專利名稱：接口件通氣的擠奶杯內套的制作方法
技術領域：
本發明涉及自動擠奶機的擠奶杯組件的襯里(liner)或內套(inflation)。本發明的一方面涉及一種擠奶杯內套，所述內套具有位于接口件中的通氣孔。本發明的另一方面涉及一種擠奶杯內套，所述內套具有多側邊的橫截面。本發明的又一方面涉及一種擠奶杯內套，所述內套具有形成在內套中的空氣通道，以將空氣從內套的上部分排送至內套的下部分。
背景技術：
擠奶杯組件用于給奶牛擠奶的自動擠奶機中。將奶頭插入擠奶杯組件中。在擠奶操作中，在擠奶機的集乳器(claw)中保持真空，擴大乳頭孔口，通過內套的筒部分并通過短奶管區段將奶從乳頭吸取到擠奶器的集乳器內。外殼與筒之間的脈動室連接至擠奶機上的脈動器。脈動器周期性地打開脈動室與大氣壓之間的連接，使襯里的筒收縮(collapse)至封閉位置。當在該閉合位置中時，所述筒壓縮奶頭組織以封閉乳頭孔口，中斷來自奶頭的奶流。當筒響應于脈動器而返回至正常打開位置并隨后將脈動室連接至真空時，來自奶頭的奶流恢復。直到此時，已經在內套的短奶管區段中或在集乳器中設置通氣孔以幫助奶從擠奶器組流走，并向上通過奶輸送系統。當在短奶管中設置通氣孔時，由于氣流進入通氣孔，因此不但集乳器而且短奶管都保持奶的暢通。對接口管中的內套通氣有助于奶從奶頭流走，并同時繼續幫助奶流動通過短奶管和集乳器。在接口管中布置通氣孔也有利地限制了奶頭所經受的真空。傳統的擠奶內套橫截面為圓形且易于由機械塑模制成，從而簡化了內套的制造。然而明顯地是，自然的牛犢吮吸或手工擠奶(這兩種情況一般被認為是允許完全和有效地擠奶而對奶頭無過度的壓力)以為奶頭提供的非圓形結構開始。無論是在牛犢吮吸的情況下舌頭相對于腭的活動，或是在人工擠奶的情況下手的閉合，隨著擠奶過程的每次擠壓或吮吸循環，所述結構變得更不圓。現在一般認為的是襯里筒的非圓形橫截面能提供有效的擠奶；實例有橢圓形、三角形、方形、和波紋狀內套筒。于1950年3月28日公布的Babson等人的美國專利No. 2，502，362描述了一種擠奶杯組件，其包括圍繞柔性管狀內套的硬質管狀外殼，其中內套和外殼的內表面具有三角形的橫截面。于1950年10月4日公開的Burry的GB644168披露了一種擠奶杯襯里1，其具有球狀的接口件3，該接口件設置有小孔10，用于使空氣有限制地進入接口件內的空間。擠奶杯襯里I的筒具有可以是卵形或橢圓形的平坦橫截面。據記載，該小孔據說靠近乳房，并且空氣有限制地進入該空間減少了吮吸的程度且避免了在乳房上施加過度的真空，而不損害在奶頭孔口處向下施加的良好擠奶真空。可利用鉚釘狀的裝置來計量和形成該管口。于1970年7月9日公開的Bildshausen等人的DE1607027披露了一種襯里4，該襯里具有位于襯里4的頭部2處的通氣孔18，并且該襯里還具有沿著襯里的軸縱向延伸的一個或多個槽Lauren AgriSystems有限公司的US7578260披露了一種襯里，該襯里包括在擠奶管中處于奶頭位置下方的通氣孔。Lauren構想了不同的襯里橫截面構造，并且通道位于收縮的三角形襯里的頂點處。

發明內容
根據本發明，提供了一種擠奶杯，所述擠奶杯用在為哺乳動物擠奶的擠奶機中，所述擠奶杯包括接口件部分，所述接口件部分具有開口頂部以及適用于安裝至擠奶杯外殼的管狀側壁部分，并且管狀側壁部分還包括通氣孔，所述通氣孔適用于允許受控量的環境空氣進入襯里的接口件內；以及筒，所述筒連接于接口件，并且所述筒適用于在非收縮狀態中接收奶頭并且在收縮狀態中封閉到奶頭上，所述筒具有的橫截面構造在筒處于收縮狀態時沿著筒的長度的至少部分形成用于空氣從接口件流動的一個或多個空氣通道，以有利于空氣和奶流到達并通過奶頭下方的區域進而到達奶管。在一個實施方式中，當筒處于非收縮狀態時，筒的橫截面構造是多側部的。當筒處于收縮狀態時，在多側部筒中的側部之間可形成一個或多個空氣通道。在一個優選實施方式中，當筒處于非收縮狀態時所述筒具有三個側面。在該實施方式中，當筒處于收縮狀態時，在三個側面的每個側面之間形成三個空氣通道。此外，當處于收縮狀態時，空氣通道也可形成在三個側面之間的中央區域內并且在奶頭下方。所述中央區域在筒的側面中的每側中具有圓的構造而不是尖銳的鈍角。可以不同的形式制成通氣孔。例如，該通氣孔可以是圓柱形的、錐形階梯狀的或者所述通氣孔的橫截面是圓形的或不規則的非圓形。所述孔的形狀可以適用于使源自污垢或外來物的堵塞的可能性最小。堵塞物可通過接口件的彈性、通過堵塞物與接口件的管狀側壁部分之間的機械互連、或通過堵塞物與接口件的管狀側壁部分之間的粘性連接而被保
&3甶o在一個實施方式中，通氣孔的大小可設計成在脈動器的完整循環中允許平均每分鐘I升至15升的空氣經過。此外，通氣孔可具有的直徑在從約0. 022英寸至約0. 09英寸(0. 5mm至2. Omm)的范圍內，優選地在從約0. 031英寸至0. 045英寸(0. 7mm至I. Omm)的范圍內，并且最優選為約0. 045英寸(I. 0mm)。在可替換實施方式中，通氣孔可由布置在接口件的管狀側壁部分中的氣孔塞(vent plug)形成。進一步根據本發明，根據以上說明的擠奶杯實施方式中的任一個，擠奶杯包括硬質擠奶杯外殼和擠奶杯襯里。從下文中結合附圖的詳細說明中，本發明的這些和其他特征和優點變得顯而易見。


圖I示出了根據本發明第一實施方式的擠奶杯組件的透視圖。
圖2示出了圖I的擠奶杯組件的透視圖，其中示出了內套的收縮的筒。圖3示出了圖I的擠奶杯組件的沿圖5的線3-3截取的豎直橫截面圖。圖4示出了圖2的擠奶杯組件的沿圖6的線4-4截取的豎直橫截面圖，其中示出了內套的收縮的筒。圖4A示出了根據本發明第二實施方式的擠奶杯組件的在圖4的圓形區域中示出的部分的細節圖。圖5示出圖I的擠奶杯組件的沿圖3的線5-5截取的水平橫截面圖，其中示出了內套的非收縮的筒。
圖6示出圖2的擠奶杯組件的沿圖4的線6-6截取的水平橫截面圖，其中示出了在奶頭處的收縮的內套。圖7示出圖2的擠奶杯組件的沿圖4的線7-7截取的水平橫截面圖，其中示出了在奶頭下方的內套的收縮的筒。
具體實施例方式現參考附圖且具體是參考圖I-圖2，擠奶杯組件10包括硬質的、總體為圓柱形的外殼12以及內套14。外殼12是中空的、細長本體，所述外殼包括環形壁16以及在邊沿18中終止的開口上端(見圖3-圖4)。外殼12可由金屬(例如不銹鋼)、或非金屬材料(例如合成熱塑性或熱固性材料)形成。如此處使用的，術語“內套”與也在擠奶機技術領域中使用的術語“襯里”同義。內套14是管狀構件，由柔性彈性材料形成，諸如天然或合成橡膠。內套14包括細長的、管狀的上部分或筒20，所述筒限定了管道22，所述管道用于以一般常規的方式接收奶牛的奶頭24。如圖5所示，筒20的橫截面為三角形，例如在名稱為“Milking Inflation”的共同所有的美國專利No. 6，164，243中披露，該專利的全部內容通過引證結合于此。其他內套橫截面的幾何形狀也是可行的，包括方形、五邊形、六邊形、七邊形、八邊形和其他多側邊形狀以及波紋形。參考圖3-圖4，內套14還包括接口件部分26，所述接口件部分具有裝配在殼12的上端上的管狀側壁部分并且具有奶頭24延伸穿過的開口 28，所述內套還包括半徑減少的細長的、總體圓柱形的短奶管區段30，所述短奶管區段從殼12的下端延伸并滑移至擠奶器集乳器(未示出)的接套(nipple)上。內套14的接口件部分26具有外圍的、向下延伸的袖套(cuf f )32，所述袖套圍繞并貼合地裝配在殼12的上端上，并且密封地接合邊沿18。短奶管區段30與殼12形成密封，并且在殼12的內壁16與內套筒20之間限定密封的脈動室34。擠奶杯組件10的擠奶操作如下。在擠奶器集乳器中保持真空，并且因而在內套14安裝在奶頭24上后在所述內套內保持真空。抽吸使奶從奶頭24流動通過內套筒20以及短奶管區段30，進入擠奶器集乳器。脈動器(未示出)通過合適的管道(未示出)流體連接至位于殼12上的接套35。脈動器控制筒20收縮至封閉位置以通過壓縮奶頭24的端部來中斷奶流。脈動器的功能是交替地將脈動室34連接至大氣壓以及將脈動室34連接至真空。由于筒20內部的真空與脈動室34內部的大氣壓之間存在壓差，因此將脈動室34連接至大氣壓會使筒20收縮。脈動器循環回真空并基本使內套筒內側與筒外側的真空相等(在脈動室34中)。結果，筒20恢復至其正常的打開位置以允許奶流恢復。在本發明的第一實施方式中，接口件部分26還包括小的空氣通氣孔36，用于使環境空氣有限制地進入接口件部分26和管道22。通氣孔36位于奶頭24下末端的上方，以用于允許空氣在奶頭24下末端的上方進入系統內。通氣孔36模制為內套14的整體部分并且據此設計大小，以允許期望量的環境空氣進入管道22內。通氣孔36延伸穿過接口件部分26的厚度并且限定從周圍環境進入接口件部分26中的空氣通道38。通氣孔36的尺寸一般設計成允許在脈動器的完整循環中平均每分鐘I升至15升的空氣經過。孔直徑的大小的范圍可從約0. 022英寸至0. 09英寸(0. 5mm至2. Omm),并且優選地大約從約0. 031英寸至0. 045英寸(0. 7mm至I. Omm),并且特別地為約0. 045英寸(I. 0mm)。已發現在奶頭24下部分的上方設置通氣孔36產生了更均勻的壓力下降并因而產生了穿過系統的穩定和且均勻分布的氣流。進一步理解的是，制造大于2_的通氣孔36將仍然能使本發明的擠奶杯內套14發揮適當的作用，但可能會在擠奶機中的其他地方導致困難，例如，對于真空泵的負載量。相似地，進一步理解的是，制造小于0. 5mm的通氣孔36將不會損壞本發明的擠奶杯內套14發揮適當的作用，但會在擠奶機中的其他地方引起困難，例如，不能使奶沿著奶 管路或固定導管的具有垂直于奶流方向的部件的任何區段流過。 參考圖4A，在本發明的第二實施方式中，氣孔塞40插入形成在接口件部分26中的開口內。設想氣孔塞40可以是圓柱形、錐形的或具有任何其他合適的輪廓。氣孔塞40可結合有用于自身清潔目的的插入件。此外，氣孔塞40通過任何合適的方式保持在接口件部分26的開口中。此類保持方式的非限制實例包括卡扣(snapping in)、錘擊、敲擊和粘合。參考圖5-7，氣流通道50平行于筒20的軸線縱向地設置，并延伸經過筒20的長度以使得空氣能夠從接口件部分26流動至短奶管區段30。氣流通道50通過收縮的筒20形成，如上所述的，筒的收縮發生擠奶操作的期間。收縮的三角形筒20將固有地具有形成在三角形的每個頂點52處的氣流通道50。在奶頭24延伸的區域中，氣流通道50形成在奶頭24與三角形筒20的頂點52之間，如圖6中示出。在奶頭24下方的區域中，氣流通道50形成在收縮筒20的頂點52處。筒20在頂點52處的厚度和筒20的內部半徑防止筒20的完全收縮。換句話說，三角形的面不整個接觸，而是留下形成氣流通道50的間隙。此外，在奶頭24下方的區域中，由于三角形筒20的三個平坦面抵抗筒20內部的真空與脈動室34中的氣壓之間的壓差，且足以使這三個平坦面不整體接觸，因而形成如圖7中所示的中央空氣通道54。該中央通道54提供了管路(conduit)以用于在圖5中示出的先前打開階段的脈動期間連續地排放從奶頭24吸取的奶，并所述中央通道也確保在奶頭24的端部處可獲得全真空，以確保內套筒20的適當封閉。中央氣流通道54在筒的每側中具有圓的構造，而不是尖銳的鈍角。形成在內套接口件26與奶頭24之間的環形接口件腔56接收通過通氣孔36或氣孔塞40進入的空氣，并在氣流通道50間分布空氣，所有氣流通道都與接口件腔56連通。上述的擠奶杯組件10和內套14具有許多優點。對穿過通氣孔36或氣孔塞40進入接口件腔56的環境空氣進行計量在接口件腔56內產生了適度的真空，所述真空在擠奶真空與大氣壓中間。該壓力差將內套14充分保持至奶頭24，并同時消除了朝著奶頭24“環繞(ringing)”和擴張(swelling)的趨勢,這種環繞和擴張可能由于奶頭24在接口件腔56內的部分經受全程度的擠奶真空而發生。接口件腔56的真空降低，并且結合了以上注明的奶頭的“環繞”和擴張的降低，這使移除擠奶杯組件10 (也稱為“擠奶杯組”)更容易并對于奶牛來說更舒服。并且，三角形內套14以獨特的方式夾緊奶頭，從而即使接口件真空降低，這種方式也降低了內套14從奶頭24滑脫的風險。擠奶杯組件10的另一個優點在于空氣流動通過內套14。因為通氣孔36或氣孔塞40位于奶頭24的末端的上方，沿著奶頭24長度具有連續經過的氣流。該氣流對奶頭進行緩沖以避免奶頭與內套筒20牢固接觸并減少了奶頭24所暴露于的真空度。此外，筒20內的在奶頭24下方的氣流幫助奶從奶頭24平緩地移走，穿過短奶管30，并向上到達隨后的擠奶設備。已知的是，奶頭24的周期性潤濕導致發生牛的乳腺炎，并且奶從奶頭24平緩地移走降低了逆流奶潤濕奶頭24的可能性，并且也有助于在奶頭端部維持穩定水平的擠奶真空，該水平可控制在擠奶機設計中指定的水平處。此外，預期本發明還降低了奶流動中的湍流，這進而減少了酸敗(rancidity)的發生。雖然已經結合本發明的一些具體實施方式
對本發明進行了詳細說明，但應當理解的是，本說明僅是說明性的而不是限制性的。例如，內套可具有多于一個的通氣孔或氣孔塞。本發明可等同地應用于多側橫截面的內套。在不違背所附權利要求中說明的本發明的 精神的情況下，在以上說明和附圖的范圍內可進行合理的改變和修改。
權利要求
1.一種擠奶杯襯里，用在對哺乳動物擠奶的擠奶機中，所述擠奶杯襯里包括 接口件，所述接口件具有開口頂部以及適于安裝至擠奶杯殼的管狀側壁部分，并且所述管狀側壁部分還包括適于允許受控量的環境空氣進入所述襯里的所述接口件內的通氣孔； 內套筒，所述內套通連接至所述接口件，并適于當所述筒處于非收縮狀態時接收奶頭以及當所述筒處于收縮狀態時封閉在所述奶頭上，所述筒具有的橫截面構造在所述筒處于所述收縮狀態時沿著所述筒的長度的至少部分形成用于空氣從所述接口件流動的一個或多個空氣通道，以有利于空氣和奶流到達并通過所述奶頭下方的區域進而到達奶管。
2.根據權利要求I所述的擠奶杯襯里，其中，所述筒的所述橫截面構造在所述筒處于非收縮狀態時是多側部的。
3.根據權利要求2所述的擠奶杯襯里，其中，當所述筒處于收縮狀態時所述一個或多個空氣通道形成在多側部筒的側部之間。
4.根據權利要求3所述的擠奶杯襯里，其中，當所述筒處于所述非收縮狀態時所述筒具有三個側部并且在所述筒的所述三個側部之間形成三個空氣通道。
5.根據權利要求4所述的擠奶杯襯里，其中，當所述筒處于收縮狀態時，所述一個或多個空氣通道形成所述三個側部的每個側部之間。
6.根據權利要求1-5中任一項所述的擠奶杯襯里，其中，所述通氣孔是圓柱形的。
7.根據權利要求1-5中任一項所述的擠奶杯襯里，其中，所述通氣孔是錐形的。
8.根據權利要求1-5中任一項所述的擠奶杯襯里，其中，所述通氣孔是階梯狀的。
9.根據權利要求1-5中任一項所述的擠奶杯襯里，其中，所述通氣孔具有非圓形的橫截面。
10.根據權利要求1-5中任一項所述的擠奶杯襯里，其中，所述通氣孔的大小設計成在脈動器的一完整循環中允許平均每分鐘I升至15升的空氣經過。
11.根據權利要求1-5中任一項所述的擠奶杯襯里，其中，所述通氣孔的直徑的范圍為約0. 022英寸至約0. 09英寸(0. 5mm至2. 0mm)。
12.根據權利要求1-5中任一項所述的擠奶杯襯里，其中，所述通氣孔的直徑的范圍為約 0. 031 英寸至 0. 045 英寸(0. 7mm 至 I. 0mm)。
13.根據權利要求1-5中任一項所述的擠奶杯襯里，其中，所述通氣孔的直徑為約0.045 英寸(I. 0mm)o
14.一種擠奶杯，包括硬質擠奶杯殼以及根據權利要求1-5中任一項所述的擠奶杯襯里。
全文摘要
一種擠奶杯內套，包括接口件，接口件具有允許環境空氣在奶頭下末端上方有限制地進入內套筒的通氣孔。一個或多個氣流通道通過筒的配置形成并且沿筒的長度延伸，以將空氣從接口件排送至短奶管。該一個或多個氣流通道可形成在橫截面上呈多個側部的筒的側部之間。
文檔編號A01J5/04GK102655738SQ201080054044
公開日2012年9月5日 申請日期2010年10月29日 優先權日2009年12月2日
發明者帕特里克·P·格雷斯, 托馬斯·P·諾沃特尼 申請人:岸弘聚合物有限公司