlichen Steuereinrichtungen sind für jeden Pulsator erforderlich, so daß der Aufwand bei Rohr- oder Melkstandsanlagen sehr hoch ist.

-2-Ziel der Erfindung

Die Erfindung hat das Ziel, die Kosten für die Steuerung der Pulsatoren für das alternierende Pulsationsfrequenzmelkverfahren durch einfachere Einrichtungen zu senken und die Stimulation für die gesamte Anlage variabel zu gestalten.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Die technische Aufgabe besteht darin, das völlige Schließen des Zitzengummis dadurch zu verhindern, daß während der Stimulationsperiode die Schließkraft im Melkbecherzwischenraum durch einfachere Mittel gemindert und die Umsteuerung der Pulsatoren auf die jeweilige Frequenz zentral vorgenommen wird.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der Vakuum- und Milchleitung ein Differenzdruckregler und ein Steuergerät parallel geschaltet sind. Das Steuergerät besteht aus einem programmgesteuerten Absperrventil, welches eine Verbindungsleitung zwischen Vakuumleitung und Milchleitung steuert. Jeder Membranpulsator besitzt ein unterdruckgesteuertes Schaltventil, das in die Leitung zwischen Zusatzkammer und Arbeitskammer des Pulsators eingeschaltet ist. Ebenso kann dieses Schaltventil an die Steuerleitung des Membranpulsators zur Parallel- oder Reihenschaltung unterschiedlicher Drosseln angeschlossen sein, um die Umsteuerzeit und damit Pulsfrequenz des Pulsators zu verändern. Die Wirkungsweise ist folgende:

Der Zellenverdichter erzeugt in bekannter Weise einen Unterdruck, der durch den Unterdruckregler in der Milchleitung auf den für den Melkprozeß erforderlichen Unterdruck (z. B. 50 kPa) konstant gehalten wird. Dieser Unterdruck dient bekannterweise beim Melken dem rhythmischen Öffnen des Zitzengummis, weil Druckgleichheit zwischen Melkbecherinnenraum und Melkbecherzwischenraum während der Saugphase besteht und sich der Zitzengummi aufgrund seiner Elastizität wieder zusammenzieht und eine gestreckte Lage einnimmt. Um zu verhindern, daß sich bei der Stimulation im Melkbecherzwischenraum voll der atmosphärische Luftdruck aufbaut und den Zitzengummi völlig schließt, wird ebenfalls bekannterweise während der Stimulationsperiode der Unterdruck im Melkbecherzwischenraum erhöht. Dies geschieht zentral erfindungsgemäß dadurch, daß die Verbindungsleitung durch das Steuergerät abgesperrt ist und die Luft aus der Milchleitung über eine bekannten Differenzdruckregler abgesaugt wird, welcher zur Überwindung der Schließkraft des Ventils eines Differenzdruckes auf beiden Seiten des Ventiltellers bedarf. Dadurch steigt beispielsweise der Unterdruck in der Vakuumleitung bis auf 6OkPa an, bevor sich das Ventil öffnet. Der Unterdruck in der Milchleitung wird weiterhin durch den Unterdruckregler konstant gehalten. Dieser erhöhte Unterdruck in der Vakuumleitung wird erfindungsgemäß genutzt, um ein Schaltventil an jedem Pulsator zu betätigen, welches die Zusatzkammer für das Steuervakuum abschaltet und somit die Pulsfrequenz des Pulsators erhöht und gleichzeitig über den Pulsator eine größere Evakuierung des Melkbecherzwischenraumes hervorruft. Dadurch ist der Pulsator wie bei der bekannten Einzelsteuerung in dem nachfolgenden Takt nicht in der Lage, den Melkbecherzwischenraum soweit aufzufüllen, daß der Einfaltdruck des Zitzengummis erreicht wird, um die Zitze zu schließen. Bei Membranpulsatoren, die anstelle des Zusatzvolumens mit mehreren Drosseln in der Steuerleitung arbeiten, kann durch das unterdruckgesteuerte Schaltventil eine Drossel bei Reihenschaltung überbrückt oder bei Parallelschaltung zugeschaltet werden, um die Pulsfrequenz zu erhöhen.

Der Vorteil besteht darin, daß nicht jeder Pulsator ein Steuergerät für das Schaltventil für die Zusatzkammer benötigt, um die Pulszahl umzuschalten und daß nicht jedes Melkzeug einer eigenen Druckregelung in Form von Drosseln bedarf, um die Druckdifferenz zwischen Melkbecherzwischenraum und -innenraum zu mindern. Die Erhöhung des Unterdruckes im Melkbecherzwischenraum während der Stimulationsphase bewirkt, daß dieser im Entlastungstakt in der Kürze der Zeit nicht ausreichend belüftet wird, der Zitzengummi nicht völlig schließt und folglich etwas Milch abgesaugt werden kann, wobei die hohen Schwingungen des Gummis stimulierend auf die Zitzen wirken und die Melkleistung gesteigert werden kann. Der zentral erzeugte höhere Unterdruck bewirkt also das teilweise Offenhalten des Zitzengummis während der Stimulation und gleichzeitig das Umschalten aller Pulsatoren auf die höhere Taktzahl entsprechend des programmierten Zyklus. Das Stimulationsprogramm ist veränderbar.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel und den zugehörigen Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1: das Schaltschema der gesamten Vakuumanlage,

Fig. 2: das Schaltschema für den Pulsator mit geteilter Arbeitskammer und

Fig.3: das Schaltschema für den Pulsator mit paralleler Steuerung

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, erzeugt der Zellenverdichter lein den Bedarf übersteigendes Vakuum in der Vakuumleitung 2. Parallel zu dieser liegt die Milchsammelleitung 3, an welche die Melkzeuge angeschlossen werden. Die Verbindung beider Leitungen 2; 3 erfolgt durch die Leitung 4, in welche ein elektronisches, elektrisches oder pneumatisches Steuergerät 5 eingeschaltet ist, das nach vorgegebenem Programm zyklisch die Leitung 4 öffnet oder schließt. Derartige Programmgeber sind bekannt. Zur Betätigung elektrischer Kontakte oder pneumatischer Ventile dienen Steuerwalzen oder Nockenwellen, auf welchen die verschiedenen Intervalle und Öffnungs- und Schließzeiten vorprogrammiert sind. Somit lassen sich je nach Melkbarkeit und Kuhrasse verschiedene Programme realisieren. Parallel zur Leitung 4 liegt die Verbindungsleitung 6, in welche ein Differenzdruckregler 7 eingeschaltet ist. Ist durch den Programmgeber das Absperrventil des Steuergerätes 5 geöffnet, wird die Luft aus dem Vakuumreservebehälter 8 in bekannter Weise abgesaugt. Das Vakuumregelventil 9 sorgt für den konstanten Unterdruck im Vakuumreservebehälter 8 und damit in der Milchleitung 3 und in der Vakuumleitung 2. An der Vakuumleitung 2 sind die Pulsatoren 10 angeschlossen, die ein pneumatisches Schaltventil 11 aufweisen. Ist das Ventil im Steuergerät 5 offen, dann arbeitet diese Anlage wie jede andere bekannte Rohrmelkanlage mit dem üblichen Unterdruck. Schließt jedoch das Steuergerät 5 das Ventil, dann baut sich in der Vakuumleitung 2 ein so hohes Vakuum auf, so daß die Schließkraft im

Differenzdruckregler 7 überwunden und der Differenzdruckregler 7 geöffnet wird. Das kann beispielsweise bei 6OkPa erfolgen.

Der sich in der Vakuumleitung 2 neu eingestellte Unterdruck bleibt so lange erhalten, wie das Ventil des Steuergerätes 5 geschlossen ist.

Dieser erhöhte Unterdruck erfüllt zwei Funktionen:

Zwischen Melkbecherzwischenraum und IVtelkbecherinnenraum stellt sich die richtige Druckdifferenz ein, die das völlige Schließen des Zitzengummis wahrend der Stimulationsphase verhindert, und gleichzeitig werden alle Pulsatoren auf eine andere Taktzahl umgeschaltet.

In Fig.2 ist das Schaltschema des Pulsators mit geteilter Arbeitskammer dargestellt. Bekannterweise wird zur Erhöhung der Taktzahl des Pulsators 10 die Zusatzarbeitskammer 12 a abgeschaltet, so daß die Evakuierung bzw. Füllung der verbleibenden Arbeitskammer 12 schneller vonstatten geht und daher die Umschaltdrücke schneller erreicht werden. Wie aus dieser Figur ersichtlich, wirkt das veränderte Vakuum in der Leitung 2 über die Leitung 4 auf das pneumatische Schaltventil 11, welches über die Leitung 13 die Zusatzarbeitskammer 12a abschaltet. Damit wird die Pulsfrequenz um ein Mehrfaches erhöht. Wird die Zusatzarbeitskammer 12a durch programmäßige Änderung des Unterdruckes in der Leitung 2 wieder der Arbeitskammer 12 parallel geschaltet, läuft der Pulsator wieder normal mit 50 bis 60 Doppeltakte.

Wie aus Fig.3 ersichtlich, kann auch durch Veränderung des Überströmquerschnittes die Füllung oder Evakuierung einer ungeteilten Arbeitskammer 12 beschleunigt oder verzögert werden, so daß ebenfalls die Umschaltdrucke zu unterschiedlichen Zehen erreicht werden. Wie aus dieser Figur ersichtlich, wird ein Bypaß 15 mit Zusatzdrossel 16 über das Schaltventil 11 geführt.

Somit ist es möglich, durch erhöhtes Vakuum in der Leitung 2, mittels des Schaltventils 11 den gedrosselten Bypaß 15 zu öffnen

und die Arbeitskammer 12 durch den zugeschalteten Überströmquerschnitt, der durch die Drossel 16 bestimmt ist, über die Leitung 14, an welche die Melkbecher angeschlossen sind, schneller zu füllen bzw. zu evakuieren. Es tritt also der gleiche Effekt ein wie durch Veränderung des Volumens der Arbeitskammer 12. Da der Unterdruck im Vakuumreservebehälter 8 unabhängig vom Steuerdruck in der Leitung 2 durch das Vakuumregelventil 9 konstant gehalten wird, tritt in der Milchsammelleitung 3 keine Vakuumschwankung ein.

Claims (3)

1. Erfindungsanspruch:

   1. Schalteinrichtung zur Erzeugung unterschiedlicher Pulsationsvakua in den Melkbecherzwischenraum während des Stimulations- und Melkzyklus und zur Steuerung der pneumatischen Pulsatoren zur Erzielung unterschiedlicher Taktzahlen, die durch Zu- oder Abschaltung von Arbeitsvolumen oder durch Veränderung des Steuerungsquerschnittes erreichbar sind mittels Programmgeber, gekennzeichnet dadurch, daß diese aus einer, die Vakuumleitung (2) und die Milchleitung (3) verbindenden Leitung (4), in welche das Steuergerät (5) einschließlich einem steuerbaren Absperrventil eingeschaltet ist, einer der Leitung (4) parallel geschalteten Leitung (6), mit einem in diese eingeschalteten, zuströmungsseitig mit der Milchleitung (3), ausströmungsseitig mit der Vakuumleitung (2) verbundenen, auf dem Prinzip eines Druckregelventils arbeitenden Differenzdruckregler (7) und je einen, dem Pulsator (10) zugeordneten pneumatischen Schaltventil (11) besteht, welches derTaktzahlregelung des Pulsators (10) dient.
2. 2. Schalteinrichtung nach Punkt !,gekennzeichnetdadurch,daß das Schaltventil (11) in die Verbindung der geteilten Arbeitskammern (12; 12a) des Pulsators (10) eingeschaltet ist (Fig. 2).
3. 3. Schalteinrichtung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß das Schaltventil (11) in die parallele Steuerleitung (15) des Pulsators (10) eingeschaltet ist (Fig.3).