NL2000483C2 - Melkinrichting voor het melken van melkdieren. - Google Patents

Description

Melkinrichting voor het melken van melkdieren 5 Achtergrond van de uitvinding

De uitvinding betreft een melkinrichting voor het melken van melkdieren, zoals koeien en geiten.

De uitvinding betreft verder een werkwijze voor het melken van dieren.

10 De werking en uitvoering van een dergelijke melkinrichting, in het bijzonder voor het pneumatisch melken van koeien en soortgelijk vee, wordt in zijn algemeenheid beschreven in onder meer Amerikaanse octrooischriften US-6.510.812 en US-4.200.058. De werking van de daarin beschreven melkinrichtingen berust op het toepassen van zuigkracht die geleverd wordt door een vacuümpomp. Met een op deze centrale pomp 15 aangesloten vacuümleiding kan men op de gewenste plaatsen in het systeem over vacuum beschikken.

In US-4.200.058 zijn de tepelbekers elk aangesloten op een gemeenschappelijke bron van lucht onder onderdruk om een onderdruk te geven tussen een tepelbeker en een tepelbekervoering voor het vrijmaken van melk uit de tepels of spenen van een koe. 20 Daarnaast is elke tepelbeker verbonden met een bron van onder- of overdruk voor het opblazen dan wel door onderdruk van vorm doen veranderen van een tepelmassagevoe-ring in de tepelbeker.

US-6.510.812 beschrijft een melkinrichting waarin zogenaamde “cross-flow” in een melkklauw van de ene tepelbeker naar de andere wordt voorkomen door de druk-25 cyclus in de tepelbekers van de melkklauw op elkaar af te stemmen.

Nagenoeg alle melkmachines werken met een onderdruk van in de orde van de 50 KPa. Deze zuigkracht is voldoende om de melk uit de speen te zuigen. De basis elementen van een melkmachine volgens de stand der techniek zijn een vacuümpomp, vacuümleidingen, slangen, een vacuümregulateur, een vacuümmeter, een pulsator en 30 een melkklauw met meestal vier tepelhouders of tepelbekers. Voor de afvoer van de melk wordt meestal gebruik gemaakt van melkleidingen met daarin opgenomen een luchtafscheider en een melkpomp die de melk in een melktank pompt.

2000483 2

Vacuüm is vereist in de navolgende onderdelen: het pulsatievacuüm in de tepel-houder dat zorgt voor het openen en sluiten van de speen en het melkvacuüm dat dient om de melk uit de speen te laten stromen.

Een tepelhouder bestaat uit een tepelbeker met daarin een tepelvoering. Deze te-5 pelvoering is zodanig in de tepelhouder geplaatst dat er in de tepelhouder twee ruimten zijn, namelijk de pulsatieruimte en de speenruimte. De pulsatieruimte staat via de korte pulsatieslang, het luchtverdeelstuk en de lange pulsatieslang in verbinding met de pul-sator. De speenruimte is via de korte melkslang, het melkverzamelstuk en de lange melkslang verbonden met de melkleiding. De melk wordt via de melkklauw en de lan-10 ge melkslang en de melkleiding afgevoerd naar het melkopvanggedeelte. Dit melkop-vanggedeelte bestaat uit een luchtafscheider en een melkpomp.

In de bestaande melkinrichtingen is er sprake van twee vacuümsoorten, namelijk het melkvacuüm dat in de klauw en onder de speenpunt heerst en het zogenaamd pulsatievacuüm dat tussen de tepelvoering en de omlopende wand van de tepelhouder pulse-15 rend aanwezig is.

Het bovengenoemde is onder meer beschreven in de reeds genoemde US 6.501.812.

De bestaande melkinrichting heeft verschillende nadelen.

Zo verbruikt de vacuümpomp veel energie, omdat deze de gehele melktijd draait. 20 Daarnaast gaat er veel energie verloren, omdat de vacuümregelaar het vacuüm niveau regelt door atmosferische lucht in het systeem te laten.

Verder beïnvloeden de verschillende onderdelen van de bekende melkinrichting elkaar, omdat alles op een centrale vacuümpomp is aangesloten. Variaties in het vacuum in een drukwisselaar veroorzaken overal in het systeem pieken en dalen in de pulsa-25 tiecurve en dit is in strijd met het streven naar een constant en rustig vacuümbeeld, hetgeen de beste melkresultaten en de minste speenpuntbelasting geeft.

Daarnaast zijn de kosten van de installatie hoog omdat het centrale vacuümsysteem vraagt om leidingen en buizen met een grote diameter.

Verder bevat de bekende melkinrichting veel lucht die mee moet pulseren en 30 moet worden afgevoerd, omdat de afstand tussen pulsator en melkbeker vaak rond de twee meter is en de slang een grote diameter moet hebben.

Als de melkstroom afneemt, bijvoorbeeld wanneer het melken van een dier bijna afgerond is, is er geen hoog vacuüm meer nodig. Het vacuüm kan bij bestaande melkin 3 richtingen echter niet verlaagd worden, hetgeen nadelig is vanwege een blijvende speenpuntbelasting.

Daarnaast gaat er veel energie verloren en vraagt een bestaande melkinrichting veel reservecapaciteit van de vacuüminstallatie, omdat er tijdens het aanleggen van de 5 tepelhouders op de spenen van bijvoorbeeld een koe even een open verbinding is tussen atmosferische lucht en het melkvacuüm. Daardoor wordt er veel lucht aangezogen, die later weer van de melk moet worden afgescheiden.

Bovendien kan door gebruik van een oliegesmeerde vacuümpomp olie in het leidingsysteem geraken, en kan melk in contact komen met de buitenlucht en de meestal 10 niet hygiënische stalomgeving.

Samenvatting van de uitvinding

Een doel van de uitvinding is ten minste één van de bovengenoemde nadelen op 15 te heffen.

Daartoe voorziet de uitvinding in een melkinrichting voor het melken van dieren, onder toepassing van een vacuüm, met het kenmerk, dat het voor het melken benodigde vacuüm decentraal, op die plaatsen waar een vacuüm vereist is, door middel van vacu-umgeneratoren wordt opgewekt..

20 Dit wordt bewerkstelligt door de centrale vacuüm pomp te vervangen door decen traal geplaatste vacuümgeneratoren. Deze zorgen voor een vacuüm op alle vereiste plaatsen in het systeem en zijn naar behoefte onafhankelijk van elkaar in te stellen.

Melkinrichtingen worden steeds meer geautomatiseerd en zelfs gecomputeriseerd en gerobotiseerd. De inrichting volgens de uitvinding is zeer geschikt om nagenoeg 25 volledig te worden geautomatiseerd, bijvoorbeeld te worden ingezet in een melkrobot of daar deel van uit te maken.

In een uitvoeringsvoorbeeld omvat de vacuümgenerator een ejector. Een dergelijke ejector heeft een inlaat, een uitlaat en een kanaal die de inlaat en de uitlaat onderling verbindt. Tussen de inlaat en de uitlaat is het kanaal voorzien is van een beperking zo-30 dat een doorsnede reductie optreed. De ejector heeft verder een onderdrukkanaal dat ter plaatse van de beperking uitmondt.

Het vacuüm wordt op de gewenste plaatsen opgewekt door fluïdum onder overdruk. Dat wordt voorbeeld centraal gegenereerd door een compressor, en die via leidin 4 gen en ventielen naar die plaatsen wordt gevoerd waar een vacuüm vereist is. De ejector kan ook een meertraps ejector omvatten.

In een uitvoeringsvorm is het fluïdum een gas, in een verdere uitvoeringsvorm lucht, bijvoorbeeld perslucht dat eenvoudig te genereren en te hanteren is.

5 In de tepelbeker kan een vacuüm worden gecreëerd, doordat een fluïdum onder overdruk door een ejector wordt geleid. Hierdoor ontstaat er in de melkbeker rond de tepelvoering een vacuüm of onderdruk. In een uitvoeringsvorm is de ejector in- of aan de tepelbeker geplaatst.

In een uitvoeringsvorm kan elke tepelhouder onafhankelijk van de andere aange-10 stuurd worden. Door de druk van het fluïdum onder overdruk te variëren wordt de capaciteit van het gegenereerde vacuüm gestuurd.

Op dezelfde wijze kan in een uitvoeringsvorm het melkvacuüm gegenereerd worden.

In een uitvoeringsvorm kan in de luchtafscheider ook door middel van een ventu-15 ri systeem een vacuüm opgewekt worden. Daardoor kan lucht aangezogen worden door een melkslang en ontstaat er via een melkverzamelstuk en de korte melkslang een vacuüm in de speenruimte waardoor er melk uit de speen stroomt en naar het melkop-vanggedeelte kan worden afgevoerd.

Wanneer in dit stuk een druk genoemd wordt, wordt daarmee de absolute druk 20 bedoeld.

In dit stuk wordt de term “vacuüm” gebruikt. Daarmee wordt bedoeld een onderdruk ten opzichte van de atmosferische druk. Feitelijk moet gelezen worden het correctere begrip “onderdruk”.

Verder wordt in dit stuk het woord “tepelbeker”, “tepelhouder”, “speenhouder” 25 en “speenbeker” door elkaar gebruik voor hetzelfde onderdeel.

Voor de pulsatieruimte wordt ook de term tepelbekerruimte gebruikt.

In dit stuk wordt verder de term “overdruk” gebruikt. Daarmee wordt een overdruk bedoeld ten opzichte van atmosferische druk. Voor het pneumatisch aandrijven is de overdruk meestal aanzienlijk hoger dan atmosferische druk, en wordt ook wel de 30 term “perslucht” gebruikt. In de huidige uitvinding wordt gebruik gemaakt van lucht of gas onder overdruk. In een uitvoeringsvorm wordt gebruik gemaakt van perslucht. Daarmee wordt bedoeld lucht met een druk groter dan atmosferische druk, bijvoorbeeld van ongeveer 2-20 bar (1-19 bar overdruk). Vaak is perslucht gestandaardiseerd op een 5 druk van ongeveer 3-15 bar (2-14 bar overdruk). In de uitvinding kunnen echter ook hogere drukken toegepast worden. Gebleken is echter dat ook bij lagere drukken, dat wil zeggen 1,5 bar (0,5 bar overdruk) de vacuümgenerator aangedreven kan worden voor het melken.

5 Een melkinrichting volgens de uitvinding heeft onder meer de volgende voorde len.

Alleen op de juiste plaats op het juiste tijdstip wordt er vacuüm gecreëerd. Als een tepelhouder niet gebruikt wordt, dan wordt er op die plaats ook geen vacuüm gecreëerd. Dit heeft als resultaat dat er de inrichting aanzienlijk minder energie verbruikt.

10 Omdat alle tepelbekers onafhankelijk van elkaar vacuüm creëren is er geen in vloed meer van de pulsatie in de ene tepelhouder op de pulsatiecurve in een andere tepelhouder. De pulsatiecurve en de pulsatie cyclus van alle tepelbekers is apart en onafhankelijk in te stellen. Dit is van belang omdat de achterkwartieren van het uier van een koe anders zijn dan de voorkwartieren en soms een andere pulsatie of pulsatiecyclus 15 vereisen.

Ook omdat op alle plaatsen apart vacuüm kan worden gecreëerd is het mogelijk het melkvacuüm in de tepelhouder apart in te stellen. Door het melkvacuüm voor iedere koe of voor elk uierkwartier elektronisch te regelen en aan te passen aan de behoefte van dat moment is het mogelijk de speenpuntbelasting tijdens het melken zoveel moge-20 lijk te beperken, hetgeen voorkomt dat de speen geïrriteerd raakt tijdens het melkproces en daardoor bijvoorbeeld vereelt.

In een uitvoeringsvorm is het fluïdum onder overdruk een gas onder overdruk. In een verdere uitvoeringsvorm lucht onder overdruk. Een voordeel daarvan is dat er dunnere en lichtere slangen naar de tepelbeker kunnen worden gebruikt waardoor deze 25 vrijer hangen en dus gemakkelijker te hanteren zijn. Omdat de buizen en slangen voor perslucht een geringere diameter vereisen wordt het hele systeem lichter, eenvoudiger en goedkoper. Een perslucht aangedreven melkinrichting werkt bovendien veelal veel geruisarmer dan de inrichting met een centrale vacuümpomp.

Door tijdens het aansluiten overdruk in de ruimte tussen melkbeker en tepelvoe-30 ring te genereren wordt de tepelvoering dichtgeknepen, waardoor er geen open verbinding meer is tussen atmosferische lucht en melkvacuüm. Door de open verbinding in het bestaande systeem veel capaciteit verloren gaat. Daarnaast kunnen verontreinigin- 6 gen in de melk komen die in een later stadium mogelijk weer verwijderd moeten worden.

In een uitvoeringsvorm is de melkinrichting verder voorzien van ten minste twee tepelbekers met elk een omlopende tepelbekerwand met daarin een tepelvoering met 5 een speenruimte waarin een speen kan worden geplaatst, en tussen de tepelvoering en de tepelbekerwand een tepelbekerruimte of pulsatieruimte, en verder voorzien van een compressor voorzien van ten minste één drukleiding voor het verzorgen van lucht onder overdruk bij die plaatsen in de melkinrichting waar een vacuüm moet worden gecreëerd, zoals in de tepelbeker, waarbij de tepelbekers voorzien zijn van een ejector 10 voorzien van een inlaat die in verbinding staat met de drukleiding, een stromingskanaal voorzien van een restrictie, een uitlaat voor het uitlaten van lucht uit de ejector, en een onderdrukverbinding die een uitmonding heeft in het stromingskanaal tussen de inlaat en de uitlaat bij de restrictie en in de tepelbekerruimte, zodanig dat wanneer perslucht geleid wordt door de ejector er in de tepelbekerruimte een vacuüm ontstaat zodat een in 15 de tepelvoering opgenomen speen wordt geopend en de melk kan toestromen.

In een uitvoeringsvorm van de melkinrichting is de drukleiding verder verbonden met een inlaat van een verdere ejector met een onderdrukverbinding die in operationele verbinding staat met een luchtafscheider voor het in de luchtafscheider genereren van een vacuüm voor het via een melkleiding, al dan niet voorzien van een melkverzamel-20 stuk, veroorzaken van een melkvacuüm in de speenruimte voor het uit de speen trekken van melk die via de melkleiding naar de luchtafscheider wordt afgevoerd.

In een uitvoeringsvorm is de melkinrichting verder voorzien van een stuursysteem voor het sturen van een instroom van perslucht in de tepelbekerruimte voor het doen ontstaan van een overdruk, waardoor de tepelvoering wordt dichtgedrukt zodat als 25 de tepelbeker niet aan een speen is aangelegd er geen lucht via de tepelvoering richting het melkvacuüm wordt aangezogen, waardoor geen verlies van vacuüm optreedt en minder reservecapaciteit en minder vermogen van de vacuümgenerator worden vereist.

In een uitvoeringsvorm van de melkinrichting omvat de uitlaat van de ejector een klep voor het afsluiten van de uitlaat van de ejector zodat de perslucht een overdruk in 30 de ruimte geeft voor het dichtknijpen van de tepelvoering, zodat als de tepelbeker niet aan een speen is aangelegd er geen lucht meer via tepelvoering naar het melkvacuüm wordt aangezogen.

7

In een uitvoeringsvorm van de melkinrichting is de uitlaat van de ejector zodanig is gevormd dat deze handmatig is af te dichten. Wanneer de tepelbeker met ejector handmatig aan een speen wordt aangelegd, kan een operator eenvoudig de uitlaat afdichten zodat de perslucht een overdruk in de ruimte geeft voor het dichtknijpen van de 5 tepelvoering, zodat als de tepelbeker nog niet aan een speen is aangelegd er geen lucht meer via tepelvoering naar het melkvacuüm wordt aangezogen.

In een uitvoeringsvorm is de melkinrichting verder voorzien van een meetinrich-ting voor het meten van een melktoestroom en die operationeel verbonden is met een stuursysteem dat afhankelijk van de gemeten melktoestroom uit de speen het melkva-10 cuüm aanpast om speenpuntbelasting te verminderen.

De uitvinding voorziet verder in een inrichting voor het pneumatisch melken van dieren, in het bijzonder vee zoals koeien en geiten, omvattende ten minste één tepelbeker en een vacuümgenerator voor het in de tepelbeker opwekken van een vacuüm, waarbij de vacuümgenerator aangedreven wordt middels een fluïdum onder overdruk. 15 In een uitvoeringsvorm van de inrichting is de vacuümgenerator ingericht voor het opwekken van een onderdruk in het bereik van 30-100 KPa, in een uitvoeringsvorm onder toepassing van perslucht als fluïdum onder overdruk, in een verdere uitvoeringsvorm onder toepassing van lucht onder een overdruk van 1-10 bar.

De uitvinding voorziet verder in een tepelbeker omvattende een omlopende te-20 pelbekerwand, een tepelvoering in de tepelbeker, en een vacuümgenerator voor het opwekken van een onderdruk in een tepelbekerruimte tussen de tepelbekerwand en de tepelvoering en die aangedreven wordt middels een fluïdum onder overdruk.

In een uitvoeringsvorm van de tepelbeker omvat de vacuümgenerator een inlaat voor fluïdum onder overdruk, een stromingskanaal, een uitlaat voor het fluïdum, een 25 stromingsdeel in het stromingkanaal met restrictie met een dwarsdoorsnedeoppervlak die kleiner is dan de dwarsdoorsnedeoppervlak bij de inlaat, en een onderdrukverbin-ding met een uitmonding in het stromingskanaal bij de restrictie en een uitmonding in de tepelbekerruimte.

In een uitvoeringsvorm van de tepelbeker is de tepelvoering voorgevormd door 30 verdikkingen die zich radiaal uitstrekken vanaf de omlopende wand van de tepelbeker. De tepelbekerruimte wordt hierdoor verkleind waardoor een kleiner volume op de gewenste druk gebracht hoeft te worden, responsetijden worden hierdoor korter en het melkproces wordt beter beheersbaar. Bovendien kan met het voorvormen bepaald wor- δ den op welke wijze de tepelvoering samengedrukt zal worden. In een verdere uitvoeringsvorm loopt de verdikking door langs de gehele omtrek van de omlopende wand van de tepelbeker. In een verder uitvoeringsvorm is de verdikking integraal gevormd met de omlopende wand van de tepelbeker en vormt één geheel met de wand van de 5 tepelbeker.

De uitvinding voorziet verder in een inrichting voor het afscheiden van lucht van melk in een melkinrichting, omvattende een vacuümgenerator voor het opwekken van een onderdruk, welke vacuümgenerator aangedreven wordt middels fluïdum onder overdruk.

10 De uitvinding voorziet verder in een werkwijze voor het melken van dieren onder toepassing van een pneumatische melkinrichting voorzien van ten minste twee tepelbe-kers, waarbij fluïdum onder overdruk opgewekt wordt en toegevoerd wordt aan ten minste één vacuümgenerator, en de vacuümgenerator onder invloed van het fluïdum onder overdruk een onderdruk geeft in ten minste één van de tepelbekers voor het vrij-15 maken van melk.

Het moge duidelijk zijn dat de verschillende aspecten genoemd in deze octrooiaanvrage gecombineerd kunnen worden en elk afzonderlijk in aanmerking kunnen komen voor een afgesplitste octrooiaanvrage, in het bijzonder onder meer betreffende de tepelbeker en de luchtafscheider.

20

Korte beschrijving van de figuren

De uitvinding zal hieronder nader worden uiteengezet en aan de hand van figuren wordt een uitvoeringvoorbeeld van een melkinrichting volgens de uitvinding weerge-25 geven. Daarbij wordt getoond in:

Fig. 1 een schematische voorstelling van een melkinrichting volgens de uitvinding;

Fig. 2 een dwarsdoorsnede van een tepelbeker volgens de uitvinding in rust;

Fig. 3 de tepelbeker van fig. 2, in de melkstand, waarbij er perslucht wordt aan-30 gevoerd;

Fig. 4 de tepelbeker van fig. 2, waarbij de tepelhouder is afgesloten door overdruk; 9

Fig. 5a de tepelbeker van fig. 4 waarbij de opening is voorzien van een elektronisch regelbaar klepje, hier in gesloten stand;

Fig 5b de tepelbeker van fig. 5 met het klepje in geopende stand, en

Fig 6a-6d de tepelbeker van fig. 2 met een 2 kleppen bediening en een afsluiter in 5 de vorm van een kogelklepje.

Fig 7a-7d een uitvoering van de tepelbeker volgens de uitvinding en voorzien van een tepelbekerruimtevulstuk.

Fig 8. in perspectief aanzicht het tepelbekerruimtevulstuk uit figuur 7a-7d.

Fig 9 -9B een uitvoering van de tepelbeker volgens de uitvinding en voorzien van 10 een verkleinde tepelbekerruimte.

Beschrijving van uitvoeringsvormen

Fig. 1 toont een schematische voorstelling van een melkinrichting 1 volgens de 15 uitvinding die in deze uitvoeringsvorm werkt op perslucht en daartoe is voorzien van een compressor 2 welke voorzien is van een drukvat 3. Het drukvat 3 is verbonden met een persluchtleiding 5 welke hier voorzien is van een drukmeter 4 met regulateur en filtereenheid. De drukleiding of persluchtleiding 5 is schematisch weergegeven verbonden met verschillende melkpunten 6, elke melkstand of melkpunt voor een enkele 20 koe in deze uitvoeringsvorm.

In fig. 1 is één van de melkpunten 6 weer schematisch in meer detail weergegeven en omvat de volgende componenten.

Een melkstel is hier voorzien van vier tepelbekers 7 (ook wel tepelhouders, speenbekers of speenhouders), middels korte melkleidingen 26 verbonden met een 25 melkklauw 27. De melkklauw 27 is verbonden met een melkleiding 28 die de melk afvoert naar een luchtafscheider 9 en die voorzien is van een bijvoorbeeld middels perslucht of elektrisch bedienbare klep 17.

De persluchtleiding 5 heeft een aftakking naar elk melkpunt 6. Van daaruit voert een aftakking naar een ventielenblok 10 die de aftakking splitst in tepelbekerperslucht-30 leidingen 11 die elk met een tepelbeker verbonden zijn. Elke tepelbeker 7 heeft hier een tepelbekerpersluchtleiding 11.

10

De melk wordt middels melkleiding 13 uit de luchtafscheider 9 afgevoerd naar een verzameltank, niet weergeven. De luchtafscheider 9 is voorzien van een klep 14 in de melkleiding 13 die bedienbaar is middels perslucht of elektronisch.

De luchtafscheider 9 kan in de ruimte boven de melk op overdruk gebracht wor-5 den. Hiertoe is de luchtafscheider 9 verbonden met een aftakking van de persluchtleiding 5. Deze aftakking kan hier worden gesloten middels een perslucht of elektrisch bediende klep 15.

De luchtafscheider 9 is verder voorzien van een vacuümgenerator 12, in een voorkeursuitvoeringsvorm van hetzelfde type als de verderop beschreven vacuümgene-10 rator van de tepelbekers 7. Deze vacuümgenerator wordt aangedreven middels lucht onder overdruk of perslucht die via aftakkingen afkomstig is van persluchtleiding 5.

De melkinrichting 1 omvat verder een besturingseenheid 38 welke operationeel verbonden is met een sensor 37 voor het meten van de melkstroom (debiet), en eventueel overige melkeigenschappen zoals kleur, geleidbaarheid, temperatuur, en dergelijke.

15 Verder is de besturingseenheid hier operationeel verbonden met de vacuümgenerator 12, met de kleppen 14,15, 16 en 17, en met ventielenblok 10.

Fig. 2 toont een dwarsdoorsnede van één van de tepelbekers 7. De tepelbeker 7 heeft een omlopende tepelbekerwand 20 met daarin een tepelvoering 21 met speen-ruimte 40, en tussen de omlopende tepelbekerwand 20 en tepelvoering 21 de tepelbe-20 kerruimte 24. De tepelvoering kan van een op zichzelf bekend type zijn.

De tepelbeker 7 is hier voorzien van een vacuümgenerator 23 van het ejector-type. Een ejector 23 van het type Si02-2 Coax technology, zoals op de markt gebracht wordt door PIAB SA, kan worden toegepast als ejector 23. Hiermee kan de (onder)druk in de tepelbekerruimte 24 zeer snel aangepast worden. Bovendien is het mogelijk ge-25 bleken om een strakke drukcurve tijdens het melken te realiseren, dat wil zeggen een pulsatiecyclus met een glad verloop.

Een dergelijk type ejector 23 omvat een inlaat 41, een stromingskanaal en in het stromingskanaal een uitstroomopening 43 met een dwarsdoorsnedeoppervlak die kleiner is dan het dwarsdoorsnedeoppervlak van de inlaat 41. De uitstroomopening 43 30 mondt in het stromingskanaal uit in een doorstroomkamer met een dwarsdoorsnedeoppervlak dat groter is dan het dwarsdoorsnedeoppervlak van de uitstroomopening 43. De doorstroomkamer staat in verbinding een uitlaat 22 en via die uitlaat met een ruimte buiten de ejector. Door het venturi effect krijgt lucht die stroomt door de uitstroomope- 11 ning 43 een hogere snelheid en daardoor een lagere druk. Door het in serie plaatsen van meerdere uitstroomopeningen met telkens een groter dwarsdoorsnedeoppervlak kan een grotere vacuümcapaciteit en een beter rendement worden bereikt. Een dergelijke opstelling wordt wel een “multistage ejector” genoemd. Een uitvoeringsvorm met een aan-5 pasbare uitstroomopening om locaal een bepaalde onderdruk in te stellen is denkbaar.

Een ejector wordt ook wel een aspirator of mini-eductor genoemd. Feitelijk kan een ejector gezien worden als een inrichting welke een onderdruk opwekt middels toepassing van het venturi effect, bijvoorbeeld middels een fluïdum met een stromingssnelheid of een drukverschil voor en na een restrictie.

10 De ejector 23 is opgenomen in een opneemruimte in de omlopende wand waar door de inlaat 41 en de uitlaat 22 buiten de tepelbekerruimte 24 uitmonden en het door-stroomkanaal in fluïdumverbinding staat met de tepelbekerruimte 24.

In de weergegeven uitvoering is de uitlaat 22 van de ejector naar de uier toe gericht. Het is ook denkbaar, mogelijk om verstoring van een koe door de uitgeblazen 15 lucht te voorkomen, om de ejector om te keren, dat wil zeggen bijvoorbeeld met de uitlaat 22 van de ejector bij gebruik van de uier of speen af te richten. Ook kan het denkbaar zijn de uitlaat 22 te verbinden met een retourleiding, bijvoorbeeld bij toepassing van een fluïdum anders dan lucht.

In de situatie weergegeven in figuur 2 is op de melkleiding 26 een onderdruk 20 aangebracht en op de inlaat van de ejector 23 geen overdruk gezet. Hierdoor heerst in de tepelbekerruimte 24 een atmosferische druk, en wordt bij het inbrengen van een speen 30 in de speenruimte 40 de tepelvoering dichtgedrukt door het drukverschil tussen de tepelbekerruimte 24 en de speenruimte 40.

Voor een snelle response van de melkinrichting verdient het de voorkeur wanneer 25 de tepelbekerruimte 24 zo klein mogelijk is. In een uitvoeringsvorm is deze tepelbekerruimte 24 kleiner dan ongeveer 50 ml, en zelfs kleiner dan 25 ml is mogelijk gebleken. Een ondergrens voor dat volume is ongeveer 5 ml. Dergelijke kleine volumina zijn te realiseren door bijvoorbeeld de binnenzijde van de tepelbekerwand 20 ten minste plaatselijk te verdikken, of de wand van de tepelvoering 21 ten minste plaatselijk te verdik-30 ken. Ook een combinatie van deze maatregelen is denkbaar. Ook kan daarbij een onronde tepelvoering met succes worden toegepast, zoals een tepelvoering met een driehoekige of vierkante doorsnede ter plaatse van de speenruimte in de tepelvoering 21.

12

Fig. 3 toont de melkbeker of tepelbeker 7 van fig. 2 in melkstand. In deze situatie wordt er perslucht aangevoerd en dus door de ejector 23 een vacuüm/onderdruk gegenereerd in de tepelbekerruimte 24 tussen de tepelbekerwand 20 en de tepelvoering 21. Daardoor wordt de tepelvoering opengetrokken en komt de onderdruk van melkleiding 5 26 op de melkopening van de speen en kan de melk M toeschieten.

Fig. 4 toont de tepelbeker 7 van fig. 2 in een toestand waarin de uitlaat 22 van de ejector 23 handmatig afgesloten is en er daardoor een overdruk in de tepelbekerruimte 24 ontstaat. Hierdoor wordt de tepelruimte 40 dichtgedrukt en is melkleiding 26 nagenoeg afgesloten voor invloeden van buitenaf, en wordt en nauwelijks tot geen lucht 10 aangezogen.

Fig. 5 A toont de melkbeker 7 in dezelfde situatie als fig. 4, waarbij hier de opening is voorzien van een elektronisch regelbaar klepje 32, hier in gesloten stand. Door de overdruk in de tepelbekerruimte 24 wordt de speenruimte 40 dicht gedrukt.

Fig. 5B toont de melkbeker 7 van fig.5 met het klepje 32 in geopende stand. In de 15 tepelbekerruimte 24 ontstaat weer een onderdruk en de speenruimte opent.

Figuren 6A-6D tonen een melkbeker 7 met een 2-kleppen 33,34 bediening en een afsluiter in de vorm van een kogelklepje 35 in plaats van klep 32. In de toestand van fig. 6A is klep 34 open en klep 33 dicht. In de tepelbekerruimte 24 ontstaat een onderdruk en kogeltje 35 is in zijn bovenste positie doordat lucht uit de ejector blaast.

20 In fig. 6B is klep 34 gesloten, klep 33 gesloten, en zal door de zwaartekracht ko geltje 35 de uitlaat van de ejector blokkeren. Er heerst in tepelbekerruimte 24 een relatief stabiele onderdruk. Melk M stroomt toe.

In figuur 6C is klep 33 geopend en stroomt lucht onder atmosferische druk toe naar tepelbekerruimte 24. Omdat in de speenruimte 40 nog een onderdruk heerst, zal de 25 speenruimte 40 dichtgeknepen worden. Die eindsituatie is weergegeven in fig. 6D.

In figuren 7A-7D worden verschillende aanzichten getoond van een melkbeker 7 voorzien van een tepelbekerruimtevulstuk 46. Het tepelruimtevulstuk 46 heeft een holle cilindrische vorm. De buitenomtrek van het tepelbekerruimtevulstuk 46 sluit aan op de tepelbekerwand 20. De binnenomtrek van het tepelbekerruimtevulstuk 46 is voorzien 30 van omlopende verdikkingen. Deze verdikking zijn bij de bovenkant en de onderkant van het tepelbekerruimtevulstuk 46 aangebracht. Deze is voorzien tussen de tepelbekerwand 20 en de tepelvoering 21 om de tepelbekerruimte 24 te verkleinen om de res-ponsetijden van de melkinrichting te verkleinen. In een uitvoeringsvorm is deze tepel- 13 bekerruimte 24 kleiner dan ongeveer 50 ml, en zelfs kleiner dan 25 ml is mogelijk gebleken. Een ondergrens voor dat volume is ongeveer 5 ml. Denkbaar is ook een omlopende verdikking die een gedeelte van de binnenomtrek van het tepelbekerruimtevul-stuk 46 beslaat. Op deze wijze wordt de tepelvoering 21 plaatselijk licht samengedrukt 5 door de verdikking. Hierdoor is het mogelijk van te voren de locatie van de vouwnaad van de tepelvoering te bepalen wanneer de tepelvoering 21 wordt dichtgedrukt door het drukverschil tussen de tepelbekerruimte 24 en de speenruimte 40. Figuur 7b toont een dwarsdoorsnede langs lijn b in figuur 7a. Duidelijk zal zijn dat het tepelbekerruimtevul-stuk 46 de tepelbekerruimte 24 verkleint. De tepelvoering 21 is niet gesloten en ligt aan 10 tegen het tepelbekerruimtevulstuk 46. Mogelijk is tepelvoering 21 hierbij licht ingedrukt om van te voren de locatie van de vouwnaad van de tepelvoering te bepalen wanneer de tepelvoering 21 wordt dichtgedrukt door het drukverschil tussen de tepelbekerruimte 24 en de speenruimte 40. Figuur 7c toont een dwarsdoorsnede langs lijn c in figuur 7d. De tepelvoering 21 is hier samengedrukt door het drukverschil tussen de 15 tepelbekerruimte 24 en de speenruimte 40.

Figuur 8 toont in perspectief een doorsneden aanzicht van het tepelbekerruimtevulstuk 46 uit figuren 7A-7D. In deze uitvoering is het tepelbekerruimtevulstuk 46 niet omloopsymmetrisch.

Figuren 9-9B tonen een uitvoeringsvorm van de tepelbeker 7 volgens de uitvin-20 ding. Alleen wijzigingen ten opzichte van de uitvoeringsvorm in figuren 2-4 zullen worden verduidelijkt. In deze uitvoeringsvorm is de tepelbekerwand 20 verdikt om de tepelvoering 21 voor te vormen. Bijgevolg is de tepelbekerruimte 40 kleiner wanneer de tepelvoering 21 wordt dichtgedrukt door het drukverschil tussen de tepelbekerruimte 24 en de speenruimte 40. Verder is het met de voorgevormde tepelvoering 21 mogelijk 25 van te voren te bepalen om welke vouwlijn de tepelvoering 21 dichtgedrukt wordt.

In deze uitvoering is de ejector 23 opgenomen binnen de cilindrische omtrek van de melkbeker 7. De ejector 23 staat in fluïdum verbinding met de tepelbekerruimte 24 door middel van verbindingen 43. De uitlaat 22 van de ejector 23 is radiaal gericht vanaf de speen 30. Deze melkbeker 7 is handzaam door de integraal opgenomen ejector 23 30 en door de uitlaat 22 die eenvoudig is te dichten met een vinger.

Industriële toepasbaarheid 14

Centraal in de melkinrichting wordt een compressor 2 geplaatst met het drukvat 3. Door middel van leidingen 4 wordt er perslucht naar de plaatsen in de melkinrichting geleid waar lokaal een vacuüm moet worden gecreëerd zoals tepelbekers 7 en de lucht-afscheider 9.

5 In de omlopende tepelbekerwand 20 bevindt zich de tepelvoering 21 waarin de speen 30. De tepelbeker 7 heeft een tepelbekerruimte 24 tussen de tepelbeker 20 en de tepelvoering 21, hier bevindt zich de ejector 23 waar doorheen perslucht wordt geblazen. Daardoor ontstaat er een vacuüm rond de tepelvoering 21 waardoor de speen 30 wordt geopend en de melk kan toestromen. De luchtstroom verlaat de tepelbeker door 10 opening 22.

Op analoge wijze wordt door het ejector systeem het melkvacuüm opgewekt.

Door de aangevoerde perslucht wordt door ejector 12 in de luchtafscheider 9 een vacuüm gegenereerd, hierdoor wordt lucht aangezogen door de lange melkslang 28, het melkverzamelstuk 27 en de korte melkslangen 26. Hierdoor ontstaat het melkvacuüm 15 in de speenruimten 40 waardoor er melk M uit de speen getrokken wordt en door de melkslangen en naar het melkopvanggedeelte, hier de luchtafscheider 9 wordt afgevoerd.

Door het melkvacuüm wordt de melk M uit de geopende speen 30 getrokken. Door ventielenblok 10 wordt daarna de persluchtstroom pulserend onderbroken, en 20 wordt de opening in plaats van lucht uitlaat lucht inlaat. Hierdoor ontstaat normale atmosferische druk in de tepelbekerruimte 24 waardoor de speen zich sluit. Daarna wordt de hoogdruk luchtstroom weer toegelaten en begint de cyclus opnieuw.

Als uitlaat/inlaat 22 handmatig wordt afgesloten, zoals getoond in fig.4, of elektronisch door middel van een klepje, zoals weergegeven in fig.5A-5B, zal er doordat de 25 perslucht geen uitgang meer heeft, een overdruk ontstaan in de tepelbekerruimte 24. Daardoor zal de tepelvoering 21 zich sluiten en kan de melkbeker 7 gemakkelijk rond de speen worden aangelegd.

Door het stuureenheid 38 wordt het ventielenblok 10 aangestuurd, hierdoor wordt het melkvacuüm zodanig geregeld dat tijdens het melken een zo gering mogelijke be-30 lasting van speenpunt 31 optreed.

Bij een in werking zijnde tepelhouder 7 heerst in de pulsatieruimte (tepelbekerruimte 24) beurtelings vacuüm en de druk van de buitenlucht. In de speenruimte 40 heerst tijdens het melken vacuüm (onderdruk). Wanneer de druk binnen en buiten de 15 tepelvoering gelijk is, heeft de voering een geopende -normale- stand. Omdat bij deze situatie melk uit de speen stroomt wordt deze periode zuigslag of b-fase genoemd.

Na enige tijd verbreekt de pulsator de verbinding van de pulsatieruimte met de vacuümleiding en laat dan buitenlucht in de pulsatieruimte toestromen. Nu ontstaat 5 tussen de binnen- en buitenzijde van de tepelvoeringwand een drukverschil, dat tot gevolg heeft dat de wand van de tepelvoering onder de speen tegen elkaar komt en de tepelvoering dicht gaat,. Deze situatie wordt rustslag of d-fase genoemd. Er stroomt dan geen melk uit de speen.

Daarna wordt door de pulsator weer vacuüm in de pulsatie ruimte toegelaten, 10 waardoor de bewegingcyclus van de tepelvoering zich herhaalt.

In de pulsatieruimte van de tepelhouders heerst beurtelings vacuüm en buitenluchtdruk of atmosferische druk. Het wegzuigen van lucht en het laten toestromen van lucht vergt enige tijd. Deze perioden vormen de overgangsfasen. Het drukverloop bij het wisselen van vacuüm en buitenlucht kan in een curve worden weergegeven. Een 15 complete wisseling wordt de pulsatiecyclus genoemd.

De pulsatiecyclus bestaat uit vier onderdelen, ook wel fasen genoemd: a-fase = de overgangsfase van atmosferische druk naar vacuüm b-fase = de stationaire vacuümfase c-fase = de overgangsfase van vacuüm naar atmosferische druk 20 d-fase = de stationaire atmosferische fase

Om de pulsatiecurve te analyseren wordt de curve voorzien van meetlijnen. De onderste meetlijn wordt 4 KPa boven de basislijn geplaatst, de bovenste meetlijn 4 KPa beneden de top van de curve. Op de snijpunten van de meetlijnen en de pulsatiecurve beginnen en eindigen de diverse fasen. De duur van een fase kan zowel in millisecon-25 den als in procenten van de pulsatiecyclus worden weergegeven. In het algemeen worden de fasen in procenten van de cyclustijd vermeld. De zuigslag bestaat uit de a- en b-fase, de rustslag uit de c en d-fase. De zuig-rustslag verhouding wordt weergegeven als a + b : c + d. P/min Het aantal pulsaties bedraagt doorgaans 50 tot 65 pulsaties per minuut. De zuig-rust verhouding is meestal 50:50 tot 70:30. Een ruime Z:R-verhouding 30 65:35 / 70:30 wordt vaak gecombineerd met circa 60 P/min. De a-fase moet bij voor keur niet langer zijn dan 20 procent van de cyclustijd maximaal 200 ms. De b-fase moet, volgens ISO-aanbevelingen, minstens 30 procent of 300 ms van de cyclustijd bedragen. Als maximumwaarde kan vermoedelijk 55 procent 550 ms worden gehan- 16 teerd. De c-fase veroorzaakt de zogenaamde cyclische vacuümvariaties. Hiervoor zijn geen concrete nonnen. In de regel is de c-fase 10 tot 15 procent. C-fases korter dan 10% lijken minder gewenst. De d-fase mag niet korter zijn dan 15 procent van de cyclustijd of 150 ms. Een bovengrens van 300 ms lijkt maximaal. Bij melkstroom ge-5 stuurde drukwisselingssystemen is het aantal pulsaties en de opbouw van de pulsatie-curve niet constant, maar worden deze gestuurd door de melkstroom. Een vlotmelkende koe wordt hierbij met een ruimere Z:R-verhouding gemolken dan een koe die taaiemel-kend is. Vaak wordt ook het aantal pulsaties/minuut nog aangepast.

De onderdruk zal meestal in de orde zijn van de 50 KPa, in het bijzonder onge-10 veer 38-45 KPa. Gebleken is dat door toepassing van de ejector zoals beschreven, een zeer gunstige pulsatiecurve is te bereiken. Het is zelfs mogelijk de pulsatiecurve per speen (bij een koe b.v.) aan te passen of in te stellen. Bovendien is de reactietijd van de ejector zeer kort te maken.

Het moge duidelijk zijn dat de bovenstaande beschrijving is opgenomen om de 15 werking van voorkeursuitvoeringen van de uitvinding te illustreren, en niet om de reikwijdte van de uitvinding te beperken. Uitgaande van de bovenstaande uiteenzetting zullen voor een vakman vele variaties evident zijn die vallen onder de geest en de reikwijdte van de onderhavige uitvinding 2000483

Claims (21)

1. Melkinrichting voor het melken van dieren, onder toepassing van een vacuüm, met het kenmerk, dat het voor het melken benodigde vacuüm decentraal, op die plaatsen waar een vacuüm vereist is, door middel van vacuümgeneratoren wordt opgewekt.

2. Melkinrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de decentraal ge- 10 plaatste vacuümgeneratoren door een fluïdum onder overdruk worden aangedreven.

3. Melkinrichting volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de decentrale vacu-umgeneratoren ingericht is voor het opwekken van een onderdruk onder toepassing van het venturi effect, in een uitvoeringsvorm omvatten de decentrale vacuümgeneratoren 15 ejectoren.

4. Melkinrichting volgens één der conclusies 1,2 of 3, verder voorzien van ten minste twee tepelbekers met elk een omlopende tepelbekerwand met daarin een tepel-voering met een speenruimte waarin een speen kan worden geplaatst, en tussen de te- 20 pelvoering en de tepelbekerwand een tepelbekerruimte, en verder voorzien van een compressor voorzien van ten minste één drukleiding voor het verzorgen van lucht onder overdruk bij die plaatsen in de melkinrichting waar een vacuüm moet worden gecreëerd, zoals in de tepelbeker, waarbij de tepelbekers voorzien zijn van een ejector voorzien van een inlaat die in verbinding staat met de drukleiding, een stromingskanaal 25 voorzien van een restrictie, een uitlaat voor het uitlaten van lucht uit de ejector, en een onderdrukverbinding die een uitmonding heeft in het stromingskanaal tussen de inlaat en de uitlaat bij de restrictie en in de tepelbekerruimte, zodanig dat wanneer perslucht geleid wordt door de ejector er in de tepelbekerruimte een vacuüm ontstaat zodat een in de tepelvoering opgenomen speen wordt geopend en de melk kan toestromen. 30

5. Melkinrichting volgens conclusie 4, waarbij de drukleiding verder verbonden is met een inlaat van een verdere ejector met een onderdrukverbinding die in operationele verbinding staat met een luchtafscheider voor het in de luchtafscheider genereren 2000483 van een vacuüm voor het via een melkleiding, al dan niet voorzien van een melkverza-melstuk, veroorzaken van een melkvacuüm in de speenruimte voor het uit de speen trekken van melk die via de melkleiding naar de luchtafscheider wordt afgevoerd.

6. Melkinrichting volgens conclusie 4 of 5, verder voorzien van een stuursysteem voor het sturen van een instroom van perslucht in de tepelbekerruimte voor het doen ontstaan van een overdruk, waardoor de tepelvoering wordt dichtgedrukt zodat als de tepelbeker niet aan een speen is aangelegd er geen lucht via de tepelvoering richting het melkvacuüm wordt aangezogen, waardoor geen verlies van vacuüm optreedt en minder 10 reservecapaciteit en minder vermogen van de vacuümgenerator worden vereist.

7. Melkinrichting volgens conclusie 4, 5, of 6, waarbij de uitlaat van de ejector een klep omvat voor het afsluiten van de uitlaat van de ejector zodat de perslucht een overdruk in de ruimte geeft voor het dichtknijpen van de tepelvoering, zodat als de te- 15 pelbeker niet aan een speen is aangelegd er geen lucht meer via tepelvoering naar het melkvacuüm wordt aangezogen.

8. Melkinrichting volgens conclusie 7, waarbij de uitlaat van de ejector zodanig is gevormd dat deze handmatig is af te dichten. 20

9. Melkinrichting volgens één der voorgaande conclusies, verder voorzien van een meetinrichting voor het meten van een melktoestroom en die operationeel verbonden is met een stuursysteem dat afhankelijk van de gemeten melktoestroom uit de speen het melkvacuüm aanpast om speenpuntbelasting te verminderen. 25

10. Melkinrichting volgens één der voorgaande conclusies waarbij de vacuumge-nerator een ejector omvat, waarbij in een uitvoeringsvorm de ejector een meertraps ejector is.

11. Inrichting voor het pneumatisch melken van dieren, in het bijzonder vee zoals koeien en geiten, omvattende ten minste één tepelbeker en een vacuümgenerator voor het in de tepelbeker opwekken van een vacuüm, waarbij de vacuümgenerator aangedreven wordt middels een fluïdum onder overdruk.

12. Inrichting volgens conclusie 11, waarbij de vacuümgenerator ingericht is voor het opwekken van een onderdruk in het bereik van 30-100 KPa, in een uitvoeringsvorm onder toepassing van perslucht als fluïdum onder overdruk, in een verdere uitvoerings- 5 vorm onder toepassing van lucht onder een overdruk van 1-10 bar.

13. Tepelbeker omvattende een omlopende tepelbekerwand, een tepelvoering in de tepelbeker, en een vacuümgenerator voor het opwekken van een onderdruk in een tepelbekerruimte tussen de tepelbekerwand en de tepelvoering en die aangedreven 10 wordt middels een fluïdum onder overdruk.

14. Tepelbeker volgens conclusie 13, waarbij de vacuümgenerator een inlaat omvat voor fluïdum onder overdruk, een stromingskanaal, een uitlaat voor het fluïdum, een stromingsdeel in het stromingkanaal met restrictie met een dwarsdoorsnedeopper- 15 vlak die kleiner is dan de dwarsdoorsnedeoppervlak bij de inlaat, en een onderdrukver- binding met een uitmonding in het stromingskanaal bij de restrictie en een uitmonding in de tepelbekerruimte.

15. Tepelbeker volgens conclusie 13 of 14, waarbij de tepelvoering is voorge- 20 vormd door verdikkingen die zich radiaal uitstrekken vanaf de omlopende wand van de tepelbeker.

16. Tepelbeker volgens conclusie 15, waarbij de verdikking doorloopt langs de gehele omtrek van de omlopende wand van de tepelbeker. 25

17. Tepelbeker volgens conclusie 15 of 16, waarbij de verdikking integraal is gevormd met de omlopende wand van de tepelbeker en één geheel vormt met de wand.

18. Inrichting voor het afscheiden van lucht van melk in een melkinrichting, om- 30 vattende een vacuümgenerator voor het opwekken van een onderdruk, welke vacuümgenerator aangedreven wordt middels fluïdum onder overdruk.

19. Werkwijze voor het melken van dieren onder toepassing van een pneumatische melkinrichting voorzien van ten minste twee tepelbekers, waarbij fluïdum onder overdruk opgewekt wordt en toegevoerd wordt aan ten minste één vacuumgenerator, en de vacuiimgenerator onder invloed van het fluïdum onder overdruk een onderdruk geeft 5 in ten minste één van de tepelbekers voor het vrijmaken van melk.

20. Melkinrichting voorzien van een of meer van de in de bijgevoegde beschrijving omschreven en/of in de bijgevoegde tekeningen getoonde kenmerkende maatregelen. 10

21. Werkwijze voor het melken, omvattend een of meer van de in de bijbehorende beschrijving omschreven en/of in de bijbehorende tekeningen getoonde kenmerkende stappen. 15 2000483