带挤奶爪端部连接器的挤奶器单元短乳管的制作方法

本申请要求2020年6月30日提交的第16/946,646号美国申请的优先权，该美国申请是2019年8月19日提交的第16/544,458号美国申请的部分延续申请，其公开内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明大致涉及乳制品挤奶器单元短乳管，更具体地涉及在上游挤奶奶嘴杯内衬与下游乳品收集碗和爪装置之间延伸的短乳管，以及与爪入口的连接。

背景技术

在乳品采收设施中，产乳动物被安排在停顿区/畜栏中，并且挤奶器单元附接到动物的乳头上以采收乳品。挤奶器单元包括用于每个乳头的奶嘴杯、设置在每个奶嘴杯内的奶嘴杯内衬、与每个奶嘴杯内衬结合或一体形成的短乳管以及用于从挤奶器单元中的所有短乳管收集乳品以传送到中央乳品管线的挤奶爪和碗组件。

产乳环境恶劣，并且挤奶器单元经受持续使用、乳品操作人员操作不当以及来自动物的影响。因此，挤奶器单元部件必须坚固并彼此牢固连接以提供可靠的服务。特别是短乳管必须在挤奶位置与待命位置之间弯曲，在此期间短乳管还必须承载奶嘴杯和内衬的重量。

当附接到动物身上时或挤奶后不久，奶嘴杯和内衬挂下来，并且短乳管弯曲或扭结而切断在挤奶器单元中施加的恒定真空使得无法到达开口的奶嘴杯内衬并且非期望地将空气吸入中央乳品管线。通常，短乳管的弯曲发生在挤奶爪入口的末端处。一些现有的短乳管在奶嘴杯内衬乳管中加入了径向沟槽以优化柔韧性并在附接过程中实现了更好的空气流减少，但是径向沟槽会导致乳管的该区域的耐用性降低。

此外，挤奶爪入口由不锈钢制成并且逐渐变细至与短乳管的弯曲部分接合的相对具有侵入性的边缘。由于挂在短乳管上的奶嘴杯和奶嘴杯内衬的重量，挤奶爪入口会导致短乳管的过度磨损。

短乳管与挤奶爪入口的连接通常为摩擦配合，短乳管被推到入口的外表面上。短乳管在使用期间也对挤奶爪入口产生了很强的附着力，因此操作人员通常只将短乳管部分安装在挤奶爪入口上，以便在需要更换时更容易取下短乳管。

因此，需要一种耐用的短乳管，其易于附接到挤奶爪嘴上并在奶嘴杯不使用并附接到产乳动物身上时限制空气流入中央乳品管线。

技术实现要素：

本发明提供了一种短乳管，该短乳管在挤奶器单元未使用时以及在其相应的奶嘴杯和内衬附接到动物乳头上时在挤奶爪入口上具有可靠的密封。根据本发明的挤奶器单元短乳管包括：外壁表面；限定具有上游方向和下游方向的乳品通路的内壁表面；下游挤奶爪连接端；以及与所述下游挤奶爪连接端结合并远离其延伸以确保短乳管部件精确定位或有助于拆卸的定位和释放装置。所述短乳管可以与奶嘴杯内衬分开或与所述内衬一体形成。

所述短乳管还可包括用于可靠弯曲以密封所述短乳管的柔性部分，以及用于提高耐用性的加强部分。所述短乳管上定位成与挤奶爪入口的斜面部分贴合的沟槽部分可提供受控且可靠的短乳管弯曲，从而在不使用时以及在将所述挤奶器单元附接到奶牛身上期间最大限度地减少空气流。所述沟槽部分容易造成内衬过度磨损，因此在所述沟槽部分稍上游处还设置了加强部分以与所述挤奶爪入口的端部部分接合。这些关键特征需要将短乳管附件相对精确地定位到挤奶爪入口上才能正常工作，因此定位和释放装置用于一致和准确地安装乳管。

根据本发明的短乳管端部上的可靠的定位和释放装置确保了柔性和加强部分相对于挤奶爪入口的端部准确地定位。将短乳管不完全定位在挤奶爪入口的尖端上可能会导致柔性部分无法正确对准并导致无法适当地密封内衬以防止真空或导致柔性部分与挤奶爪入口的侵入性端部部分接合。

此外，通过首先将短乳管进一步推到挤奶爪入口以压缩定位和释放装置，然后将短乳管从入口中拉出，可以更容易地将短乳管从挤奶爪入口中取出。当短乳管被置于张力下以进行移除时，最初推动以压缩定位和释放装置可显著减少摩擦。定位和释放装置优选地包括突出的定位插脚以接触挤奶爪顶面并用作间隔件以在安装期间引导安装到挤奶爪嘴上的最佳位置。当需要移除短乳管时，定位插脚被压缩以至少破坏短乳管在挤奶器单元入口上的一些附着力，从而使得更容易拉出短乳管。

短乳管的加强部分可以设置在与内部挤奶爪入口密封表面相对的外壁表面上，并且可以是壁厚增大的部分或者是与短乳管的其余部分不同且更耐用的材料。受控柔性部分优选地是壁厚减小的区域并且可以包括多个环形沟槽和设置在所述沟槽中的多个肋。短乳管可以与奶嘴杯内衬一体化或分开。爪入口密封表面可以是管内壁表面的一部分，也可以是安装在管内的单独装置或材料。

下面描述本发明的进一步细节和优点。

附图说明

图1是挤奶器单元的透视图；

图2是根据本发明的具有处于挤奶位置的短乳管的挤奶器单元的局部透视截面图；

图3是图1的短乳管处于待命位置的挤奶器单元的局部透视截面图；

图4是根据本发明的具有短乳管的挤奶器单元奶嘴杯内衬的透视图；

图5是图4的奶嘴杯内衬短乳管的局部透视图；

图6是根据本发明的连接到挤奶器单元爪的短乳管的局部透视图；

图7是图6的短乳管和挤奶爪的局部透视截面图；

图8是沿着图7中的线8-8截取的短乳管和挤奶器单元爪的顶视局部截面图；

图9是根据本发明的连接到挤奶器单元爪的短乳管的局部透视图，其中定位和释放装置插脚在移除期间被压缩；

图10是根据本发明的连接到挤奶器单元爪的短乳管的局部透视图，其中定位和释放装置插脚在移除期间张开；

图11是根据本发明的具有短乳管的替代挤奶器单元奶嘴杯内衬的透视图；

图12是图11的奶嘴杯内衬短乳管挤奶爪端部连接器的局部透视图；

图13是图11的具有短乳管挤奶爪端部连接器的短乳管的侧视图；和

图14是图11的短乳管挤奶爪端部连接器的底部端视图。

具体实施方式

图1中大致示出了传统的挤奶器单元30，其具有奶嘴杯32、设置在奶嘴杯32中的奶嘴杯内衬34、与奶嘴杯内衬34结合或一体形成的短乳管38、挤奶爪42以及在其下游端的乳品碗44。针对产乳动物的每个乳头，有一个奶嘴杯32、内衬34和短乳管38。挤奶爪42和乳品碗44收集来自所有短乳管38的乳品。(图1中所示的挤奶器单元针对背景技术描绘的，且并未示出下面描述的短乳管发明。)挤奶器单元30的目的是将乳品抽离产乳动物乳头、从乳品碗出口39抽出并进入中央乳品管线(未示出)，减少流回乳头的乳品量，并减少在施加真空时被吸入中央乳品管线中的空气量。

在挤奶期间，产乳动物乳头经奶嘴杯内衬34的上部孔口插入。刚好在挤奶之前和挤奶期间，在挤奶器单元30内部施加恒定的真空以将内衬34和奶嘴杯32附接到乳头上，然后将乳品经内衬34、短乳管38、挤奶爪42和碗44从乳品碗出口39抽出。由于在挤奶器单元30内施加了恒定的真空，挤奶器单元30的重量由乳头支承。

奶嘴杯32(在本领域中有时称为“外壳”)是通常由不锈钢或其它合适的材料制成的相对刚性的杯。奶嘴杯内衬34设置在奶嘴杯32内，并且在奶嘴杯32与内衬34之间的空间中限定了脉动室。脉动真空通过在短脉动嘴54与挤奶爪42上的短脉动连接部56之间延伸的短脉动管50施加。长脉动软管(未示出)连接到挤奶爪42上的长脉动软管嘴58。作用在脉动室上的脉动使内衬34与动物的乳头接触和脱开以给动物挤奶。在挤奶爪42上还设置有吊架60，以在不挤奶时从挤奶器单元拆卸器机构(未示出)支承挤奶器单元30。

本发明的短乳管38包括具有外壁表面64和限定乳品通路68的内壁表面66的壁62。乳品通路68具有朝向内衬34的上游方向和朝向挤奶爪42的下游方向。短乳管进一步包括：下游挤奶爪连接端70和与下游挤奶爪连接端70连接并远离其延伸的定位和释放装置72。优选地，短乳管38还包括设置在定位和释放装置72的上游方向上的受控柔性部分74、设置在受控柔性部分74的上游方向上的加强部分76以及设置在内壁表面66上的内部挤奶爪入口密封表面78。

当挤奶器单元30以“挤奶位置”(图2)附接到动物身上时，挤奶器单元30基本上是封闭的系统并且短乳管上的应力相对较小。当挤奶器单元30从动物身上释放时，奶嘴杯32和内衬34下落并且短乳管38弯曲到“待机位置”(图3)。短乳管38的弯曲基本上使短乳管38抵靠挤奶爪入口46扭结以防止空气进入奶嘴杯内衬34现在打开的端部。挤奶爪入口46由不锈钢制成并且是锥形的，因此相对侵入性的边缘接合短乳管38的弯曲部分的内壁表面。本发明的短乳管38通过以下方式来抵抗磨损：在挤奶爪入口46附近和上游包括加强部分76，使得当短乳管38正确定位时，它与入口46接合。

此外，当恰好在挤奶之前以及在奶嘴杯32和内衬34附接到动物身上之前恢复恒定真空时，短乳管38中的扭结允许内部挤奶爪入口密封表面78密封恒定真空以免到达端部开口的奶嘴杯内衬34并且非期望地将空气吸入中央乳品管线。

受控柔性部分74设置在加强部分76附近和下游，以增强和控制弯曲的方向和程度，从而优化内部挤奶爪入口密封表面78与挤奶爪入口46之间的接触。受控柔性部分74优选地包括至少部分地围绕短乳管38的壁延伸的环形沟槽90(图5)的至少一部分，并且更优选地包括设置在挤奶爪接触插脚84的上游方向上的多个环形沟槽90。同样优选地，环形沟槽90各自都包括多个肋92，以进一步控制弯曲的程度和方向。肋92被图示为相对于短乳管38在纵向方向上延伸，但也可以使用其它取向。受控柔性部分74可以包括其它壁厚、沟槽、肋和其它形状以控制弯曲的程度和方向。

加强部分76被图示为壁厚增大的区域，并且优选而言，壁厚在上游方向和下游方向都逐渐变小，尽管可以使用其它形状并且可以用其它材料或形状代替或加强加厚部分。

内部挤奶爪入口密封表面78可以是内壁表面66的一部分或与内壁表面66结合的单独部分或不同材料。还可能的是，其中一个奶嘴杯会先于其它奶嘴杯从其中一个乳头上脱落。在仍然施加恒定真空的情况下，内衬34将通过下垂的奶嘴杯的重量和扭结短乳管38而被密封，从而使通过挤奶器单元30吸入的空气量最小化。

通过加强部分76、密封表面78和受控柔性部分74的这种布置，本发明的短乳管38有效地履行密封功能而不会过度磨损短乳管38的内部。

在图示的实施例中，加强部分76、受控柔性部分74和密封表面78关于短乳管38的纵向轴线对称，但也可以使用不对称特征来提供例如仅在一个方向上的受控弯曲。

短乳管38可由橡胶、硅树脂或其它柔性材料制成，以提供在挤奶位置(图2)与休止/非挤奶位置(图3)之间移动所需的弯曲和柔性。受控柔性部分74处的柔性提供了这些好处，但为了正确操作，它必须准确地定位在挤奶爪入口46上。例如，如果短乳管38没有被足够远地推到入口46上，则加强部分76将在入口46上方并与入口46间隔开并且没有任何作用。另一方面，如果短乳管38被推到入口46上太远，则加强部分76也会错过入口46端，并且受控柔性部分74将太靠近挤奶爪42并受到奶爪入口46约束。

因此，本发明进一步包括短乳管定位和释放装置72，当短乳管38已以适当程度被推到挤奶爪入口46上时，该装置提供视觉指示，从而使加强部分76、内部挤奶爪入口密封表面78和受控柔性部分74相对于入口46适当地定位。此外，当受控柔性部分74、加强部分76或密封表面78中的任一个或全部如上所述不对称时，短乳管38的旋转取向将是重要的，并且定位和释放装置72可用于确保相对于不对称特征的正确旋转取向。

定位和释放装置72优选地包括至少一个挤奶爪接触插脚84，并且更优选地包括多个间隔开的挤奶爪接触插脚84，其远离短乳管38的端部延伸以接触挤奶爪42的顶面85并在它们接触挤奶爪42的邻近挤奶爪入口46的顶面85时提供短乳管38已经定位到挤奶爪入口46上的容易看到的指示。挤奶爪接触插脚84还提供物理阻力以确保短乳管38没有被向下推入入口46太远。尽管如此，挤奶爪接触插脚84仍然能够被压缩以移除短乳管38，如下所述.

挤奶爪接触插脚84被描绘为具有一致的尺寸和间隔，但是不同的数量、材料、尺寸、间隔甚至颜色也是可能的，尤其是当它们如上所述用于确保正确的旋转取向时。也可以在挤奶爪顶面85上或其它适合的位置包括一个或多个对准标记以与接触插脚84对准，从而实现短乳管38的预定旋转对准。当包括多个挤奶爪接触插脚84时，它们可以不必全部接触挤奶爪42的顶面以指示短乳管38的正确定位。

此外，当短乳管38由于正常磨损或其它损坏而必须更换时，挤奶爪接触插脚84辅助移除短乳管38。辅助是有用的，因为短乳管38具有入口接触部分87(在定位和释放装置72的上游并且至少部分在受控柔性部分74的下游)，其在正常使用期间常常形成对挤奶爪入口46的顽固附着。简单地拉动短乳管38以将两者分开可能需要相当大的力并且实际上适得其反，因为对挤奶爪入口46的附着导致短乳管38材料下垂和拉伸，这在短乳管38的入口接触部分87与挤奶爪入口46之间的界面上施加了额外的法向力。结果，一些乳品操作人员仅将短乳管38部分安装到挤奶爪入口46上，以使短乳管的拆卸更容易一些。本发明的这种部分安装导致上述元件在挤奶爪入口46上的不正确对准，从而不能完全实现本发明的益处。

为破坏附着并释放本发明的短乳管38，操作人员实际上将短乳管38推向挤奶爪42以抵靠挤奶爪42的顶面85压缩(图9)或张开(图10)(或同时压缩和张开)挤奶爪接触插脚84。被压缩或张开的挤奶爪接触插脚84是短乳管38随后可以被更容易地从挤奶爪入口46拉出的视觉指示，因为至少部分地克服了入口接触部分87对挤奶爪入口46的附着。至少部分地克服了附着，因为压缩的(图9)或张开的(图10)挤奶爪插脚84也弯曲或压缩短乳管38的相邻的入口接触部分87远离入口46并由此至少部分地破坏了如图9和10中所见的短乳管38与挤奶爪入口46之间的任何附着。因此，挤奶爪接触插脚84用于在安装时正确地定位短乳管38并且在需要更换时帮助释放短乳管38。

挤奶爪接触插脚84可以是任何期望的形状或材料，但优选将它们成形为一体形成的截棱锥，其横截面大致呈矩形，例如如图5所示，使得当它们被推靠在挤奶爪42上时它们提供逐渐加大的阻力。也可以使用其它形状，例如锥体、截锥体、棱锥体、立方体、圆柱体等。使用此类形状来接触挤奶爪顶面85提供了短乳管38正确安装的触觉和视觉指示。

使用定位和释放装置72安装短乳管包括以下步骤：将短乳管38推到挤奶爪入口46上，直到定位和释放装置72接触挤奶爪42的上表面85以确保受控柔性部分74、加强部分76和密封表面78相对于挤奶爪入口46的端部准确地定位。短乳管38不准确地定位在挤奶爪入口46上可能导致受控柔性部分74、加强部分76和密封表面78不与入口46的端部对准。通过以下方法来实现短乳管38的更容易的移除：首先将短乳管38进一步推到入口46上，压缩定位和释放装置72(图示实施例中的接触插脚84)并从入口46向外压缩和弯曲相邻的入口接触部分87，从而至少部分地破坏可能已经在入口接触部分87与入口46之间形成的结合。这于是允许将短乳管38置于张力(拉力)下以进行移除的步骤时明显更小的摩擦。因此，突出的定位插脚84用作间隔件以在安装期间引导以最佳程度安装在入口46上，但在移除程序期间可容易地压缩以在短乳管38被拉下之前指示配合界面处的结合已被破坏。

在图11至15中，示出了本发明的第二实施例，其具有奶嘴杯内衬34、短乳管38和挤奶爪连接端70，其中定位和释放装置172作为短乳管38的下游挤奶爪连接端70的一部分。定位和释放装置的该实施例用附图标记172表示，以将其与上面用附图标记72描述的实施例进行区分。与在上面描述的实施例中一样，挤奶爪连接端70的第二实施例还优选地包括受控柔性部分74、加强部分76和内部挤奶爪入口密封表面78。

该第二实施例的定位和释放装置172包括接触插脚84以接触挤奶爪42的顶面85并被压靠在其上(例如，如图9和10所示)。在图示的定位和释放装置172的实施例中，接触插脚84间隔开并且形成一对插脚84。设置了远离短乳管38的端部延伸的腹板96，并且腹板96在使用时可以接触挤奶爪42的顶面85或与其间隔开。

在该实施例中，腹板96优选地附接到一对插脚84上并设置在其间以使得能够更容易地从成型模具中脱模。腹板96是可压缩的并且优选地由与插脚84相同的材料形成，使得腹板96可与插脚84一起压缩。然而，如果需要，可以使用厚度和几何形状的变化来控制压缩的位置和程度。当正在进行挤奶操作时，插脚84和腹板96优选地是未压缩的。在移除短乳管38期间，定位和释放装置172的插脚84和腹板96被压靠在挤奶爪42的顶面85上，以使内入口接触部分87至少部分地远离挤奶爪弯曲，从而如上所述辅助释放短乳管87。增设腹板96可以增加一定程度的压缩阻力，但除此之外，定位和释放装置172如上文关于标记为72的实施例所述那样操作。

腹板96在图11至14中被描绘为连续的内环，但腹板96可以被分段并且可以仅跨在相邻的插脚84对之间或没有存在于所有插脚84对之间。此外，腹板96被描绘为与定位和释放装置172的其它元件一体地形成，但是例如，腹板96的全部或一部分可以被增加至定位和释放装置172以提供插脚84的加强。

以上对本发明的详细描述是为了清楚地理解本发明，并且不应将其理解为对附后权利要求中的不必要的限制。