專利名稱：在擠奶期間刺激乳房的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及養(yǎng)殖動物(production animal)的自動擠奶裝置，尤其涉及在擠奶之前可用來對養(yǎng)殖動物的乳房進行刺激的裝置。

背景技術(shù)：
在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中，可用擠奶機給養(yǎng)殖動物特別是奶牛擠奶。這些機器設(shè)計成模擬仔畜的吮吸動作，這樣，從被擠奶的動物的乳房中取出乳液。參照圖1，在下文中說明根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的擠奶機。
該擠奶機包括擠奶杯組100。該擠奶杯組100具有與被擠奶動物的乳頭數(shù)目相對應(yīng)的奶杯101、102、103、104。為此，在用于對奶牛進行擠奶的擠奶杯組中設(shè)置四個奶杯。在奶杯101-104的每個中插入奶杯內(nèi)套(teat cup liner)105、106、107、108，例如，在奶杯101中插入奶杯內(nèi)套105。每個奶杯內(nèi)套105、106、107、108伸入到相關(guān)的奶杯101-104中并且在下端具有開口，輸乳軟管109、110、111、112連接到該開口。
輸乳軟管109-112連接到集乳器(claw)113。集乳器113可具有兩個室，輸乳軟管109-112兩兩連接到各室。輸乳管道(milkline)119、120從各室通向收集容器(未示出)。
而且，控制軟管115、116、117、118連接到奶杯101-104。每個控制軟管115-118將脈動室與兩個控制管道121、122中的一個連接，該脈動室包括位于相關(guān)的奶杯101-104的內(nèi)壁與插入到該奶杯中的奶杯內(nèi)套105-108之間的容積。特別地，奶杯可兩兩連接到控制管道121、122中的每個上?？刂乒艿?21、122連接到脈動器上。
在擠奶機運行期間，將每個奶杯101-104放置在被擠奶動物的乳頭上。然后，使乳頭位于奶杯內(nèi)套105-108的內(nèi)部。隨后，對輸乳軟管109、110、111和112抽真空。在擠奶期間，脈動器在脈動室中產(chǎn)生周期性變化的壓力，借此，該變化壓力作用于奶杯內(nèi)套105-108的外壁。
如果奶杯內(nèi)套105-108的外壁處的壓力等于內(nèi)部壓力，則奶杯內(nèi)套由于自身的彈性張力而呈現(xiàn)其正常的球狀初始形狀并且基本上不對乳頭施加壓力。此階段稱作抽吸階段，由于奶杯內(nèi)套內(nèi)部中的真空能夠克服乳頭管(streak canal)的阻力，因此能夠?qū)⑷橐撼槲綌D奶杯組中。當(dāng)脈動室中的奶杯內(nèi)套105-108的外壁處的壓力大于奶杯內(nèi)套105內(nèi)部中的壓力時，該奶杯內(nèi)套被向內(nèi)壓向動物的乳頭。這樣，乳頭頂端被如此強烈地壓到一起，使得奶杯內(nèi)套內(nèi)部的真空不足以克服乳頭管的阻力，因此不足以抽吸乳液。這稱作釋放階段。由于脈動器所產(chǎn)生的周期性的壓力變化，乳頭能夠被交替地壓到一起和釋放。因為在奶杯內(nèi)套的內(nèi)部，乳頭受到基本上恒定的真空，所以在擠奶期間血液和淋巴積累在乳頭組織中，從而應(yīng)借助于奶杯內(nèi)套的周期性按摩運動將所述血液和淋巴送回乳頭基部。而且，由于奶杯內(nèi)套的運動，可模擬哺乳的仔畜對乳房施加的觸覺刺激。
脈動器可設(shè)計成使控制管道121、122中的周期性的壓力變化彼此異相，也就是說，使最大壓力總是在最小壓力出現(xiàn)在控制管道121、122中的一個中的同時出現(xiàn)在控制管道121、122中的另一個中。這樣，可以對相對的乳頭交替地施加壓力，這使得乳液均勻地取出，這會使得被擠奶的動物感覺平靜和愉快。與在此描述的交替式循環(huán)脈動系統(tǒng)形成對比的是，還存在同步式脈動系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中，將控制管道121、122結(jié)合成單個控制管道，從而周期性的壓力變化同時作用于所有的4個乳頭。
除了從乳房中取出最大部分乳液的實際擠奶之外，適于這類動物的有效擠奶還包括預(yù)刺激。在預(yù)刺激期間，借助于機械刺激將乳房置于適合排乳的狀態(tài)。乳頭頂端對這種刺激尤其敏感。
在乳腺組織中的稱為乳泡的小腔中產(chǎn)生乳液。所謂的乳泡(乳液產(chǎn)生細胞)的壁由細胞的薄層組成，且被密集的血管網(wǎng)絡(luò)以及細膩的肌肉組織包圍。動物血液中的物質(zhì)通過細胞壁進入乳液產(chǎn)生細胞，并且在乳液產(chǎn)生細胞中不斷地轉(zhuǎn)變?yōu)槿橐骸?br> 預(yù)刺激期間的乳頭的觸覺刺激發(fā)生兩個機理。首先，這是作為神經(jīng)反射的所謂的張力釋放，其導(dǎo)致乳頭血液循環(huán)增加，從而乳頭變得挺立并且乳頭管變得更加有彈性。其次，乳頭的觸覺刺激促使動物的腦(下丘腦)中的激素(hormone)催產(chǎn)素的釋放。通過血流輸送該激素。在奶牛中，該激素到達效應(yīng)器官即乳泡需要花40到60秒的時間。在乳泡中，該激素導(dǎo)致所謂的排乳(乳液排出)，即，將形成和儲存在乳泡中的乳液擠出到乳房的較小和較大的乳腺管中。乳液隨著重力從乳腺管可流入乳頭腔，如此使得可取出乳液。
為了在奶牛擠奶開始之前為擠奶創(chuàng)造充分的準(zhǔn)備，預(yù)刺激應(yīng)該進行大約一分鐘。需要讓乳液釋放到乳頭腔中以允許完全取出儲存在乳房中的乳液，通過預(yù)刺激促進所述釋放。而且，重要的是要使乳頭在乳液取出之前充分挺立，否則容易發(fā)生奶杯沿著乳頭向上滑動并且勒束乳頭基部的情況。該情況會束縛乳頭腔和乳頭之間的內(nèi)連接管，導(dǎo)致大大妨礙乳液的取出。如果在擠奶開始時奶杯向上滑動，則不但使動物非常不舒服，而且還可導(dǎo)致乳房的薔薇瓣(Fürstenberg rosette，環(huán)形褶皺)受傷以及乳房發(fā)炎。
充分的預(yù)刺激對于動物的產(chǎn)乳量具有積極的作用。圖2示意性地示出了奶牛在哺乳期間產(chǎn)生的乳量。第一曲線201示出了在擠奶之前進行了充分的預(yù)刺激的奶牛自產(chǎn)犢起隨著經(jīng)過的時間所產(chǎn)生的乳量。第二曲線202示出了在擠奶之前未進行充分的預(yù)刺激的奶牛所產(chǎn)生的乳量。
在小牛出生之后的第一個百日期間，產(chǎn)乳量增加，然后產(chǎn)乳量又慢慢地下降。如果在第一個百日期間未進行充分的預(yù)刺激，則在牛乳產(chǎn)量上僅僅具有輕微的直接后果。然而，在100天到200天之間，未進行充分預(yù)刺激的奶牛會減少高至15％的產(chǎn)乳量。在200天到300天之間，充分的預(yù)刺激甚至能實現(xiàn)高至30％的產(chǎn)乳量的增加。然而，只有在奶牛在整個哺乳期間甚至在第一個百日期間得到充分的預(yù)刺激的情況下，才能達到15％或者30％的額外的產(chǎn)量。借助于充分的預(yù)刺激還可以改善乳液的質(zhì)量。
可以通過在擠奶之前用手輕輕地按摩乳頭至少一分鐘來進行預(yù)刺激。這伴隨有相當(dāng)多的時間花費，特別在具有大量家畜的農(nóng)場中。因此，盡管許多農(nóng)場主基本上知道不進行充分的預(yù)刺激相當(dāng)不利，但是因為工業(yè)管理理由，實際中通常將擠奶機直接安裝到未進行預(yù)刺激的乳房上。
當(dāng)將接通(switched-on)的擠奶機安裝到乳房上時，乳頭確定地感受到由脈動奶杯內(nèi)套產(chǎn)生的必要的刺激。但是如果對未準(zhǔn)備好的乳房進行該安裝，問題在于，刺激的首次施加與乳液的開始取出同時發(fā)生。然而，因為作為對刺激的反應(yīng)的排乳僅在大約一分鐘的延遲之后就發(fā)生，所以開始僅可從乳房取出所謂的乳頭腔乳液。乳頭腔乳液在擠奶間(intermilking)期間以滴狀從乳泡區(qū)域釋放并且在乳頭腔中聚集。但是因為乳頭腔乳液僅占儲存在乳房中的乳液總量的約20％，因此當(dāng)將擠奶機置于未被預(yù)刺激的乳房上時，經(jīng)常發(fā)生在擠奶開始時取出比乳房此時提供的乳液更多的乳液的情況。結(jié)果，在擠奶開始時，對應(yīng)于所謂的擠奶過度的情形已經(jīng)發(fā)生在乳房中。如果擠奶杯組未及時移去并且繼續(xù)作用于空的乳房，則典型的擠奶過度發(fā)生在擠奶結(jié)束時。擠奶過度對于乳房健康的極度損傷效應(yīng)已經(jīng)由許多國際科學(xué)研究文獻所證明并且已經(jīng)長期公知。
現(xiàn)有技術(shù)還包括在擠奶機的幫助下進行預(yù)刺激。在出版物DE274630A1中提出，在擠奶過程開始之前，用比作用于內(nèi)部的壓力小的壓力作用在奶杯內(nèi)套的外側(cè)。這導(dǎo)致奶杯內(nèi)套處于包圍乳頭的狀態(tài)，由此防止乳液進入輸乳管道。這樣，尚未從乳房中吸出乳液，并且通過脈動器所產(chǎn)生的周期性壓力變化對乳頭進行按摩?？梢栽诎ㄎ挥跀D奶杯組和脈動器之間的節(jié)流閥(throttle valve)的裝置的幫助下進行預(yù)刺激。
此裝置的一個不利之處在于其設(shè)計得較大，因此是為永久性安裝而設(shè)計的。結(jié)果，此裝置不能用于拴養(yǎng)畜欄的擠奶系統(tǒng)中，在該系統(tǒng)中，由擠奶人(milker)攜帶擠奶裝置從一個奶牛到下一個奶牛。而且，在擠奶期間，使用者必須在奶牛和安裝有該裝置的位置之間來回移動，這增加了用于擠奶的時間花費，并且被認為是笨拙的。該裝置的另一個不利之處在于，節(jié)流閥不斷地從第一位置移動到第二位置，從而在奶杯和奶杯內(nèi)套之間的區(qū)域中發(fā)生基本上線性的壓力增加。結(jié)果，乳液已經(jīng)在較早的時間點取出。然而，理想的是首先對乳房刺激一段時間，然后才開始實際擠奶。
此外，美國專利US4643132公開了用于擠奶機的脈動器，該脈動器使得可在刺激階段期間增大所提供的壓力脈沖的頻率。然而，增大的脈動頻率決不是沒有問題的，因為在乳頭的內(nèi)部會發(fā)生對粘膜的刺激，這會導(dǎo)致對乳房的長期損傷。
為預(yù)刺激而專門設(shè)計的脈動器的使用具有以下不利之處想要在他/她的擠奶機的幫助下進行預(yù)刺激的農(nóng)場主必須首先獲得這種脈動器，這需要相對高的成本。而且，具有預(yù)刺激用 的內(nèi)置器件的脈動器遠不能適用于所有的擠奶機類型和制造商。然而，主要問題在于，脈動器代表了擠奶機系統(tǒng)的最敏感的組件，因而其特征(例如脈沖頻率、抽吸相的長度、上升和下降波前的陡度等)必須非常精確地與其它影響因素和機器組件(諸如奶杯內(nèi)套的硬度和直徑、脈動室的容積、擠奶杯組重量、控制軟管的長度和直徑、擠奶真空度的調(diào)整等)協(xié)調(diào)。這也是脈動器的特征對于不同的擠奶機類型和制造商而變化的原因之一。由于擔(dān)心對乳房的傷害和由擠奶機造成的不可逆的產(chǎn)乳量降低，還由于萬一發(fā)生損傷導(dǎo)致的不清楚的責(zé)任事項，農(nóng)場主基本上避免組合來自不同的制造商的機器組件。
考慮到這些問題，需要一個裝置，其能夠方便且簡單地使用、經(jīng)濟地制造并且無需很大努力就可組裝到現(xiàn)有的擠奶機中，由此在正常的擠奶過程中現(xiàn)有的脈動器特征保持不變，并且采用該裝置，可以以對這類動物合適的方式對乳房進行足夠的預(yù)刺激，也就是對每個動物基本上不需要花費額外的時間。


發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，可以通過具有手可抓握的殼體的在擠奶期間刺激乳房的裝置來實現(xiàn)上述目的。該殼體具有第一連接件和第二連接件。第一連接件適于連接到脈動器并且第二連接件適于連接到奶杯。節(jié)流閥在殼體中介于第一連接件和第二連接件之間。而且，控制裝置容納在殼體中。該控制裝置設(shè)計成在限定時間長度之后使節(jié)流閥從部分關(guān)閉位置移動到打開位置。
借助于可由手抓握的殼體，能夠?qū)⒃撗b置插入到從脈動器到接近擠奶杯組的奶杯的控制管道內(nèi)。如此，使用者在安裝擠奶杯組的同時以及在擠奶期間容易接近擠奶杯組，從而使用者不是必需要遠離正被擠奶的動物。該裝置可與傳統(tǒng)的脈動器一起使用。在實際的擠奶階段期間，給定的脈動器的特性保持不變。以脈動器指定的頻率刺激乳房，從而由于高脈動頻率不會發(fā)生對乳頭的過分刺激(irritation)。因為直到限定時間長度之后為止，節(jié)流閥都沒有移進打開位置，所以可以實現(xiàn)預(yù)刺激和擠奶的生理上必需的清楚分離。而且，隨后可以將在擠奶期間刺激乳房的裝置容易地置入現(xiàn)存的擠奶機中。如此，當(dāng)改變到具有機器預(yù)刺激的擠奶時需要的努力減少。
該裝置合適地具有不超過15cm的總長度。由于小尺寸，可容易地將該裝置置入到緊靠擠奶人的工作區(qū)域中，并且可以用一只手方便地操作。
該裝置有利地具有不超過150克的總重量。由于該低重量，當(dāng)以有利于抓握的方式將該裝置直接安裝在擠奶杯組上時，擠奶杯組的總重量(數(shù)量級2-4kg)不受影響。結(jié)果，可以確保處理省力和運輸容易。
在本發(fā)明的進一步有利發(fā)展中，控制裝置包括用于調(diào)節(jié)限定時間長度的調(diào)節(jié)裝置。如此，預(yù)刺激的持續(xù)時間可改變并適合于待擠奶的動物個體。
該調(diào)節(jié)裝置合適地包括打點機構(gòu)，該打點機構(gòu)設(shè)計成如果值超過為規(guī)定時間長度而設(shè)的閾值，則產(chǎn)生聲信號和/或能夠由手感覺到的信號。如此，還可在不看的情況下調(diào)節(jié)想用于相應(yīng)奶牛的預(yù)刺激時間(例如，90、60、45或者30秒)，并且可避免導(dǎo)致設(shè)定過短的預(yù)刺激時間的操作者錯誤。
控制裝置有利地形成為不依賴于外界能量。如此，該裝置的靈活性提高，并且該裝置的安裝簡化。
該控制裝置還適當(dāng)?shù)卦O(shè)計成由來自脈動器的壓力效應(yīng)驅(qū)動。如此，該裝置不需要自身的電源，結(jié)果，不發(fā)生運行花費，并且可避免使裝置運行時的例如可由廢電池導(dǎo)致的破壞。
該控制裝置有利地包括由膜包圍的且與第一連接件流體流動連接的容積。膜的外側(cè)暴露于大氣壓力中。傳動裝置設(shè)計成將由容積中的壓差導(dǎo)致的膜運動轉(zhuǎn)換為齒輪的轉(zhuǎn)動運動。作用于節(jié)流閥的滑閥設(shè)計成由于齒輪的轉(zhuǎn)動運動而滑動。這允許借助于由脈動器產(chǎn)生的壓力脈沖可靠地驅(qū)動該裝置。
滑閥的背對節(jié)流閥側(cè)合適地具有凸起，該凸起接合在形成于齒輪中的槽中。如此，滑閥可通過齒輪的轉(zhuǎn)動運動而來回移動。由于槽的形狀，可調(diào)節(jié)滑閥運動的時間進展，并因而可調(diào)節(jié)由節(jié)流閥導(dǎo)致的奶杯和脈動器之間的氣流的限制結(jié)果(sequence)。
齒輪有利地沿自身的圓周具有沒有齒的缺口。如此，當(dāng)傳動裝置已經(jīng)到達缺口時，可停止齒輪的轉(zhuǎn)動運動。
在本發(fā)明的進一步有利發(fā)展中，能夠在部分打開位置和打開位置之間電氣切換節(jié)流閥?？刂蒲b置包括適于切換節(jié)流閥的切換電路(switching circuit)。由于節(jié)流閥的電子控制，使得可以對脈動器和奶杯之間的氣流限制的時間進展進行特別靈活的調(diào)節(jié)。
該切換電路合適地包括電子計時器，并且設(shè)計成當(dāng)從電子計時器接收到信號時，該切換電路切換節(jié)流閥。因為可以經(jīng)濟地取得電子計時器，所以使用該部件能夠縮減在擠奶期間刺激乳房的裝置的制造成本。
在本發(fā)明的進一步有利發(fā)展中，切換電路包括壓力傳感器，該壓力傳感器與第一連接件流體流動連接，并且設(shè)計成當(dāng)檢測到壓力脈沖時啟動電子計時器。如此，可由電子計時器自動啟動預(yù)刺激時間的計數(shù)。
在擠奶期間刺激乳房的裝置還有利地具有一對第一連接件和一對第二連接件。在各種情況下，節(jié)流閥布置在第一連接件中的一個和第二連接件中的一個之間。控制裝置設(shè)計成在限定的時間長度之后使兩個節(jié)流閥都從部分關(guān)閉位置移動到打開位置。如此，甚至在動物乳頭中的一半交替地受到來自脈動器的壓力脈沖的交替脈沖的擠奶機中，也僅單個裝置是必需的。
節(jié)流閥合適地包括調(diào)壓閥。如此，在預(yù)刺激期間設(shè)置在第二連接件的真空度能夠調(diào)節(jié)到規(guī)定值。
在本發(fā)明的進一步有利發(fā)展中，調(diào)壓閥包括可調(diào)節(jié)的彈性元件。如此，可進行對規(guī)定真空度的細調(diào)。
該裝置合適地包括滑閥，可抵抗彈簧力地手動拉該滑閥并且可將該滑閥鎖定到適當(dāng)位置，該滑閥設(shè)計成作用于節(jié)流閥?？呻姎饪刂频慕怄i裝置設(shè)計成當(dāng)從切換電路接收到信號時將滑閥從鎖定位置釋放。如此，用于切換節(jié)流閥所需的能量的相當(dāng)大的部分能夠以彈性能量的方式提供。結(jié)果，可減少該裝置的電力消耗。



現(xiàn)在將利用實施例和涉及這些實施例的附圖更詳細地說明本發(fā)明。附圖如下 圖1是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的擠奶機中的擠奶杯組的示意性透視圖； 圖2是在帶有充分預(yù)刺激的擠奶時以及在不帶有充分預(yù)刺激的擠奶時奶牛的產(chǎn)乳量隨時間進展的示意簡圖。
圖3a是根據(jù)本發(fā)明的實施例的在擠奶期間刺激乳房的裝置的示意性分解圖； 圖3b是圖3a所示的裝置中的節(jié)流閥的示意性剖視圖； 圖3c至3e是圖3a所示的裝置的部件的示意性透視圖； 圖4a是根據(jù)本發(fā)明的進一步實施例的在擠奶期間刺激乳房的裝置中的控制裝置的示意性剖視圖； 圖4b是圖4a所示的控制裝置中的切換電路的示意性電路圖； 圖5是采用根據(jù)本發(fā)明的裝置在預(yù)刺激期間的壓力曲線的示意簡圖； 圖6是根據(jù)本發(fā)明的實施例的在擠奶期間刺激乳房的裝置中的節(jié)流閥的示意性剖視圖。

具體實施例方式 將利用圖3a至圖3d說明本發(fā)明的實施例。
圖3a示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的在擠奶期間刺激乳房的裝置300的示意性分解圖。
裝置300包括殼體318。殼體318包括上殼體部301、下殼體部302和蓋303。殼體318具有一對第一連接件350、351和一對第二連接件352、353。第一連接件350、351適于連接到擠奶機脈動器。第二連接件352、353設(shè)計成連接到擠奶機的奶杯。
兩個節(jié)流閥305、306位于殼體中。節(jié)流閥305布置在連接件350、352之間，并且設(shè)計成調(diào)節(jié)連接件350、352之間的氣體流動。節(jié)流閥306相應(yīng)地布置成與其它兩個連接件351、353流體流動連接，并且設(shè)計成調(diào)節(jié)連接件351、353之間的氣體流動。
下面利用節(jié)流閥306作為例子來說明節(jié)流閥305、306的構(gòu)造，圖3b示出了該節(jié)流閥306的示意性剖視圖。節(jié)流閥305具有基本上相同的構(gòu)造。節(jié)流閥306具有膜315。膜315的外周被夾持在第一殼體部301和蓋303之間，并且通過該方式將膜315保持在其位置上。在膜315的中間處將膜315連接到活塞317。壓縮彈簧316沿蓋303的方向?qū)钊?17施力。
活塞317具有頭部362和桿363。頭部362布置成接近產(chǎn)生第二連接件353和導(dǎo)管360之間的流體流動連接的開口361，該導(dǎo)管360連接到第一連接件351。根據(jù)活塞317的位置，通過開口361的氣體流動或多或少地受到活塞317的頭部362的強烈限制。活塞在朝向蓋303的方向上滑動越遠，通過閥306使氣體流動受到的阻力越小。
膜315上方的室364能夠借助于均壓導(dǎo)管(未示出)與裝置300的外界進行流體流動連接。在室364和外界之間的連接區(qū)域中可設(shè)置由可透氣但不透水的材料制成的濾膜。利用這種方法，能夠有利地避免濕氣侵入裝置300內(nèi)部以及因此伴隨的裝置300的部件的污染。在本發(fā)明的特定實施例中，濾膜可由多孔聚四氟乙烯(Teflon)或者Porotex箔制成。
因而，膜315在一側(cè)受到大氣壓力而在另一側(cè)受到導(dǎo)管360中盛行的壓力。在裝置300的運行期間，連接件351連接到脈動器，該脈動器以大致1赫茲的頻率產(chǎn)生在大氣壓力和小于大氣壓力的壓力之間振蕩的周期壓力進展。如果在連接件351中和與連接件351流體流動連接的導(dǎo)管360中的壓力小于大氣壓力，則抵抗壓縮彈簧316所施加的力且沿遠離蓋303的方向的力t作用在膜315上。
導(dǎo)管360中的壓力與大氣壓力的差越大，活塞317朝向開口361移動越遠。這增大了閥306的流阻。該流阻抵制連接件353中壓力的進一步下降。反之，當(dāng)在導(dǎo)管360和外界空氣壓力之間存在較小的壓差時，活塞317遠離開口361，結(jié)果是更多的氣體可流過連接件353。因而，閥306處于氣體能夠流過閥306，但是在脈動器運行的同時，在導(dǎo)管360和連接件353之間不能產(chǎn)生完全的均壓的部分打開位置。如果活塞317的移動沒有受到妨礙，則與外界壓力不同的壓力出現(xiàn)在與奶杯的脈動室連接的連接件353中，從而該壓力差取決于壓縮彈簧316的剛性和膜315的表面。因此，在這種情況下，節(jié)流閥306用作調(diào)壓閥，其設(shè)計成防止連接件353中的壓力與大氣壓力之差超過規(guī)定值。
圖5示出了采用根據(jù)本發(fā)明的裝置在預(yù)刺激期間的壓力進展的示意簡圖。
在具有時間軸501和壓力軸502的坐標(biāo)系500中繪出隨著時間的壓力進展。第一曲線503表示由脈動器提供的脈沖真空度隨著時間的進展。脈沖真空度是第一連接件351中的壓力和裝置300的外界壓力之間的差值。在每個壓力脈沖開始時，在抽吸階段506期間，壓力下降到低于大氣壓力的大約40kPa的水平。在隨后的釋放階段期間，壓力增加，直到基本上再次達到大氣壓力。每個脈沖循環(huán)能夠具有大約1秒的持續(xù)時間。在許多脈動器中，抽吸階段的持續(xù)時間長于釋放階段的持續(xù)時間。
第二曲線504表示如果沒有限制活塞307的自由運動則在第二連接件353中出現(xiàn)的壓力進展。在每個壓力脈沖開始時，連接件353中的壓力基本上跟隨由脈動器給定且在導(dǎo)管360中盛行的壓力，直到達到在本發(fā)明的一些實施例中能夠具有大約17到22kPa的值的限定壓差。在本發(fā)明的特定實施例中，限定的壓差值可在大約18到20kPa的范圍中。隨后，壓力保持恒定，直到以下時刻由脈動器給定的壓力與大氣壓力之間的差值再次低于限定的壓差。于是，第二連接件353中的壓力再次基本上跟隨由脈動器給定的壓力。因而，連接件353中的真空度在0和大約22kPa之間脈動。奶杯內(nèi)套相應(yīng)地在完全關(guān)閉(脈動室中完全的大氣壓力)和較少關(guān)閉(脈動室中減少的真空度)位置之間移動。在此脈沖曲線進展期間，基本上仍沒有乳液的取出。不過，由足夠用于施加充分的刺激脈沖的脈動器的壓力脈沖輕輕地按摩乳頭。
膜315上方的室364不是必須連接到裝置300的外界。在其它實施例中，室364可連接到第一連接件351，并因此經(jīng)由連接導(dǎo)管連接到導(dǎo)管360。在連接導(dǎo)管中設(shè)置限流元件，例如噴嘴，由此該限流元件以較大的阻力抵制在室364和第一連接件351之間的氣體流動。結(jié)果，如果脈動器提供壓力脈沖，則室364中的壓力僅緩慢下降。如果活塞317的移動沒有被妨礙，則在連接件353中出現(xiàn)與室364中的壓力相差限定值的壓力。限定值取決于壓縮彈簧316的剛性和膜315的表面。由于室364中的壓力的緩慢下降，如圖5中的曲線505所示，在脈動器的壓力脈沖期間，連接件353中的壓力僅緩慢下降。如此，能夠?qū)崿F(xiàn)被擠奶的動物的乳房的特別溫和的預(yù)刺激。
活塞317的桿363通過第一殼體部301中的開口365突出到室366內(nèi)，該室366形成在第一殼體部301和第二殼體部302之間，滑閥311位于該室366中?；y311可沿箭頭367的方向以及相反方向運動，并且在面對桿363的側(cè)面上具有楔形的凹部342。取決于滑閥311的位置，桿363的自由運動以及因此整個活塞317的自由運動由滑閥311或多或少強烈地限制，也就是，滑閥311沿箭頭367的方向滑動越遠，限制越強烈。因而，閥306的效果被機械地約束。
滑閥311沿箭頭367的方向滑動越遠，越妨礙活塞317朝向開口361運動并且限制通過節(jié)流閥306的氣體流動。結(jié)果，節(jié)流閥306完全打開，并且連接件353中的壓力基本上跟隨由脈動器給定的壓力。
不是必須如上所述地通過活塞317的自由運動的機械限制來使閥306完全打開。在本發(fā)明的其它實施例中，滑閥311可設(shè)計成當(dāng)其沿箭頭367的方向滑動時解除膜315上方的室364和導(dǎo)管360之間的連接。同時，可由滑閥311關(guān)閉室364和裝置300的外界之間的連接導(dǎo)管。因而，在滑閥311滑動之后，室364中的壓力基本上等于導(dǎo)管360中的壓力，并且不再由氣體壓力將膜壓向開口361。然而，壓縮彈簧316繼續(xù)對活塞317的頭部362施力，結(jié)果，頭部362從開口361移開并且釋放開口361。
除了開口361之外，可在閥306中設(shè)置旁通開口368，從而該旁通開口368能夠同樣在連接件353和導(dǎo)管360之間提供流體流動連接。旁通開口368可由調(diào)節(jié)螺釘308完全或者部分地釋放或者關(guān)閉。因而，通過轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)螺釘308，可對連接件353中的壓力進行細調(diào)。
不是必須借助于部分打開或者關(guān)閉旁通開口來進行對導(dǎo)管360中的壓力的細調(diào)。在本發(fā)明的其它實施例中，壓縮彈簧316可被替換為可調(diào)節(jié)的彈性元件。例如，該可調(diào)節(jié)的彈性元件可包括一端連接到調(diào)節(jié)螺釘而另一端連接到桿上的彈簧，活塞317安裝到該桿上。當(dāng)活塞317運動時，該桿繞樞軸點轉(zhuǎn)動。由彈簧施加的力通過桿傳遞到活塞317。通過調(diào)節(jié)該調(diào)節(jié)螺釘，彈簧可朝向桿運動或者遠離桿運動，結(jié)果，由彈簧施加在桿上的力改變。如此，連接件353中出現(xiàn)的壓力改變。
在本發(fā)明的其它實施例中，可調(diào)節(jié)的彈性元件可包括片簧。片簧的一端安裝到活塞317上。片簧的另一端借助于聯(lián)接件連接到殼體318。通過可沿片簧的長度移動的支撐件將片簧保持在聯(lián)接件和活塞317之間。當(dāng)活塞317運動時，片簧的一部分在活塞317和支撐件之間彎曲。支撐件朝向活塞317移動越遠，片簧的彎曲部分越短，并且片簧的彎曲部分的彈簧剛度變得越大。因而，通過移動支撐件可調(diào)節(jié)出現(xiàn)在連接件353中的壓力。
裝置300還包括控制裝置309?？刂蒲b置309包括由膜320密封的容積326，在圖3a所示的實施例中，該容積326位于膜320的面對蓋303的一側(cè)且由蓋303密封。容積326與第一連接件350、351中的一個，例如連接件351流體流動連接。膜320的背對蓋303的外側(cè)暴露于大氣壓力中。在膜320的外側(cè)和外界之間的連接件中設(shè)置由透氣但不透水的材料制成的濾膜，以防止?jié)駳夂突覊m侵入裝置300內(nèi)。在本發(fā)明的一個實施例中，可設(shè)置由濾膜密封的共用通風(fēng)口，用于將膜320的外側(cè)連接到外界，并且用于將室364連接到外界。膜320是彈性的，并且可借助于其所密封的容積326中的壓差而移動。
傳動裝置313設(shè)計成將由容積326中的壓差引起的膜320的移動轉(zhuǎn)換為齒輪312的轉(zhuǎn)動運動。在圖3c中示出本發(fā)明的一個實施例中的傳動裝置313的示意性透視圖。
傳動裝置313包括被安裝到膜320的外側(cè)的轂(hub)321。轂321與曲桿322接合，該曲桿322被以可繞軸323轉(zhuǎn)動的方式保持。借助于軸324將桿322的一端連接到鉤325的后端。當(dāng)容積326中的壓力跟隨由脈動器提供的真空脈沖而下降時，膜320的中間部分被拉入容積326中一些距離。結(jié)果，轂321移向蓋303并且桿322圍繞軸323轉(zhuǎn)動。同時，桿322將鉤325向后拉。如果由膜320密封的容積中的壓力再次增加，則鉤325再次向前運動。鉤325的向前移動由拉簧314施加的力附加支持。
傳動裝置不是必須包括與曲桿322接合的轂321。在本發(fā)明的其它實施例中，可代替地，傳動裝置可包括在偏轉(zhuǎn)輥(deflection roller)或者鉸接托架上繞過的繩。
在圖3d中示出了齒輪312的示意性透視圖。鉤325的前端與齒輪312的齒330嚙合。齒330具有不對稱的形狀。設(shè)計成鄰接鉤325的前彎曲端的齒朝鉤325的前端傾斜。當(dāng)鉤325向后運動時，鉤保持在齒上并且將齒向后拉。如此，齒輪312轉(zhuǎn)動一個節(jié)距(step)。
當(dāng)鉤325再次向前運動時，由于下一個齒的不對稱的形狀，鉤325向下一個齒滑動而不與該下一個齒嚙合，從而使得齒輪不再向后轉(zhuǎn)動。為了使鉤325越過下一個齒的向前運動容易，鉤325可由彈性材料例如彈簧鋼形成，或者由彈性塑料例如高度聚合化的聚甲醛(POM)形成。
此外，可在裝置300中設(shè)置螺栓390、391，這些螺栓390、391防止齒輪312向后轉(zhuǎn)動。每個螺栓390、391可裝有本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的止動器(未示出)，該止動器設(shè)計成當(dāng)齒輪312向后轉(zhuǎn)動時，防止螺栓的強制彎曲。螺栓390、391可由彈性材料例如彈簧鋼形成，或者由彈性塑料例如高度聚合化的聚甲醛(POM)形成。
傳動裝置313的部件的尺寸以及齒輪312的齒330可以設(shè)計成每次鉤325被向后拉時，齒輪312進一步轉(zhuǎn)動一個齒。齒輪312可具有缺口331，在該缺口331中不存在齒。因為鉤325在缺口331中不能與任何齒嚙合，所以一旦齒輪312處于缺口331位于鉤325的正對面的位置，齒輪312的轉(zhuǎn)動就停止。
圖3e示出了滑閥311的示意性透視圖?；y311具有T形形狀。其具有兩個楔形的凹部341、342。如上所述，節(jié)流閥306中的活塞317的桿363接合在凹部342中。相應(yīng)地，節(jié)流閥305中的活塞的桿接合在凹部341中。
在背對節(jié)流閥305、306的一側(cè)，滑閥311具有凸起340。凸起340接合在槽332中，該槽332布置于齒輪312的與第二殼體部302相對的一側(cè)。當(dāng)齒輪312轉(zhuǎn)動時，滑閥311的凸起340由槽332引導(dǎo)。
槽332離齒輪312的中心點的距離可沿著齒輪312的圓周變化。特別地，槽332可包括區(qū)域380，該區(qū)域380比槽332的其余部分離齒輪312的中心點的距離短。區(qū)域380可如下布置當(dāng)鉤325接合在缺口331中并且齒輪312的轉(zhuǎn)動運動停止時，滑閥311的凸起340位于槽332的區(qū)域380中。槽332的其余部分可位于離齒輪312的中心點更遠距離處。區(qū)域380和槽332的其余部分到齒輪312的中心點的距離可以設(shè)計成只要滑閥311的凸起340位于區(qū)域380的外部，閥305、306的活塞就能夠基本上無阻礙地移動。當(dāng)區(qū)域380到達凸起340時，滑閥沿圖3b所示的箭頭367的方向移動，并且閥305、306打開。
裝置300不是必須具有單獨的滑閥311。在另一個實施例中，齒輪312中的槽332可具有始終相同的到齒輪312的中心的距離。閥306與齒輪312的關(guān)系設(shè)置成使得閥306的桿363的端部直接伸出到該槽內(nèi)。因為鉤325接合在缺口331中，所以在齒輪312的運動停止的區(qū)域中槽的深度以楔形方式減少。在此區(qū)域中，槽的減少的深度妨礙了活塞317的桿363的自由運動，并且因此該閥打開。在齒輪312的旋轉(zhuǎn)期間，對閥306的自由運動沒有妨礙。
裝置300還包括調(diào)節(jié)裝置。調(diào)節(jié)裝置包括旋鈕304。旋鈕304連接到齒輪312。因此，通過轉(zhuǎn)動旋鈕304能夠使齒輪312轉(zhuǎn)動。
在運行期間，將該裝置以類似于上述參考圖1說明的方式插入到擠奶機的脈動器和奶杯之間。為此，每個控制管道121、122可以連接到第一連接件350、351中的一個上。進一步的管道對中的每一個將第二連接件352、353中的一個連接到圖1中的控制管道121、122所連接到的擠奶杯組100的那些連接件上。
首先，將擠奶機接通。就在將擠奶杯組安裝到下一個動物的乳房之前，借助于順時針地轉(zhuǎn)動旋鈕304使齒輪312到達鉤325位于缺口331前面的限定齒數(shù)的位置。擠奶機的脈動器產(chǎn)生作用于膜320上的壓力脈沖。如此，膜320運動。借助于傳動裝置使齒輪312在每個壓力脈沖下進一步轉(zhuǎn)動一個齒。齒輪不停止，直到鉤325已經(jīng)到達缺口331為止。因為脈動器以限定頻率發(fā)射壓力脈沖，所以齒輪312以限定速度轉(zhuǎn)動直到鉤325已經(jīng)到達缺口331的時刻。
在已經(jīng)調(diào)節(jié)旋鈕304之后，滑閥311的凸起340位于槽332的區(qū)域380的外部，并且閥305、306的活塞可基本上自由地移動。如此，在脈動器的抽吸階段期間，小于脈動器給定的真空度、且小于奶杯內(nèi)套105-108的內(nèi)部中產(chǎn)生的真空度、并且由閥的結(jié)構(gòu)所確定的真空度出現(xiàn)在連接到脈動室的第二連接件352、353中。結(jié)果，奶杯內(nèi)套105-108被拉離奶杯101-104的壁，并被強烈地壓向動物的乳頭使得乳頭管僅勉強保持關(guān)閉。因此，基本上沒有取出乳液。然而，通過脈動器的壓力脈沖輕輕地按摩乳頭，結(jié)果，為了動物的乳房的預(yù)刺激而施加了充分的刺激。
當(dāng)裝置300運行時，重要的是，在奶杯被安裝到乳頭之前，由擠奶人使其進入預(yù)刺激狀態(tài)，并且擠奶人無需等到在該安裝之后不久才進行該操作。理由如下當(dāng)擠奶機已經(jīng)接通時，擠奶真空度不會在奶杯內(nèi)套的內(nèi)部增加，直到乳頭以形成密封的方式插入到奶杯內(nèi)套中的時刻為止。在該插入之前，奶杯內(nèi)套的內(nèi)部為大氣壓力，而在奶杯內(nèi)套和奶杯壁之間的封閉的脈動室中，存在大氣壓力和由脈動器經(jīng)由控制管道121、122提供的真空度之間的周期性的壓力進展。因此，奶杯內(nèi)套壁在插入之前的狀態(tài)中的釋放階段不受任何壓差，從而使得奶杯內(nèi)套呈現(xiàn)其原始的打開位置。另一方面，在脈動器的抽吸階段期間，在還沒有安裝的奶杯中存在壓差，該壓差使奶杯內(nèi)套壁朝向奶杯壁向外伸展。給定由正常脈動器操作的奶杯的壓力進展，如果將奶杯安裝到?jīng)]有被預(yù)刺激并因此還是松弛的乳頭上，則奶杯具有以下傾向在奶杯內(nèi)套壁和乳頭皮膚之間已經(jīng)實現(xiàn)密封接觸之前，并因此在能夠抵制乳頭被進一步吸入到奶杯內(nèi)的大量摩擦可產(chǎn)生之前，奶杯在各抽吸階段期間將乳頭特別深地吸入到奶杯內(nèi)套內(nèi)。通過甚至在安裝奶杯之前，借助于根據(jù)本發(fā)明的裝置將脈動器的抽吸階段限制到減少的真空度，可以避免當(dāng)安裝奶杯時深深地抽吸乳頭，并因此可以防止擠奶開始時令人擔(dān)心的″擠奶過度″的情形。因此，乳頭皮膚和奶杯內(nèi)套壁之間的密封和摩擦在安裝期間如此快地出現(xiàn)，使得奶杯在安裝之后自動地呈現(xiàn)在乳頭上的最佳擠奶位置。在預(yù)刺激期間，通過溫和地脈動的奶杯內(nèi)套的神經(jīng)刺激脈沖，增加乳頭中的循環(huán)，結(jié)果，乳頭從原始的松弛狀態(tài)變成更硬的狀態(tài)，這進一步穩(wěn)定了奶杯在乳頭上的正確位置。
一旦槽332的區(qū)域380已經(jīng)到達滑閥311的凸起340，滑閥311沿箭頭367的方向移動，閥305、306打開。如此，通過脈動器供給的真空度可基本上無阻礙地作用在奶杯內(nèi)套105-108上，并且可以從動物的乳房移走乳液。此時，鉤325也到達缺口331，從而在擠奶過程的剩余期間，凸起保留在區(qū)域380中并且閥305、306保持打開。
由安裝擠奶杯組時齒輪312的位置確定閥305、306的活塞可自由移動的時間長度以及因此預(yù)刺激的持續(xù)時間，可通過旋鈕304以及由脈動器提供的壓力脈沖的頻率調(diào)整該位置。因為壓力脈沖的頻率基本上恒定并且在約1Hz的數(shù)量級上，所以預(yù)刺激可以進行限定時間長度。
如上所述，隨著由脈動器提供的每個壓力脈沖，齒輪312進一步轉(zhuǎn)動一個齒。因此，預(yù)刺激的持續(xù)時間基本上等于壓力脈沖的長度與安裝擠奶杯組時在齒輪312的初始位置處位于桿325和缺口331之間的齒數(shù)的乘積。預(yù)刺激的最大持續(xù)時間由齒輪312上的齒的總數(shù)確定。在本發(fā)明的特定實施例中，齒輪312具有90個齒。
為了設(shè)定預(yù)刺激時間，能夠使齒輪312以與裝置300運行時齒輪312轉(zhuǎn)動的方向相同的方向轉(zhuǎn)動。由螺栓390、391防止齒輪312和連接到齒輪312的旋鈕304的沿相反方向的轉(zhuǎn)動。如果使旋鈕304轉(zhuǎn)動大角度，則選擇較短的預(yù)刺激時間，而轉(zhuǎn)動旋鈕304小角度則導(dǎo)致更長的預(yù)刺激時間。因為實際上，已經(jīng)知道總體上趨于短的預(yù)刺激時間，所以已經(jīng)證實通過有意識地進一步轉(zhuǎn)動旋鈕304對于調(diào)節(jié)更短的預(yù)刺激時間是有利的。
在本發(fā)明的一些實施例中，旋鈕304可以與打點機構(gòu)連接，該打點機構(gòu)設(shè)計成如果使旋鈕304轉(zhuǎn)動與規(guī)定的預(yù)刺激時間對應(yīng)的角度就產(chǎn)生聲信號和/或可手感覺到的信號。例如，當(dāng)選擇30秒、60秒和/或90秒的預(yù)刺激時間時，打點機構(gòu)可適于產(chǎn)生信號。利用該方式，可以有利地在不需要看的情況下方便地選擇對于個體動物足夠的預(yù)刺激時間。而且，減少了預(yù)刺激時間不正確設(shè)定的可能性。
根據(jù)最近的科學(xué)發(fā)現(xiàn)，由乳房填充水平來決定對于個體動物的足夠的預(yù)刺激時間。乳房填充水平是擠奶之前存在于乳房中的乳量與乳房的最大容量之間的關(guān)系。乳房中的填充程度，一方面受到上次擠奶起經(jīng)過的時間的影響，另一方面受到泌乳狀態(tài)的影響，泌乳狀態(tài)意思指自最近的仔畜出生起經(jīng)過的時間。乳房填充水平越低，預(yù)刺激時間必須越久。對于奶牛，可認為在90到30秒之間的范圍中的預(yù)刺激時間是足夠的。60秒被認為是標(biāo)準(zhǔn)。
裝置300的尺寸和重量可以設(shè)計成使得可以用一只手舒適地保持裝置300。特別地，裝置300可以由手抓握。在如下情況中尤其如此將裝置300保持在手中使得第二殼體部302面對他/她的手掌的普通使用者仍然可以用手指接觸蓋303的邊緣和/或旋鈕304。在這種情況下，使用者的手包圍裝置300的大半個圓周。如此，即使裝置300是濕的或者臟的，使用者也可以可靠地保持裝置300。在本發(fā)明的一些實施例中，裝置300的尺寸可以大致相當(dāng)于一塊洗手肥皂的尺寸。在本發(fā)明的特定實施例中，裝置300可以具有從第一連接件350、351的端部到第二連接件352、353的端部所測量的不大于大致15cm的總長度，以及不大于150克的重量。
裝置300的位置可以靠近擠奶杯組100。然后，當(dāng)擠奶機操作員將擠奶杯組安裝到待擠奶的動物上時，他/她可有利地容易地觸及。如此，可以在操作者無需遠離動物的情況下調(diào)節(jié)預(yù)刺激的持續(xù)時間。
裝置300可與傳統(tǒng)的脈動器一起使用。通過將裝置300設(shè)定到實際的擠奶階段，現(xiàn)有脈動器的特定的脈沖特征沒有變化。而且，由于裝置300的結(jié)構(gòu)相對簡單，可以經(jīng)濟地制造裝置300。因此，有利的是，為了從沒有機器預(yù)刺激的擠奶轉(zhuǎn)變到具有機器預(yù)刺激的擠奶，不需要大的投資。
用于在擠奶期間刺激乳房的裝置300的控制裝置309不是必須如上所述地構(gòu)造。圖4a示出了可代替控制裝置309使用的控制裝置409的示意性剖視圖?？刂蒲b置409包括電子切換電路455，從電源454給電子切換電路455提供電流。例如，電源454可包括電池。在本發(fā)明的特定實施例中，切換電路455可包括電子計時器、微處理器、存儲單元和/或切換裝置。例如，切換裝置可以以繼電器的形式提供，并且可設(shè)計成開關(guān)從電源454到線圈452的電流。切換電路455可設(shè)計成當(dāng)從電子計時器接收到信號時，接通到線圈452的電流。
曲桿450布置成與線圈452相對，由此將桿450支撐為可繞軸453轉(zhuǎn)動。桿450可由鐵磁材料制成，例如包含鐵的合金。在其它的實施例中，可以將由鐵磁材料制成的小板安裝到面對線圈452的桿450的第一臂。當(dāng)電流流過線圈452時，在線圈452中產(chǎn)生磁場，從而借助該磁場將桿450的第一臂拉向線圈452。拉簧451布置成與線圈452相反，該拉簧451設(shè)計成對桿450的第一臂施加與作用在桿450的第一臂上的磁力相反的作用力。如此，當(dāng)切斷通過線圈452的電流時，桿450的第一臂被拉離線圈452。
拉簧458設(shè)計成對滑閥311施加沿箭頭367方向的力。凸起440布置在滑閥311的面對下殼體部302的一側(cè)。以如下方式選擇滑閥311和桿450之間的距離當(dāng)桿450的第一臂沒有被線圈452吸引時，凸起440撞擊桿450的第二臂，而只要線圈452吸引桿450的第一臂，則凸起440可以移過桿450的第二臂。如此，當(dāng)電流接通通過線圈452時，作用于節(jié)流閥305、306的滑閥311可以沿箭頭367的方向移動。因此，節(jié)流閥305、306可以在部分打開位置和打開位置之間電氣切換。
手柄443安裝在滑閥311的面對第一殼體部301的一側(cè)。手柄443的部分459從第一殼體部301向上突出。結(jié)果，滑閥311可以手工滑動。開關(guān)457設(shè)計成當(dāng)滑閥311逆著箭頭367的方向移動時向切換電路455輸出信號。例如，在電路開啟或關(guān)閉時這可以發(fā)生。
切換電路455被連接到操縱裝置409。操縱裝置409可以設(shè)置在上殼體部301的上側(cè)并且可以具有顯示器和/或一個或多個按鈕。例如，顯示器可包括液晶顯示器。使用操縱裝置409的按鈕，可將應(yīng)當(dāng)進行預(yù)刺激的時間長度輸入到切換電路455中。因此，操縱裝置409包括用于選擇預(yù)刺激時間的調(diào)節(jié)裝置。
在安裝擠奶杯組之前，經(jīng)由操縱裝置409輸入預(yù)刺激時間。如果操縱裝置409具有顯示器，則輸入時間可以在顯示器上顯示。如此，可以有利地容易檢測到和校正不正確的輸入。
在安裝擠奶杯組之前，在手柄443的幫助下，滑閥311沿與箭頭367相反的方向滑動。如此，確保了節(jié)流閥的活塞的桿可在楔形凹部341、342的更深部分基本上自由地運動，從而可進行其壓力調(diào)節(jié)功能。通過線圈452的電流在該點被及時切斷，從而通過桿450的第二臂防止滑閥311沿箭頭367的方向移回和完全打開節(jié)流閥305、306。
當(dāng)滑閥311移動時，開關(guān)457向切換電路455發(fā)出信號。切換電路455設(shè)計成測量自收到來自開關(guān)457的信號起經(jīng)過的時間，并且在所選擇的預(yù)刺激時間期滿之后，在線圈452和電源454之間建立電連接，使得電流流過線圈452。當(dāng)電流流過線圈452時，此線圈452產(chǎn)生吸引桿450的第一臂的磁場。因此，桿450繞軸453轉(zhuǎn)動，并且桿450的第二臂不再阻擋滑閥311的運動。因此，滑閥311通過由拉簧458施加的力沿箭頭367的方向移動，并且節(jié)流閥305、306完全打開，從而由脈動器提供的壓力脈沖可無阻礙地作用在奶杯內(nèi)套105-108上，并且從動物的乳房移走乳液。
在圖4b中示出本發(fā)明的特定實施例中的切換電路455的示意性電路圖。
切換電路455包括晶體管電路464。該電路具有輸入465和輸出468、以及第一控制端子466和第二控制端子467。晶體管電路464設(shè)計成當(dāng)晶體管電路464在第一控制端子466處接收到信號時，晶體管電路464在輸入465和輸出468之間產(chǎn)生電接觸。輸入465和輸出468分別連接到電源454和切換電路455中的組件的電源端子。第一控制端子連接到開關(guān)457，從而在觸發(fā)開關(guān)457之后，對切換電路455的組件供給電流，直到晶體管電路468在第二控制端子467處接收到信號的時刻。在本發(fā)明的特定實施例中，晶體管電路464可包括自我保持(self-retaining)的場效應(yīng)晶體管。
切換電路455還包括第一計時器460和第二計時器461。第一計時器460布線成以限定的頻率在第二輸出470處輸出周期信號，例如矩形波信號。為此，切換電路455可包括為了清楚起見而未在圖4b中示出的額外的組件。在本發(fā)明的特定實施例中，由第一計時器460輸出的信號可具有約1kHz的頻率。第一計時器460的輸出470連接到分頻器462，該分頻器462設(shè)計成在輸出471處以某頻率輸出周期信號，該頻率為由第一計時器460提供的頻率的限定分數(shù)量。在本發(fā)明的特定實施例中，分頻器462可以設(shè)計成以小了214＝16,384的因數(shù)(factor)的頻率輸出信號。
分頻器的輸出471連接到可調(diào)節(jié)的計數(shù)器463。計數(shù)器463設(shè)計成在輸入472處接收到信號之后對由分頻器462提供的許多脈沖進行計數(shù)，并且在接收到限定數(shù)目n個脈沖之后，在輸出473處輸出信號。輸入472連接到開關(guān)457，從而當(dāng)觸發(fā)開關(guān)457時開始計數(shù)過程。
可經(jīng)由滑閥311處的手柄443以及連接到手柄443的開關(guān)457選擇用于計數(shù)器463的數(shù)目n。開關(guān)457可位于滑閥311上，從而不進行切換，直到滑閥311跨越桿450的第二臂和凸起440之間的鎖定點為止。如此，當(dāng)滑閥克服彈簧458的彈簧力而跨越時，可連續(xù)多次觸發(fā)開關(guān)457。對于跨越的滑閥311的第一觸發(fā)，n＝6，并且n隨著刺激期間每一進一步觸發(fā)而減少到4、3和2。因此，通過跨越的滑閥311的簡單、重復(fù)的觸發(fā)，可將刺激時間大致設(shè)為90、60、45或者30秒。
計數(shù)器463的輸出473連接到第二計時器461的輸入474。第二計時器461布線成在限定的電路時間(circuit time)期間，在輸入474處接收到信號之后，向輸出475施加電壓。為此，可在切換電路455中設(shè)置未在圖5中示出的額外的部件。輸出475連接到場效應(yīng)晶體管476的柵極上。
場效應(yīng)晶體管476連接到線圈452的端子479，并且設(shè)計成只要在場效應(yīng)晶體管476的柵極處存在由第二計時器461提供的電壓就在電源454和端子479之間產(chǎn)生電連接?？梢耘c線圈452并聯(lián)地連接二極管482，以防止由于當(dāng)切換線圈452時會發(fā)生的感應(yīng)引起的高壓導(dǎo)致的對切換電路455的組件的損害。
第二計時器461的第二輸出連接到晶體管電路464的第二控制端子467上。如此，在釋放桿450之后具有時間延遲地切斷切換電路455的組件的電源。
在控制裝置409的運行期間，借助于觸發(fā)開關(guān)457，經(jīng)由晶體管電路464接通到切換電路455的組件的電源。同時，將信號施加到計數(shù)器463的輸入472，于是該計數(shù)器463開始對從分頻器462接收的脈沖進行計數(shù)。在已經(jīng)接收了限定數(shù)目的脈沖之后，計數(shù)器463在輸出473處輸出信號，利用該信號，導(dǎo)致第二計時器474在限定的電路時間期間在場效應(yīng)晶體管476的柵極處施加電壓。在限定的電路時間期間，經(jīng)由場效應(yīng)晶體管476在電源454和線圈452之間產(chǎn)生電連接。如此，觸發(fā)滑閥311的運動，節(jié)流閥305、306借助于該運動完全打開并且預(yù)刺激結(jié)束。
第一計時器460以限定頻率輸出信號。信號的頻率由分頻器471減少限定因數(shù)。計數(shù)器463在輸出信號之前計數(shù)限定數(shù)目的低頻信號，該信號導(dǎo)致節(jié)流閥305、306的完全打開以及因此的預(yù)刺激的結(jié)束。因此，在某限定時間長度之后打開節(jié)流閥305、306，該限定時間長度取決于第一計時器460輸出的信號的頻率和直到信號被輸出為止計數(shù)器463計算的脈沖數(shù)目。通過利用本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的手段，對第一計時器460輸出的脈沖頻率和/或由計數(shù)器463調(diào)節(jié)的脈沖數(shù)目進行改變，可以調(diào)節(jié)預(yù)刺激的持續(xù)時間。
在本發(fā)明的更進一步的實施例中，控制裝置409包括壓力傳感器，而不是開關(guān)457。此壓力傳感器設(shè)計成測量第一連接件350、351的至少一個中的壓力。這種實施例中的切換電路455設(shè)計成檢測由脈動器提供的壓力脈沖，以在檢測到壓力脈沖時啟動電子計時器，以在電子計時器的幫助下測量自檢測到來自脈動器的第一壓力脈沖起以及在選擇的預(yù)刺激時間期滿之后經(jīng)過的時間，以建立在線圈452和電源454之間的電連接。如此，有利地消除了通過手動地移動手柄443來限定預(yù)刺激的開始的需要。
在本發(fā)明的一些實施例中，其中通過檢測來自脈動器的壓力脈沖來確定預(yù)刺激的開始，滑閥311的手柄443可替換為電動致動器，該電動致動器設(shè)計成能沿與箭頭367相反的方向移動滑閥311。例如，這樣的致動器可以包括類似于線圈452的起重磁體(lifting magnet)和連接到滑閥311的由鐵磁材料制成的組件。有利的是，在這些實施例中，沒有必要手動地移動滑閥311。如此，簡化了裝置300的運行并且可消除由于操作員忘記移動滑閥311而發(fā)生的錯誤。
不是必須如在上述實施例中那樣沿長度方向移動滑閥311。在其它實施例中，可以將滑閥支撐成使之可繞軸轉(zhuǎn)動。如此，有利地促進桿450的第二臂和凸起440相對于彼此的更精確且更簡單的支撐。如此，當(dāng)節(jié)流閥305、306完全打開時，桿450的臂必須覆蓋的距離可以減小。這可導(dǎo)致當(dāng)節(jié)流閥305、306打開時功率消耗的減少。
在擠奶期間，刺激乳房的裝置300不是必須包括滑閥311。在本發(fā)明的其它實施例中，可以代替地以可由切換電路455直接控制的可電切換電子閥的形式提供節(jié)流閥305、306。如此，可以有利地減少裝置300中移動機械部件的數(shù)目，結(jié)果，可改善裝置300的可靠性。
節(jié)流閥不是必須如在上述實施例中那樣形成為調(diào)壓閥。在其它實施例中，可在部分打開位置和打開位置之間切換節(jié)流閥305、306，在該部分打開位置，節(jié)流閥305、306對氣流產(chǎn)生阻力，而在該打開位置，節(jié)流閥305、306對氣流基本上不產(chǎn)生阻力。
在圖6中示出沒有調(diào)壓閥的情況下本發(fā)明的實施例中的節(jié)流閥606的示意性剖視圖。
節(jié)流閥606包括被夾持在第一殼體部301和第三殼體部603之間的膜615，其中，第三殼體部603設(shè)置在第一殼體部301和第二殼體部302之間。在導(dǎo)管360和第二連接件353之間產(chǎn)生流體流動連接的開口361位于膜615下方。當(dāng)沒有對該膜施力時，膜位于如圖6所示的初始位置，其中，由于膜的彈性張力，膜使開口361保持打開。
第一均壓導(dǎo)管670連接到膜615上方的室664。第二均壓導(dǎo)管671連接到導(dǎo)管360?？刂苹瑒蛹?11位于均壓導(dǎo)管670和671的上端上方，由此這些端部彼此接近。該控制滑動件在面對第三殼體部603的一側(cè)具有凹部642。
在預(yù)刺激期間，滑閥311位于圖6所示的位置。如此，空氣可以流過第三殼體部中的凹部601以及容積664與室366之間的滑閥311的凹部642，從而室664中的壓力基本上等于大氣壓力。在該狀態(tài)下，由滑閥311關(guān)閉第二均壓導(dǎo)管671。
在預(yù)刺激結(jié)束時，類似于上述實施例，滑閥311沿箭頭367的方向移動，也就是說，至此凹部642位于第一均壓導(dǎo)管670和第二均壓導(dǎo)管671的開口上方。凹部642和滑閥311的其它部分的尺寸設(shè)計成使得在滑閥311的該位置，凹部642在第一均壓導(dǎo)管370和第二均壓導(dǎo)管371之間產(chǎn)生流體流動連接，并且滑閥311密封第一均壓導(dǎo)管670和室366之間的連接。因此，在該狀態(tài)下室664中的壓力基本上等于導(dǎo)管360中的壓力。
在預(yù)刺激期間，大氣壓力作用在彈性膜615的面對室664的一側(cè)。由脈動器提供的真空度作用在膜615的面對開口361的一側(cè)。如此，膜從其初始位置被壓向開口361，直到開口361由膜615密封。噴嘴668的位置鄰近開口361，由此該噴嘴668產(chǎn)生導(dǎo)管360和第二連接件353之間的流體流動連接。通過轉(zhuǎn)動類似于參考圖3b的上述實施例中的調(diào)整螺釘308的調(diào)整螺釘608，可調(diào)節(jié)噴嘴668的流阻。噴嘴668設(shè)計成以較大的阻力抵制通過噴嘴668的氣流，從而在由脈動器提供的壓力脈沖期間，連接件353中的壓力緩慢下降。如此，導(dǎo)管360中的壓力以類似于圖5中的曲線505所描繪的方式進展。
在預(yù)刺激結(jié)束之后，膜615的兩側(cè)壓力基本上相等，從而基本上不再有力作用在膜上。因此，膜處于不阻塞開口361的初始位置，從而空氣可以流過開口361，并且連接件353中的壓力基本上等于由脈動器提供的壓力。因此，存在節(jié)流閥606的氣動抑制效果。
滑閥311不是必須為縱向的滑閥。均壓導(dǎo)管670和671的上端還可由轉(zhuǎn)盤閥致動。在本發(fā)明的一個實施例中，齒輪312的適當(dāng)設(shè)計的正面可以作為轉(zhuǎn)盤閥而工作。
在本發(fā)明的另一個實施例中，第二均壓導(dǎo)管671沒有連接到室366，而是直接連接到室664。在均壓導(dǎo)管671中設(shè)置限流元件，例如噴嘴，由此該限流元件以較大的阻力抵制室664和導(dǎo)管360之間的氣流。第一均壓導(dǎo)管670如圖6所示地布置并且不包含任何限流元件。可以關(guān)閉該開口或者釋放該開口的可切換關(guān)閉元件作用于第一均壓導(dǎo)管670的上端。
當(dāng)?shù)谝痪鶋簩?dǎo)管670的開口關(guān)閉時，基本上相同的壓力與在導(dǎo)管360中那樣經(jīng)由第二均壓導(dǎo)管671出現(xiàn)在膜上方的室664中，并且因此出現(xiàn)在膜615下方的室中。如此，由于膜的彈性張力，膜615保留在如圖6所示的初始位置。該位置允許導(dǎo)管360和第二連接件353之間的無阻礙流動，正如正常擠奶想要的。
如果釋放第一均壓導(dǎo)管670的上部開口，則大氣流過該開口進入膜615上方的室664內(nèi)。因為第一均壓導(dǎo)管670中的流阻比第二均壓導(dǎo)管671中的流阻小得多，該第二均壓導(dǎo)管671設(shè)置有限流元件并且將膜615上方的室664連接到導(dǎo)管360，所以基本上大氣壓力出現(xiàn)在室664中。因此，由于膜615上側(cè)和下側(cè)的壓差，膜沿開口361的方向移動，從而該開口關(guān)閉。結(jié)果，限制了導(dǎo)管360和第二連接件353之間的流動，這是預(yù)刺激階段想要的。這里說明的實施例尤其具有以下優(yōu)點可切換的關(guān)閉元件可以形成為非常小并且需要極小的切換力。如此，如果當(dāng)該關(guān)閉元件由鐵磁材料制成時，還可以由耗能極少的小線圈的磁力直接致動該關(guān)閉元件。借助于該簡化的結(jié)構(gòu)，可以減少制造成本而無需承受操作或者能耗上的不利。
權(quán)利要求
1.一種在擠奶期間刺激乳房的裝置，其包括
殼體，其能夠由手抓握并且具有第一連接件和第二連接件，其中，所述第一連接件適于連接到脈動器并且所述第二連接件適于連接到奶杯；
節(jié)流閥，其在所述殼體中介于所述第一連接件和所述第二連接件之間；和
控制裝置，其容納在所述殼體中并且設(shè)計成在限定的時間長度之后使所述節(jié)流閥從部分關(guān)閉位置移動到打開位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在擠奶期間刺激乳房的裝置，其特征在于，所述裝置具有不超過15cm的總長度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的在擠奶期間刺激乳房的裝置，其特征在于，所述裝置具有不超過150克的總重量。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項所述的在擠奶期間刺激乳房的裝置，其特征在于，所述控制裝置包括用于設(shè)定規(guī)定時間長度的調(diào)節(jié)裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的在擠奶期間刺激乳房的裝置，其特征在于，所述調(diào)節(jié)裝置包括打點機構(gòu)，該打點機構(gòu)設(shè)計成如果值降到為規(guī)定時間長度所設(shè)的閾值之下，則產(chǎn)生聲信號和/或手能夠感覺的信號。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項所述的在擠奶期間刺激乳房的裝置，其特征在于，所述控制裝置形成為不依賴于外界能量。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的在擠奶期間刺激乳房的裝置，其特征在于，所述控制裝置設(shè)計成由來自所述脈動器的壓力效應(yīng)來驅(qū)動。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項所述的在擠奶期間刺激乳房的裝置，其特征在于，所述控制裝置包括
容積，其由膜密封并且與所述第一連接件流體流動連接，所述膜的外側(cè)暴露于大氣壓力中；
傳動裝置，其設(shè)計成將由所述容積中的壓差導(dǎo)致的所述膜的運動轉(zhuǎn)變?yōu)辇X輪的轉(zhuǎn)動運動；和
滑閥，其作用于所述節(jié)流閥，并設(shè)計成由于所述齒輪的所述轉(zhuǎn)動運動而滑動。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的在擠奶期間刺激乳房的裝置，其特征在于，所述滑閥在背對所述節(jié)流閥的一側(cè)具有凸起，并且所述凸起接合在形成于所述齒輪中的槽中。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的在擠奶期間刺激乳房的裝置，其特征在于，所述齒輪沿自身的圓周具有沒有齒的缺口。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的在擠奶期間刺激乳房的裝置，其特征在于，可以在所述部分打開位置和所述打開位置之間電氣切換所述節(jié)流閥，并且所述控制裝置包括適于切換所述節(jié)流閥的切換電路。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的在擠奶期間刺激乳房的裝置，其特征在于，所述切換電路包括電子計時器，并且所述切換電路設(shè)計成一旦接收到來自所述電子計時器的信號就切換所述節(jié)流閥。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的在擠奶期間刺激乳房的裝置，其特征在于，所述切換電路包括與所述第一連接件流體流動連接的壓力傳感器，并且該切換電路設(shè)計成當(dāng)檢測到壓力脈沖時啟動所述電子計時器。
14.根據(jù)權(quán)利要求1-13中任一項所述的在擠奶期間刺激乳房的裝置，其特征在于，所述裝置包括一對第一連接件和一對第二連接件，并且在各種情況下在所述第一連接件中的一個和所述第二連接件中的一個之間布置節(jié)流閥，并且所述控制裝置設(shè)計成在限定的時間長度之后使兩個節(jié)流閥從所述部分關(guān)閉位置移動到所述打開位置。
15.根據(jù)權(quán)利要求1-14中任一項所述的在擠奶期間刺激乳房的裝置，其特征在于，所述節(jié)流閥包括調(diào)壓閥。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的在擠奶期間刺激乳房的裝置，其特征在于，所述調(diào)壓閥包括可調(diào)節(jié)的彈性元件。
17.根據(jù)權(quán)利要求11所述的在擠奶期間刺激乳房的裝置，其特征在于，所述裝置具有
滑閥，可抵抗彈簧力地拉所述滑閥并且可將所述滑閥鎖定到適當(dāng)位置，所述滑閥設(shè)計成作用于所述節(jié)流閥；和
可電氣控制的解鎖裝置，其設(shè)計成當(dāng)從所述切換電路接收到信號時釋放所述滑閥。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種在擠奶期間刺激乳房的裝置，該裝置包括具有第一連接件(350、351)和第二連接件(352、353)的殼體，該殼體可由手抓握。第一連接件將殼體連接到脈動器，并且第二連接件將殼體連接到奶杯。節(jié)流閥(305、306)介于第一連接件和第二連接件之間?？刂蒲b置(309)容納在殼體中，并且適于在限定的持續(xù)時間之后將節(jié)流閥從部分打開位置帶到打開位置。
文檔編號A01J5/04GK101184388SQ200680018828
公開日2008年5月21日 申請日期2006年4月11日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月20日
發(fā)明者蒂爾曼·胡夫瑪亞 申請人:蘭考特科德股份公司