专利名称：用于挤奶设备的气动式脉动器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于挤奶设备的气动式脉动器。如本领域技术人员所公知的，气动式脉动器在挤奶设备中具有关键的作用，因为其工作性能直接影响挤奶操作的质量.
在该脉动器的滑阀的往复移动过程中，该滑阀沿着一个表面滑动，在该表面上设有一个与真空源连通的口以及如果该脉动器有一个单一的出口通道，一个与该出口通道连通的排出口，该出口通道经由两个出口管嘴与各自的脉动室连接。如果设有两个排出口，该脉动器就配设有两个(或四个)出口通道。滑阀被一个包括一个杆的气动操作装置操纵，该杆的轴线被定向成沿着滑阀的移动方向。该杆的两端的每一个被一个形成该脉动器结构主体的一部分的相关的壁滑动地且密封地支撑，为此目的在该壁上设有一个通孔，该通孔由一个金属耐磨衬套围绕，该衬套(通过很小的加工公差)还提供了密封。这两个壁平行并从一个基底延伸伸出，该基底与两个壁形成该脉动器的结构主体。在每个壁的外侧设有一个相应的侧盖，该侧盖能以这样的方式通过螺丝固定到侧壁上以使其被保持将一个弹性膜(所谓的主膜)的边缘密封地压靠在该壁上，该膜与壁一起限定一个室，该室围绕着携带着滑阀的杆的相应端所插入的壁上的孔。每个主膜的室经由一个设在该相应的壁上的导管和经由一个设在该脉动器上的转换器装置交替地与脉动器出口连接，这样实现该杆的往复移动因而实现该滑阀的往复移动。
随着时间滑阀的滑动速度的恒定性取决于在滑阀和相关的滑动表面之间的摩擦系数。为了脉动器的正常工作，该速度必须不随着环境条件的变化而变化。
为了确保随着时间所述摩擦系数保持尽可能地恒定，其上有滑阀滑动的表面是金属的，是能固定到该脉动器的结构主体上的金属板的形式。但是已经发现该板的金属表面有一个露点，该露点处在一个范围内，该范围处在挤奶工作间内的温度可能变化的范围内。在金属板上因此形成的冷凝致使所述摩擦系数变化，因而致使滑阀滑动的速度的变化。为了消除该缺点，已经试图用用聚四氟乙烯基的涂层来覆盖该金属板的表面，该涂层基本上确保当环境气候条件变化时在滑阀与板之间的摩擦系数恒定。
运用此方案时，立即发现一个缺点，因为滑阀的滑动，该板上的涂层逐渐抹掉，以致在6-12个月后就没有了。因此，设备维护必须被设计成包括在所述缺点发生以前更换带涂层的板。这引起高成本，因为其更换需要专业化的人员。
三十多年来，这种情形一直未得到改善，任何增加所示带涂层的板的使用寿命的努力都没有成功。但是该领域的操作人员越来越感觉到需要发现一种使板能以更长的时间间隔更换的方案。通过本申请人所有的意大利实用新型申请MI99U000323中所描述的气动式脉动器，该问题最终以简单而实用的方式得到了解决。作为对EP-B-0009289中所说明的脉动器的改进的该脉动器，实际上配设有一个板，该板在整个厚度上由一种合成材料构成(例如工业上称为PAXD6的聚丙烯酰胺(polyarylamide)，这种合成材料确保在该板和滑阀之间的所需的摩擦系数不会受到在挤奶工作间中的环境气候条件的变化的影响。
对于未经历用于挤奶设备的气动式脉动器的近三十年来的演变的人，这样一种方案可能似乎有些显而易见和平凡。但是事实是MI99U000323的脉动器使板可以相当不频繁地更换，带来了极大的经济益处。
但是，尽管MI99U000323的气动式脉动器-特别是在那篇文献的图中所图示的实施例，MI99U000323的气动式脉动器目前正由Interpuls S.p.A生产-已经很好地解决了滑板寿命的问题，结构极为小巧紧凑，比那些竞争者的脉动器更可靠，但是其也具有下面将要说明的缺点。
这种脉动器也具有一个结构主体，该结构主体包括一个基底和两个从该基底伸出并与该基底形成一件的平行侧壁。该基底的上部平直表面具有沟槽，该沟槽使得可以进行与真空源和与一个脉动器出口通道或多个通道的不同的连接。两个侧壁的每一个接受相关的主膜，主膜的边缘被相应的侧盖压靠在该壁上，该侧盖被六个螺丝固定。通过转换器装置，该两个主膜沿两个方向驱动该杆，以操纵支撑在合成材料滑板上的滑阀。在该滑板与该脉动器结构主体的基底的上部带沟槽的表面之间间置一个密封垫，该密封垫具有与该基底上的孔相对应的孔。该板通过三个螺丝被固定在该基底上，两个螺丝在该板的一侧附近，第三个在该板的相对侧附近。不能使用更多数量的螺丝来固定该板，因为由于在该基底的上表面上的孔，材料方面没有足够的空间(正如从MI99U00323中的图2中所看到的)，在该基底上也没有足够的空间来嵌埋带螺纹的金属衬套(通常由黄铜制成)，而嵌埋带螺纹的金属衬套是使螺丝更牢固及防止随着时间而变松的方法。因此，尽管一个由合成材料制成的荷载分布元件被插入到所述第三螺丝和该板之间以沿着该板的相应的边缘的一大部分分布由该螺丝所施加的作用，另外两个螺丝施加一个相对集中的作用在该板上。特别是由于这些螺丝的过度拧紧(这是不能排除的)，可能使该板的上表面不平直，致使在滑阀与该板之间的密封差，进而使该脉动器的运行不良。
如果该板固定螺丝变松(这也是不能排除的)，在该滑阀与该板之间的不良的密封也可能发生。
还发现脉动器结构主体的制造材料(充填有30％玻璃纤维的尼龙6/6)受环境气候变化的影响。在这方面，可能发生结构主体的尺寸变化，尽管很小，也会影响该脉动器的正常操作。
总之，如果发生特别不利的气候条件(这可能是挤奶工作间中的情况)，该脉动器不能正常工作，这种非正常工作的程度会超出法规所设定的极限。
本发明的另一个目的是提供一种气动式脉动器，其不需要维护，其寿命足够长以致在板磨损后无需更换板，更换整个脉动器更好，因此这种脉动器属于一次性的类型。
根据本发明的气动式脉动器实现了这些目的，其特征在于该脉动器结构主体具有一个刚性框架结构，基底形成该刚性框架结构的一个第一侧，一个第二侧和一个第三侧由侧壁形成，一个第四侧由一个刚性横向件形成，该横向件能固定在该框架状结构主体的第二侧和第三侧的自由端之间；配设有一个刚性U形件，当该脉动器被组装时，该U形件横跨该滑阀，该U形件具有两个支腿，这两个支腿支撑在滑板上在滑阀的相关侧附近，横向件的固定就位使该U形件经由一个球形铰链被压靠在板上，该球形铰链位于与该板垂直的一个轴线上并相对于该U形件的支腿对中，以把推压力均匀地分布到这些支腿上；该结构主体和该U形件由不受环境气候变化影响的合成材料制成。
该脉动器结构主体的材料还方便而有利地是自动润滑型的。通过这种方式，其两个侧壁的每一个在该脉动器的注射成型过程中，能直接配设用于密封(通过遵守必要的公差)地接受滑阀操纵杆的相应的端部的相关的通孔。
测试表明具有上述特征的脉动器不仅使用于滑阀的滑板能以极长的时间间隔(估计为10年)来更换，而且，通过该脉动器结构主体刚性结构并通过所使用的材料，不论挤奶工作间的气候条件其都能以符合法规规定的方式工作。
图14是一个脉动器的透视图，该脉动器与前面的附图中所示出的脉动器的区别仅在于其不是直接从环境抽取空气，而是通过一个连接到一个洁净空气源的管道抽取空气。
如果挤奶设备(milking plant)具有可以使用的洁净空气源(挤奶工作间(milking shed)中的空气不总是具有这种性质)，可以使用图14中的实施例，图14中所示出的脉动器10A与脉动器10的区别在于封闭盖(在此第二种情况中由18A表示)的形状。该封闭盖18A没有狭长切口，因为没有图3中由24表示的那种内部格栅(在此实施例中不需要)。实际上，格栅的功能由一个管嘴20A完成，该管嘴设置在盖18A上，以便通过柔性管(未示出)与洁净空气源连接。
在两种情况下都可以看出盖18、18A都不仅配有一个内部横向增强肋条68，还配设有三个钩形弹性齿(在图4中可以看见并由26和28表示)，钩形弹性齿用于快速搭扣啮合到相关的孔内，在图5中可以看到其中的孔30，孔30用于与齿28啮合，在图2中可以看到孔31，孔31用于与齿26啮合。无需任何工具，可以将盖18、18A很容易地取下。为了取下盖，所需要的只是顶靠着狭长切口20压该盖并将其向上推。
下面继续描述脉动器10，在图3中可以看出脉动器10(图中未示出盖18或格栅24)包括一个结构主体32(在图12、13和图5、8中也可以看到，在这些图中，不同的内部部分已经被取下)。结构主体32包括一个基底34以及两个侧壁36.1和36.2，该两个侧壁36.1和36.2从该基底向上伸出并与该基底形成一件。一个横向件38在这两个侧壁36.1和36.2之间延伸，在图6和7中更清楚地示出了该横向件38。从这些图中可以明显地看出由于具有数个增强肋条(必须使用一种刚性的合成材料)横向件38的刚度和强度非常大，且该横向件具有四个支腿40，支腿有助于该横向件在脉动器10中的准确定位。考虑到这方面的原因，在侧壁36.1的顶部附近设有支座42.1，在侧壁36.2的顶部附近设有支座42.2，为了此目的这两个支座被适当地成型(正如在图5和8中可以清楚地看出的)。横向件38在其每个端部附近还具有一个通孔44，可以将相关的螺丝50(图13)穿过这些孔，而相关的螺丝50能拧入设在支座42.1和42.2上的相应的孔46中。与孔46相应，设置(见图13)有各自的螺纹金属衬套48(优选地由黄铜制成)，衬套48嵌埋在形成侧壁36.1和36.2的材料中，各自的螺丝50可以被牢固地拧入衬套48中。显然，衬套的设置使横向件能被刚性地固定在侧壁36.1和36.2上，以防止固定螺丝50的变松。重要的是，注意当横向件被以上述的方式固定就位时脉动器10的结构主体(32)基本上呈现极为刚性的框架的形式，该框架包括基底34、两个侧壁36.1和36.2以及横向件38。而且，该框架结构由必须是由刚性的且不受可能在挤奶工作间中发生的气候变化影响的材料(如缩醛树脂)制成意味着在使用脉动器10的任何场合情形下结构主体32的不变形性都能得到确保。
如从图6和12所看到的，在横向件38下方布置着一个U形件52(在图9和10中被单独示出)，该U形件横跨一个传统的滑阀64(见图12)。该U形件配设有一个球形头54和两个延长的支腿56。组装该脉动器10时，该球形头被安装容纳在设在横向件38的底部的球形窝槽58内，以形成一个球形接头。应注意到，球形头54的轴线垂直于包含U形件52的支腿56的平面并相对于它们对中。从图9和10可以明显地看出，U形件52也是通过其带肋条的结构而具有很大的刚度和强度。U形件52的支腿56支撑在一个由合成材料制成的板62上面(见图12)，该板62在挤奶工作间内的气候变化时能不变形，另外该板62还是自动润滑的(例如包括工业上称为PAXD6的聚丙烯酰胺)。如图12所示，U形件52的支腿56支撑在板62上的靠近滑阀64的两侧处并基本上沿着板62的整个长度延伸(见图5)。因此，组装该脉动器10时，一旦螺丝50被拧紧到适当的拧紧扭矩，该U形件52就被横向件38压靠在该板62上，通过球形接头54、58和该U形件52的构造形状，U形件52的支腿56使板62保持适当地静止。支腿56在板62上的作用产生(通过该U形件52的刚度)一个均匀而广泛地分布在板62上的压力，防止了可能会损害板62的上表面的平面度(planarity)的局部变形。如已经说明的，对于脉动器10的正常适当的操作来说，这是最重要的，因为在两种意义上滑阀64(也可以参见图8)都在板62上在U形件52的支腿56之间(沿垂直于图12的纸页的方向)滑动，这种滑动是通过由杆66拖拉而实现的(见图8和13)，滑阀64通过一个传统的连接元件70(见图8和12)而被连接到杆66上，连接元件70能通过两个相关的凹槽74(见图12)和设置在该杆上的两个颈缩部72以通常的方式连接到杆66上(图12中未示出杆66，但在图13中可以看到，但在图13中滑阀64未被示出)。
该杆66可以方便地由一种适当的刚性的塑料材料制成(尽管可以使用传统的不锈钢质的杆)，该杆66由两个侧壁36.1和36.2滑动地支撑以便能在设置在两个侧壁上的相关的通孔76.1和76.2内密封地滑动。应注意到的是，如果使用适当的自动润滑的合成材料(如上述的缩醛树脂)来形成该脉动器10的结构主体12，通孔76.1和76.2能直接通过注射成型而取得，所要求的公差由确保密封所必须的条件确定。还应当注意到的是，在目前工业上应用的公知的脉动器中，这种公知的脉动器的结构主体是由充以30％的玻璃纤维的尼龙6/6(nylon 6/6)制成的，为了确保杆的必要的滑动程度和密封，把用减摩的合成材料制成的衬套(竞争者用金属衬套)插入到支撑该杆的通孔中，但是在静置一段时间后，必须对衬套进行钻孔以便为了安装容纳该杆而取得一个孔，该孔处于实现密封所必须的公差范围内。因此，现在已经很明显，新的方案实现了显著的简化，因而降低了成本。
该杆66的往复运动以传统的方式通过两个主弹性膜78.1和78.2(见图13)而实现，膜的边缘被相应的侧盖80.1和80.2(形成外壳体11的部分)压靠在结构主体32的相关的侧壁36.1和36.2上以对其密封，侧盖由刚性合成材料(例如聚碳酸酯)制成。在该特定的情况下，因为侧盖80.1和80.2被制成刚性的(通过选择材料和它们的构造形状)，可以仅用三个螺丝82(而不是在MI99U0003239的所述脉动器中的六个螺丝)将侧盖固定在相应的壁36.1和36.2上。为了确保密封，在主膜78.1和78.2的边缘附近，侧盖80.1和80.2在它们的内表面上具有一个环状肋条(为了简明没有示出)，该环状肋条沿着那些最远离用于螺丝82的孔的肋条部分方便而有利地突出到更大的程度。这使由于过量的拧紧螺丝82所造成的任何变形能被抵消，以同样地实现密封。
下面说明该脉动器的转换器装置。该装置属于传统的那种类型，但是被形成为可从脉动器10的其余部分取下的单元并通过快速搭扣啮合而装配。在该特定情况下，转换器装置由84表示并可以在图5和12以及单独地在图11中看到。将不对转换器装置84进行描述，因为对于本领域技术人员该装置的结构和操作都是完全清楚的。仅应该被指出的是，该装置具有两个弹性侧向臂(lateral arm)86(见图11)，每个侧向臂的外侧具有一个相关的肋条88，肋条88用于搭扣到设在两个侧壁36.1和36.2中的每一个的相应位置上的相应的孔(图中看不到)中。
如前所述，该脉动器10的结构主体32通过注射成型而制造，以便直接形成其中的所有的空气通道。这些空气通道已经按照流体动力学的教导被确定尺寸并被造型，以消除或尽可能地降低涡旋(vortex)的产生，产生涡旋会引起真空程度的波动(对于挤奶操作的质量来说这种波动是非常有害的)。为此，管嘴12和14的每个的内部均具有一个或多个纵向挡板90(在该具体情况下是一个沿直径的挡板90)，挡板90把管嘴的横截面分为两个或更多个相等的部分。
还应注意的是，该脉动器的不同的组成部分配设有使各个部分仅能被安装在正确位置的装置(与孔或窝槽配合的销或突起)。特别是，板62通过三个销92能被准确地定位，这三个销92从基底34伸出并能被插入到设在板62的边缘的相应的凹口内(见图5、8、12、13)。同样的功能由下列部件完成能被插入到相应的孔30中的在上盖18上的三个齿26、28；在横向件38上的突起40，它们能插入到孔43中；以及在U形件52上的翅片53，它们撑靠在设在侧壁36.1和36.2上的肩部上(为了简明未给编号)。除了确保正确安装用于形成脉动器10或10A的部分外，所述定位装置能使组装被简化并被加速(由于许多组成部分是通过快速搭扣啮合而安装的，已经使组装简单而快速)。因此，脉动器10能由非专业的人员完成组装。还应当注意到的是，此处所说明和图示的脉动器10或10A是具有两个出口通道12、13的那种。但是对于本领也的技术人员来说，很明显本发明的脉动器可以具有一个出口通道。为了取得此结果，该脉动器结构主体的基底只需以显而易见的方式成型。通过简单地把该脉动器10的两个通道12和14中的每一个分成两个，本发明的脉动器也可以方便地形成有四个出口通道。
最后，本文未对该脉动器10的操作进行具体描述，因为对于已经读过上述内容的本领域技术人员其操作是不言自明的。
权利要求
1.一种用于挤奶设备的气动式脉动器(10、10A)，包括一个用于移动滑阀(64)使其往复直线移动以循环地把一个真空源与一个挤奶单元的脉动室连接的气动操作装置，滑阀(64)沿着由耐磨损的合成材料制成的板(62)滑动，该板(62)不受环境气候变化的影响并具有与真空源并与脉动室连通的口，该板(62)被密封地压靠在一个基底(34)上，基底(34)上设有导管以便能随着滑阀(64)的移动与脉动室循环连接，从基底(34)上伸出两个互相面对的侧壁(36.1、36.2)，和基底一样，侧壁(36.1、36.2)形成该脉动器(10)的结构主体(12)的一部分，其特征在于该脉动器(10)的结构主体(12)具有一个刚性框架结构，基底(34)形成该刚性框架结构的一个第一侧，一个第二侧和一个第三侧由侧壁(36.1、36.2)形成，一个第四侧由一个刚性横向件(38)形成，该横向件能固定在该框架状结构主体(12)的第二侧(36.1)和第三侧(36.2)的自由端之间；配设有一个刚性U形件(52)，当该脉动器(10、10A)被组装时，该U形件横跨该滑阀(64)，该U形件具有两个支腿(56)，这两个支腿(56)支撑在滑板(62)上在滑阀(64)的相关侧附近，横向件(38)的固定就位使该U形件(52)经由一个球形铰链(54、58)被压靠在板(62)上，该球形铰链(54、58)位于与该板(62)垂直的一个轴线上并相对于该U形件(52)的支腿(56)对中，以把推压力均匀地分布到这些支腿上；该结构主体(12)和该U形件(52)由不受环境气候变化影响的合成材料制成。
2.一种如权利要求1所述的气动式脉动器(10、10A)，其特征在于该脉动器的外壳体(11)包括一个可取下的盖(18)，该盖(18)使得可以接触该脉动器内部。
3.一种如权利要求2所述的气动式脉动器(10、10A)，其特征在于在该盖(18)上设有狭长切口(20)，与该狭长切口相应，在该盖的内部设有一个格栅(24)，以防止由空气输送的大的颗粒或昆虫进入该脉动器(10)内。
4.一种如权利要求2所述的气动式脉动器(10A)，其特征在于该盖(18)设有一个能与一个洁净空气源连接的管嘴(20A)。
5.一种如权利要求2所述的气动式脉动器(10、10A)，其特征在于设有装置(26、28、30)，用于把该盖(18、18A)快速搭扣连接到该脉动器(10、10A)的其余部分上。
6.一种如权利要求1所述的气动式脉动器(10、10A)，其特征在于该横向件(38)能通过螺丝固定到该脉动器(10、10A)的结构主体的其余部分上，该螺丝能拧入到嵌埋在形成该结构主体(12)的侧壁(36.1、36.2)的材料中的相应的带螺纹的金属衬套(48)中。
7.一种如权利要求1所述的气动式脉动器(10、10A)，其特征在于气动操作装置包括一个用于操纵滑阀(64)的杆(66)，该杆(66)的两端的每一个被插入到设在结构主体(12)的相应的侧壁(36.1、36.2)上的相关的孔(76.1、76.2)内，侧壁(36.1、36.2)由不受环境气候条件变化影响而且是自动润滑的材料形成，孔(76.1、76.2)的公差能确保该杆(66)的端部与相关的侧壁(36.1、36.2)之间的密封。
8.一种如权利要求7所述的气动式脉动器(10、10A)，其特征在于用于滑阀(64)的操作装置包括两个主弹性膜(78.1、78.2)，通过一个刚性侧盖(80.1、80.2)该主弹性膜(78.1、78.2)的边缘被压靠在结构主体(12)的相关的侧壁(36.1、36.2)上以确保密封，该侧盖(80.1、80.2)的内表面上具有图一个突出的环状肋条，该环状肋条用于与相关的主膜(78.1、78.2)接触以确保密封。
9.一种如权利要求8所述的气动式脉动器(10、10A)，其特征在于该侧盖(80.1、80.2)通过螺丝被固定到相关的侧壁(36.1、36.2)上，侧盖(80.1、80.2)的环状密封肋条的突出程度沿着肋条的更远离用于固定螺丝的孔的部分更大。
10.一种如权利要求1所述的气动式脉动器(10、10A)，其特征在于该气动操作装置包括一个可以取下的转换器单元(84)。
11.一种如权利要求10所述的气动式脉动器(10、10A)，其特征在于设有装置(86、88)用于把该转换器单元快速搭扣装配到该结构主体(12)上。
12.一种如权利要求1所述的气动式脉动器(10、10A)，其特征在于使该脉动器(10、10A)能被连接到一个挤奶单元的脉动室上的出口通道(12、14)在其内部有一个或多个纵向挡板(90)，挡板(90)把出口通道的横截面分为两个或多个相等的部分。
13.一种如权利要求1所述的气动式脉动器(10、10A)，其特征在于设有装置(92、94、26、28、30、40、43、53)用于把脉动器的不同的组成部分安装到它们的准确位置。
14.一种如权利要求1所述的气动式脉动器(10、10A)，其特征在于形成结构主体(12)的材料也是自动润滑型的材料。
全文摘要
一种用于挤奶设备的气动式脉动器(10、10A)，包括一个用于移动一个滑阀(64)使其往复直线移动以循环地把一个真空源与一个挤奶单元的脉动室连接的气动操作装置。滑阀(64)沿着由不受环境气候变化影响的耐磨损的合成材料制成的板(62)滑动，该板具有与真空源和脉动室连通的口。该板(62)被密封地压靠在一个基底(34)上，基底(34)上设有导管。从基底(34)上伸出两个互相面对的侧壁(36.1、36.2)，和基底一样，侧壁(36.1、36.2)形成该脉动器(10)的结构主体(12)的一部分。该脉动器(10)的结构主体具有一个刚性框架结构，基底(34)形成该刚性框架结构的一个第一侧，一个第二侧和一个第三侧由侧壁(36.1、36.2)形成，一个第四侧由一个刚性横向件(38)形成。配设有一个刚性U形件(52)，该U形件横跨该滑阀(64)，该U形件具有两个支腿(56)，这两个支腿(56)支撑在滑板(62)上。该U形件(52)经由一个球形铰链(54、58)被压靠在板(62)上，该球形铰链(54、58)位于与该板(62)垂直的一个轴线上并相对于该U形件(52)的支腿(56)对中。该结构主体(12)和该U形件(52)由不受环境气候变化影响的合成材料制成。
文档编号A01J5/00GK1439254SQ03103758
公开日2003年9月3日 申请日期2003年2月18日 优先权日2002年2月18日
发明者加布里埃莱·尼科利尼, 罗伯托·西库里 申请人:因特普尔斯股份公司