CN118742203A

CN118742203A - 挤奶系统

Info

Publication number: CN118742203A
Application number: CN202380021984.9A
Authority: CN
Inventors: A·贝蒂尔森
Original assignee: DeLaval Holding AB
Current assignee: DeLaval Holding AB
Priority date: 2022-03-16
Filing date: 2023-03-16
Publication date: 2024-10-01
Also published as: US20250212831A1; WO2023177344A1; EP4492969A1; CA3248987A1

Abstract

一种挤奶系统(100)包括多个挤奶杯(150a,150b,150c,150d)；多个排奶管(140a,140b,140c,140d)，每一个排奶管连接到相应挤奶杯(150a,150b,150c,150d)；真空泵布置(110)；接收器(120)，该接收器经由管道(115)连接到该真空泵布置(110)，并且还经由相应连接的排奶管(140a,140b,140c,140d)连接到这些挤奶杯(150a,150b,150c,150d)中的每一个挤奶杯，其中在挤奶过程期间在该接收器(120)中存在相对于大气压的负压；和真空调节器(130a,130b,130c)，该真空调节器用于在该挤奶过程的开始将该接收器(120)中存在的该负压设定为第一负压水平；以及在该挤奶过程期间将该负压增大到第二负压水平。

Description

挤奶系统

本发明涉及根据权利要求1所述的挤奶系统。

在奶牛场，通常通过将具有衬垫的挤奶杯附接到动物的每个乳头上，并且除了脉动真空之外还在乳头的尖端下方施加负压/挤奶真空来从动物身上提取奶。因此，模仿了小牛的有节奏的吮吸，使得挤奶真空的吮吸被由脉动真空引起的衬垫的有节奏的运动(打开和关闭)打断。

有时期望在挤奶过程期间调整供应到挤奶杯的负压，使得负压的大小随着动物乳头的当前质量流速而变化。

初始，可以供应第一负压水平以便于将挤奶杯平滑地施加到乳头，并且通过在乳头的奶流量已经达到超过预定义质量流速极限的质量流速之前不供应过大的负压来刺激乳头而同时保持乳头完整性。随着质量流速增大，当超过预定义质量流速极限时，可以向挤奶杯供应第二负压水平(即，相对于大气压更多的负压)。通过供应第二负压水平，与在整个挤奶过程期间以第一负压水平供应恒定负压相比，在更短时间内从乳头提取奶，从而增加了挤奶设备(例如挤奶机器人)每时间单位可以服务的动物数量。

真空泵布置的系统真空可以被供应到收集奶的接收器，并且随后通过相应阀调节适当的负压水平(对于每个相应乳头单独地，或者在乳头集群层面上)。该阀可以被布置在将每个挤奶杯与接收器连接的排奶管中。在低奶流量的情况下，阀必须被设定为非常窄的通道，以在相应乳头处维持适当的负压水平。

然而，在阀的通道非常窄的情况下，经过的奶的湍流可能影响奶质量。

本发明的一个目的是发展一种能够降低能量消耗同时提高奶质量的奶提取概念。

该目的通过根据权利要求1所述的挤奶系统来实现。本发明的挤奶系统旨在在挤奶过程的开始将接收器中存在的负压设定为第一负压水平；以及在挤奶过程期间将接收器中存在的负压从第一负压水平增大到第二负压水平。

由此，当乳头的质量流速高时，供应到挤奶杯的负压相应地增大，从而实现高效奶提取，同时保持乳头完整性。由此，当动物乳头的质量流速高时，即超过预定义阈值极限时，经由也被称为长奶软管的排奶管供应到挤奶杯的负压也增大。

挤奶系统包括各种部件，诸如例如多个挤奶杯，每个挤奶杯被配置为在挤奶过程中的奶提取期间适配到动物的相应乳头上，以及该多个排奶管，其中每个排奶管连接到相应挤奶杯。每个挤奶杯包括可以相应衬垫和壳体，从而在衬垫与壳体之间形成脉动空间。挤奶系统还包括一个或几个真空泵的真空泵布置。真空泵布置被配置为生成系统真空压力。

挤奶系统包括接收器，该接收器经由管道连接到真空泵布置，并且还经由相应连接的排奶管连接到挤奶杯中的每一个挤奶杯。在接收器中，由于与真空泵布置的连接，在挤奶过程期间，相对于大气压存在负压。

接收器可以布置成收集和容纳在挤奶过程期间从仅一只单只动物提取的奶，并且在连续的挤奶过程之前清空。另选地，接收器可以被布置成收集和容纳在挤奶期间从一只单只动物提取的奶的一部分，并且在挤奶过程期间一次或多次被清空。在后一种情况下，接收器的体积可以对应于2升或10升奶。如今，从动物提取的平均奶产量可以是每次挤奶过程40升奶。

挤奶系统可以有利地在通常被称为例如自动挤奶系统(AMS)和/或自主挤奶系统(VMS)的机器人奶站中实现。

另外，挤奶系统包括真空调节器，该真空调节器用于在挤奶过程的开始将接收器中存在的负压设定为第一负压水平；以及在挤奶过程期间将接收器中存在的负压从第一负压水平增大到第二负压水平。

在一些实施方案中，当从动物的乳头提取的奶的质量流速超过相关联阈值极限时，接收器中存在的负压可以随后增大到第三负压水平、第四负压水平等。

在又一些实施方案中，随着从动物的乳头提取的奶的质量流速降低，即下降到低于预定阈值极限，接收器中存在的负压可以随后在挤奶过程趋于结束时降低。

第一负压水平比大气压低-49kPa与-40kPa之间，诸如例如约-42kPa，而第二负压水平在-55kPa与-50kPa之间，诸如例如约-50kPa，此时可能是有利的。

因此，通过调节接收器的负压来调节经由排奶管供应到挤奶杯的负压。然后，可以通过不以恒定速度运行真空泵/多个真空泵来调节负压，这节省了能量。奶质量得到提高。

通过使经由排奶管供应到挤奶杯的接收器的负压适配于动物乳头的当前质量流速，与在接收器中以恒定负压提取奶相比，每时间单位可以提取更多的奶。因此，挤奶系统每时间单位可以服务更多的动物，即更高的奶产量。每只动物更短的挤奶时间还意味着对乳头的压力更小，这可以改善乳头状况和乳房健康。由此提高了牧群的动物福利。

其他优点和附加新颖特征将通过后续详细描述变得显而易见。

本发明的实施方案现在将参考附图进行进一步详细描述，在附图中：

图1示出了根据一个实施方案的挤奶系统。

图2示出了根据一个实施方案的挤奶系统。

图3示出了根据一个实施方案的挤奶系统。

图4示出了根据一个实施方案的挤奶系统。

图5示出了根据一个实施方案的挤奶系统。

图6A概念性地示出了根据一个实施方案的挤奶系统的真空调节器和/或阀装置。

图6B概念性地示出了根据一个实施方案的挤奶系统的真空调节器/或阀装置。

图7概念性地示出了根据一个实施方案的包括多个挤奶点的挤奶系统。

图1示意性地示出了用于在农业环境中使用的挤奶系统100，例如挤奶机器人或旋转平台，以便提取形成奶牛场的动物牧群的一部分的动物的奶。

“动物”可为任意类型的驯养雌性哺乳动物，例如母牛、山羊、绵羊、骆驼、马、奶牛、驴、牦牛等(动物的非穷举列表)。动物可具有四个乳头，例如母牛，或两个乳头，例如山羊和/或绵羊。其它动物可具有其它数量的乳头。

挤奶系统100包括真空泵布置110，该真空泵布置被配置为生成系统真空压力P_s。真空泵布置110可以包括一个单个真空泵，或者在不同实施方案中包括多个真空泵，例如一个或几个频率受控真空泵。

真空泵布置110经由管道115连接到接收器120。

挤奶系统100还可以包括多个排奶管140a、140b、140c、140d，有时也被称为长奶软管。每个排奶管140a、140b、140c、140d可以连接到相应挤奶杯150a、150b、150c、150d。每个挤奶杯150a、150b、150c、150d被设计成在挤奶过程对动物的奶提取期间适配到该动物的相应乳头上。

接收器120经由管道115连接到真空泵布置110，并且还经由相应连接的排奶管140a、140b、140c、140d连接到挤奶杯150a、150b、150c、150d中的每一个挤奶杯。在挤奶过程期间，在接收器120中存在相对于大气压的负压。接收器120被布置成容纳在挤奶过程期间从仅一只单只动物提取的奶，并且在连续的挤奶过程之前被清空。

挤奶系统100还包括至少一个真空调节器130a、130b、130c。该至少一个真空调节器130a、130b、130c是用于在挤奶过程期间调节(即增大或减小)接收器120中存在的负压的布置。经由该至少一个真空调节器130a、130b、130c，在挤奶过程的开始将接收器120中存在的负压设定为第一负压水平。第一负压水平可以设定为比大气压低-49kPa与-40kPa之间，诸如例如约-42kPa。

该至少一个真空调节器130a、130b、130c被布置成当在挤奶过程期间从动物的乳头提取的奶的质量流速高(即超过阈值极限)或者奶被估计为正从动物乳头流出时，在挤奶过程期间将接收器120中存在的负压从第一负压水平增大到第二负压水平。

本文使用的表述“在挤奶过程期间从动物的乳头提取的奶的质量流速”可以解释为从动物的所有乳头提取的奶的质量流速(集群挤奶)，或从动物的所有乳头提取的奶的每个乳头的质量流速(分区挤奶)。

在本上下文中，提到从乳头提取的奶的质量流速的表述“高”应当理解为所测量的质量流速超过预定质量流速阈值极限的状态。预定质量流速阈值极限可以例如在簇挤奶中被设定为3kg/分钟以及/或者在分区挤奶中被设定为1kg/分钟(非限制性示例)。

第二负压水平可以设定为比大气压低约-55kPa与-50kPa之间，诸如例如约-50kPa。

在不同实施方案中，从动物的乳头提取的奶的质量流速可以利用测量器械来估计、间接测量、或者以绝对项测量。

估计质量流速的测量器械的示例可以例如是定时器，该定时器在挤奶过程的开始启动。然后，该估计基于这样的假设：在已经刺激/提取奶达特定时间段(即时间阈值极限)之后，可以假设从动物的乳头提取的奶的质量流速高。

该实施方案的优点在于以低成本实现了非常稳健且容易实现的解决方案。

估计质量流速的测量器械的另一个示例可以是称重秤，该称重秤被布置成从挤奶过程的开始测量接收器120中的奶量的重量。然后，该估计基于这样的假设：在从挤奶过程的开始已经从动物提取了一定量的奶(即阈值重量极限)之后，可以假设从动物的乳头提取的奶的质量流速高。

在又一些实施方案中，估计质量流速的测量器械可以被布置成从挤奶过程的开始测量在挤奶过程期间在接收器120中聚积的液体的体积。测量器械可以例如包括布置在接收器120中的浮子开关或液位传感器，用于从挤奶过程的开始检测在挤奶过程期间在接收器120内提取的奶的液位。然后，该估计再次基于这样的假设：在从挤奶过程的开始已经从动物提取了一定量的奶(即阈值体积极限)之后，可以假设从动物的乳头提取的奶的质量流速高。

测量器械用于估计在挤奶过程期间流入到接收器120中的液体的质量流速、在接收器120中聚积的液体的每时间单位的重量差和/或在接收器120中聚积的液体的每时间单位的体积差中的任一者。

这可以通过以规则的时间间隔(诸如例如每秒、每十分之一秒、每十秒等，或其间的任何时间间隔)测量接收器120的重量和/或提取的奶的体积来实现。然后，可以将相应测量结果之间的提取的奶的每时间单位的重量差和/或每时间单位的体积差与阈值质量流速极限进行比较。

在一些实施方案中，被布置成测量指示在挤奶过程期间从动物的乳头提取的奶的质量流速的测量结果的测量器械可包括多个传感器。该多个传感器中的一个相应传感器可以被布置在相应排奶管140a、140b、140c、140d中，以测量在挤奶过程期间通过该排奶管140a、140b、140c、140d在挤奶杯150a、150b、150c、150d与接收器120之间的区段的液体的质量流速。

由此获得从动物的乳头中的每一个乳头提取的奶的每乳头质量流速的可靠测量结果，从而最小化在一个或几个乳头的质量流速低/低于阈值极限时增大供应的负压的风险。

在其中测量器械可包括多个传感器的又一些实施方案中，该多个传感器中的一个相应传感器可以被布置在排奶管140a、140b、140c、140d的相应空气管中，以测量空气管中的负压水平。因此，可以对由于在挤奶过程期间从动物的乳头中的每一个乳头提取的奶的每乳头高质量流速而导致的真空下降进行间接测量。

尽管可以进行相应质量流速的间接测量，但是这些测量结果可以被认为是可靠的，从而最小化在一个或几个乳头的质量流速低/低于阈值极限时增大供应的负压的风险。

不管如何估计或测量指示在挤奶过程期间从动物的乳头提取的奶的质量流速的测量结果，本发明构思包括当奶质量流速低时以第一负压水平在接收器120中施加负压。当奶质量流速高时，接收器120中的负压可以改变为第二负压水平。

因此，当奶质量流速低时，保护乳头免受过大的负压，而当奶质量流速高时，通过施加高负压有效地提取奶。

该至少一个真空调节器130a、130b、130c可以在几个不同实施方案中实现。

真空调节器130a可以例如被布置成例如通过移动用于减小或增大可调节通道的致动器来调节管道115在真空泵布置110与接收器120之间的可调节通道。真空调节器130a的功能性和对管道115的可调节通道的调节在图6A至图6B中示出并且在说明书的对应部分中进一步讨论。

当在接收器120中期望第一负压水平时，真空调节器130b可另选地被布置成以第一频率反复且交替地打开和关闭通向接收器120的大气压入口125的开口。另外，也可以在管道115上设置大气压入口125。当在接收器120中期望第二负压水平时，真空调节器130b可以替代地以第二频率打开以及关闭该开口。

在又一些实施方案中，真空调节器130c可以将真空泵布置110的速度从第一速度水平增大到第二速度水平。

接收器120中存在的负压可以通过一个或多个真空调节器130a、130b、130c来设定和调节。当应用几个真空调节器130a、130b、130c时，在不同实施方案中它们可以是相同类型或不同类型的，任意组合。

当挤奶过程终止时，挤奶杯150a、150b、150c、150d可以从动物乳头释放。在挤奶过程期间收集在接收器120中的动物的奶可以用各种质量测试来检查。测试可以是例如体细胞计数、检测奶的杂质或污染、检测奶中的血液等。

当/如果奶质量被批准，则使用第一液体泵151将奶从接收器120转送到冷却罐155。

在奶没有被质量测试批准的情况下，可以将奶从接收器120转送到第二罐159。

在奶从接收器120排出期间，大气压可以经由空气入口125进入，同时关闭布置在真空泵布置110与接收器120之间的管道115中的未公开阀。

当接收器120中的奶已经被清空时，下一只动物被允许进入挤奶系统并且开始其挤奶过程。

图2示意性地示出了图1的挤奶系统100的另选实施方案。与图1中所公开的并且已经在说明书的对应部分中描述的部件类似的部件用相同的附图标记表示。

在挤奶系统100的例示的实施方案中，测量器械170可以被布置成测量指示在挤奶过程期间从动物的乳头提取的奶的质量流速的测量结果。测量器械170可以例如包括定时器，如图2中所示。

例示的挤奶系统100还可以包括控制器160，该控制器可以可通信地连接到测量器械170，并且还可通信地连接到该至少一个真空调节器130a、130b、130c。

控制器160可以包括处理电路/电路系统的一个或多个实例，即，中央处理单元(CPU)、专用集成电路(ASIC)、微处理器、图形处理单元(GPU)、电子控制单元(ECU)或可以解释和执行指令的其他处理逻辑。因此，本文所使用的表述“处理电路系统”可以表示包括多个处理电路的处理电路系统，这些处理电路例如上面列举的任何、一些或全部处理电路。

控制器160可以被配置为在挤奶过程期间反复地从测量器械170获得测量结果。此外，控制器160可以被配置为将每个所获得的测量结果与阈值极限进行比较。另外，控制器160可以被配置为基于所获得的测量结果与阈值极限之间的比较，生成控制信号并向该至少一个真空调节器130a、130b、130c提供该控制信号，以将接收器120中存在的负压水平从第一负压水平切换到第二负压水平。

定时器测量器械170可以被布置成在起始时间点启动，该起始点与挤奶过程的开始相关。起始点可以例如是当第一和/或最后挤奶杯150a、150b、150c、150d附接到动物乳头时；当开始对乳头进行预刺激时；等。

控制器160可以监控从定时器测量器械170的启动开始的实耗时间，并且将其连续地与时间阈值极限进行比较。时间阈值极限表示时间长度，在该时间长度之后，可以合理地预期从乳头提取的奶的高质量流速，即质量流速超过质量流速极限。

控制器160可一般有利地被配置为通过执行计算机程序自动执行上述过程。因此，根据一些实施方案，控制器160可以包括存储器单元(即，非易失性数据载体)，该存储器单元存储计算机程序，该计算机程序又可以包含软件，该软件用于，当该计算机程序在控制器160中的至少一个处理器形式的处理电路系统上运行时，使得该处理电路系统执行上述动作。

在一些实施方案中，挤奶系统100还可以包括可通信地连接到控制器160的数据库或数据存储存储器。任选的数据库可以被配置为存储例如与各种期望的负压水平、期望的负压水平间隔和/或阈值水平相关的数据。

图3示意性地示出了图1的挤奶系统100的另选实施方案。与图1中所公开的并且已经在说明书的对应部分中描述的部件类似的部件用相同的附图标记表示。

挤奶系统100的例示的实施方案可以包括测量器械170，该测量器械可以被布置成从挤奶过程的开始测量在接收器120中聚积的液体的体积。在例示的实施方案中，测量器械170包括在接收器160中应用的浮子开关或液位传感器，其被布置成测量在接收器160中提取的奶的液位，并且由此测量提取的奶的体积。由此，进行间接测量，用于指示从挤奶过程的开始从动物的乳头提取的奶的质量流速。

测量器械170的其他实施方案可以包括称重秤，该称重秤被布置成从挤奶过程的开始连续地测量在接收器120中聚积的液体质量。在又一些实施方案中，测量器械170可以被布置成测量例如在挤奶过程期间流入到接收器120中的液体的质量流速、在接收器120中聚积的液体的每时间单位的重量差和/或在接收器120中聚积的液体的每时间单位的体积差中的任一者。

控制器160还可以被配置为在挤奶过程期间反复地从测量器械170获得测量结果并且将其与对应阈值极限进行比较。

当测量涉及在接收器120中聚积的提取的液体的重量时，阈值极限可以包括阈值重量极限。当测量涉及在接收器120中聚积的液体的提取的体积时，阈值极限可以包括阈值体积极限。当测量涉及流入到接收器120中的液体的提取质量流速时，阈值极限可以包括阈值质量流速极限，通常例如以克每分钟g/min计算。

控制器160可以被配置为，当超过阈值极限时，基于所获得的测量结果与阈值极限之间的比较，生成控制信号并向该至少一个真空调节器130a、130b、130c提供该控制信号，以将接收器120中存在的负压水平从第一负压水平切换到第二负压水平。

图4示意性地示出了图1的挤奶系统100的另选实施方案。与图1中所公开的并且在说明书的对应部分中描述的部件类似的部件用相同的附图标记表示。

挤奶系统100的例示的实施方案中的测量器械170可以包括多个传感器170a、170b、170c、170d，其中该多个传感器170a、170b、170c、170d中的一个相应传感器170a、170b、170c、170d可以被布置在排奶管140a、140b、140c、140d的相应空气管175a、175b、175c、175d中，以测量空气管175a、175b、175c、175d中的负压水平。

相应空气管175a、175b、175c、175d可以被布置成在挤奶过程期间将空气供应到排奶管140a、140b、140c、140d中。

因此，每个传感器170a、170b、170c、170d可以与相应空气管175a、175b、175c、175d、相应排奶管140a、140b、140c、140d以及相应挤奶杯150a、150b、150c、150d相关联。由此，每个传感器170a、170b、170c、170d可以测量指示乳头的质量流速的真空下降。

在一些实施方案中，挤奶系统100可以包括多个阀装置180a、180b、180c、180d。该多个阀装置180a、180b、180c、180d中的每个阀装置180a、180b、180c、180d可以被布置在该多个排奶管140a、140b、140c、140d中的一个相应排奶管140a、140b、140c、140d中，以通过从挤奶过程的开始的第一位置减小或增大相应阀装置180a、180b、180c、180d的可调节通道来减小或增大在挤奶过程期间在奶流动方向上在阀装置180a、180b、180c、180d上游的负压。

在当前上下文中的表述“上游”和/或“下游”是指液体流动路径，即在挤奶过程中的奶提取期间的奶流动，或在原位清洁(CIP)清洁期间的清洁液体流动；从挤奶杯150a、150b、150c、150d经由相应排奶管140a、140b、140c、140d到达接收器120。

根据一些实施方案的阀装置180a、180b、180c、180d的功能性和相应阀装置180a、180b、180c、180d的可调节通道的调节在图6A至图6B中示出并且在说明书的对应部分中进一步讨论。

在一些实施方案中，控制器160可以可通信地连接到阀装置180a、180b、180c、180d中的每一个阀装置。控制器160可以被配置为从每个相应传感器170a、170b、170c、170d获得测量结果。然后，控制器160可以将所获得的测量结果中的每一个测量结果与阈值极限进行比较。阈值极限可以被设定为由质量流速导致的真空下降，其指示从乳头提取的奶的高质量流速，即超过质量流速极限的质量流速。

控制器160还可以被配置为，当来自一个传感器170a、170b、170c、170d的所获得的测量结果超过阈值极限时：生成控制信号并向传感器170a、170b、170c、170d所在的排奶管140a、140b、140c、140d的阀装置180a、180b、180c、180d提供该控制信号，以减小或增大相应可调节通道，从而减小或增大阀装置180a、180b、180c、180d上游的负压。

由此，可以在挤奶杯150a、150b、150c、150d中维持基本上恒定的流体压力，而不管乳头的当前质量流速如何。因此，可以在接收器120中施加相对高的挤奶真空，即相对高的负压，但通过使动物乳头不暴露于过高的负压来确保乳头完整性。

在又一些实施方案中，控制器160可另选地被配置为，当所有传感器170a、170b、170c、170d的所获得的测量结果超过阈值极限时：生成控制信号并向该至少一个真空调节器130a、130b、130c提供该控制信号，以将接收器120中存在的负压水平从第一负压水平切换到第二负压水平。

控制器160可另选地被配置为，当至少一个传感器170a、170b、170c、170d的所获得的测量结果超过阈值极限时：生成控制信号并向该至少一个真空调节器130a、130b、130c提供该控制信号，以将接收器120中存在的负压水平从第一负压水平切换到第二负压水平。此外，控制器160可以被配置为生成控制信号并向尚未获得超过阈值极限的传感器测量结果的排奶管140a、140b、140c、140d的阀装置180a、180b、180c、180d提供该控制信号，以减小或增大相应可调节通道，从而减小或增大阀装置180a、180b、180c、180d上游的负压。

挤奶系统100还可以包括压力传感器190，该压力传感器用于测量接收器120内部的压力。压力传感器190可以可通信地连接到控制器160。压力传感器190可以向控制器160提供接收器120的压力测量结果。然后，控制器160可以将所获得的压力测量结果与接收器120中期望的负压进行比较。在所获得的压力测量结果偏离期望的负压的情况下，控制器160可以生成控制信号并向该至少一个真空调节器130a、130b、130c发送该控制信号，以增大或减小提供给接收器120的负压。

图5示意性地示出了图1的挤奶系统100的另选实施方案。与图1中所公开的并且在说明书的对应部分中描述的部件类似的部件用相同的附图标记表示。

然而，该多个传感器170a、170b、170c、170d中的一个相应传感器170a、170b、170c、170d可以被布置在每个排奶管140a、140b、140c、140d中，以测量在挤奶过程期间通过该排奶管140a、140b、140c、140d在挤奶杯150a、150b、150c、150d与接收器120之间的区段的液体的质量流速。

挤奶系统100可以包括多个阀装置180a、180b、180c、180d。该多个阀装置180a、180b、180c、180d中的每个阀装置180a、180b、180c、180d可以被布置在该多个排奶管140a、140b、140c、140d中的一个相应排奶管140a、140b、140c、140d中，以通过从挤奶过程的开始的第一位置减小或增大相应阀装置180a、180b、180c、180d的可调节通道来减小或增大在挤奶过程期间在奶流动方向上在阀装置180a、180b、180c、180d上游的负压。

在一些实施方案中，控制器160可以可通信地连接到阀装置180a、180b、180c、180d中的每一个阀装置。控制器160可以被配置为从每个相应传感器170a、170b、170c、170d获得测量结果。然后，控制器160可以将所获得的测量结果中的每一个测量结果与阈值极限进行比较。阈值极限可以被设定为阈值每乳头质量流速极限，其指示每乳头的奶的质量流速高，即超过每乳头阈值极限的奶的质量流速。

控制器160可另选地被配置为，当至少一个传感器170a、170b、170c、170d但不是所有传感器170a、170b、170c、170d的所获得的测量结果超过阈值极限时：生成控制信号并向该至少一个真空调节器130a、130b、130c提供该控制信号，以将接收器120中存在的负压水平从第一负压水平切换到第二负压水平。此外，控制器160可以被配置为生成控制信号并向尚未获得超过阈值极限的传感器测量结果的排奶管140a、140b、140c、140d的阀装置180a、180b、180c、180d提供该控制信号，以减小或增大相应可调节通道，从而减小或增大阀装置180a、180b、180c、180d上游的负压。

图6A和图6B示出了具有可控真空下降的节流装置或阀装置的一些实施方案。任何此类装置可用于实现包括在挤奶系统100的一些实施方案中的真空调节器130a、130b、130c和/或阀装置180a、180b、180c、180d。

图6A中示出的节流装置，当用于在真空泵布置110与接收器120之间的管道115上实现真空调节器130a时，可以被布置成通过调节管道115的可调节通道610来设定和/或调节(即增大或减小)在挤奶过程期间接收器120中存在的负压。可通过移动致动器620来减小或增大可调节通道610。可调节通道610的尺寸因此可以改变。

另外，或者另选地，节流装置可用于实现阀装置180a、180b、180c、180d，这些阀装置经由相应排奶管140a、140b、140c、140d布置在接收器120与相应挤奶杯150a、150b、150c、150d之间。阀装置180a、180b、180c、180d上游的排奶管140a、140b、140c、140d中的负压可以通过移动致动器620来调节排奶管140a、140b、140c、140d的可调节通道610来设定以及/或者调节。

表述“上游”是指液体流动路径，即在挤奶过程中的奶提取期间从挤奶杯150a、150b、150c、150d经由相应排奶管140a、140b、140c、140d到接收器120的奶流动。

致动器620可以被布置成从控制器160接收控制信号。致动器620可以包括由电动马达或类似设备驱动的气缸以及第一板和第二板。管道115和/或排奶管140a、140b、140c、140d可以被包括在第一板与第二板之间。气缸可以作用在第一板或第二板中的一者上，从而通过调节第一板相对于第二板的位置，基于控制器160的接收到的控制信号来调节可调节通道610。

图6B示意性地示出了具有可控真空下降的节流装置或阀装置的又一实施方案。节流装置可用于实现包括在挤奶系统100的一些实施方案中的真空调节器130a、130b、130c和/或阀装置180a、180b、180c、180d。

当用于实现真空调节器130a时，节流装置可以被布置成通过调节管道115在真空泵布置110与接收器120之间的可调节通道610来设定和/或调节(即增大或减小)在挤奶过程期间接收器120中存在的负压。

当用于实现阀装置180a、180b、180c、180d时，节流装置可以被布置成设定和/或调节在阀装置180a、180b、180c、180d上游的相应排奶管140a、140b、140c、140d中的负压。

形成可控真空调节器130a和/或阀装置180a、180b、180c、180d的节流装置可以包括致动器620(诸如螺线管)和空气阀。节流装置还可以包括阀630，诸如可控阀、截止阀或其他类似的阀布置。

阀630可以包括第一区段660和第二区段640，这两者由柔性膜650分开。根据具体实施，管道115或排奶管140a、140b、140c、140d可以经由可调节通道610通过第一区段660。柔性膜650可以被配置为当大气压被提供到第二区段640时关闭管道115和/或排奶管140a、140b、140c、140d的可调节通道610，并且当大负压下的控制真空P_c被提供到第二区段640时打开可调节通道610。

通过将系统真空压力P_s与大气压P_a混合来生成控制真空P_c。

致动器620可以包括连接到真空泵布置110并因此连接到系统真空P_s的调节器块。此外，调节器块可以经由连接到螺线管的空气阀而连接到大气压P_a。

通过控制螺线管，空气阀可以向大气压P_a打开并且螺线管可以被控制为使得空气阀打开的频率调节空气的入口并因此调节大气压P_a与系统真空压力P_s的混合物以用于生成处于期望水平的控制真空P_c。

致动器620可以被布置成从控制器160接收控制信号。基于接收到的控制信号，致动器620可以通过增大/减小空气阀的开度来调节提供到阀630的控制真空P_c的水平，以调节入口大气压P_a的量。控制真空P_c可以被提供到阀630，其中阀630被布置成根据所提供的控制真空P_c来调节可调节通道610。

通过以受控方式调节可调节通道610，可以调节供应到接收器120和/或阀装置180a、180b、180c、180d上游的负压水平。

真空压力水平因此可以经由可调节通道610调节。提供到第二区段640的控制真空水平可以通过作用于柔性膜650来调节可调节通道610的大小，该大小继而调节通道610，从而当提供到可控阀630的第二区段640的控制真空P_c减小时引起可控的压降。

所提供的控制真空P_c作用在柔性膜650上。可调节通道610由此可以随着柔性膜650打开通道610而增大。当致动器620从控制器160接收控制信号以减小可调节通道610时，更多的大气压P_a进入控制真空P_c，从而减小控制真空P_c的负压水平(即，更少的负压)。然后将增加的控制真空P_c提供到第二区段640，从而使柔性膜650由于大气压而塌陷，这关闭了可调节通道610。

控制器160的控制信令可以例如包括提供到致动器620的脉宽调制(PWM)信号。然后，致动器620的螺线管可以使调节器块打开/关闭空气阀，该空气阀基于PWM信号调节大气压P_a的入口。由此根据接收到的控制信号来调节提供到可控阀630的控制真空P_c的压力水平。

图7示意性地示出了挤奶系统100的实施方案，该挤奶系统包括多个挤奶点，在例示的实施方案中为四个，这些挤奶点经由公共环形管线199连接到公共真空泵布置110，从而提供系统真空P_s。

在例示的实施方案中，每个挤奶点可以包括一组挤奶杯150a、150b、150c、150d，这些挤奶杯经由相应排奶管140a、140b、140c、140d连接到相应接收器120、120a、120b、120c。

每个挤奶点的相应控制器160、160a、160b、160c可以可通信地连接到该挤奶点的测量器械170，并且还可通信地连接到相应的至少一个真空调节器130a1、130a2、130a3、130a4。

控制器160、160a、160b、160c可以从挤奶点的测量器械170获得测量结果，将它们与阈值极限进行比较，并且当所获得的测量结果超过阈值极限时，通过生成调节命令并向该至少一个真空调节器130a1、130a2、130a3、130a4发送该调节命令来调节(即增大或减小)相应接收器120、120a、120b、120c的负压。

图7中示出的实施方案的相应挤奶点可以根据图1至图5中的任一图中示出并且在说明书的对应相应部分中讨论的实施方案中的任何单个实施方案或任何有意义的组合来实现。

得益于所公开的概念，已经开发了一种通过确保乳头下方的适合的流体压力水平来进行、同时保持乳头完整性的高效奶提取的方法。

在图1至图7中描绘的和/或在说明书的相应各个部分中讨论的各种图示的实施方案可以有利地彼此组合，例如通过混合和编译所描述的一些或全部实施方案的特征，从而实现额外的优点。

Claims

1.一种挤奶系统(100)，所述挤奶系统包括：

多个挤奶杯(150a,150b,150c,150d)，每个挤奶杯被配置为在挤奶过程的奶提取期间适配到动物的相应乳头上；

多个排奶管(140a,140b,140c,140d)，其中每个排奶管(140a,140b,140c,140d)连接到相应挤奶杯(150a,150b,150c,150d)；

真空泵布置(110)，所述真空泵布置被配置为生成系统真空压力(P_s)；

接收器(120)，所述接收器经由管道(115)连接到所述真空泵布置(110)，并且还经由相应连接的排奶管(140a,140b,140c,140d)连接到所述挤奶杯(150a,150b,150c,150d)中的每一个挤奶杯，其中在所述挤奶过程期间在所述接收器(120)中存在相对于大气压的负压；

真空调节器(130a,130b,130c)，所述真空调节器用于在所述挤奶过程的开始将所述接收器(120)中存在的所述负压设定为第一负压水平；以及在所述挤奶过程期间将所述接收器(120)中存在的所述负压从所述第一负压水平增大到第二负压水平。

2.根据权利要求1所述的挤奶系统，其中所述接收器(120)被布置成容纳在所述挤奶过程期间从仅一只单只动物提取的奶，并且在连续的挤奶过程之前被清空。

3.根据权利要求1和2中任一项所述的挤奶系统(100)，所述挤奶系统包括

测量器械(170)，所述测量器械被布置成测量指示在所述挤奶过程期间从所述动物的乳头提取的奶的质量流速的测量结果；和

控制器(160)，所述控制器可通信地连接到所述测量器械(170)并且还可通信地连接到所述真空调节器(130a,130b,130c)，其中所述控制器(160)被配置为在所述挤奶过程期间反复地：

从所述测量器械(170)获得测量结果；

将所获得的测量结果与阈值极限进行比较；以及

基于所获得的测量结果与所述阈值极限之间的所述比较，生成控制信号并向所述真空调节器(130a,130b,130c)提供所述控制信号，以将所述接收器(120)中存在的负压水平从所述第一负压水平切换到所述第二负压水平。

4.根据权利要求3所述的挤奶系统(100)，其中所述测量器械(170)包括定时器，所述定时器被布置成在起始时间点启动，所述起始点与所述挤奶过程的所述开始相关；其中所述阈值极限包括时间阈值极限。

5.根据权利要求3所述的挤奶系统(100)，其中所述测量器械(170)被布置成从所述挤奶过程的所述开始测量在所述挤奶过程期间在所述接收器(120)中聚积的液体的重量；并且其中所述阈值极限包括阈值重量极限。

6.根据权利要求3所述的挤奶系统(100)，其中所述测量器械(170)被布置成从所述挤奶过程的所述开始测量在所述挤奶过程期间在所述接收器(120)中聚积的液体的体积；并且其中所述阈值极限包括阈值体积极限。

7.根据权利要求3所述的挤奶系统(100)，其中所述测量器械(170)被布置成测量在所述挤奶过程期间流入到所述接收器(120)中的液体的质量流速、在所述接收器(120)中聚积的液体的每时间单位的重量差以及/或者在所述接收器(120)中聚积的液体的每时间单位的体积差中的任一者；并且其中所述阈值极限包括阈值质量流速极限。

8.根据权利要求3所述的挤奶系统(100)，其中所述测量器械(170)包括多个传感器(170a,170b,170c,170d)，其中所述多个传感器(170a,170b,170c,170d)中的一个相应传感器(170a,170b,170c,170d)被布置在相应排奶管(140a,140b,140c,140d)中，以测量在所述挤奶过程期间通过该排奶管(140a,140b,140c,140d)在所述挤奶杯(150a,150b,150c,150d)与所述接收器(120)之间的区段的液体的所述质量流速；并且其中所述阈值极限包括阈值每乳头质量流速极限。

9.根据权利要求3所述的挤奶系统(100)，其中所述测量器械(170)包括多个传感器(170a,170b,170c,170d)，其中所述多个传感器(170a,170b,170c,170d)中的一个相应传感器(170a,170b,170c,170d)被布置在所述排奶管(140a,140b,140c,140d)的相应空气管(175a,175b,175c,175d)中，以测量所述空气管(175a,175b,175c,175d)中的负压水平；其中所述相应空气管(175a,175b,175c,175d)被布置成在所述挤奶过程期间将空气供应到所述排奶管(140a,140b,140c,140d)中；并且其中所述阈值极限包括阈值负压水平极限。

10.根据权利要求8至9中任一项所述的挤奶系统(100)，所述挤奶系统包括

多个阀装置(180a,180b,180c,180d)，其中所述多个阀装置(180a,180b,180c,180d)中的每个阀装置(180a,180b,180c,180d)被布置在所述多个排奶管(140a,140b,140c,140d)中的一个相应排奶管(140a,140b,140c,140d)中，以通过从所述挤奶过程的开始的第一位置减小或增大所述相应阀装置(180a,180b,180c,180d)的可调节通道来减小或增大在所述挤奶过程期间在奶流动方向上在所述阀装置(180a,180b,180c,180d)上游的负压；并且其中所述控制器(160)可通信地连接到所述阀装置(180a,180b,180c,180d)中的每一个阀装置，并且被配置为

从每个相应传感器(170a,170b,170c,170d)获得测量结果；

将所获得的测量结果中的每一个测量结果与所述阈值极限进行比较；以及当来自一个传感器(170a,170b,170c,170d)的所获得的测量结果超过所述阈值极限时：

生成控制信号并向所述传感器(170a,170b,170c,170d)所在的所述排奶管(140a,140b,140c,140d)的所述阀装置(180a,180b,180c,180d)提供所述控制信号，以减小或增大所述相应可调节通道，从而减小或增大所述阀装置(180a,180b,180c,180d)上游的所述负压。

11.根据权利要求8至9中任一项所述的挤奶系统(100)，其中所述控制器(160)被配置为：

从每个相应传感器(170a,170b,170c,170d)获得测量结果；

将所获得的测量结果中的每一个测量结果与所述阈值极限进行比较；以及

当所有传感器(170a,170b,170c,170d)的所获得的测量结果超过所述阈值极限时，生成控制信号并向所述真空调节器(130a,130b,130c)提供所述控制信号，以将所述接收器(120)中存在的所述负压水平从所述第一负压水平切换到所述第二负压水平。

12.根据权利要求8至9中任一项所述的挤奶系统(100)，所述挤奶系统包括

多个阀装置(180a,180b,180c,180d)，其中所述多个阀装置(180a,180b,180c,180d)中的每个阀装置(180a,180b,180c,180d)被布置在一个相应排奶管(140a,140b,140c,140d)中，以通过从所述挤奶过程的开始的第一位置减小或增大所述相应阀装置(180a,180b,180c,180d)的可调节通道来减小或增大在所述挤奶过程期间在奶流动方向上在所述阀装置(180a,180b,180c,180d)上游的负压；并且其中所述控制器(160)可通信地连接到所述阀装置(180a,180b,180c,180d)中的每一个阀装置，并且被配置为：

从每个相应传感器(170a,170b,170c,170d)获得测量结果；

将所获得的测量结果中的每一个测量结果与所述阈值极限进行比较；

当至少一个传感器(170a,170b,170c,170d)的所获得的测量结果超过所述阈值极限时，生成控制信号并向所述真空调节器(130a,130b,130c)提供所述控制信号，以将所述接收器(120)中存在的所述负压水平从所述第一负压水平切换到所述第二负压水平；以及

生成控制信号并向传感器测量结果超过所述阈值极限的所述排奶管(140a,140b,140c,140d)的所述阀装置(180a,180b,180c,180d)提供所述控制信号，以减小或增大所述相应可调节通道，从而减小或增大所述阀装置(180a,180b,180c,180d)上游的所述负压。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的挤奶系统(100)，其中所述真空调节器(130a,130b,130c)被布置成通过以下中的至少一个动作将所述接收器(120)中存在的所述负压水平从所述第一负压水平切换到所述第二负压水平：

通过移动用于减小或增大所述可调节通道(610)的致动器(620)来调节所述管道(115)在所述真空泵布置(110)与所述接收器(120)之间的可调节通道(610)；以及/或者

当在所述接收器(120)中期望所述第一负压水平时，以第一频率反复且交替地打开以及关闭大气压入口(125)的开口；或者

当在所述接收器(120)中期望所述第二负压水平时，以第二频率反复且交替地打开以及关闭大气压入口的开口；以及/或者

将所述真空泵布置(110)的速度从第一速度水平增大到第二速度水平。