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一种 挤奶杯的泄漏自检控制系统

阅读：966发布：2020-05-18

专利汇可以提供一种挤奶杯的泄漏自检控制系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种挤奶杯的泄漏自检控制系统，属于奶畜自动化挤奶设备领域。本发明包括挤奶杯、用于检测奶衬内腔压力的第一压力传感器、用于检测脉动腔压力的第二压力传感器、设于主奶管管路中的三通阀和控制器，第一压力传感器、第二压力传感器和三通阀分别与控制器电连接；第一压力传感器和第二压力传感器用于将检测到的压力信号反馈给控制器，并由控制器控制三通阀执行相应的通断动作。本发明可以及时发现并解决挤奶杯出现破损而造成漏气漏奶，并导致挤奶效率降低、挤奶杯清洗困难等一系列问题；并可以有效解决挤奶杯出现损坏时因未及时关闭奶衬中的真空负压而将污物吸进奶管导致挤奶杯及奶液污染的问题；实现挤奶过程的自动控制。，下面是一种挤奶杯的泄漏自检控制系统专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种挤奶杯的泄漏自检控制系统，其特征在于：包括具有将液体及气体输送到奶畜乳头功能的挤奶杯、用于检测挤奶杯奶衬内腔（12）压力的第一压力传感器（9）、用于检测挤奶杯脉动腔（13）压力的第二压力传感器（11）、设于挤奶杯主奶管管路中的三通阀（6）以及控制器，所述的第一压力传感器（9）、第二压力传感器（11）和三通阀（6）分别与控制器电连接；所述的第一压力传感器（9）和第二压力传感器（11）用于将检测到的压力信号反馈给控制器，并由控制器控制三通阀（6）执行相应的通断动作；
所述的三通阀（6）包括A 接口、B接口和C接口，所述的A接口与挤奶杯的主奶管相连，所述的B接口与废液收集容器相连，所述的C接口与奶液储存容器相连；所述的三通阀（6）包括AB接口连通、AC接口连通和ABC接口互不连通三种通断状态；
所述的第一压力传感器（9）和第二压力传感器（11）检测到的压力信号正常且脉动腔（13）压力小于奶衬内腔（12）压力时，所述的控制器控制三通阀（6）AB接口连通，用于奶畜乳头及挤奶杯的清洗、消毒、风干和药浴；所述的第一压力传感器（9）和第二压力传感器（11）检测到的压力信号正常且脉动腔（13）压力大于或等于奶衬内腔（12）压力时，所述的控制器控制三通阀（6）AC接口连通，用于奶畜乳头的挤压和挤奶；所述的第一压力传感器（9）和第二压力传感器（11）检测到的压力信号异常时，所述的控制器控制三通阀（6）ABC接口互不连通，用于切断奶衬内腔（12）中的负压，防止挤奶杯及奶液污染。
2.根据权利要求1所述的一种挤奶杯的泄漏自检控制系统，其特征在于：所述的第一压力传感器（9）设于挤奶杯的杯口处，并与奶衬内腔（12）相通；所述的第二压力传感器（11）设于挤奶杯的奶杯外壳（3）上，并与脉动腔（13）相通。
3.根据权利要求2所述的一种挤奶杯的泄漏自检控制系统，其特征在于：所述的挤奶杯包括奶杯外壳（3）、奶杯上罩（10）、奶杯下罩（5）和奶衬（4），所述的奶杯上罩（10）的上部开口处设有杯唇（1），且奶杯上罩（10）沿周向设有圆弧形通道，该圆弧形通道上设有若干用于将液体及气体输送到奶畜乳头上的通孔；所述的奶衬（4）安装于由奶杯外壳（3）、奶杯上罩（10）和奶杯下罩（5）组成的腔体内。
4.根据权利要求3所述的一种挤奶杯的泄漏自检控制系统，其特征在于：所述的三通阀（6）为电动三通球阀。

说明书全文

一种挤奶杯的泄漏自检控制系统

技术领域

[0001] 本发明涉及一种畜牧业自动化挤奶设备中用于奶畜挤奶的挤奶杯控制系统，更具体地说，涉及一种挤奶杯的泄漏自检控制系统。

背景技术

[0002] 挤奶杯用于奶畜挤奶的自动挤奶设备中，整个挤奶过程，奶畜乳头都是插在挤奶杯中的。挤奶杯通常由橡胶奶杯衬套(奶衬)和外套构成，众所周知，奶杯衬套为整个挤奶杯中的易损件，奶衬生产厂家建议每1000头牛需进行更换，目前国外的牧场采取的方法大多都是使用固定的次数，这样做确实在一定程度上避免了奶衬出现漏气漏奶的情况，提高了挤奶效率，却也出现部分奶衬还远未达到寿命期，这就带来了奶衬浪费的问题；并且也未能保证在固定次数未达到之前奶衬不出现提前损坏的情况。而国内的牧场大多都是在明显看到奶杯衬套破裂出现漏奶的情况下才进行更换，但是肉眼能看到漏奶的情况时表明奶杯衬套已经出现了严重的损坏，之前未发现时已经对挤奶效率以及奶牛乳房的健康造成了极为严重的影响。

[0003] 此外，在挤奶过程中也可能会出现掉杯的情况，如果不及时关闭奶杯衬套中的真空压就会导致奶杯在掉落到地上时，将地上或空气中的异物吸入奶衬中，对奶杯及奶液造成污染。因此迫切需要一种具有自动检漏以及掉杯自动控制的挤奶杯。

发明内容

[0004] 1.发明要解决的技术问题

[0005] 本发明的目的在于克服现有技术存在的上述不足，提供一种挤奶杯的泄漏自检控制系统，采用本发明的技术方案，可以及时发现并解决挤奶杯出现破损而造成漏气漏奶，并导致挤奶效率降低、挤奶杯清洗困难等一系列问题；并可以有效解决挤奶杯出现损坏时因未及时关闭奶衬中的真空负压而将污物吸进奶管导致挤奶杯及奶液污染的问题；实现挤奶过程的自动控制。

[0006] 2.技术方案

[0007] 为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

[0008] 本发明的一种挤奶杯的泄漏自检控制系统，包括具有将液体及气体输送到奶畜乳头功能的挤奶杯、用于检测挤奶杯奶衬内腔压力的第一压力传感器、用于检测挤奶杯脉动腔压力的第二压力传感器、设于挤奶杯主奶管管路中的三通阀以及控制器，所述的第一压力传感器、第二压力传感器和三通阀分别与控制器电连接；所述的第一压力传感器和第二压力传感器用于将检测到的压力信号反馈给控制器，并由控制器控制三通阀执行相应的通断动作。

[0009] 更进一步地，所述的第一压力传感器设于挤奶杯的杯口处，并与奶衬内腔相通；所述的第二压力传感器设于挤奶杯的奶杯外壳上，并与脉动腔相通。

[0010] 更进一步地，所述的挤奶杯包括奶杯外壳、奶杯上罩、奶杯下罩和奶衬，所述的奶杯上罩的上部开口处设有杯唇，且奶杯上罩沿周向设有圆弧形通道，该圆弧形通道上设有若干用于将液体及气体输送到奶畜乳头上的通孔；所述的奶衬安装于由奶杯外壳、奶杯上罩和奶杯下罩组成的腔体内。

[0011] 更进一步地，所述的三通阀包括A 接口、B接口和C接口，所述的A接口与挤奶杯的主奶管相连，所述的B接口与废液收集容器相连，所述的C接口与奶液储存容器相连；所述的三通阀包括AB接口连通、AC接口连通和ABC接口互不连通三种通断状态。

[0012] 更进一步地，所述的三通阀为电动三通球阀。

[0013] 更进一步地，所述的第一压力传感器和第二压力传感器检测到的压力信号正常且脉动腔压力小于奶衬内腔压力时，所述的控制器控制三通阀AB接口连通，用于奶畜乳头及挤奶杯的清洗、消毒、风干和药浴；所述的第一压力传感器和第二压力传感器检测到的压力信号正常且脉动腔压力大于或等于奶衬内腔压力时，所述的控制器控制三通阀AC接口连通，用于奶畜乳头的挤压和挤奶；所述的第一压力传感器和第二压力传感器检测到的压力信号异常时，所述的控制器控制三通阀ABC接口互不连通，用于切断奶衬内腔中的负压，防止挤奶杯及奶液污染。

[0014] 3.有益效果

[0015] 采用本发明提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下显著效果：

[0016] (1)本发明的一种挤奶杯的泄漏自检控制系统，其通过第二压力传感器实时检测脉动腔的压力，根据脉动腔的压力信号可判断奶衬是否破损、连接部是否泄漏及杯体是否破裂等；通过第一压力传感器实时检测奶衬内腔的压力，根据奶衬内腔的压力信号可判断挤奶过程中是否出现掉杯、泄漏和压力异常等，一旦发现奶衬破损，可以及时更换，避免漏气漏奶的现象，同时也可避免奶液倒吸进脉动器中，造成脉动器短路和损坏；并且，控制器根据压力传感器反馈的压力信号控制三通阀执行相应的通断动作，实现挤奶过程的自动控制，且在挤奶过程中出现掉杯或奶衬损坏时，三通阀可及时切断主奶管管路，避免了污物被吸进奶管导致挤奶杯及奶液污染的问题；由于压力传感器对挤奶杯是实时检测，因此可以延长奶衬的使用时间，避免奶衬浪费，同时提高了挤奶效率，方便了挤奶杯清洗，为奶畜和牧场带来福利；

[0017] (2)本发明的一种挤奶杯的泄漏自检控制系统，其第一压力传感器设于挤奶杯的杯口处，并与奶衬内腔相通；第二压力传感器设于挤奶杯的奶杯外壳上，并与脉动腔相通，直接将压力传感器设于挤奶杯上，设置方便，且奶衬的更换不会影响到压力传感器，压力信号采集灵敏准确；

[0018] (3)本发明的一种挤奶杯的泄漏自检控制系统，其三通阀包括AB接口连通、AC接口连通和ABC接口互不连通三种通断状态，且A接口与挤奶杯的主奶管相连，B接口与废液收集容器相连，C接口与奶液储存容器相连，在控制器控制下，三通阀可自动实现挤奶过程中的清洗、消毒及风干，以及挤奶中的预挤头三把奶和挤奶后的药浴等快速切换，实现挤奶过程的自动化，减轻挤奶工的负担。附图说明

[0019] 图1为本发明的一种挤奶杯的泄漏自检控制系统中挤奶杯的剖视结构图(挤奶状态)；

[0020] 图2和图3为本发明的一种挤奶杯的泄漏自检控制系统中三通阀的两种通断状态示意图；

[0021] 图4为本发明的一种挤奶杯的泄漏自检控制系统中挤奶杯的剖视结构图(清洗状态)。

[0022] 示意图中的标号说明：

[0023] 1、杯唇；2、中空管；3、奶杯外壳；4、奶衬；5、奶杯下罩；6、三通阀；7、奶畜乳头；8、槽盖；9、第一压力传感器；10、奶杯上罩；11、第二压力传感器；12、奶衬内腔；13、脉动腔。

具体实施方式

[0024] 为进一步了解本发明的内容，结合附图对本发明作详细描述。

[0025] 结合图1所示，本发明的一种挤奶杯的泄漏自检控制系统，可以理解为包括挤奶杯泄漏自检和奶路自动控制两个部分组成，其中挤奶杯泄漏自检部分由压力检测装置组成，主要为用于检测挤奶杯奶衬内腔12压力的第一压力传感器9和用于检测挤奶杯脉动腔13压力的第二压力传感器11，第一压力传感器9和第二压力传感器11检测到的正常压力分为以下三种情况：

[0026] a、脉动腔13与奶衬内腔12内的压力一致，挤奶杯的奶衬4张开，此时为挤奶状态(如图1所示状态)；

[0027] b、脉动腔13内的压力大于奶衬内腔12内的压力，挤奶杯的奶衬4收缩，此时为挤压状态；

[0028] c、脉动腔13内的压力小于奶衬内腔12内的压力，挤奶杯的奶衬4扩张，此时为清洗药浴状态(如图4所示状态)；上述的清洗药浴状态具体指挤奶过程中对奶畜乳头7的清洗、消毒和风干，以及挤奶后的药浴，因此挤奶杯同时也具有将液体及气体输送到奶畜乳头的功能，以实现对奶畜乳头7的清洗、消毒和风干，以及挤奶后的药浴。脉动腔13内的压力小于奶衬内腔12内的压力的目的在于：当奶畜乳头7塞入挤奶杯中时，特别是在完成挤奶之后，由于负压的作用，会导致奶畜乳头7水肿，从而使得奶畜乳头7与奶衬4内壁之间的空隙很小，导致清洗、消毒和药浴的液体在奶畜乳头7上覆盖的不均匀，通过奶衬4内外压力差，使得奶衬4适当膨胀(如图4所示)，增加奶畜乳头7在奶衬4内部的空间，使得清洗、消毒和药浴的液体在奶畜乳头7上覆盖的更完全。

[0029] 奶路自动控制部分由三通阀6及控制器组成，三通阀6位于挤奶杯主奶管管路中，控制器根据第一压力传感器9和第二压力传感器11反馈的压力信号对三通阀6进行控制，三通阀6包括与挤奶杯的主奶管相连的A接口、与废液收集容器相连的B接口和与奶液储存容器相连的C接口；三通阀6包括AB接口连通、AC接口连通和ABC接口互不连通三种通断状态，AB接口连通时即为清洗、消毒、药浴状态(如图4所示)，在此状态下，由于废液收集容器内为负压状态，会将清洗、消毒和药浴过程中产生的污水抽进废液收集容器内；AC接口连通即为挤奶状态(如图2所示)，在此状态下，由于奶液储存容器内为负压状态，会将挤出来的奶液抽进奶液储存容器中；若挤奶过程中发生掉杯、奶衬破损等意外情况，此时第一压力传感器9和第二压力传感器11会将检测到的压力异常反馈到控制器，控制器将控制三通阀6执行ABC接口互不连通的状态(如图3所示)，即将奶衬4与负压切断，避免由于负压吸入污物到挤奶杯中，污染挤奶杯及奶液。上述三通阀6的三种通断状态均根据第一压力传感器9和第二压力传感器11检测到的压力信号执行，实现了挤奶过程的自动控制以及挤奶杯的泄漏自检。

[0030] 下面结合实施例对本发明作进一步的描述。

[0031] 实施例

[0032] 结合图1所示，本实施例的一种挤奶杯的泄漏自检控制系统，包括具有将液体及气体输送到奶畜乳头功能的挤奶杯、用于检测挤奶杯奶衬内腔12压力的第一压力传感器9、用于检测挤奶杯脉动腔13压力的第二压力传感器11、设于挤奶杯主奶管管路中的三通阀6以及控制器，第一压力传感器9、第二压力传感器11和三通阀6分别与控制器电连接；第一压力传感器9和第二压力传感器11用于将检测到的压力信号反馈给控制器，并由控制器控制三通阀6执行相应的通断动作。具体地，上述的第一压力传感器9设于挤奶杯的杯口处，并与奶衬内腔12相通；第二压力传感器11设于挤奶杯的奶杯外壳3上，并与脉动腔13相通，直接将压力传感器设于挤奶杯上，设置方便，且奶衬4的更换不会影响到压力传感器，压力信号采集灵敏准确。上述的具有将液体及气体输送到奶畜乳头功能的挤奶杯，采用申请人于2015年7月13日提出的申请号为201520505647.X的一种多功能挤奶杯，该挤奶杯包括奶杯外壳3、奶杯上罩10、奶杯下罩5和奶衬4，奶杯上罩10的上部开口处设有杯唇1，且奶杯上罩10沿周向设有圆弧形通道，该圆弧形通道上设有若干用于将液体及气体输送到奶畜乳头上的通孔；奶衬4安装于由奶杯外壳3、奶杯上罩10和奶杯下罩5组成的腔体内，上述的圆弧形通道由奶杯上罩10上的半圆弧槽与槽盖8上的半圆弧槽组合而成，奶衬4与奶杯外壳3之间形成密封的脉动腔13。本实施例中的挤奶杯的具体结构与上述申请号为201520505647.X的一种多功能挤奶杯的结构相同，在此就不再赘述。

[0033] 如图2和3所示，本实施例中的三通阀6为电动三通球阀，其包括A接口、B接口和C接口，A接口与挤奶杯的主奶管相连，B接口与废液收集容器相连，C接口与奶液储存容器相连；三通阀6包括AB接口连通、AC接口连通和ABC接口互不连通三种通断状态(分别参见图1、图2和图3所示)。当第一压力传感器9和第二压力传感器11检测到的压力信号正常且脉动腔13压力小于奶衬内腔12压力时，控制器控制三通阀6的AB接口连通，用于奶畜乳头7及挤奶杯的清洗、消毒、风干和药浴；为了使清洗、消毒和药浴更加完全，本实施例中采用二级调压的方式，对主奶管中的真空负压进行调节，通过控制与稳压罐相连的消音阀的通断即可达到目的，使奶衬内腔12中压力产生变化，脉动器交替将真空压和大气压传入脉动腔13中，使奶衬4内外产生压差，进而使奶衬4达到膨胀的效果，增加了奶畜乳头7在奶衬4内部的空间。当第一压力传感器9和第二压力传感器11检测到的压力信号正常且脉动腔13压力大于或等于奶衬内腔12压力时，控制器控制三通阀6的AC接口连通，用于奶畜乳头的挤压和挤奶。当第一压力传感器9和第二压力传感器11检测到的压力信号异常时，控制器控制三通阀6的ABC接口互不连通，用于切断奶衬内腔12中的负压，防止挤奶杯及奶液被污染。在控制器控制下，三通阀6可自动实现挤奶过程中的清洗、消毒及风干，以及挤奶中的预挤头三把奶和挤奶后的药浴等快速切换，实现挤奶过程的自动化，减轻挤奶工的负担。

[0034] 本实施例的一种挤奶杯的泄漏自检控制系统，其通过第二压力传感器11实时检测脉动腔13的压力，根据脉动腔13的压力信号可判断奶衬4是否破损、连接部是否泄漏及杯体是否破裂等；通过第一压力传感器9实时检测奶衬内腔12的压力，根据奶衬内腔12的压力信号可判断挤奶过程中是否出现掉杯、泄漏和压力异常等，一旦发现奶衬4破损，可以及时更换，避免漏气漏奶的现象，同时也可避免奶液倒吸进脉动器中，造成脉动器短路和损坏；并且，控制器根据压力传感器反馈的压力信号控制三通阀6执行相应的通断动作，实现挤奶过程的自动控制，且在挤奶过程中出现挤奶杯损坏时，三通阀6可及时切断主奶管管路，避免了污物被吸进奶管导致挤奶杯及奶液污染的问题；由于压力传感器对挤奶杯是实时检测，因此可以延长奶衬的使用时间，避免奶衬浪费，同时提高了挤奶效率，方便了挤奶杯清洗，为奶畜和牧场带来福利。

[0035] 为更好地理解本发明的内容，现结合附图给出本发明的一种挤奶杯的泄漏自检控制系统的具体工作过程。

[0036] 当挤奶杯套在奶畜乳头7上后，首先进入清洗步骤，调节奶衬内腔12与脉动腔13内的压力，使脉动腔13内的压力小于奶衬内腔12内的压力，挤奶杯的奶衬4扩张，第一压力传感器9和第二压力传感器11将压力信号反馈给控制器，控制器控制三通阀6的AB接口连通，此时挤奶杯主奶管与废液收集容器相通，接着由相关设备将清洗液通过奶杯上罩10上的中空管2输入到奶衬内腔12中，对附着在奶畜乳头7上的污物进行冲刷并清洗；完成奶畜乳头7的清洗后，将消毒液通过中空管2输入到奶衬内腔12中，对奶畜乳头7进行全方位消毒，接着再进行一遍清洗，然后输入空气，对奶畜乳头7进行风干，以上过程中产生的废液均被抽进废液收集容器中。接着进入奶畜乳头7的预挤步骤，挤完头三把奶，以上过程中，奶衬内腔12的压力都稳定在33Kpa左右，以达到一个仿生按摩的作用。以上步骤完成后，再次调节奶衬内腔12与脉动腔13内的压力，控制器根据压力信号控制三通阀6的AC接口连通，此时挤奶杯主奶管与奶液储存容器相通，使挤奶过程中流出的奶液被抽到奶液储存容器中，当奶液储存容器上的流量计检测到奶量有明显减少时，说明挤奶已进入到尾声；为避免过挤，控制器再次控制三通阀6的AB接口连通，进入药浴步骤，将药液通过中空管2输入到奶衬内腔12中，喷洒到奶畜乳头7的表面，为了使药浴更加均匀，此时脉动腔13内的负压小于奶衬内腔12中的负压，到达奶衬4膨胀的效果(如图4所示)，从而使得奶畜乳头7和奶衬4内壁的空隙增大，使药液均匀的覆盖在整个奶畜乳头7表面上。

[0037] 在整个工作工程中，第一压力传感器9和第二压力传感器11一直处于工作状态，实时检测奶衬内腔12和脉动腔13内的压力，检测到的压力值一旦出现异常就会反馈给控制器，以便及时切断奶衬内腔12和脉动腔13中的负压，方便及时更换奶衬4，避免造成脉动器短路、清洗困难以及降低挤奶效率。在清洗和挤奶过程中，一旦发生掉杯现象，控制器会将三通阀6的A接口与B接口、C接口切断(如图3所示)，封闭主奶管，关断奶衬4中的真空负压，避免造成奶杯污染。

[0038] 本发明的一种挤奶杯的泄漏自检控制系统，可以及时发现并解决挤奶杯出现破损而造成漏气漏奶，并导致挤奶效率降低、挤奶杯清洗困难等一系列问题；并可以有效解决挤奶杯出现损坏时因未及时关闭奶衬中的真空负压而将污物吸进奶管导致挤奶杯及奶液污染的问题；实现挤奶过程的自动控制。

[0039] 以上示意性地对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性地设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

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