PL B1. Akademia Rolnicza,Lublin,PL BUP 21/04. Witold Kliszczeski,Lublin,PL WUP 02/09

Transkrypt

1 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1 (21) Numer zgłoszenia: (51) Int.Cl. A01J 5/00 ( ) A01J 5/04 ( ) Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (22) Data zgłoszenia: (54) Układ pneumatyczny i urządzenie pneumatyczne (43) Zgłoszenie ogłoszono: BUP 21/04 (73) Uprawniony z patentu: Akademia Rolnicza,Lublin,PL (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: WUP 02/09 (72) Twórca(y) wynalazku: Witold Kliszczeski,Lublin,PL PL B1 (57) 1. Układ pneumatyczny do podciśnieniowego doju mechanicznego zawierający pompę, rurociąg, kolektor oraz kubki udojowe, znamienny tym, że zawiera bierny rurociąg (4, 31), do którego przyłączony jest pulsator (19, 33) lub/i kubki udojowe (12, 28), przy czym na wlocie do biernego rurociągu (4, 31) zamocowany jest zawór zwrotny (22, 37). 5. Urządzenie pneumatyczne składające się z zaworu zwrotnego oraz zbiornika, znamienne tym, że zbiornik (41, 80) zawiera dwie komory, pierwszą komorę (43, 82) i drugą komorę (44, 83), połączone ze sobą za pośrednictwem zaworu zwrotnego (45, 84), przy czym pierwsza komora (43, 82) zaopatrzona jest, co najmniej w jeden króciec, zaś co najmniej jedna ścianka drugiej komory (44, 83) stanowi filtr (47, 86).

2 2 PL B1 Opis wynalazku Przedmiotem wynalazku jest układ pneumatyczny i urządzenie pneumatyczne przeznaczone do utrzymywania stałej wartości podciśnienia w instalacjach pneumatycznych narażonych na szkodliwe wahania podciśnienia, a zwłaszcza w urządzeniach do doju mechanicznego. W znanych podciśnieniowych instalacjach do doju mechanicznego, wartość ciśnienia ustalana jest za pomocą zaworu znajdującego się przy agregacie podciśnieniowym z uwzględnieniem strat jakie wystąpią w dalszej części instalacji. Wartość ta ustawiana jest zwykle około 50 kpa, gdy dla samego doju optymalna wartość wynosi około 40 kpa. Ta sama instalacja lub jej część wykorzystywana jest zarówno do doju, jaki do transportu mleka, stad też występują w instalacji wahania podciśnienia. O ile pulsowanie ciśnienia w komorach otaczających strzyk w kubku udojowym wywołuje wydzielanie mleka, to wahania w przestrzeni podstrzykowej, która ma bezpośredni kontakt z gruczołem mlecznym mają negatywny wpływ na jego stan a tym samym na stan zdrowia krowy. Wahania podciśnienia, niezależnie od ich źródła, wywołują mechaniczne uszkodzenia strzyków co w konsekwencji ułatwia ich zakażenie i często prowadzi do zapalenia wymion a tym samym prowadzi do wyłączenia krowy na czas leczenia z produkcji mleka. W celu złagodzenia wahań podciśnienia stosowane są między innymi niewielkie, kalibrowane otwory umieszczane w przewodach mlecznych czy w kolektorze, przez które zasysane jest powietrze z otoczenia. Znane jest też stosowanie skomplikowanych zaworów instalowanych na przewodach podciśnienia. Innym sposobem jest stosowanie w instalacjach dodatkowych zbiorników wyrównawczych. Z polskiego opisu ochronnego wzoru użytkowego nr Ru znany jest zaworowy aparat udojowy, w którym w ściance przewodu mlecznego łączącego kubek udojowy z kolektorem znajduje się kalibrowany otwór. Otwór ten pozwala na zasysanie wprost z otoczenia niewielkiej ilości powietrza do komory podstrzykowej co łagodzi skoki podciśnienia. Z kolei z polskiego opisu ochronnego wzoru użytkowego nr Ru znane jest urządzenie, które pomiędzy kolektorem a rurociągiem zawiera bańkę. Na pokrywie bańki zamocowany jest między innymi zawór regulacji podciśnienia zaopatrzony w filtr. Wlot zaworu przysłonięty jest filtrem natomiast wylot połączony jest z wnętrzem bańki. Mleko z bańki jest systematycznie wysysane stąd też jest ona w zasadzie pusta i tym samym stanowi ona dla powietrza zbiornik wyrównawczy. Zawór zapewnia stabilizację podciśnienia przede wszystkim wewnątrz banki a pośrednio w aparacie udojowym i dalej, z najmniejszym skutkiem w komorach podstrzykowych. Typowy zawór zwrotny składa się z rurowej obudowy, wewnątrz której do gniazda przylega zawieradło. W przypadku przekroczenia określonej wartości ciśnienia, w wyniku wzrostu różnicy ciśnień po obu stronach zawieradła unosi się ono, dzięki czemu medium swobodnie przepływa a różnica ciśnień spada a w konsekwencji zawieradło powraca do gniazda zamykając przepływ. Zawieradło ma zwykle kształt kulki, grzybka lub płytki i często jest dodatkowo dociskane do gniazda za pomocą walcowej sprężyny lub zestawu obciążników. W przypadku zastosowania sprężyny jeden jej koniec jest oparty o zawieradło zaś drugi często o czoło śruby, przechodzącej przez nakrętkę połączoną z korpusem zaworu. W wyniku wkręcania lub wykręcania śruby zmienia się nacisk sprężyny na zawieradło a tym samym zmienia się wartość graniczna ciśnienia, przy której zawór się otworzy. Wszystkie wymienione sposoby i urządzenie zmniejszają amplitudę wahań podciśnienia nie mniej nie eliminują tego zjawiska. Istota układu pneumatycznego do podciśnieniowego doju mechanicznego zawierającego pompę, rurociąg główny, kolektor oraz kubki udojowe, polega na tym, że zawiera on bierny rurociąg, do którego przyłączony jest pulsator lub/i kubki udojowe, przy czym na wlocie do biernego rurociągu zamocowany jest zawór zwrotny. Kubki udojowe korzystnie połączone są z biernym rurociągiem za pośrednictwem kolektora lub za pośrednictwem odrębnej komory rozdzielczej. Zawór zwrotny korzystnie znajduje się wewnątrz urządzenia pneumatycznego, które zamocowane jest na wlocie do rurociągu biernego, a które zawiera także szeregowo połączone filtr oraz zbiornik wyrównawczy. Istota urządzenia pneumatycznego składającego się z zaworu zwrotnego oraz zbiornika polega na tym, że zbiornik zawiera dwie komory połączone ze sobą za pośrednictwem zaworu, przy czym pierwsza komora zaopatrzona jest w co najmniej jeden króciec, zaś co najmniej jedną ściankę drugiej komory stanowi filtr. Pierwsza komora oddzielona jest od drugiej komory korzystnie za pośrednictwem

3 PL B1 3 przegrody, do której zamocowany jest zawór zwrotny. Zbiornik posiada kształt korzystnie prostopadłościanu lub walca. Natomiast zawór zwrotny posiada korzystnie element regulacyjny. Urządzenie według wynalazku pozwala na praktyczną niwelację szkodliwych zmian podciśnienia w urządzeniach do doju mechanicznego. Może być zarówno podłączane równolegle do jednego lub wielu punktów jak też może być szeregowo włączane w przewód pneumatyczny. Rozwiązanie według wynalazku posiada szereg zalet: zapewnia stabilność podciśnienia pod strzykiem; eliminuje spadki i amplitudę wahań podciśnienia pod strzykiem; umożliwia indywidualną regulacje podciśnienia w przestrzeniach podstrzykowych dla poszczególnych krów; zapewnia pracę pulsatora przy wielkości podciśnienia równego wydzielaniu mleka (prawidłowe oddziaływanie gumy strzykowej na strzyk); eliminuje zasysanie powietrza mleka ze ściółki (przez otwór w kolektorze w typowych dojarkach), doprowadzając w zamian do kolektora powietrze filtrowane zewnątrz budynku. Przedmiot wynalazku przedstawiony jest na rysunku, na którym: fig. 1 przedstawia schemat układu pneumatycznego; fig. 2 przedstawia schematu układu pneumatycznego wyposażonego w urządzenie pneumatyczne; fig. 3 przedstawia przekrój poprzeczny przez urządzenie pneumatyczne w wersji regulowanej; fig. 4 przedstawia przekrój poprzeczny przez urządzenie pneumatyczne nieregulowane. Układ pneumatyczny do podciśnieniowego doju przedstawiony na fig. 1 składa się z pompy 1, głównego rurociągu 2, wielu aparatów udojowych 3 oraz z rurociągu biernego 4. Do wlotu pompy 1 przyłączony jest rurociąg główny 2, który zawiera od strony pompy 1 zbiornik wyrównawczy 5 a dalej zawór główny 6 i pierwszy manometr 7 oraz szereg trójników 8. Zawór główny 6 służy do ustawienia odpowiedniej wartości podciśnienia w rurociągu głównym 2. Do każdego trójnika 8 przyłączony jest aparat udojowy 3. Aparat udojowy 3 składa się z bańki 9, kolektora 11 oraz kubków udojowych 12. Bańka 9 połączona jest przewodem ssącym 13 z trójnikiem 8 oraz połączona jest zbiorczym przewodem mlecznym 14 z komorą mleczną kolektora 11, który połączony jest z kubkami udojowymi 12 za pomocą indywidualnych przewodów mlecznych 15 oraz indywidualnych przewodów pneumatycznych 16. Kolektor 11 połączony jest także z biernym rurociągiem 4 za pomocą przewodu wyrównawczego 17, oraz przewodu pulsacyjnego 18, który zaopatrzony jest w pulsator 19. Na końcu rurociągu biernego 4 zainstalowany jest zawór zwrotny 22 oraz drugi manometr 23. Działanie układu jest następujące. Pompa 1 wytwarza w układzie podciśnienie, które z jednej strony wywołuje masaż strzyków i wydzielanie z nich mleka a z drugiej strony transportuje mleko do bańki 9. Jednocześnie do kolektora doprowadzane jest powietrze z atmosfery poprzez rurociąg bierny 4. Wartość podciśnienia w rurociągu głównym 2 jest wyższa niż w rurociągu biernym 4. Figura 2 przedstawia fragment układu do doju do rurociągu mlecznego. Do komory mlecznej kolektora 25 zamocowany jest zbiorczy przewód mleczny 26, którego drugi koniec połączony jest z niepokazanym na rysunku rurociągiem mlecznym. Do kolektora 25 podłączone są także indywidualne przewody mleczne 27 od poszczególnych kubków udojowych 28. Natomiast indywidualne przewody pneumatyczne 29 połączone są z komorą zbiorczą 30, która z kolei połączona jest z rurociągiem biernym 31 poprzez przewód pulsacyjny 32 z pulsatorem 33. Kolektor 25 połączony jest także z rurociągiem biernym 31 za pośrednictwem przewodu wyrównawczego 34. Jeden koniec rurociągu biernego zakończony jest urządzeniem pneumatycznym 35, które składa się z filtru 36, zaworu 37 i zbiornika wyrównawczego 38. Dla rozdzielenia strumienia mleka od strumienia powietrza, pomiędzy kolektorem 25 a kubkiem 26 znajduje się pomocniczy przewód podciśnieniowy 39. Urządzenie pneumatyczne w wersji regulowanej, przedstawione na fig. 3, składa się ze zbiornika 41, wewnętrze którego podzielone jest przegrodą 42 na dwie komory, pierwszą komorę 43 i drugą komorę 44, przy czym w pierwszej komorze 43 do przegrody 42 zamocowany jest zawór zwrotny 45 zaś pierwsza boczna ściana 46 zbiornika 41, która stanowi jednocześnie ścianę drugiej komory 44, jest przepuszczalna dla powietrza i stanowi filtr 47. Pierwsza komora 43 zaopatrzona jest w króciec 48. Zbiornik 41 posiada kształt prostopadłościanu i składa się z pierwszej podstawy 50 i drugiej podstawy 51 oraz łączących je po bokach czterech ścian bocznych, pierwszej 46 i równoległej do niej drugiej bocznej ściany 52 oraz trzeciej bocznej ściany 53 i czwartej bocznej ściany. Przegroda 42 składa się z części poziomej 55, która jest równoległa do pierwszej podstawy 50 i części pionowej 56, która jest równoległa do filtru 47, przy czym pozioma część 55 przylega do drugiej bocznej ściany 52 i łączy się z dolna krawędzią części pionowej 56, której górna krawędź przylega do

4 4 PL B1 drugiej podstawy 51. Natomiast boki przegrody 42 przylegają do trzeciej bocznej ściany 53 i czwartej bocznej ściany. W poziomej części 55 znajduje się otwór 57, wokół którego zamocowane gniazdo 58 zaworu zwrotnego 45. Zawór zwrotny 45 składa się z korpusu 10, w kształcie rury, do którego z jednej strony zamocowane jest gniazdo 55 zaś z drugiej strony nakrętka 71. W gnieździe 18 spoczywa kulka 72, do której od góry przylega sprężyna 73 oparta o trzpień 74 stanowiący zakończenie śruby 75, której drugi koniec przechodzi przez drugą podstawę 51 i jest zaopatrzony w pokrętło 76. W miejscu przejścia śruby 75 przez drugą podstawę 51 zamocowana jest uszczelka 77. Urządzenie zaopatrzone jest w stopki 78 zamocowane do pierwszej podstawy 50 pojemnika 41. W celu zastosowania urządzenia na króciec 48 nakłada się wąż, którego drugi koniec mocuje się do miejsca, w którym ma być utrzymywane zadane ciśnienie, na przykład do rurociągu biernego lub wprost do przestrzeni podstrzykowej. Odpowiednio do potrzeb ustawia się za pomocą pokrętła 76 graniczną wartość ciśnienia. Jeżeli wartość podciśnienia w pierwszej komorze 43 spadnie poniżej zadanej wartości, to zawór zwrotny 45 się otworzy i z otoczenia poprzez filtr 47 i druga komorę 44 zostanie zassane dodatkowe powietrze, które przywróci równowagę układu. Dodatkowo pierwsza komora 43 i druga komora 44 poprzez swoją objętość wpłyną łagodząco na zachodzące zmiany ciśnienia. Urządzenie pneumatyczne przedstawione na fig. 4 składa się ze zbiornika 80 w kształcie walca ustawionego pionowo, którego wnętrze jest przedzielone przegrodą 81 w kształcie koła na dwie komory, pierwszą komorę 82 i drugą komorę 83, przy czym pierwsza komora 82 leży poniżej drugiej komory 83. W pierwszej komorze 83, do przegrody 81 zamocowany jest zawór zwrotny 84. Dolna część zbiornika 80, która stanowi jednocześnie pierwszą komorę 82 jest zaopatrzona w dwa króćce 85. Natomiast druga komora 83 jest zamknięta od góry filtrem 86, który z kolei stanowi górną ściankę zbiornika 80. Do górnej krawędzi zbiornika 80 zamocowany jest kabłąk 87 do zawieszania za urządzenia w dogodnym miejscu. Urządzenie to działa podobnie jak regulowane urządzenie. P r z y k ł a d p o r ó w n a w c z y W warunkach laboratoryjnych przeprowadzono pomiary na układzie zawierającym bankowy aparat udojowy Hormony, przy doju do bańki o natężeniu 3,5 litra na minutę. W pierwszym przypadku podłączono aparat tylko do rurociągu głównego, natomiast w drugim przypadku aparat podłączono także do rurociągu biernego 4, podobnie jak przedstawiono na fig. 1, przy czym w miejsce zaworu 22 zastosowano urządzenie pneumatyczne 35 w urządzenie pneumatyczne według wynalazku. Uzyskano następujące wyniki. Miejsce pomiaru podciśnienia Układ tradycyjny Wartość podciśnienia [kpa] Układ wg wynalazku Rurociąg główny max. 50,6 max. 54,6 Pulsator 0-50, ,7 Kolektor Wartość średnia 45,7 41,1 Odchylenie ± 4,1 ± 0,95 Przestrzeń podstrzykowa: Wartość średnia 45,4 40,6 Odchylenie ± 4,2 ± 1,1 Jak wykazały badania, układ i urządzenie wynalazku pozwoliły na 4-krotne obniżenie amplitudy wahań ciśnienia w przestrzeni podstrzykowej w kubku udojowym. Oczywistym jest, że przedstawione przykłady w żaden sposób nie ograniczają przedmiotu wynalazku. Rurociąg bierny może być sztywny jak i elastyczny, może być jeden dla całej instalacji udojowej jak też może być ich co najmniej kilka, a w szczególności na jeden aparat udojowy może przypadać jeden rurociąg bierny.

5 PL B1 5 Jako zawór zwrotny może być zastosowany każdy zawór, który taką funkcję spełnia, niezależnie od jego konstrukcji. Podobnie punkt otwarcia zaworu może być stały lub regulowany w dowolny sposób, na przykład za pomocą elektrycznych urządzeń wykonawczych. Zastrzeżenia patentowe 1. Układ pneumatyczny do podciśnieniowego doju mechanicznego zawierający pompę, rurociąg, kolektor oraz kubki udojowe, znamienny tym, że zawiera bierny rurociąg (4, 31), do którego przyłączony jest pulsator (19, 33) lub/i kubki udojowe (12, 28), przy czym na wlocie do biernego rurociągu (4, 31) zamocowany jest zawór zwrotny (22, 37). 2. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że kubki udojowe (12) połączone są z biernym rurociągiem (4) za pośrednictwem kolektora (11). 3. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że kubki udojowe (28) połączone są z biernym rurociągiem (31) za pośrednictwem odrębnej komory rozdzielczej (30). 4. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że zawór zwrotny (37) znajduje się wewnątrz urządzenia pneumatycznego (35), które zamocowane jest na wlocie do rurociągu biernego (31). 5. Urządzenie pneumatyczne składające się z zaworu zwrotnego oraz zbiornika, znamienne tym, że zbiornik (41, 80) zawiera dwie komory, pierwszą komorę (43, 82) i drugą komorę (44, 83), połączone ze sobą za pośrednictwem zaworu zwrotnego (45, 84), przy czym pierwsza komora (43, 82) zaopatrzona jest, co najmniej w jeden króciec, zaś co najmniej jedna ścianka drugiej komory (44, 83) stanowi filtr (47, 86). 6. Urządzenie według zastrz. 5, znamienne tym, że pierwsza komora (43, 82) oddzielona jest od drugiej komory (44, 83) za pośrednictwem przegrody (42, 81), do której zamocowany jest zawór zwrotny (45, 34) 7. Urządzenie według zastrz. 5, znamienne tym, że zbiornik (41) posiada kształt prostopadłościanu. 8. Urządzenie według zastrz. 5, znamienne tym, że zbiornik (80) posiada kształt walca. 9. Urządzenie według zastrz. 5, znamienne tym, że zawór zwrotny (45) posiada element regulacyjny.

6 6 PL B1 Rysunki

7 PL B1 7

8 8 PL B1

9 PL B1 9

10 10 PL B1 Departament Wydawnictw UP RP Cena 2,00 zł.