自动平衡的家禽水分配系统的制作方法

相关申请的交叉引用

本申请根据美国法典第35编第119(e)节要求于2017年10月20日提交的题目为“自动平衡的家畜水分配系统”(“self-balancinglivestockwaterdistributionsystem”)的美国临时专利申请第62/575,339号以及于2017年11月11日提交的题目同样为“自动平衡的家畜水分配系统”(“self-balancinglivestockwaterdistributionsystem”)的美国临时专利申请第62/584,394号的优先权，所述美国临时专利申请的内容都被通过引用全文并入本文中，就如所述美国临时专利申请全文存在于本文中一样。

本发明总体上涉及家禽给水系统，更特别地，涉及一种改进的、自动平衡的水分配系统，所述水分配系统使用负压来以受控的压力将水供应源分配至一个或多个分配点，以供家禽消耗。

背景技术：

常规的家禽给水系统包含一系列连接的水分配管线、连接至由一个或多个饮用水源进给的一个或多个低压供水管线的多个互连的阀。通常以比水压力调节器的预期的或必要的操作压力大得多的压力以及以比家禽可接触的每一个饮水器接头处所需的压力大得多的压力将饮用水供应源提供至家禽或肉鸡舍(“设施”)。过去，这通常需要使用一个或多个水压力调节器来调节家禽群用来获取水的饮水器接头处的水压力。此外，通常需要在家禽群的整个生长期中改变饮水器接头的操作压力，以容许家禽群最有效地利用水。例如，至家禽群的水太少会降低家禽群的生长表现，而过多的水则可能导致垫料条件差，这可能对家禽群的健康产生不利影响。此外，如果系统出现故障并且禽类缺水，则家禽群将在短时间内死亡。这对于培育者和整合者来说为一笔巨大的投资损失并且必须被避免。这要求防护措施到位以防止系统故障，或者至少在发生故障的情况下及时地警告培育者，以使得可以采取措施。

通常，由设施中的操作者在每一个单独的给水阀处手动地操控对至家禽给水系统的水量和水压力的控制。然而，用来控制至家禽饮水器管线的水供应的每一个单独的水压力调节器的手动操作和调节的效率不高，并且可能导致家禽群的给水过多或不足。液压空气压力控制系统以及利用比例阀的系统已经被开发并且被用于行业中，但是这些系统在操作上往往不一致，过于复杂，拥有和操作成本昂贵，难以安装和校准，并且需要持续的维护和调节以进行可靠的操作。

由于这些以及许多其它原因，在行业中需要能够一致地、有效地且廉价地改变进给饮水器管线的供水系统的操作压力同时降低系统的复杂性。还期望能够以最小的努力以及以低成本改造现有的给水系统。过去，虹吸系统尚未被用于该行业中或尚未被用于该目的，因为它们本质上通常为脆弱的并且需要不断的监控。

能够通过使用自动平衡的重力进给式供水系统而远程地和/或自动地控制供应至家禽饮水器系统的水压力将是有利的，所述供水系统利用机械地控制的或电气地控制的水供应源，在低压力下运行的水导管系统，并且具有用于从导管系统去除滞留的空气的系统，以防止所述系统损失水压力以及进一步消除使设施操作者手动地校准和调节设施中的多个饮水器管线和饮水器管线调节器处的水压力的需求。优选地，(i)通过来自电气水压力反馈装置的反馈-以闭环系统的形式或(ii)不通过反馈装置-以开环系统的形式控制这样的压力调节系统将是可取的。优选地，将通过使用一个或多个手动用户界面和/或通过电子界面来命令这些控制构造中的任一个。

尽管已经在上面描述了“设施”并且下文中通常将可互换地使用“设施”来指代家禽舍，但是本领域技术人员将理解的是，给动物以水并且需要水压力调节器来相对于进入设施中的水压力控制或限制供应至饮水接头的水的水压力的任何设施可以有效地使用本文中所描述的系统、技术、科技、装置以及过程。这样的设施包含但不限于家禽肉鸡、种鸡、小母鸡或产蛋舍。

如在下面更详细地描述的，本发明满足一个或多个上述需求。

技术实现要素：

本发明总体上涉及家禽给水系统，更特别地，涉及一种改进的、自动平衡的水分配系统，所述水分配系统使用负压来以受控的压力将水供应源分配至一个或多个分配点，以供家禽消耗。简要地描述，本发明的方面包含以下内容。

在本发明的第一方面中，一种家禽给水系统包括：其中盛装有一定量的饮用水的供水储存器，所述储存器内的饮用水限定与所述储存器相关联的水位；用于以所需的压力水平将所述饮用水提供至家禽群的一个或多个水分配点；以及将所述供水储存器连接至所述一个或多个水分配点的水导管，所述水导管被构造成被大致上充注以加压饮用水，被维持于负压下；其中提供至所述家禽群的饮用水的所需的压力水平直接地响应于与所述储存器相关联的水位。

在一个特征中，所述一个或多个水分配点中的每一个包括饮水器管线以及具有水位的水柱，所述饮水器管线具有用于以所需的压力水平将所述饮用水提供至所述家禽群的多个饮水器接头，其中所述水柱内的水位确定所述饮水器接头处的饮用水的所需的压力水平。

优选地，所述家禽给水系统安装于具有地板的家禽舍内，并且所述供水储存器和所述水分配点定位于所述地板上方的相对相似的高度处，以使得所述水柱内的水位处于地板上方的和与所述储存器相关联的水位相同的高度处。

在一个实施例中，通过添加水或从所述储存器移出水而调节与所述储存器相关联的水位。在另一个实施例中，通过物理地调节所述储存器的在地板上方的高度而调节与所述储存器相关联的水位。

在一个特征中，所述供水储存器为盛装非加压饮用水的罐，并且水导管在所述供水储存器的底部附近连接。

在一个特征中，所述水导管被进一步构造成具有一个设置于所述供水储存器和所述一个或多个水分配点上方的峰位置，其中滞留于所述水导管内的空气积聚于所述峰位置处；并且空气去除构件在所述峰位置处连接至所述水导管并且被构造成根据需要去除滞留的空气以维持所述水导管内的负压。

优选地，所述空气去除构件包含在所述峰位置上方连接至所述水导管的空气储存器，所述空气去除构件进一步包含真空设备，所述真空设备具有连接至所述空气储存器的用于抽吸滞留的空气的真空管线，以及用于将所抽吸的空气排放至所述供水储存器中的排出管线。

在又一个特征中，所述真空设备从所述空气储存器去除滞留的空气和水的混合物并且将空气/水混合物排放至所述供水储存器中。优选地，所述供水储存器向大气敞开，并且来自被排放至所述供水储存器中的空气/水混合物的水再循环返回至所述水导管中并且来自被排放至所述供水储存器中的空气/水混合物的空气被释放至大气。

在另一个特征中，所述空气储存器包含高水位水传感器，以检测滞留的空气的量何时小于所需的最小阈值，以使得不需要去除滞留的空气来维持所述水导管内的负压。

在另一个特征中，所述空气储存器包含低水位水传感器，以检测滞留的空气的量何时大于所需的最大阈值，以使得需要去除滞留的空气来维持所述水导管内的负压。优选地，当所述低水位水传感器检测到滞留的空气的量大于所需的最大阈值时，通过绕过所述供水储存器的水供应源将加压水直接地添加至所述水导管。

优选地，所述空气去除构件进一步包含止回阀，以防止所抽吸的空气从所述真空设备回流至所述空气储存器中。

在另一个特征中，所述水导管进一步包含止回阀，以防止水从所述水导管回流至所述供水储存器中。

在本发明的第二方面中，一种家禽给水系统包括将饮用水供应源连接至一个或多个水分配点的水导管，所述水导管被构造成被大致上充注以加压饮用水，被维持于负压下；所述一个或多个水分配点以所需的压力水平将所述饮用水提供至家禽群，其中所述一个或多个水分配点中的每一个包括饮水器管线以及具有水位的水柱，所述饮水器管线具有用于以所需的压力水平将所述饮用水提供至所述家禽群的多个饮水器接头，其中所述水柱内的水位确定所述饮水器接头处的饮用水的所需的压力水平；以及供水阀和连接至所述水导管的压力传感器，所述供水阀响应于所述水导管内的由所述压力传感器所检测到的压力并且被构造成控制饮用水从所述饮用水供应源至所述水导管中的流动；其中提供至所述家禽群的饮用水的所需的压力水平直接地响应于所述水导管中的水的由所述压力传感器所检测到的压力。

在一个特征中，所述水导管被进一步构造成具有设置于所述一个或多个水分配点上方的一个峰位置，其中滞留于所述水导管内的空气积聚于所述一个峰位置处并且空气去除构件在所述一个峰位置处连接至所述水导管并且被构造成根据需要去除积聚的滞留的空气以维持所述水导管内的负压。

优选地，所述空气去除构件包含在所述一个峰位置上方连接至所述水导管的空气储存器，所述空气去除构件进一步包含真空设备，所述真空设备具有连接至所述空气储存器的用于抽吸滞留的空气的真空管线，以及用于将所抽吸的空气排放至所述水分配点中的一个或多个中的排出管线。更进一步，所述真空设备从所述空气储存器去除滞留的空气和水的混合物并且将空气/水混合物排放至所述水分配点中的一个或多个中，其中所述水分配点中的一个或多个向大气敞开，并且来自空气/水混合物的水通过所述饮水器管线中的一个或多个提供至所述家禽群并且来自所述空气/水混合物的空气通过与所述饮水器管线中的一个或多个相关联的通气装置释放至大气。

在另一个特征中，所述空气去除构件包含在所述一个峰位置上方连接至所述水导管的空气储存器，所述空气去除构件进一步包含用于在压力下从所述饮用水供应源接收饮用水的供水阀以及用于将积聚的滞留的空气排放至大气的空气释放阀，根据需要启动所述供水阀和所述空气释放阀以维持所述水导管内的负压。

本发明还包含具有用于执行本发明的方法的计算机可执行指令的计算机可读介质，以及实施本发明的方法的计算机网络和其它系统。

本发明的上述特征以及另外的特征和方面在本文中被公开，并且根据对本发明的优选实施例的以下描述将变得显而易见。

本发明的上述特征以及另外的特征和方面在本文中被公开，并且根据对优选实施例的以下描述将变得更为清楚、明了。

当结合附图阅读时，更好地理解前述发明内容以及对示例说明性实施例的以下具体描述。为了示例说明实施例的目的，在附图中示出实施例的示例构造；然而，实施例不限于所公开的特定的方法和手段。

附图说明

当结合附图阅读时，更好地理解前述发明内容以及对示例说明性实施例的以下具体描述。为了示例说明实施例的目的，在附图中示出实施例的示例构造；然而，实施例不限于所公开的特定的方法和手段。另外，结合以下附图，根据对本技术的优选实施例的具体描述，本技术的进一步的特征和益处将为显而易见的，其中用类似的附图标记指代类似的元件，并且其中：

图1a-1f示出存在于两个连接的水容器或流体容器之间的传统的负压水虹吸系统的一系列越来越复杂的示意图；

图2a至图2f示出利用图1a-1f中所示的负压水虹吸特性的家禽给水系统的一系列越来越复杂的示意图；

图3a示出使用图2a-2f中所描述的技术的家禽给水系统的立体图；

图3b示出图3a的家禽给水系统的侧视图；

图4示出图3a和3b的家禽给水系统的空气储存器和周围构件的放大侧视图；

图5示出图3a和3b的家禽给水系统中所使用的优选的储存器1的构件的放大侧视图；

图6示出用于与图3a和3b的家禽给水系统一起使用的替代的水位控制系统的放大侧视图；

图7示出用于与图3a和3b的家禽给水系统一起使用的另一个替代的水位控制系统的放大侧视图；以及

图8示出用于与图3a和3b的家禽给水系统一起使用的替代的储存器和水位控制系统的放大侧视图。

具体实施方式

在在下文中更详细地公开和描述本技术、系统、产品、制造品、设备以及方法之前，应当理解的是，本技术、系统、产品、制造品、设备以及方法不限于特定布置，特定构件或特定实施方式。还应当理解的是，本文中所使用的术语仅仅是为了描述特定的方面和实施例的目的，而无意于进行限制。

当在说明书和所附权利要求书中使用时，单数形式“一”，“一个”以及“所述”包含复数个指示物，除非上下文另外明确地指出。类似地，“可选的”或“可选地”意味着随后描述的事件或状况可能发生或可能不发生，并且描述包含事件或状况发生的情况以及事件或状况没有发生的情况。

在本说明书的整个描述和权利要求中，单词“包括”以及该单词的变型(比如“包括有”)意味着“包含但不限于”，并且无意于例如排除其它构件、整数、元素、特征或步骤。“示例性”意味着“……的示例”并且不一定传达对优选的或理想的实施例的指示。“比如”不被以限制性的意义使用，而仅仅被用于解释说明的目的。

本文中公开的构件可以为所描述的技术、系统、产品、制造品、设备以及方法的一部分或可以被以其它方式用来执行所描述的技术、系统、产品、制造品、设备以及方法。在本文中公开这些以及其它构件，并且应当理解的是，当公开这些构件的组合、子集、相互作用、组等等时，尽管可能没有明确地公开对每一个不同的单独的和集体的组合和排列的具体提及，对于所有的技术、系统、产品、制造品、设备以及方法，在本文中特别地预期和描述每一个不同的单独的和集体的组合和排列。这适用于本说明书的所有方面，包含但不限于所公开的方法中的步骤。因此，如果存在可以执行的各种另外的步骤，则应当理解的是，可以用所公开的技术、系统、产品、制造品、设备、以及方法的任何特定实施例或者实施例的组合执行所述另外的步骤中的每一个。

如本领域的技术人员将理解的，在下文中可以参考方法、系统、过程、步骤以及设备的方框图和流程图来描述本技术、系统、产品、制造品、设备以及方法的实施例。将理解的是，方框图和流程图的每个方框分别支持用于执行指定功能的装置的组合和/或用于执行指定功能的步骤的组合。

如本领域的技术人员将进一步理解的，本技术、系统、产品、制造品、设备以及方法可以采取全新的硬件实施例、全新的软件实施例或结合新的软件和硬件方面的实施例的形式。此外，本技术、系统、产品、制造品、设备以及方法可以采取计算机可读存储介质上的计算机程序产品的形式，所述计算机可读存储介质具有体现于存储介质中的计算机可读程序指令(例如，计算机软件)。更特别地，本技术、系统、产品、制造品、设备以及方法可以采取网络实施的计算机软件的形式。可以利用任何合适的计算机可读存储介质，包含硬盘、非易失性闪速存储器、cd-rom、光学存储装置、和/或磁性存储装置。

在下文中参考方法、系统、设备以及计算机程序产品的方框图和流程图描述本技术、系统、产品、制造品、设备以及方法的实施例。将理解的是，在某些情况下，可以通过计算机程序指令分别地实施方框图和流程图的每一个方框。这些计算机程序指令可以被加载至通用计算机、专用计算机或其它可编程数据处理设备上以产生机器，以使得在计算机或其它可编程数据处理设备上执行的指令创建用于实现一个或多个流程图方框中所指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可以存储于计算机可读存储器中，所述计算机可读存储器可以指导计算机或其它可编程数据处理设备以特定方式运行，以使得存储于计算机可读存储器中的指令产生一种制造品，所述指令包含用于实现一个或多个流程图方框中所指定的功能的计算机可读指令。计算机程序指令也可以被加载至计算机或其它可编程数据处理设备上，以在计算机或其它可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实施的过程，以使得在计算机或其它可编程设备上执行的指令提供用于实施在一个或多个流程图方框中所指定的功能的步骤。

因此，方框图和流程图的方框支持用于执行指定功能的装置的组合、用于执行指定功能的步骤的组合以及用于执行指定功能的程序指令装置。还将理解的是，可以通过执行指定功能或步骤的基于专用硬件的计算机系统或专用硬件和计算机指令的组合实施方框图和流程图的每一个方框以及方框图和流程图中的方框的组合。

a.系统的背景操作理论

1.基本术语表

需求：当家禽或其它牲畜从给水系统饮水时。

负压：低于大气压力的压力。

储存器1：一种容器，在该容器中使用机械或电气方法监测和控制水位或水压力。

储存器2：一种容器，在该容器上，需求水或去除水，这引起系统内的水位或水压力的变化。

水导管：储存器1与储存器2之间的水可以通过的通道或互连件，比如但不限于管道、管子、软管、或管，并且被构造成使操作期间的摩擦压力损失最小化。

滞留的空气：存留于水导管中的空气，大体积的空气可能致使系统中的负压与局部大气压力相等，从而引起系统故障。

空气储存器：用于捕获滞留的空气的储存器，所述滞留的空气存留于系统中而不中断通过水导管的流动。

真空设备：用于从空气储存器去除滞留的空气的任何装置。

止回阀：一种阀，该阀针对沿一个方向的流动敞开但是针对沿相反方向的流动关闭。

加料：一种操作状态，在该操作状态期间，系统最初被用高压水蓄能，目的是将水导管充注以水以及从系统去除所有空气。

冲洗：一种操作状态，在该操作状态期间，系统被用高压水蓄能，目的是清洗给水系统的水导管以及其它饮水器管线。

2.操作理论

如图1a中所示，环境100将在水位方面保持静态，在环境100中存在盛装于储存器1(110)和储存器2(120)内的、具有相同的或不同的水柱水位112、122的两个水体。

如图1b中所示，如果两个储存器110、120然后使用位于两个储存器的水位112、122的表面下方的水导管130互连，则当水开始从具有较高水位的储存器流动至具有较低水位的储存器中时，将致使水导管130充满水。该流动将持续直至两个储存器中的水位在均衡的水位155处平衡，并且因此在水导管130内的静压力方面相等。

如图1c中所示，当需求140被引入至储存器2(120)中时，这导致水被从储存器2(120)中抽出，在水导管130处发生静压力的损失，从而导致储存器2(120)中的水位122立即地下降。由于静压力的这种损失，将开始从储存器1(110)朝向储存器2(120)流动，并且储存器1(110)中的水位112将下降，以补偿需求140以及储存器2(120)中的降低的水位122。这种下降将响应于需求140持续发生，直至两个储存器110、120中的水位112、122再次在相同的均衡的水位155处平衡。

如图1d中所示，关于图1c所描述的概念同样可适用于这样的情况：在该情况中，水导管130在储存器110、120的水位112、122下方不是直的或大致上不是水平的，而是在两个储存器110、120之间以及在水位112、122上方具有峰150。水导管130与每一个储存器110、120的连接点必须仍然低于每一个储存器110、120中的水位112、122。引入具有该峰150的水导管130将以与以前相同的方式平衡两个储存器110、120中的水位112、122；因此，它们将在静压力方面再次相等。

如图1e中所示，类似于图1c中所描述的系统，当随后引入需求140时，在水导管130内出现压力差。这致使储存器2(120)中的水位122立即地下降。一旦出现需求140，来自储存器1(110)的水就开始通过水导管130流动至储存器2(120)，以试图平衡两个水储存器110、120之间的水位112、122。水将从储存器1(110)连续地流动至储存器2(120)直至达到均衡的水位155，如图1f中所示。

已经示出了对图1a-1f的系统100的以上描述，所述系统100使用两个储存器110、120与在它们之间延伸的水导管130。继续描述，如图2a中所示，储存器2(120)将不再被仅仅描述为水体，而是被描述为家禽饮水器管线220。此外，需求240更具体地表示来自饮水器管线220(例如，来自饮水接头242)的家禽饮水。

在引入饮水器管线220的情况下，该系统200的总体物理结构保持与系统100相同。当家禽从饮水器管线220饮水时，出现压力差。该压力差致使水从储存器1(210)通过水导管230流动至饮水器管线220中。当饮水器管线220上不存在需求240时，就不会出现压力差，进而系统200和水位212、222保持静态并且处于均衡状态。

在操作期间，由于不良的管道、充气水状况或其它原因，空气可能被滞留于系统200中。如图2b中所示，滞留的空气252将到达系统200中的最高点，所述最高点在水导管230中的峰250处出现。如果滞留的空气252没有被去除，则它将导致跨过峰150的流动减少或中断。连续的空气聚集可能在系统200中引起完全堵塞并且最终导致水导管230内的水压力的损失，以及起作用的系统故障，如图2c中所示。

如图2d中所示，为了防止空气聚集以及潜在的系统故障，优选地包含一种有效的且高效的解决方案以从水导管230的峰250去除空气。由于系统200处于负压下，因此简单的排气阀将是不够的。例如，当空气聚集并且简单的排气阀打开时，系统200的负压将迅速地将空气抽吸至系统200中而不是将它从系统200排空。为此，已经确定的是，真空设备225提供一种优选的解决方案，以使得能够去除滞留的空气252而不危害系统200所维持的负压。为了有效地实现这一点，还优选地包含空气储存器235，并且将空气储存器235放置于系统200中的水导管230的峰250处。该空气储存器235容许一定体积的滞留的空气252聚集于集中的位置中而不中断水流动。在空气储存器235内保持一定的最低的水位256。空气储存器235使用真空管线265连接至真空设备225，所述真空管线通常连接于空气储存器235的顶部或最高点附近。

从空气储存器235清除滞留的空气252的替代的方法利用不带有真空设备225的真空管线265并且依靠加料阀/冲洗阀对系统200加压，从而通过真空管线265从空气储存器235将空气清除至储存器1210的底部中，从而使空气能够排放至大气。定位于储存器1210中的水位以下的真空管线265充当止回阀，从而防止空气流动返回至空气储存器235中。这不是管理空气储存器235中的空气的优选方法，因为这对水导管230以及所有储存器加压，从而致使系统200偏离所需的水位。

如图2e中所示，在空气储存器235内部，一个或多个传感器(未示出)测量空气储存器235内的水256的水位262，所述水位限定空气储存器235内的滞留的空气252与水256之间的分界线。传感器优选地连接至与真空设备225联通的控制电路或控制器(未示出，但是在下文中被更详细地描述)。因此，可以使用真空设备225通过真空管线265自动地从系统200清除积聚的、滞留的空气252。当滞留的空气252被从空气储存器235清除时，它以空气/水混合物227的形式经由真空管线265返回至储存器1(210)。有利地，这容许回收利用通过真空设备225从空气储存器235去除的所有的水256。该过程在真空设备225被放置于水位212下方时充当真空设备225的止回阀以容许所去除的空气从储存器1(210)的顶部释放至大气层，并且防止它进入返回至系统200的水导管230中的加压水供应源中。

如图2f中所示，当系统200要被第一次起动或在使用之间被排干之后被起动时，它被置于“加料”模式中。给系统200加料从系统200清除所有空气并且容许在水导管230中生成负压。使用真空设备225来去除空气储存器235中的在这段时间期间聚集的所有滞留的空气252。为了完全地清除，优选地包含带有较小直径的导管的冲洗出口管线270以增加系统200内的背压，所述导管在高于空气储存器235内部的水262的水位的高度处具有出口272。

此外，为了给系统200加料，高压水必须流动通过水导管230和所有家禽饮水器管线220。使用高压加料/冲洗旁通管线290实现这一点。结合该旁通管线290，在系统200内部在储存器1(210)中的水位212以下添加防回流止回阀295，以避免水被再引入(亦即，水回流)返回至储存器1(210)中。

b.优选实施例的系统描述

1.高水平系统概述

根据上述操作理论，一种改进的、自动平衡的水分配系统使用虹吸原理来维持水系统内的负压以及使水能够在受控的压力下被分配至一个或多个分配点(比如带有饮水器接头的饮水器管线)，以供家禽消耗。所述系统包含水导管，所述水导管被连接并且构造成将水从供水储存器分配至一个或多个分配点。使用储存器的水位来控制系统内的水压力。真空设备或类似的空气去除系统连接至水导管，以去除系统内的滞留的空气，以帮助维持水导管内的和整个系统的负压。

在优选的实施例中，跨过设施的天花板布设水导管以使沿着设施的地板的混乱最小化是有利的。如在本文中将变得显而易见的，可以通过可以位于系统中的任何点处的一个或多个水供应源或供应调节器来操作和控制多个饮水器管线。本文中所公开和描述的系统使至饮水器管线的水流量能够比当前的、常规的系统所提供的水流量大得多，常规的系统在每一饮水器管线上使用一个或多个水压力调节器。由于消除饮水器管线上的水压力调节器，所述系统具有更少的活动部件，并且因此具有防止机械故障的增加的可靠性。

优选地通过重力自动地且同时地完成饮水器管线的校准，这减少设施操作者所需的介入并且降低用户错误(其为当今领域中的系统的常见风险)的可能性。

对于当前系统，当系统上存在来自饮水器管线的较高的需求时，与当前在行业中使用的常规的系统中出现的压力降相比，存在小得多的压力降。

由于可以从一个点或自动地调节饮水器管线中的所有压力，因此大大地降低在整个家禽生长阶段期间进行调节的人工成本。如本文中将解释说明的，可以机械地和电气地控制所述系统。

现在转向图3a和3b，示出如将被安装于家禽舍或设施中的示例性家禽给水系统300。图3a以立体图示出系统300，而图3b从侧视图示出所述系统300。系统300包含储存器1(310)和储存器2(320)，所述储存器1(310)为非加压水供应罐，所述储存器2(320)代表安装于设施的地板上方并且各自具有设施内的家禽可容易地接近的、定位于地板上方的高度处的多个传统的饮水接头(未示出)的一个或多个家禽饮水器管线。家禽从饮水器管线320抽吸的水代表系统300上的需求340。优选地，储存器1(310)和2(320)在设施内位于相对相似的高度处，但是位于不同的位置处。储存器1(310)和2(320)使用水导管330连接。优选地，止回阀395位于储存器1(310)与储存器2(320)之间，以防止水从水导管330反向流动至储存器1(310)中。系统300通过利用水导管330内的负压来运行，所述水导管330利用重力并且响应于储存器1(310)中的水位自动地平衡一个或多个家禽给水/饮水器管线320内的水位或压力。在该系统300中，空气储存器335位于沿着水导管330的某个地方，优选地位于它的最高点处，以使得将滞留的空气引导至该位置。优选地，水导管330被构造成使得不存在位于系统内的凹穴或临时的“高”点，所述凹穴或临时的“高”点将容许空气滞留于水导管330内部而不能够到达空气储存器335。优选地，使用真空管线365在空气储存器335中的最高点处将真空设备325附接至空气储存器335，以容许去除最大量的滞留的空气。当滞留的空气被从空气储存器335清除时，它以空气/水混合物的形式经由真空管线365返回至储存器1(310)。有利地，这容许回收利用通过真空设备325从空气储存器335去除的所有的水。由真空设备325去除的空气被排放至储存器1(310)中并且能够排放至大气层。

空气储存器335的目的是在系统300内提供这样的位置：滞留的空气可以积聚于该位置中而不损害系统的运行。当空气储存器335中的滞留的空气的体积达到预定的设定点时，电气控制系统(未示出，但是在下文中被描述)启动真空设备325，所述真空设备从系统300去除滞留的空气并且维持水导管330内的负压，所述负压确保系统的连续运行。冲洗出口管道管线370从饮水器管线320的端部延伸，然后竖直地延伸并且连接至冲洗出口管线372。

如图3b中所示，示出系统300的相对于设施外部屋顶380、内部天花板382以及地板384的位置。水导管330包含在内部天花板382下方并且沿着内部天花板382延伸的顶部供应管线332以及从顶部供应管线332向下延伸至一个或多个家禽饮水器管线320的下降管线334。冲洗出口管线372安装于空气储存器335上方的高度处，以防止系统300在负压损失期间排空。

2.空气储存器设计

现在转向图4，更详细地示出空气储存器335的元件以及系统400的周围构件。如先前所描述的，空气储存器335定位于水导管330的峰350上方以及比水导管330的峰350高的高度处。空气储存器335可以具有任何合适的形状。空气储存器335的底部或下部部分与水导管330连接。用于接收与真空设备(图4中未示出)连接的真空管线365并且与所述真空管线365连接的端口367定位于空气储存器335的顶部或最高的部分附近。

在空气储存器335内部，两个传感器(高水位浮动开关传感器382和低水位浮动开关传感器384)测量空气储存器335内的水356的水位362，水位362限定空气储存器335内的滞留的空气352与水356之间的分界线。两个传感器(高水位浮动开关传感器382和低水位浮动开关传感器384)优选地连接至与真空设备325(在图3a中示出)联通的控制电路或控制器(未示出，但是在下文中被更详细地描述)，以确定何时启动或停用真空设备325。高水位浮动开关传感器382优选地被构造成确定空气储存器335内的水位362的高水位浮动开关。当空气储存器335内的水位362下降到高水位浮动开关传感器382以下时，真空设备325被启动以开始从空气储存器335去除滞留的空气352。真空设备325将继续从空气储存器335去除滞留的空气352，直至水位362上升到高水位浮动开关传感器382以上。低水位浮动开关传感器384优选地被构造成低水位浮动开关，其确定水位362何时达到空气储存器335内的需要出现“自动加料”(亦即，添加所需的水)状态的低水位。当空气储存器335内的水位362下降到低水位浮动开关传感器384以下时，系统被置于自动加料状态中，由此系统被高压水加压。该自动加料状态将持续直至水位362上升到低水位浮动开关传感器384以上。

3.控制系统

用来维持储存器1中的水位或压力的控制系统可以为机械的或电气的，如在下文中更详细地描述的。

如图5中所示，机械控制系统500包含储存器1(510)。通过水管线502将进入的水提供至储存器1(510)中。使用机械水位控制器580来控制储存器1(510)内部的水位512，所述水位被用来控制饮水接头(未示出)处的水位以及相对应的水压力。机械水位控制器580包含水柱/压力设定指示器标记582，所述指示器标记在储存器1(510)的外部提供可见的指示器，所述可见的指示器对应于储存器1(510)的内部的水位/压力，以使用户能够在视觉上调节和设定储存器1(510)内部的所需的水位/压力。机械水位控制器580包含安装至供水导管514的端部的机械浮动阀584。根据水柱/压力设定指示器标记582竖直地调节该机械水位控制器580，以使储存器1(510)中的水位512能够维持对应于机械浮动阀584的水位的恒定的水位，如通过水柱设定指示器标记582所表示的。设置溢流出口586作为故障保护装置，以使储存器1(510)能够在当达到所需的水位时未适当地关闭水供应源的情况下或者在过多的水聚集于储存器1(510)中的任何其它情况下排空。

如先前所描述的，真空设备525连接至储存器1(510)的下部部分中，以从空气储存器(未示出)抽吸空气或空气/水混合物并且使它返回至储存器1(510)。通过来自空气储存器的真空管线565将来自空气储存器的所抽吸的空气或空气/水混合物提供至真空设备525。在常规运行期间，真空设备阀(未示出)保持关闭，以防止所抽吸的空气或空气/水混合物后退或以其它方式进入系统而没有首先进入储存器1(510)中。如先前所描述的，水导管530也连接于储存器1(510)的底部附近，并且将流出的水545提供至系统的剩余部分，特别地提供至给水/饮水器管线(未示出)，如先前所描述的。在储存器1(510)中的水位512下方在水导管530上包含防回流止回阀595，以避免水被再引入(亦即，水回流)返回至储存器1(510)中。为了给系统加料以及使系统可供使用，高压水必须流动通过水导管530以及所有家禽饮水器管线直至获得负压。

总之，可沿竖直方向调节位于储存器1(510)的内部的高压浮动阀584，以便控制和维持储存器1(510)中的水位512。如先前所描述的，使用一个或多个水位浮动开关传感器来检测空气储存器中的滞留的空气以及通过电控真空设备清除空气。

在替代实施例中，可以代替或结合图5中所示的机械控制系统500使用电气控制系统。电气控制系统具有与机械控制系统500所使用的那些构件相同的构件与以下修改。利用安装于储存器1(510)内的电子压力传感器的电子控制器(未示出)被用来确定储存器1(510)内的水位512。所述电子控制器还被用作设定储存器1(510)内的所需的水位或压力的装置。高压电控供水阀(未示出)优选地安装于水管线502上，以管理进入储存器1(510)中的水的流动。在发生电气系统故障的情况下，机械水位控制器580和机械浮动阀584被用作故障保护装置备用件。控制器还被用来给系统加料或冲洗系统，以及操作真空设备525来控制对来自空气储存器的空气的清除。

系统500还提供警报机制以指示那些将会阻止水位控制器的安全的且适当的操作的环境状况。另外，该警报机制被设计成在控制器发生故障的情况下起作用。通过使用连接至由其它物件提供的外部监控装置的标准化信号技术，即使在总功率或电路发生故障的情况下，系统500也能够安全地且可靠地用信号通知系统故障的存在。

除了控制系统的监控和警报特征之外，系统500还提供独立于控制系统运行的机电备用件，以进一步确保安全性并且降低对家禽的潜在的危害的风险。该机电备用件即使在控制器失灵的情况下也容许供水回路继续运行。如先前所描述的，存在与水分配系统的机械水位控制备用特征联接的完全冗余的机电故障保护系统，以即使在整个控制系统发生故障的情况下也确保水分配系统的安全的且可靠的运行。

现在转向图6，在替代实施例中，系统600消除对上述储存器1的类型的需要。供水阀642连同压力传感器644位于沿着水导管630的任何地方或位于饮水器管线(未示出)中。饮水器管线中的水压力的平衡仍然通过重力自动地完成，并且系统600容许饮水器管线中的所有压力相同并且可被同时调节。在优选的实施例中，供水阀642为与电磁阀串联地放置的比例阀，这对减少管线中的水压力的波动为有效的；然而，这也可以通过其它阀类型或组合实现。空气储存器635的功能保持与先前所描述的系统设计相同，利用高水位水传感器682来控制真空设备625以启动真空设备625来去除滞留的空气652。使用低水位水传感器684来启动“自动加料”模式，所述模式将加压水添加至系统。该系统600与先前所描述的系统设计之间的主要区别在于，来自真空设备625的废空气或空气/水混合物不再被回收于储存器1中，而是沿着专用管线646向下流动至饮水器管线中的一个(未示出)。当空气或空气/水混合物被释放至饮水器管线中时，空气通过饮水器管线中的通气装置释放至大气并且水保留于系统600中。将空气或空气/水混合物排放管线646布设至饮水器管线还充当止回阀，以阻止空气通过真空设备625向后重新进入系统600。

现在转向图7，在另一个替代实施例中，系统700也消除对上述储存器1的类型的需要。供水阀742连同压力传感器744位于沿着水导管730的任何地方或位于饮水器管线(未示出)中。饮水器管线中的水压力的平衡仍然通过重力自动地完成，并且系统700容许饮水器管线中的所有压力为相同的并且可被同时调节。在优选的实施例中，供水阀742为与电磁阀串联地放置的比例阀，这对减少管线中的水压力的波动为有效的；然而，这也可以通过其它阀类型或组合实现。

在该实施例中，空气储存器735以与先前所描述的空气储存器不同的方式工作，并且由于系统700不需要使用真空设备，该空气储存器735代表用于空气去除的替代装置。第一电磁阀703位于水导管730与空气储存器735之间，并且用于使空气储存器735与系统700的剩余部分隔离的目的。连接至高压水供应源(未示出)的第二电磁阀705被定位成使得容许它在被启动时为空气储存器735进给高压水。第三电磁阀707位于空气储存器735的顶部处，并且在被启动时容许滞留的空气752被从空气储存器735排放至大气压力。在正常的操作期间，当不需要去除空气时，第一电磁阀703处于打开位置中，第二电磁阀705处于关闭位置中，并且第三电磁阀707处于关闭位置中。当空气储存器735中的滞留的空气752的体积变得足够大以致水位触发低水位水传感器784时，以下过程开始：(1)第一电磁阀703更改为关闭位置，(2)第二电磁阀705和第三电磁阀707更改为打开位置，(3)水通过第二电磁阀705流动至空气储存器735中并且滞留的空气752从第三电磁阀707流出而流动至大气，这致使空气储存器735中的水位上升。该过程持续直至水位到达高水位水传感器782，就在这时(4)第二电磁阀705和第三电磁阀707更改为关闭位置，(5)第一电磁阀703更改为打开位置，从而容许空气储存器735中的压力与系统700内的负压相等，并且系统700恢复正常的操作。

现在转向图8，示出替代的水位控制系统800。代替改变储存器1(810)中的水位812来改变饮水器管线中的水位，替代的水位控制系统800提供具有静态水位812的储存器1(810)，但是物理地升高或降低储存器1(810)改变储存器1(810)的相对于设施的地板的有效水位，这调节饮水器管线中的压力。

这样的替代实施例的益处包含：(i)提供系统800，所述系统800对水压力设定点调节非常敏感，因为不存在由于充注和/或排空储存器1(810)来匹配所需的设定点而造成的延迟，(ii)储存器1(810)的控制不再依赖于电气构件，(iii)水位故障保护装置被构建至储存器1(810)组件中并且在调节饮水器管线中的水压力设定点时自动地运动，以及(iv)储存器1(810)组件可以小得多并且可以需要更少的水体积来起动。

如图8中所示，替代的水位控制系统800具有许多与先前的设计相同的基本构件。这些构件包含进入的水的供应输入管线804；真空设备825；机械水位控制件，所述机械水位控制件包含机械浮动阀884，所述机械浮动阀附接至竖直地安装至储存器1(810)的顶部中的供水导管814；故障保护溢流出口886；水导管830，所述水导管830连接于储存器1(810)的底部附近并且将流出的水845提供至水/饮水器管线；防回流止回阀895，所述防回流止回阀在储存器1(810)中的液位812以下包含于水导管830上，以避免水回流至储存器1(810)中；以及连接至真空设备825的真空设备管线865，所述真空设备管线865用于从空气储存器(未示出)将所抽吸的空气和空气/水混合物运送返回至储存器1(810)。

水柱高度表815被用来识别提供至饮水器管线的水位和压力。手动的、气动的或电控的高度调节系统805(比如滑轮和绞盘系统)连接至储存器1(810)，并且被用来使储存器1(810)升高和降低以设定所需的水位812以及饮水器管线处的相对应的压力。尽管高度调节系统805被示出为滑轮和绞盘系统，但是可以有利地使用能够进行储存器1(810)的受控的升高或降低的任何其它设备或构件。

在又一个替代实施例中，代替或结合上述储存器1使用机械负压控制装置。该机械负压控制装置提供机械调节，以通过控制来自水供应源的水的供应而控制水导管中的负压。采用自动调节技术以容许调节水供应而在自给式储存器1内维持恒定的负压，所述自给式储存器直接地连接至水导管的入口并且与大气压隔离。该系统与先前所描述的系统之间的一个主要区别在于，来自真空设备的废空气或空气/水混合物未被回收于储存器1中，而是沿着专用管线向下流动至饮水器管线中的一个。当空气或空气/水混合物被释放至饮水器管线中时，空气通过饮水器管线中的通气装置释放至大气并且水保留于系统中。

在又一个实施例中，结合上述机械控制系统使用电气控制系统。如上所述，电气控制系统具有与机械系统相同的操作特征，外加用于控制来自水供应源的水的供应的机电调节。在具有电气控制的替代实施例中，使用电子控制器和传感器来提供如上所述的控制调节、系统反馈、监控以及其它特征。

4.操作模式

所述系统包含控制器，所述控制器监控环境并且根据用户选择的操作模式通过各种系统构件执行调节。操作模式限定系统的在响应于各种环境输入时的行为。用户可以通过用户界面或通过外围界面在外部改变操作模式以及几个用户参数。“操作模式”包含“关闭”状态，“运行”状态(或正常的操作)，用来向系统添加加压水以使它处于负压状态的“加料”状态，以及“冲洗”状态，当系统出于清洁目的或者在切换至“关闭”状态之前需要被冲洗时，使用所述冲洗状态。

鉴于对本发明的优选实施例的前述具体描述，本领域技术人员将容易地理解的是，本发明易于被广泛地利用和应用。尽管已经在本文中描述了各个方面，但是将可容易地从中辨别本发明的另外的方面、特征以及方法。在不脱离本发明的实质或范围的情况下，本发明的除了本文中所描述的那些实施例和改变之外的许多实施例和改变，以及许多变型、修改以及等效的布置和方法根据本发明以及对其的前述描述将为显而易见的或者由本发明以及对其的前述描述合理地提出。此外，本文中所描述和要求保护的各种过程的步骤的任何次序和/或时间顺序为被认为是预期用于执行本发明的最佳模式的那些。还应当理解的是，尽管可能以优选的次序或时间顺序示出和描述各种过程的步骤，但是任何这样的过程的步骤不限于被以任何特定的次序或顺序执行，没有特别地指示这样的次序或顺序来实现特定的预期结果。在大多数情况下，这样的过程的步骤可以被以各种不同的次序和顺序执行，同时仍然落入本发明的范围内。另外，一些步骤可以同时地进行。因此，尽管已经在本文中相对于优选实施例详细地描述了本发明，但是应当理解的是，本公开仅仅为对本发明的示例说明和示例，并且仅仅为了提供对本发明的完整的且授权的公开的目的而构成。前述公开内容既不应当被解释为限制本发明或以其它方式排除任何这样的其它实施例、改编、变型、修改以及等同布置，本发明仅仅由所附权利要求以及其等同形式限制。