Патент на полезную модель Республики Беларусь

1. ОПИСАНИЕ
ПОЛЕЗНОЙ
МОДЕЛИ К
ПАТЕНТУ
(12)
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(19) BY (11) 6575
(13) U
(46) 2010.10.30
(51) МПК (2009)
A 01J 5/00
(54) ДОИЛЬНЫЙ СТАКАН
(21) Номер заявки: u 20100171
(22) 2010.02.23
(71) Заявитель: Учреждение образования
"Гродненский государственный аг-
рарный университет" (BY)
(72) Авторы: Раицкий Георгий Евгеньевич;
Китиков Вадим Олегович; Сорокин
Эдуард Петрович; Барановский Миха-
ил Васильевич (BY)
(73) Патентообладатель: Учреждение обра-
зования "Гродненский государствен-
ный аграрный университет" (BY)
(57)
Доильный стакан, содержащий сосковую резину и гильзу со штуцером, образующими
межстенное пространство, отличающийся тем, что в гильзе расположено устройство для
варьирования пути и скорости движения воздуха между штуцером и межстенным про-
странством, например в виде кольцевого контейнера со свободного перемещающимися
шариками, присоединенного к нижней части сосковой резины, днище которого перфори-
ровано круглыми отверстиями с диаметром меньшим, чем диаметр шариков, с тем расче-
том, чтобы при любом расположении шариков оставалось некоторое количество
незакрытых ими отверстий, суммарная площадь которых превышает площадь поперечно-
го сечения штуцера.
Фиг. 1
BY6575U2010.10.30

2. BY 6575 U 2010.10.30
2
(56)
1. Патент 2289. Доильный аппарат, МПК A 01J 5/01, зарэгiстрыраван у Дзяржаўным
рэестры вынаходстваў 16 марта 1998.
2. Патент RU 2 180 167 С2, МПК A 01J 5/08. Дата публ. 10.03.2002.
3. Westfalia Surge. Проверка герметичности и измерение давления образования скла-
док (сосковой резины) с помощью ручного вакуумного насоса: Инструкция по эксплуата-
ции (инструкция по монтажу). 7037-9009-026. 03-2000.
4. Техническое обеспечение процессов в животноводстве: учебник / В.К. Гриб,
Л.С. Герасимович, С.С. Жук и др.; под общ. ред. В.К. Гриба. - Мн.: Бел. навука, 2004. -
С. 498-500.
Полезная модель относится к устройствам для машинного доения и предназначена для
использования в сельском хозяйстве.
Она применяется во всех доильных аппаратах, имеющих сосковую резину, поперечно
деформируемую в процессе доения силой атмосферного давления, периодично действу-
ющей в доильном стакане. Современные доильные аппараты работают в два такта - такт
сосания и такт сжатия. В такте сосания сосковая резина находится в равновесном состоя-
нии, поскольку в обеих камерах - подсосковой, находящейся внутри сосковой резины, и в
межстенной, образованной гильзой доильного стакана и наружной поверхностью соб-
ственно сосковой резины, - действует близкое по значению вакуумметрическое давление.
В такте сжатия, при сохраненном вакуумметрическом давлении в подсосковой камере, в
межстенное пространство поступает атмосферное давление. При этом сосковая резина
сжимается (сплющивается), сжимая кончик вымени животного и прекращая таким обра-
зом процесс выведения молока. Степень сжатия зависит от перепада давления в указан-
ных камерах доильного стакана и упругих свойств материала сосковой резины.
Упругость, при идентичных размерных характеристиках, является функцией монтажного
натяжения сосковой резины в гильзе доильного стакана. Форма сжатия - сплющивание в
одной из центральных вертикальных плоскостей. При этом плоскость сплющивания опре-
деляется взаимодействием всех внутренних напряжений, действующих в сосковой резине,
и внешних условий, реализованных соответственно, при монтаже сосковой резины и при
подаче атмосферного давления в межстенное пространство через штуцер. Таким образом,
для смонтированной в гильзе доильного стакана сосковой резины плоскость сплющивания
определяется местом расположения штуцера, через который в такте сжатия поступает ат-
мосферное давление. Поскольку существующим регламентом обслуживания доильного
оборудования не предполагается демонтаж сосковой резины на протяжении всего периода
эксплуатации, сосковая резина сжимается всегда в одной плоскости. Через некоторое вре-
мя эксплуатации сплющивание приобретает вид послеупругой деформации, т.е. сосковая
резина не восстанавливает в поперечном сечении форму круга. Время возникновения де-
фекта от начала эксплуатации зависит от упругих свойств материала и конструкции сос-
ковой резины, но оно всегда значительно меньше, чем долговечность ее по другим
эксплуатационным показателям. Так даже сосковая резина, изготовленная из высококаче-
ственного силиконового полимера, при замене в пределах плановых сроков эксплуатации,
вся послеупруго сплющена.
Основной недостаток послеупруго сплющенной сосковой резины состоит в том, что в
такте сосания сфинктер соска полностью не раскрывается и скорость доения снижается.
Кроме того, по ребрам сплющивания вакуумметрическое давление распространяется на
боковые поверхности соска вымени и производит, болезненные для животного, деформа-
ции. В связи с этим послеупругое сплющивание следует рассматривать как основание для
снятия сосковой резины из эксплуатации и выбраковки ее.

3. BY 6575 U 2010.10.30
3
Известен доильный аппарат [1], в доильных стаканах которого применяется полимер-
ная конусная вставка с отверстиями для подачи к сосковой резине атмосферного или ва-
куумметрического давления от штуцера. При этом, в процессе эксплуатации доильных
стаканов, имеется возможность изменения положения вставки и, соответственно, ее от-
верстий по отношению к сосковой резине и штуцеру, что меняет плоскость деформации
сосковой резины. Недостатком устройства является необходимость периодического де-
монтажа сосковой резины и изменения взаимного расположения деталей вручную.
Известен доильный стакан [2], в котором деформация сосковой резины происходит не
в вертикальной центральной плоскости, а в криволинейной касательной за счет специаль-
ной конструкции сосковой резины, на наружной поверхности которой по винтовым лини-
ям образовано два ребра жесткости. Недостатком конструкции является отсутствие
устройств, препятствующих образованию послеупругой деформации сосковой резины по
криволинейной плоскости, не менее опасной, чем центральная вертикальная.
Известен доильный стакан германской фирмы Westfalia Surge [3], имеющий в ком-
плекте устройство для оценки степени износа сосковой резины по величине ее сплющива-
ния под действием испытательного вакуумметрического давления. Недостатком
доильного стакана является отсутствие специальных устройств, препятствующих возник-
новению послеупругого сплющивания.
Прототипом избран доильный стакан доильного аппарата АДУ-1 [4], широко распро-
страненного в России, Беларуси, Украине, принципиально не отличающегося по кон-
струкции от преобладающе используемого в мировой практике машинного доения
двухкамерного доильного стакана.
Доильный стакан состоит из сосковой резины и жесткой гильзы. В нижней части гиль-
зы прикреплен штуцер для подвода в межстенное пространство вакуумметрического и ат-
мосферного давления для формирования тактов, соответственно, сосания и сжатия.
Недостатком доильного стакана является отсутствие специальных устройств, изменя-
ющих плоскость деформации сосковой резины в тактах сжатия. В результате многочис-
ленных (67±5 мин-1
) деформаций в одной плоскости сосковая резина послеупруго
сплющивается и становится непригодной к эксплуатации, так как в таком состоянии сни-
жает скорость доения и травмирует сосок животного. Таким образом конструкция прото-
типа снижает сроки эксплуатации сосковой резины.
Заявляемая полезная модель направлена на увеличение сроков эксплуатации сосковой
резины.
Задача решается следующим образом. В гильзе расположено устройство для варьиро-
вания пути и скорости движения воздуха между штуцером и межстенным пространством
в виде кольцевого контейнера со свободно перемещающимися шариками, присоединенно-
го к нижней части сосковой резины, днище которого перфорировано круглыми отверсти-
ями с диаметром меньшим, чем диаметр шариков, с тем расчетом, чтобы при любом
расположении шариков оставалось некоторое количество незакрытых ими отверстий,
суммарная площадь которых превышает площадь поперечного сечения штуцера.
Сущность полезной модели поясняется фиг. 1, 2, на которых соответственно изобра-
жены центральный продольный разрез доильного стакана и поперечный разрез по A-A.
Доильный стакан (фиг. 1) состоит из гильзы 1 со штуцером 2, сосковой резины 3, кольце-
вого контейнера 4 с отверстияеми 5 и свободно перемещающимися шариками 6. Кольце-
вой контейнер 4 изготовлен в виде корпуса прямоугольного сечения, который внутренним
отверстием плотно закрепляется за нижнюю часть сосковой резины, а наружной цилин-
дрической образующей соприкасается с внутренней поверхностью гильзы с обеспечением
возможности передвижения его вдоль оси доильного стакана при натяжении сосковой ре-
зины на последующие кольцевые канавки 7. В днище контейнера перфорированы круглые
отверстия 5 с диаметром, меньшим диаметра шариков. Количество отверстий превышает
количество помещенных в контейнер шариков с таким расчетом, чтобы при перекрытии

4. BY 6575 U 2010.10.30
4
всеми шариками отверстий 5 в днище контейнера 4 оставалось некоторое количество не-
закрытых, суммарная площадь которых превышает площадь поперечного сечения штуцера 2.
Работа доильного стакана осуществляется следующим образом. Через деформируе-
мую канавку 8 в верхней плоскости контейнера 4 в его полость закладываются шарики 6
(фиг. 1, 2). Контейнер закрепляется на сосковой резине с использованием ее верхней
кольцевой канавки 7 и монтируется вместе с сосковой резиной в гильзу. Шарики 6, сво-
бодно перекатываясь внутри контейнера в процессе переноски доильного аппарата, оде-
вания стаканов на соски вымени, непосредственно при доении, постоянно изменяют свое
положение по отношению к отверстиям, через которые перемещается воздух от штуцера в
межстенную камеру, или наоборот, от межстенной камеры к штуцеру. Путь и скорость его
перемещения зависят от того, какие отверстия открыты и сколько таких открытых отвер-
стий в данное время имеется. При движении воздуха через большее количество отверстий
скорость его будет меньше, чем при движении через меньшее количество. Местоположе-
ние шариков в полости контейнера носит случайный характер и зависит от наклона стака-
на, который в процессе дойки постоянно изменяется.
Таким образом воздействие воздуха по направлению и силовому импульсу на соско-
вую резину будет изменчивым, что обеспечивает ее сплющивание в разных вертикальных
плоскостях и препятствует образованию последующей пластической деформации сплю-
щивания.
Фиг. 2
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.