Способ измерения количества молока в потоке и устройство для его осуществления

Международная патентная классификация:       A01J G01F

Патент на изобретение №:      2208312

Автор:      Алексеев С.В., Цой Ю.А., Зеленцов А.И., Мильман И.Э., Волнейкин В.В.

Патентообладатель:      Государственное научное учреждение Всероссийский научно- исследовательский институт электрификации сельского хозяйства

Дата публикации:      20 Июля, 2003

Начало действия патента:      29 Января, 2002

Адрес для переписки:      109456, Москва, 1-й Вешняковский пр-д, 2, ВИЭСХ, ОНТИ и патентования, О.В. Голубевой

Изображения

Изобретение относится к животноводству, в частности к измерению количества молока на доильных установках молокоприемных пунктов молокоперерабатывающих заводов. Способ включает предварительные измерения и ввод в блок управления постоянных значений времени открытия toткр и закрытия tзакр клапана-отсекателя, среднего значения потока молока Qcp при переходном процессе в период закрытия клапана-отсекателя tзакр при завершении процесса опорожнения и величины измерительной камеры V0, причем количество молока, прошедшего за один цикл, определяется в формуле:

где V - объем молока, проходящий за одно включение молочного насоса, л. Устройство для осуществления способа содержит измерительную камеру с входным патрубком, в нижней части которой расположены выходной патрубок с электромагнитным клапаном-отсекателем, который связан с молочным насосом, датчики верхнего и нижнего уровней, размещенные в измерительной камере, микропроцессорный блок управления с блоком цифровой индикации. В результате применения электромагнитного клапана-отсекателя исключаются перетечки молока при остановке молочного насоса, происходит четкое разделение процессов заполнения и опорожнения измерительной емкости устройства, повышается точность измерения количества молока. 2 с.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области сельского хозяйства, к измерению количества молока, может быть использовано на молокоприемных пунктах и молокоперерабатывающих заводах при приемке молока.

Известны различные способы и устройства для измерения количества молока (а.с. СССР 1277444, MKИ7 A 01 J 7/00, 1984 г.).

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ группового учета молока на доильных установках, включающий циклическую подачу молока в измерительную камеру, выработку сигнала в момент достижения поверхностью молока верхнего уровня и включение этим сигналом молочного насоса и выведение последним молока из измерительной камеры, выработку сигнала в момент достижения поверхностью молока нижнего уровня и отключение этим сигналом молочного насоса, регистрацию времени работы и пауз молочного насоса, времени срабатывания и отключения молочного насоса, времени достижения номинального числа оборотов молочным насосом и времени остановки последнего с последующим вычислением выведенного объема молока и суммирование этих объемов за время доения, а также устройство для реализации данного способа, содержащее измерительную камеру с входными и выходными патрубками, молочный насос на одном валу с электродвигателем, блок запуска электродвигателя, датчики верхнего и нижнего уровней молока, вычислительный блок с блоком индикации (а.с. СССР 1717022, А 01 J 7/00).

Недостатками прототипа являются существенные погрешности измерения, так как после отключения молочного насоса молоко некоторое время продолжает протекать по выходному патрубку вследствие инерционности потока.

Задачей изобретения является повышение точности измерения количества молока при непрерывном потоке поступающего молока.

В результате использования предлагаемого изобретения повышается точность измерения молока в непрерывном потоке путем четкого разделения процессов заполнения и опорожнения измерительной емкости, а также исключения перетечек молока.

Вышеуказанный технический результат достигается тем, что в способе измерения количества молока в потоке, включающем подачу молока в измерительную камеру, выработку сигнала в момент достижения поверхностью молока заданного верхнего уровня для включения молочного насоса, опорожнение последним измерительной камеры, выработку в момент достижения поверхностью молока заданного нижнего уровня сигнала для выключения молочного насоса, измерение времени заполнения до момента достижения верхнего уровня и времени опорожнения до момента достижения нижнего уровня с последующим вычислением прокачанного объема молока за одно включение молочного насоса, суммирование этих объемов за все время измерения и индикацию итоговой величины, в момент достижения поверхностью молока верхнего уровня вырабатывают сигнал для открытия клапана-отсекателя, установленного на выходном патрубке перед молочным насосом и в момент достижения поверхностью молока нижнего уровня вырабатывают сигнал для закрытия клапана-отсекателя, а также при вычислении объема молока, прошедшего за одно включение молочного насоса, учитывают постоянные значения времени открытия и закрытия клапана-отсекателя и величину среднего значения потока молока в выходном патрубке при переходном процессе за время закрытия клапана-отсекателя при завершении процесса опорожнения, одновременно определяют объем молока, перекачанного молочным насосом за одно его включение, при непрерывном поступлении молока в измерительную камеру из соотношения:

Причем среднее значение потока молока Qcp в выходном патрубке при переходном процессе за время закрытия клапана-отсекателя tзакр, при завершении процесса опорожнения определяют как среднее значение функции Q(t) (см. фиг. 3. ), характеризующей изменение потока молока во времени в выходном патрубке с момента получения сигнала на закрытие клапана-отсекателя до его полного закрытия, т.е. за период закр:

Вышеуказанный технический результат достигается тем, что предложено устройство для осуществления способа измерения количества молока в потоке при приемке на молокоприемных пунктах и молокозаводах, содержащее измерительную камеру с входным патрубком, в нижней части которой расположен выходной патрубок, который связан с молочным насосом, датчики верхнего и нижнего уровней, размещенные в измерительной камере, блок задания, микропроцессорный блок управления с блоком цифровой индикации, при этом датчики верхнего и нижнего уровней присоединены соответственно к первому и второму входам блока управления, а второй выход соединен с блоком цифровой индикации. Причем устройство снабжено электромагнитным клапаном-отсекателем, установленным на выходном патрубке перед молочным насосом, причем первый выход блока управления связан с входом блока запуска, управляющего работой молочного насоса и клапана-отсекателя, а также блоком задания времени открытия и закрытия клапана-отсекателя и среднего значения потока при переходном процессе, выходы которого соединены соответственно с третьим, четвертым и пятым входами блока управления, и блоком задания величины объема измерительной камеры, а выход блока задания величины измерительной камеры соединен с шестым входом блока управления.

В результате применения клапана-отсекателя исключаются перетечки молока при остановке молочного насоса, происходит четкое разделение процессов заполнения и опорожнения измерительной емкости устройства.

Сущность изобретения поясняется фиг.1-3.

На фиг.1 схематически изображено устройство для измерения количества молока. На фиг.2 - блок-схема алгоритма работы микропроцессорного блока управления. На фиг.3 изображен график определения среднего значения потока молока в выходном патрубке Qcp при переходном процессе (когда поток молока меняется от начального значения Овых до нуля) за время закрытия клапана-отсекателя tзакр при завершении процесса опорожнения.

Устройство для осуществления способа измерения количества молока содержит входной патрубок 1, измерительную емкость 2, выходной патрубок 3, молочный насос откачки 4 и нормально закрытый электромагнитный клапан-отсекатель 5, установленный между емкостью 2 и насосом 4. В измерительной камере расположены датчики верхнего 6 и нижнего уровня 7, подключенные соответственно к первому и второму входам микропроцессорного блока управления 8. К третьему входу блока управления 8 подключен выход блока 9 задания времени открытия клапана-отсекателя 5 tоткр, к четвертому входу - выход блока 9 задания времени закрытия клапана-отсекателя 5 tзакр, а к пятому входу - выход блока 9 задания среднего значения потока Qcp при переходном процессе (когда поток молока меняется от начального значения Qвых до нуля). Шестой вход блока управления 8 соединен с выходом блока 10 задания вместимости измерительной камеры 2 0. Первый выход блока управления 8 соединен с входом блока запуска 11, управляющего работой клапана-отсекателя 5 и молочного насоса 4. Второй выход блока управления 8 соединен с блоком цифровой индикации 12 для отображения измеренного объема молока.

Способ измерения количества молока в потоке осуществляют следующим образом.

Предварительно в блок управления 8 вводят постоянные значения времени открытия tоткр и закрытия tзакр клапана-отсекателя 5, среднего значения потока молока Qcp в выходном патрубке 3 при переходном процессе за время закрытия клапана-отсекателя 5 tзакр при завершении процесса опорожнения и величины измерительной камеры 2 V0.

При непрерывной подаче молока происходит заполнение измерительной камеры 2. Микропроцессорный блок управления 8 начинает отсчет времени заполнения измерительной камеры 2 tзап, с момента срабатывания датчика нижнего уровня 7 до срабатывания датчика верхнего уровня 6. После срабатывания датчика верхнего уровня 6 включают молочный насос 4 и одновременно открывают клапан-отсекатель 5, и начинают отсчет времени опорожнения измерительной камеры 2 tоп. Молочный насос 4 через выходной патрубок 3 и открытый клапан-отсекатель 5 производит опорожнение измерительной камеры 2. После срабатывания датчика нижнего уровня 7 заканчивают отсчет времени tоп, и вырабатывают сигнал в блоке запуска 11, закрывают клалан-отсекатель 5 и отключают молочный насос 4. Одновременно определяют объем молока, перекачанный за одно включение молочного насоса 4, при непрерывном поступлении молока в измерительную камеру из соотношения:

Затем выводят на блок индикации 12 сообщение об измеренном объеме молока. В следующем цикле "заполнение-опорожнение" весь процесс измерения количества молока повторяют. По окончании приемки молока блоком индикации 12 выводится сообщение о суммарном зарегистрированном объеме молока.

Устройство для реализации данного способа работает следующим образом.

Для каждого устройства определяют и проводят задание объема измерительной камеры 2 V0, времени открытия tоткр и закрытия tзакр клапана-отсекателя 5 и среднего значения потока молока Qcp в выходном патрубке 3 при переходном процессе в период tзакр при завершении процесса опорожнения. Перед началом приемки, согласно алгоритму управления, задается значение зарегистрированного количества молока V=0 л. При приемке молоко непрерывным потоком начинает поступать через входной патрубок 1 в измерительную камеру 2 и начинает накапливаться в ней. При поступлении сигнала о срабатывании датчика нижнего уровня 7 на первом входе блока управления 8 начинается отсчет времени заполнения емкости tзап до срабатывания датчика верхнего уровня 6. При получении сигнала срабатывания датчика верхнего уровня 6 блок управления 8 дает сигнал по первому выходу на вход блока запуска 11 для открытия клапана-отсекателя 5 и на включение молочного насоса откачки 4. Обязательным условием работы устройства является то, что насос 4 должен иметь большую производительность чем поток молока на входе, то есть должно выполняться условие Qвых>Qвх. При этом уровень молока в измерительной камере 2 устройства начинает понижаться. Одновременно с этим начинается отсчет времени опорожнения tоп с момента отключения датчика верхнего уровня 6 до срабатывания датчика нижнего уровня 7. При срабатывании датчика нижнего уровня 7 блок управления 8 подает сигнал блоку 11 на закрытие клапана-отсекателя 5 и на отключение молочного насоса 4. После этого в блоке управления 8 вычисляется объем молока, перекачанного молочным насосом за один цикл, из соотношения:

где V - объем молока, проходящий за одно включение молочного наcoca, л; V0 - вместимость измерительной камеры, л; tоп - продолжительность опорожнения измерительной камеры, с; tзап - продолжительность заполнения измерительной камеры, с; tоткр - время открытия клапана-отсекателя, с; tзакр - время закрытия клапана-отсекателя, с; Qcp - среднее значение потока молока в выходном патрубке при переходном процессе в период tзакр при завершении процесса опорожнения, л/с.

Причем значения времени открытия tоткр и времени закрытия клапана-отсекателя tзакр, объема измерительной камеры V0 и среднего значения потока молока при переходном процессе Qcp определяются экспериментально, и являются постоянными величинами для каждого образца данного устройства.

Суммарный зарегистрированный объем молока определяют по формуле: Пкi=Пнi+Vi, где Пкi - зарегистрированный суммарный объем молока после i-го цикла регистрации, л; Пнi - зарегистрированный суммарный объем молока до i-го цикла регистрации, л; Vi - объем молока, перекачанного за i-ый цикл.

Блок управления 8 выводит со второго выхода информацию о суммарном объеме перекачанного молока Пкi на блок цифровой индикации 12. Одновременно начинается обработка следующего цикла измерений с отсчета времени заполнения измерительной камеры 2 tзап. По окончании приемки молока блоком 12 индикации отображается информация о всем объеме молока, перекачанном молочным насосом 4.

Конкретный пример выполнения способа измерения количества молока в потоке.

Измеряют объем измерительной камеры (V0=10 л), из технической характеристики электромагнитного клапана-отсекателя находят продолжительность его открытия (tоткр=0,3 с) и закрытия tзакр=0,5 с), определяют среднее значение потока молока в выходном патрубке при переходном процессе в период tзакр при завершении процесса опорожнения (Qcp=4 л/с). Регистрируют продолжительность заполнения (tзап= 9 с) и опорожнения (tоп=5 с) измерительной камеры. Объем молока, прокачанный за одно включение молочного насоса, определяют по формулам: а) без учета влияния величин tоткр, tзакр, Qcp:

б) по формуле, предложенной в способе:

Ошибка измерения составляет:

Формула изобретения

1. Способ измерения количества молока в потоке, включающий подачу молока в измерительную камеру, выработку сигнала в момент достижения поверхностью молока заданного верхнего уровня для включения молочного насоса, опорожнение последним измерительной камеры, выработку в момент достижения поверхностью молока заданного нижнего уровня сигнала для выключения молочного насоса, измерение времени заполнения до момента достижения верхнего уровня и времени опорожнения до момента достижения нижнего уровня с последующим вычислением прокачанного объема молока за одно включение молочного насоса, суммирование этих объемов за все время измерения и индикацию итоговой величины, отличающийся тем, что в момент достижения поверхностью молока верхнего уровня вырабатывают сигнал для открытия клапана-отсекателя, установленного на выходном патрубке перед молочным насосом, и в момент достижения поверхностью молока нижнего уровня вырабатывают сигнал для закрытия клапана-отсекателя, а также при вычислении объема молока, прошедшего за одно включение молочного насоса, учитывают постоянные значения времени открытия и закрытия клапана-отсекателя и величину среднего значения потока молока в выходном патрубке при переходном процессе за время закрытия клапана-отсекателя при завершении процесса опорожнения, одновременно определяют объем молока, перекачанного молочным насосом за одно его включение при непрерывном поступлении молока в измерительную камеру из соотношения

где V- объем молока, проходящий за одно включение молочного насоса, л; V0 - вместимость измерительной камеры, л; tоп - продолжительность опорожнения измерительной камеры, с; tзап - продолжительность заполнения измерительной камеры, с; toткp - время открытия клапана-отсекателя, с; tзакр - время закрытия клапана-отсекателя, с; Qcp - среднее значение потока молока в выходном патрубке при переходном процессе в период закрытия клапана-отсекателя tзакр при завершении процесса опорожнения, л/с, затем в конце приемки определяют общее количество молока путем суммирования этих объемов, причем среднее значение потока молока в выходном патрубке при переходном процессе за время закрытия клапана-отсекателя при завершении процесса опорожнения определяют как среднее значение некоторой функции Q(t), характеризующей изменение потока молока во времени в выходном патрубке с момента получения сигнала на закрытие клапана-отсекателя до его полного закрытия, т.е. за период tзакр

2. Устройство для измерения количества молока в потоке, содержащее измерительную камеру с входным патрубком, в нижней части которой расположен выходной патрубок, который связан с молочным насосом, датчики верхнего и нижнего уровней, размещенные в измерительной камере, микропроцессорный блок управления с блоком цифровой индикации, при этом датчики верхнего и нижнего уровней присоединены соответственно к первому и второму входам блока управления, а второй выход соединен с блоком цифровой индикации, отличающееся тем, что устройство снабжено электромагнитным клапаном-отсекателем, установленным на выходном патрубке перед молочным насосом, причем первый выход блока управления связан с входом блока запуска, управляющего работой молочного насоса и клапана-отсекателя, а также блоком задания времени открытия и закрытия клапана-отсекателя и среднего значения потока при переходном процессе, выходы которого соединены соответственно с третьим, четвертым и пятым входами блока управления, и блоком задания величины объема измерительной камеры, а выход блока задания величины измерительной камеры соединен с шестым входом блока управления.

MM4A - Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 30.01.2007

Извещение опубликовано: 27.01.2008 БИ: 03/2008

Популярные патенты:

2400960 Ориентирующее устройство для корнеплодов конической формы

... пружин, установленных в верхней части боковин и упоров в нижней части.Остальные признаки заявляемого устройства частные, поскольку характеризуют лишь конкретное исполнение того или иного узла.Изобретение поясняется чертежами. На фиг.1 представлена принципиальная схема ориентирующего устройства для корнеплодов конической формы на двух видах: а - главный вид; б - вид сверху.На фиг.2 представлены схемы последовательности ориентирования корнеплода ориентирующим устройством для корнеплодов конической формы: а - главный вид; б - вид сверху.Ориентирующее устройство для корнеплодов конической формы (фиг.1) представляет собой две боковины 1 плоской прямоугольной формы, изготовленные из ...

2217912 Способ проведения контрольного лова молоди пелагических рыб, в частности лососевых, и обкидной невод

... было выловлено 721 экз. мальков горбуши, длиной 50-10 мм, кеты - 514 экз. длиной 50-110 мм. Близнецовым тралом было выловлено 37 экз. мальков горбуши, длиной 55-100 мм, кеты - 64 экз. длиной 50-100 мм. Пример 4 Станция 19 расположена в проливе Литке (зал. Карагинский), глубина 200 м, расстояние от берега 20 миль. Обкидным неводом было выловлено 57 экз. мальков горбуши, длиной 70-110 мм, кеты - 102 экз. длиной 65-120 мм. Кошельковым неводом было выловлено 0 экз. мальков горбуши, кеты - 0 экз. Пример 5 Станция 5 расположена в заливе Корфа, глубина 50 м, расстояние от берега 10 миль. Обкидным неводом было выловлено 37 экз. мальков горбуши, длиной 65-110 мм, кеты - 53 экз. длиной ...

2100354 Макроциклический лактон, фармацевтическая композиция, обладающая антибиотической активностью, и инсектоакарицидная композиция

... почвы и сельскохозяйственных культур, включая хлебные злаки (например, пшеницу, ячмень, маис, рис), овощи (например, сою), фрукты (например, яблоки, виноград и цитрусовые), наряду с корнеплодами (например, сахарную свеклу, картофель). Характерными примерами таких вредителей являются фруктовые клещи и тля, например, Aphisfalue, Aulacorthum circumflexum, Myzuspersical, Nephotettix cincticeps, Nilpawata lugens, Panonychus ulmi, Phorodonhumuli, Phyllocoptruta oleivora, Tetramychus urticae и представители рода Trialeuroides нематоды, например, представители рода Aphelencoides, Olobodera, Heterodera, Meloidogyne и Panagrellus чешуйчатые, например, Heliothis, Plutella и Spodpotira ...

2075933 Композиция для иммунизации растений от различных фитопатогенов

... (ЭПК) или их низших алкиловых эфиров в количестве не менее 10 мас. от суммы кислот, а в качестве целевых добавок антиоксиданты и мочевину. Свойства предложенной композиции определяются не столько способом получения жирных кислот, не точным качественным и количественным составом компонентов в смеси жирных кислот, а в первую очередь наличием в этой смеси АК и/или ЭПК, антиоксиданта и мочевины. Жирные кислоты, содержащие АК и/или ЭПК получают по описанным в литературе технологиям, в частности из животного сырья: из липидов поджелудочной железы и надпочечников крупного рогатого скота, надпочечников или печени свиньи, из сардин и т.д. или на основе микробиологического синтеза с ...

2403703 Способ интенсификации роста растений

... находятся на одном уровне. Замачивание менее 30 минут и более 1 часа менее эффективно, значения всхожести и количество биомассы ниже.Примеры 15-18. Проращивание семян овса проводят по примеру 4, отличающемуся те, что изменяется модуль ванны (отношение массы активированной воды к массе биологического материала). Результаты проращивания в этих условиях приведены в таблице 3. Таблица 3 Зависимость результатов проращивания семян овса от модуля ванны при замачивании примеров Модуль ванныВсхожесть, %Высушенная биомасса на 100 семян, мг 151 41,6195 16 248,3 246(4) 3 57,1307 17 557,4 30918 20 57,1301 Из приведенных материалов следует, что максимальные результаты ...

Еще из этого раздела:

2464784 Защитный слой для растений и деревьев, его изготовление и его применение

2129787 Инсектицидная композиция

2260930 Способ внесения органических удобрений

2487516 Почвообрабатывающая машина

2495561 Машина лесозаготовительная

2119738 Орудие для уборки грубых кормов

2066320 Производные тиазола, способ их получения и способ борьбы с грибками

2050099 Косилка с всасывающим устройством

2067798 Агромостовой комплекс

2215407 Способ создания исходного материала для селекции растений

Изобретения в сфере сельского хозяйства, животноводства, рыболовства

Способ измерения количества молока в потоке и устройство для его осуществления

Изображения

Формула изобретения