专利名称：接口件通气的挤奶杯内套的制作方法
技术领域：
本发明涉及自动挤奶机的挤奶杯组件的衬里(liner)或内套(inflation)。本发明的一方面涉及一种挤奶杯内套，所述内套具有位于接口件中的通气孔。本发明的另一方面涉及一种挤奶杯内套，所述内套具有多侧边的横截面。本发明的又一方面涉及一种挤奶杯内套，所述内套具有形成在内套中的空气通道，以将空气从内套的上部分排送至内套的下部分。
背景技术：
挤奶杯组件用于给奶牛挤奶的自动挤奶机中。将奶头插入挤奶杯组件中。在挤奶操作中，在挤奶机的集乳器(claw)中保持真空，扩大乳头孔口，通过内套的筒部分并通过短奶管区段将奶从乳头吸取到挤奶器的集乳器内。外壳与筒之间的脉动室连接至挤奶机上的脉动器。脉动器周期性地打开脉动室与大气压之间的连接，使衬里的筒收缩(collapse)至封闭位置。当在该闭合位置中时，所述筒压缩奶头组织以封闭乳头孔口，中断来自奶头的奶流。当筒响应于脉动器而返回至正常打开位置并随后将脉动室连接至真空时，来自奶头的奶流恢复。直到此时，已经在内套的短奶管区段中或在集乳器中设置通气孔以帮助奶从挤奶器组流走，并向上通过奶输送系统。当在短奶管中设置通气孔时，由于气流进入通气孔，因此不但集乳器而且短奶管都保持奶的畅通。对接口管中的内套通气有助于奶从奶头流走，并同时继续帮助奶流动通过短奶管和集乳器。在接口管中布置通气孔也有利地限制了奶头所经受的真空。传统的挤奶内套横截面为圆形且易于由机械塑模制成，从而简化了内套的制造。然而明显地是，自然的牛犊吮吸或手工挤奶(这两种情况一般被认为是允许完全和有效地挤奶而对奶头无过度的压力)以为奶头提供的非圆形结构开始。无论是在牛犊吮吸的情况下舌头相对于腭的活动，或是在人工挤奶的情况下手的闭合，随着挤奶过程的每次挤压或吮吸循环，所述结构变得更不圆。现在一般认为的是衬里筒的非圆形横截面能提供有效的挤奶；实例有椭圆形、三角形、方形、和波纹状内套筒。于1950年3月28日公布的Babson等人的美国专利No. 2，502，362描述了一种挤奶杯组件，其包括围绕柔性管状内套的硬质管状外壳，其中内套和外壳的内表面具有三角形的横截面。于1950年10月4日公开的Burry的GB644168披露了一种挤奶杯衬里1，其具有球状的接口件3，该接口件设置有小孔10，用于使空气有限制地进入接口件内的空间。挤奶杯衬里I的筒具有可以是卵形或椭圆形的平坦横截面。据记载，该小孔据说靠近乳房，并且空气有限制地进入该空间减少了吮吸的程度且避免了在乳房上施加过度的真空，而不损害在奶头孔口处向下施加的良好挤奶真空。可利用铆钉状的装置来计量和形成该管口。于1970年7月9日公开的Bildshausen等人的DE1607027披露了一种衬里4，该衬里具有位于衬里4的头部2处的通气孔18，并且该衬里还具有沿着衬里的轴纵向延伸的一个或多个槽Lauren AgriSystems有限公司的US7578260披露了一种衬里，该衬里包括在挤奶管中处于奶头位置下方的通气孔。Lauren构想了不同的衬里横截面构造，并且通道位于收缩的三角形衬里的顶点处。
发明内容
根据本发明，提供了一种挤奶杯，所述挤奶杯用在为哺乳动物挤奶的挤奶机中，所述挤奶杯包括接口件部分，所述接口件部分具有开口顶部以及适用于安装至挤奶杯外壳的管状侧壁部分，并且管状侧壁部分还包括通气孔，所述通气孔适用于允许受控量的环境空气进入衬里的接口件内；以及筒，所述筒连接于接口件，并且所述筒适用于在非收缩状态中接收奶头并且在收缩状态中封闭到奶头上，所述筒具有的横截面构造在筒处于收缩状态时沿着筒的长度的至少部分形成用于空气从接口件流动的一个或多个空气通道，以有利于空气和奶流到达并通过奶头下方的区域进而到达奶管。在一个实施方式中，当筒处于非收缩状态时，筒的横截面构造是多侧部的。当筒处于收缩状态时，在多侧部筒中的侧部之间可形成一个或多个空气通道。在一个优选实施方式中，当筒处于非收缩状态时所述筒具有三个侧面。在该实施方式中，当筒处于收缩状态时，在三个侧面的每个侧面之间形成三个空气通道。此外，当处于收缩状态时，空气通道也可形成在三个侧面之间的中央区域内并且在奶头下方。所述中央区域在筒的侧面中的每侧中具有圆的构造而不是尖锐的钝角。可以不同的形式制成通气孔。例如，该通气孔可以是圆柱形的、锥形阶梯状的或者所述通气孔的横截面是圆形的或不规则的非圆形。所述孔的形状可以适用于使源自污垢或外来物的堵塞的可能性最小。堵塞物可通过接口件的弹性、通过堵塞物与接口件的管状侧壁部分之间的机械互连、或通过堵塞物与接口件的管状侧壁部分之间的粘性连接而被保
&3甶o在一个实施方式中，通气孔的大小可设计成在脉动器的完整循环中允许平均每分钟I升至15升的空气经过。此外，通气孔可具有的直径在从约0. 022英寸至约0. 09英寸(0. 5mm至2. Omm)的范围内，优选地在从约0. 031英寸至0. 045英寸(0. 7mm至I. Omm)的范围内，并且最优选为约0. 045英寸(I. 0mm)。在可替换实施方式中，通气孔可由布置在接口件的管状侧壁部分中的气孔塞(vent plug)形成。进一步根据本发明，根据以上说明的挤奶杯实施方式中的任一个，挤奶杯包括硬质挤奶杯外壳和挤奶杯衬里。从下文中结合附图的详细说明中，本发明的这些和其他特征和优点变得显而易见。
图I示出了根据本发明第一实施方式的挤奶杯组件的透视图。
图2示出了图I的挤奶杯组件的透视图，其中示出了内套的收缩的筒。图3示出了图I的挤奶杯组件的沿图5的线3-3截取的竖直横截面图。图4示出了图2的挤奶杯组件的沿图6的线4-4截取的竖直横截面图，其中示出了内套的收缩的筒。图4A示出了根据本发明第二实施方式的挤奶杯组件的在图4的圆形区域中示出的部分的细节图。图5示出图I的挤奶杯组件的沿图3的线5-5截取的水平横截面图，其中示出了内套的非收缩的筒。
图6示出图2的挤奶杯组件的沿图4的线6-6截取的水平横截面图，其中示出了在奶头处的收缩的内套。图7示出图2的挤奶杯组件的沿图4的线7-7截取的水平横截面图，其中示出了在奶头下方的内套的收缩的筒。
具体实施例方式现参考附图且具体是参考图I-图2，挤奶杯组件10包括硬质的、总体为圆柱形的外壳12以及内套14。外壳12是中空的、细长本体，所述外壳包括环形壁16以及在边沿18中终止的开口上端(见图3-图4)。外壳12可由金属(例如不锈钢)、或非金属材料(例如合成热塑性或热固性材料)形成。如此处使用的，术语“内套”与也在挤奶机技术领域中使用的术语“衬里”同义。内套14是管状构件，由柔性弹性材料形成，诸如天然或合成橡胶。内套14包括细长的、管状的上部分或筒20，所述筒限定了管道22，所述管道用于以一般常规的方式接收奶牛的奶头24。如图5所示，筒20的横截面为三角形，例如在名称为“Milking Inflation”的共同所有的美国专利No. 6，164，243中披露，该专利的全部内容通过引证结合于此。其他内套横截面的几何形状也是可行的，包括方形、五边形、六边形、七边形、八边形和其他多侧边形状以及波纹形。参考图3-图4，内套14还包括接口件部分26，所述接口件部分具有装配在壳12的上端上的管状侧壁部分并且具有奶头24延伸穿过的开口 28，所述内套还包括半径减少的细长的、总体圆柱形的短奶管区段30，所述短奶管区段从壳12的下端延伸并滑移至挤奶器集乳器(未示出)的接套(nipple)上。内套14的接口件部分26具有外围的、向下延伸的袖套(cuf f )32，所述袖套围绕并贴合地装配在壳12的上端上，并且密封地接合边沿18。短奶管区段30与壳12形成密封，并且在壳12的内壁16与内套筒20之间限定密封的脉动室34。挤奶杯组件10的挤奶操作如下。在挤奶器集乳器中保持真空，并且因而在内套14安装在奶头24上后在所述内套内保持真空。抽吸使奶从奶头24流动通过内套筒20以及短奶管区段30，进入挤奶器集乳器。脉动器(未示出)通过合适的管道(未示出)流体连接至位于壳12上的接套35。脉动器控制筒20收缩至封闭位置以通过压缩奶头24的端部来中断奶流。脉动器的功能是交替地将脉动室34连接至大气压以及将脉动室34连接至真空。由于筒20内部的真空与脉动室34内部的大气压之间存在压差，因此将脉动室34连接至大气压会使筒20收缩。脉动器循环回真空并基本使内套筒内侧与筒外侧的真空相等(在脉动室34中)。结果，筒20恢复至其正常的打开位置以允许奶流恢复。在本发明的第一实施方式中，接口件部分26还包括小的空气通气孔36，用于使环境空气有限制地进入接口件部分26和管道22。通气孔36位于奶头24下末端的上方，以用于允许空气在奶头24下末端的上方进入系统内。通气孔36模制为内套14的整体部分并且据此设计大小，以允许期望量的环境空气进入管道22内。通气孔36延伸穿过接口件部分26的厚度并且限定从周围环境进入接口件部分26中的空气通道38。通气孔36的尺寸一般设计成允许在脉动器的完整循环中平均每分钟I升至15升的空气经过。孔直径的大小的范围可从约0. 022英寸至0. 09英寸(0. 5mm至2. Omm),并且优选地大约从约0. 031英寸至0. 045英寸(0. 7mm至I. Omm),并且特别地为约0. 045英寸(I. 0mm)。已发现在奶头24下部分的上方设置通气孔36产生了更均匀的压力下降并因而产生了穿过系统的稳定和且均匀分布的气流。进一步理解的是，制造大于2_的通气孔36将仍然能使本发明的挤奶杯内套14发挥适当的作用，但可能会在挤奶机中的其他地方导致困难，例如，对于真空泵的负载量。相似地，进一步理解的是，制造小于0. 5mm的通气孔36将不会损坏本发明的挤奶杯内套14发挥适当的作用，但会在挤奶机中的其他地方引起困难，例如，不能使奶沿着奶 管路或固定导管的具有垂直于奶流方向的部件的任何区段流过。 参考图4A，在本发明的第二实施方式中，气孔塞40插入形成在接口件部分26中的开口内。设想气孔塞40可以是圆柱形、锥形的或具有任何其他合适的轮廓。气孔塞40可结合有用于自身清洁目的的插入件。此外，气孔塞40通过任何合适的方式保持在接口件部分26的开口中。此类保持方式的非限制实例包括卡扣(snapping in)、锤击、敲击和粘合。参考图5-7，气流通道50平行于筒20的轴线纵向地设置，并延伸经过筒20的长度以使得空气能够从接口件部分26流动至短奶管区段30。气流通道50通过收缩的筒20形成，如上所述的，筒的收缩发生挤奶操作的期间。收缩的三角形筒20将固有地具有形成在三角形的每个顶点52处的气流通道50。在奶头24延伸的区域中，气流通道50形成在奶头24与三角形筒20的顶点52之间，如图6中示出。在奶头24下方的区域中，气流通道50形成在收缩筒20的顶点52处。筒20在顶点52处的厚度和筒20的内部半径防止筒20的完全收缩。换句话说，三角形的面不整个接触，而是留下形成气流通道50的间隙。此外，在奶头24下方的区域中，由于三角形筒20的三个平坦面抵抗筒20内部的真空与脉动室34中的气压之间的压差，且足以使这三个平坦面不整体接触，因而形成如图7中所示的中央空气通道54。该中央通道54提供了管路(conduit)以用于在图5中示出的先前打开阶段的脉动期间连续地排放从奶头24吸取的奶，并所述中央通道也确保在奶头24的端部处可获得全真空，以确保内套筒20的适当封闭。中央气流通道54在筒的每侧中具有圆的构造，而不是尖锐的钝角。形成在内套接口件26与奶头24之间的环形接口件腔56接收通过通气孔36或气孔塞40进入的空气，并在气流通道50间分布空气，所有气流通道都与接口件腔56连通。上述的挤奶杯组件10和内套14具有许多优点。对穿过通气孔36或气孔塞40进入接口件腔56的环境空气进行计量在接口件腔56内产生了适度的真空，所述真空在挤奶真空与大气压中间。该压力差将内套14充分保持至奶头24，并同时消除了朝着奶头24“环绕(ringing)”和扩张(swelling)的趋势,这种环绕和扩张可能由于奶头24在接口件腔56内的部分经受全程度的挤奶真空而发生。接口件腔56的真空降低，并且结合了以上注明的奶头的“环绕”和扩张的降低，这使移除挤奶杯组件10 (也称为“挤奶杯组”)更容易并对于奶牛来说更舒服。并且，三角形内套14以独特的方式夹紧奶头，从而即使接口件真空降低，这种方式也降低了内套14从奶头24滑脱的风险。挤奶杯组件10的另一个优点在于空气流动通过内套14。因为通气孔36或气孔塞40位于奶头24的末端的上方，沿着奶头24长度具有连续经过的气流。该气流对奶头进行缓冲以避免奶头与内套筒20牢固接触并减少了奶头24所暴露于的真空度。此外，筒20内的在奶头24下方的气流帮助奶从奶头24平缓地移走，穿过短奶管30，并向上到达随后的挤奶设备。已知的是，奶头24的周期性润湿导致发生牛的乳腺炎，并且奶从奶头24平缓地移走降低了逆流奶润湿奶头24的可能性，并且也有助于在奶头端部维持稳定水平的挤奶真空，该水平可控制在挤奶机设计中指定的水平处。此外，预期本发明还降低了奶流动中的湍流，这进而减少了酸败(rancidity)的发生。虽然已经结合本发明的一些具体实施方式
对本发明进行了详细说明，但应当理解的是，本说明仅是说明性的而不是限制性的。例如，内套可具有多于一个的通气孔或气孔塞。本发明可等同地应用于多侧横截面的内套。在不违背所附权利要求中说明的本发明的 精神的情况下，在以上说明和附图的范围内可进行合理的改变和修改。
权利要求
1.一种挤奶杯衬里，用在对哺乳动物挤奶的挤奶机中，所述挤奶杯衬里包括 接口件，所述接口件具有开口顶部以及适于安装至挤奶杯壳的管状侧壁部分，并且所述管状侧壁部分还包括适于允许受控量的环境空气进入所述衬里的所述接口件内的通气孔； 内套筒，所述内套通连接至所述接口件，并适于当所述筒处于非收缩状态时接收奶头以及当所述筒处于收缩状态时封闭在所述奶头上，所述筒具有的横截面构造在所述筒处于所述收缩状态时沿着所述筒的长度的至少部分形成用于空气从所述接口件流动的一个或多个空气通道，以有利于空气和奶流到达并通过所述奶头下方的区域进而到达奶管。
2.根据权利要求I所述的挤奶杯衬里，其中，所述筒的所述横截面构造在所述筒处于非收缩状态时是多侧部的。
3.根据权利要求2所述的挤奶杯衬里，其中，当所述筒处于收缩状态时所述一个或多个空气通道形成在多侧部筒的侧部之间。
4.根据权利要求3所述的挤奶杯衬里，其中，当所述筒处于所述非收缩状态时所述筒具有三个侧部并且在所述筒的所述三个侧部之间形成三个空气通道。
5.根据权利要求4所述的挤奶杯衬里，其中，当所述筒处于收缩状态时，所述一个或多个空气通道形成所述三个侧部的每个侧部之间。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的挤奶杯衬里，其中，所述通气孔是圆柱形的。
7.根据权利要求1-5中任一项所述的挤奶杯衬里，其中，所述通气孔是锥形的。
8.根据权利要求1-5中任一项所述的挤奶杯衬里，其中，所述通气孔是阶梯状的。
9.根据权利要求1-5中任一项所述的挤奶杯衬里，其中，所述通气孔具有非圆形的横截面。
10.根据权利要求1-5中任一项所述的挤奶杯衬里，其中，所述通气孔的大小设计成在脉动器的一完整循环中允许平均每分钟I升至15升的空气经过。
11.根据权利要求1-5中任一项所述的挤奶杯衬里，其中，所述通气孔的直径的范围为约0. 022英寸至约0. 09英寸(0. 5mm至2. 0mm)。
12.根据权利要求1-5中任一项所述的挤奶杯衬里，其中，所述通气孔的直径的范围为约 0. 031 英寸至 0. 045 英寸(0. 7mm 至 I. 0mm)。
13.根据权利要求1-5中任一项所述的挤奶杯衬里，其中，所述通气孔的直径为约0.045 英寸(I. 0mm)o
14.一种挤奶杯，包括硬质挤奶杯壳以及根据权利要求1-5中任一项所述的挤奶杯衬里。
全文摘要
一种挤奶杯内套，包括接口件，接口件具有允许环境空气在奶头下末端上方有限制地进入内套筒的通气孔。一个或多个气流通道通过筒的配置形成并且沿筒的长度延伸，以将空气从接口件排送至短奶管。该一个或多个气流通道可形成在横截面上呈多个侧部的筒的侧部之间。
文档编号A01J5/04GK102655738SQ201080054044
公开日2012年9月5日 申请日期2010年10月29日 优先权日2009年12月2日
发明者帕特里克·P·格雷斯, 托马斯·P·诺沃特尼 申请人:岸弘聚合物有限公司