一种智能挤奶系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种挤奶系统及方法，更具体地说，涉及一种可对动物乳头进行挤奶前的清洗、消毒、风干、预挤和自动挤奶，以及挤奶后的药浴和脱杯的智能挤奶系统和挤奶方法。
【背景技术】
[0002]目前，国内牧场使用的挤奶设备都是比较落后的，大多都是需要手工完成的，因为自动挤奶设备都是国外进口的，价格比较昂贵，不适合中国的国情。现有的挤奶设备不能根据压力大小及奶量变化调整脉动频率实现仿生挤奶，经常对奶牛等奶畜造成过挤或收奶不净的情况。众所周知，规范的挤奶过程包括清洗、消毒、风干、检查三把奶、挤奶和药浴，为了防止交叉感染，同时也规定每头牛都要单独用一块毛巾进行擦拭。而国内牧场奶牛的生活环境是十分恶劣的，奶牛乳头上经常带有一些脏东西，面对这种状况，在一些管理相对规范的牧场，挤奶工还能做到在挤奶前单独清洗奶牛乳头，除了乳头清洗，奶牛乳头的消毒擦干，以及挤完奶后的药浴也都是由挤奶工手动完成的，这样做费时费力，工作效率低下。而对于一些中小牧场来说，管理不规范，挤奶工在挤奶过程中为了省时省力，总会将前文提到的几个挤奶过程有意省去几个，也经常是好几头牛共用一块毛巾进行擦拭，导致乳房炎的交叉感染，这也是目前国内奶牛罹患乳房炎的比例居高不下的主要原因。这样的结果无论是乳品质量还是奶牛的乳房健康都不能得到保障。
【发明内容】
[0003]1.发明要解决的技术问题
[0004]本发明的目的在于解决上述挤奶现状中存在的客观技术问题，提供一种智能挤奶系统及方法，以解放挤奶工的双手，同时为奶畜和牧场带来福利，采用本发明的技术方案，可以自动完成挤奶过程中的清洗、消毒、风干、预挤、挤奶、药浴和脱杯工作，自动化程度高；通过及时有效地对奶畜乳头进行清洗、消毒、风干及药浴，减少了乳房炎的发生及交叉感染，减轻了挤奶工的负担；同时还可以实现及时脱杯，防止对乳房造成过吸而对奶畜造成伤害。
[0005]2.技术方案
[0006]为达到上述目的，本发明提供的技术方案为:
[0007]本发明的一种智能挤奶系统，包括液气储存及输送系统、奶杯组、负压系统、废液分离系统和控制系统，其中，
[0008]所述的液气储存及输送系统包括清洗单元、消毒单元、压缩气单元和药浴单元，所述的清洗单元、消毒单元、压缩气单元和药浴单元分别通过管道与奶杯组中的多个挤奶杯相连，分别用于对乳房进行清洗、消毒、风干和药浴，以及对挤奶杯进行清洗；
[0009]所述的废液分离系统包括废液收集容器和奶液储存容器，所述的废液收集容器和奶液储存容器通过三通阀分别与挤奶杯的主奶管相连，分别用于废液和奶液的收集；所述的奶液储存容器与挤奶杯的连接管路上还设有奶量计，用于对奶液流入奶液储存容器的流量进行实时监测；
[0010]所述的负压系统包括第一负压装置和第二负压装置，所述的第一负压装置连接至脉动器，所述的脉动器通过管道分别连接至挤奶杯的脉动腔，用于为挤奶杯提供挤奶的压力源；所述的第二负压装置分别通过管道与废液收集容器、奶液储存容器相连，用于为废液和奶液的收集提供负压；
[0011]所述的控制系统包括控制器，所述的控制器分别与液气储存及输送系统、负压系统和废液分离系统实现电连接，用于智能控制液气储存及输送系统、负压系统和废液分离系统的工作，实现自动完成挤奶过程。
[0012]更进一步地，所述的清洗单元包括清洗储液桶、清洗泵、液位传感器、加温元件和温度传感器，所述的清洗泵、液位传感器、加温元件和温度传感器均设于清洗储液桶中，所述的清洗泵通过管道及清洗阀与挤奶杯相连接，所述的清洗阀、液位传感器、温度传感器、清洗泵的开关、加温元件的开关均与控制器相连；所述的清洗泵用于将清洗储液桶内的清洗液输送至挤奶杯的杯口中；所述的液位传感器用于监测清洗液的液位高度，并在液位低于设定高度时反馈给控制器进行报警；所述的加温元件用于为清洗液进行加热，所述的温度传感器用于监测清洗液的温度，并反馈给控制器，使清洗液温度达到设定温度阈值。
[0013]更进一步地，所述的消毒单元包括消毒储液桶、消毒泵和液位传感器，所述的消毒泵和液位传感器均设于消毒储液桶中，所述的消毒泵通过管道及消毒阀与挤奶杯相连接，所述的消毒阀、液位传感器、消毒泵的开关均与控制器相连；所述的消毒泵用于将消毒储液桶内的消毒液输送至挤奶杯的杯口中；所述的液位传感器用于监测消毒液的液位高度，并在液位低于设定高度时反馈给控制器进行报警。
[0014]更进一步地，所述的压缩气单元包括压缩泵和调压油水分离器，所述的压缩泵通过管道及出气阀与挤奶杯相连接，所述的调压油水分离器设于压缩泵与挤奶杯的连接管路上，所述的出气阀、压缩泵的开关均与控制器相连；所述的压缩泵用于将气体输送至挤奶杯的杯口中，所述的调压油水分离器用于过滤压缩空气中的水分并稳定气体输出压力。
[0015]更进一步地，所述的药浴单元包括药浴储液桶、药浴泵和液位传感器，所述的药浴泵和液位传感器均设于药浴储液桶中，所述的药浴泵通过管道及药浴阀与挤奶杯相连接，所述的药浴阀、液位传感器、药浴泵的开关均与控制器相连；所述的药浴泵用于将药浴储液桶内的药液输送至挤奶杯的杯口中；所述的液位传感器用于监测药液的液位高度，并在液位低于设定高度时反馈给控制器进行报警。
[0016]更进一步地，所述的废液收集容器和奶液储存容器中均设有与控制器连接的液位传感器，用于监测废液收集容器和奶液储存容器内的液位高度，并在液位高于设定高度时反馈给控制器进行报警；所述的废液收集容器与第二负压装置的连接管路上还设有废液阀，所述的奶液储存容器与第二负压装置的连接管路上还设有奶液阀，所述的废液阀和奶液阀分别与控制器相连。
[0017]更进一步地，所述的第一负压装置包括第一真空稳压罐和第一真空泵，所述的第一真空泵与第一真空稳压罐相连，所述的第一真空稳压罐与脉动器相连，所述的第一真空稳压罐上还设有第一调压阀和第一压力表，所述的脉动器与控制器相连；所述的第二负压装置包括第二真空稳压罐和第二真空泵，所述的第二真空泵与第二真空稳压罐相连，所述的第二真空稳压罐分别与废液收集容器和奶液储存容器相连，所述的第二真空稳压罐上还设有第二调压阀、球阀、泄压消音阀和第二压力表。
[0018]更进一步地，所述的控制器包括中央处理模块、信息存储模块、时序控制模块、通信模块、自诊断模块和报警模块。
[0019]本发明的一种智能挤奶方法，包括以下步骤:
[0020](a)准备:首先将清洗单元中的清洗液自动加热至与动物体温相近；然后打开第二负压装置使废液收集容器中实现负压环境，并通过三通阀使废液收集容器与挤奶杯的主奶管相连通，利用清洗单元实现挤奶杯的清洗；之后打开第一负压装置和第二负压装置，并通过调节使第一负压装置中的第一真空稳压罐和第二负压装置中的第二真空稳压罐达到相同的第一负压值；
[0021](b)乳房清洗:人工完成套杯，首先使第二真空稳压罐的压力下降到第二负压值，从而使挤奶杯的内套扩张；然后依次利用清洗单元、消毒单元和压缩气单元对乳房进行清洗、消毒和风干；
[0022](c)挤奶:打开脉动器，并将挤奶杯与废液收集容器相连通，完成预挤；然后使第一真空稳压罐和第二真空稳压罐再次达到相同的第一负压值，并将奶液储存容器与挤奶杯相连通，调节脉动器的脉动频率和占空比，进行挤奶；
[0023](d)药浴:挤奶完成后，切断奶液储存容器与挤奶杯的通路，并使挤奶杯与废液收集容器相连通，同时使第二真空稳压罐的压力再次下降到第二负压值，使挤奶杯的内套扩张；依次利用药浴单元和压缩气单元对乳房进行药浴和风干；
[0024](e)脱杯:步骤(d)结束后，将挤奶杯取下，并关闭第一负压装置和第二负压装置。
[0025]更进一步地，在步骤(C)中，根据挤奶杯流入奶液储存容器中的流量变化调节脉动器的脉动频率，并且在流量低于设定值时关闭脉动器，停止挤奶。
[0026]3.有益效果
[0027]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:
[0028](I)本发明的一种智能挤奶系统及方法，仅需人工套上挤奶杯，其他工作够可以通过智能挤奶系统完成，解放挤奶工的双手；利用控制器按照相应的工作时序来控制相关通断阀及开关的通断自动完成挤奶过程，可以自动完成挤奶过程中的清洗、消毒、风干、预挤、挤奶、药浴和脱杯工作，自动化程度高，减少了乳房炎的发生及交叉感染，减轻了挤奶工的负担；
[0029](2)本发明的一种智能挤奶系统及方法，系统结构简单，使用成本低廉，有助于牧场的规范管理，有效保障了奶畜乳房健康及提高乳品质量；并且可以应用于转盘式、管道式以及移动推车式挤奶设备中，适用范围广，值得推广普及；
[0030](3)本发明的一种智能挤奶系统，设置两组独立的负压装置，一组用于挤奶，一组用于废液及奶液收集，在挤奶前的清洗、消毒、风干以及挤奶后的药浴工作中，第二负压装置在保证主奶管压力的情况下，第一负压装