[0001] 本发明涉及一种按照权利要求1的前序部分所述的用于从产奶的动物中挤奶、尤其自动化地挤奶的挤奶设备的奶水分离装置。

[0002] 例如用于从产奶的动物如例如奶牛、绵羊、山羊中自动化地挤奶的挤奶设备具有奶水分离装置。自动化的挤奶过程能够借助于所谓的挤奶机器人来执行。这样的奶水分离装置将液体区域与空气(真空)供应机构分离。在此，所谓的奶泡被防止进入到真空供应机构中。奶泡基于由进入到奶水系统中的空气(例如期望地通过用于更好使得奶水输送离开的喷嘴或者不期望地通过在挤奶杯和乳头之间的漏气)所引起的奶水/空气混合物而形成。此外，也还能够通过动物的喂养影响奶泡形成。

[0003] 被视为不利的是，在奶水分离装置中所形成的奶泡在体积方面如此升高，使得其通过真空供应机构的过流保护单元被抽走并且因此可能产生奶水损失。分离容器越紧凑地构造，则该危险越大。在机器人设备中目标是采用尽可能紧凑的容器。因此有效地防止泡沫是必要的。

[0004] 由于尤其对高产量、连续且较少维护的运行以及对在紧凑结构的同时较高效的奶产量的越来越提升的需求，存在对于经改善的奶水分离装置的持续需求。

[0036] 概念“上”、“下”、“左”、“右”涉及在图中的相应的布置。

[0037] 图1示出了具有根据本发明的奶水分离装置10的示例性挤奶设备1的示意性框图。

[0038] 挤奶设备1在这里包括：具有乳头杯2a的挤奶工具2、挤奶线路3、真空产生器4、过流保护单元6、奶泵7、奶罐8以及奶水分离装置10。

[0039] 乳头杯2a与集聚件2b相连接。集聚件2b经由挤奶软管3a联接在挤奶线路3上。挤奶线路3汇接到奶水分离装置10中，该奶水分离装置不仅与主真空线路5而且与奶泵7连接。

[0040] 真空产生器4例如是真空泵，该真空泵联接到主真空线路5上。主真空线路5经由过流保护单元6与真空线路5a相连接，奶水分离装置10经由所谓的空气线路5b联接到该真空线路上。

[0041] 奶泵7与奶水分离装置10经由奶水输入线路7a连接并且借助奶水压力线路7b联接到奶罐8上。

[0042] 在挤奶过程中，乳头杯2a贴靠未示出的有待挤奶的动物的乳头上。真空线路5a经由过流保护单元6和主真空线路5被施加由真空产生器4所产生的真空。乳头杯2a经由集聚件2b、挤奶软管3a、挤奶线路3、奶水分离装置10和空气线路5b与真空线路5a相连接。借助于真空使得从挤奶工具2的乳头杯2a挤出的奶水运送到奶水分离装置10中。

[0043] 奶水分离装置10的功能在于，将所挤出的奶水与真空供应机构分离，其中，同时抑制形成奶泡并且此外避免通过涡流而形成游离脂肪酸(FFA＝游离脂肪酸)。

[0044] 在此，所挤出的奶水在奶水分离装置10中集聚在该奶水分离装置的下部的液体区域中并且经由奶水输入线路7a导送到奶泵7上。奶泵7把这样获得的奶水经由奶水压力线路7b泵送到奶罐8中。

[0045] 过流保护单元6用于防止把奶泡从奶水分离装置10抽吸到真空产生器4中，并且因此免去了对该真空产生器的各种清洁措施。

[0046] 奶水分离装置10在这里此外设有清洁接头9，通过该清洁接头能够将清洁剂和/或用于清洁的洗涤剂提供给奶水分离装置10。但这在这里不进一步阐释。

[0047] 在图2和3中示出了根据本发明的奶水分离装置10的体部11的实施例的示意性侧视图。图3a和3b示出了按照图2-3的体部11的示意性径向剖视图。图6示出按照图2和3的体部的示意性内视图的俯视图。

[0048] 奶水分离装置10具有体部11和盖部30(参见图7)。在下文中，首先描述了体部11，其中，盖部30结合图7进一步在下文被阐释。

[0049] 奶水分离装置10的体部11具有中央的轴线10a并且包括：具有切向的入口接头13的输入区段12、中间区段14、集聚区段15以及具有出口接头17的底部区段16。

[0050] 概念“向外”意味着指离轴线10a，其中，概念“向内”应理解为指向轴线10a。

[0051] 输入区段12包括壁区段12a，在该壁区段的下端上联接着过渡区段12b。壁区段12a按照截锥套的类型轻微向下、亦即向着过渡区段12b缩小。

[0052] 在输入区段12亦即壁区段12a的上端上成型有法兰19，该法兰用于与盖部30连接并且在下文还要详细地阐释。

[0053] 壁区段12a的下端被构造为具有升角22的假想的螺旋线12c的形式并且与过渡区段12b相连接。过渡区段12b据此也以假想的螺旋线12c为形式走向。

[0054] 螺旋线12c在切向的入口接头13与输入区段12的连接部上起始。这个位置在图2中利用附图标记αA来说明(参见图6)。在这里，α称为围绕轴线10a的环绕角。在图6中所示的俯视图中，环绕角α被认为沿逆时针方向打开。螺旋线12c从其起点向着输入区段12的上端方向上升地走向并且在环绕大约330°之后在切向的入口接头13与输入区段12的对置的连接部上以环绕角αC终止(参见图6)。

[0055] 过渡区段12b形成向内伸出的套环(Kragen)，该套环指向体部11的内侧并且称为台阶区段18(Balkonabschnitt)。这个因而向内伸出的台阶区段18与壁区段12a的下端在这里经由过渡区段12b的倒圆区域相连接。这个台阶区段18具有过渡区段12b、中部区段(在这里称为台阶20)以及台阶边缘21。

[0056] 具有台阶20的台阶区段18以上文说明的方式如过渡区段12b那样按照螺旋线12c螺旋线形地在输入区段12的内周缘上走向。在此，具有台阶20的台阶区段18形成具有升角22的环绕上升斜坡。在此，环绕角α围绕轴线10a沿逆时针方向从αA＝0°直到大约αC＝330°走向。这些值仅示例性地说明。

[0057] 台阶20的台阶宽度r(α)与环绕角α有关。台阶宽度r(α)在αA＝0°时具有其最大值并且在大约αC＝330°时具有其最小值。台阶宽度r(α)随着环绕角α增加而减小。换而言之，台阶20越升高，则该台阶越窄。台阶20在此具有镰刀的构型。

[0058] 入口接头13具有输入轴线13a并且安装在输入区段12的位置上，螺旋线12c在该位置上起始。在此位置上，输入区段12在轴线10a的方向上的长度具有最大值，因为在这里螺旋线12c起始。入口接头13切向地安装在输入区段12的壁上，其中，输入轴线13a切向于所述台阶20的假想的弯曲的中线走向。输入部13b成型在输入区段12的壁中。入口接头13与体部11的内腔通过这个输入部13b通连。输入部13b的下棱边终止于台阶20的上侧或者位于该上侧之上。

[0059] 台阶20的环绕的台阶边缘21向下经倒圆并且与中间区段14的上端相连接。中间区段14类似于截锥套构造，其中，该中间区段向下缩小。因为中间区段14以其上端与台阶边缘21和由此与镰刀形的台阶20相连接，所以中间区段14的上端也构造成相应镰刀形。对此，图
3b示出了体部11的粗略示意性径向剖面，以用于阐释。径向剖面能够例如按照图6位于环绕角αB＝90°。

[0060] 基于与环绕角α有关的台阶宽度r(α)，内侧(例如正如在图3a中所示那样在中间区段14的上端上)与轴线10a的间距D同样与环绕角α有关。在图3b中所示的示例中，间距D1小于对置的间距D2。这通过不同的台阶宽度r(α)造成。

[0061] 此外，在图3a中标识了与螺旋线12c平行的螺旋线12'c，该螺旋线在这里位于所述台阶20的假想的中线中。

[0062] 中间区段14的下端能够例如如此地构造，使得中间区段14的内壁与轴线10a形成更加均匀的间距。但是这不是强制性需要的。

[0063] 在中间区段14的下端上安装有壳层状的集聚区段15连同布置在其下的较扁平的集聚区段15a。

[0064] 借助于所述集聚区段15和15a，如此实现了减小体部11的壁的开口宽度，使得下集聚区段15a的下端的开口宽度大约等于上集聚区段15的上端的开口宽度的一半。

[0065] 下集聚区段15a与底部区段16的上端相连接。底部区段16在其下端上过渡到经闭合的底部区段16a中。

[0066] 在下集聚区段15a和底部区段16和16a上如此地安装着出口17，使得出口17的出口接头17a随着输出轴线17b径向向外从体部11伸出。输出轴线17b以假想的延长部与所述对置的切向的输入轴线13a以大约65°或115°的角度相交，正如在图6中所示那样。

[0067] 在图3b中示出了具有各区段的体部11的壁的部分径向剖面。概念“向外”意味着指离轴线10a，其中，将概念“向内”应理解为指向轴线10a。

[0068] 以从上向下的顺序，笔直的、但是以轻微的斜度向内走向的壁区段12a起始，在该壁区段上联接有经倒圆的过渡区段12b。过渡区段12b的倒圆向外拱起。在过渡区段12b上联接着台阶20的笔直的区段，该过渡区段以其下端指向轴线10a。台阶20在这里轻微向下倾斜到体部11的内腔中。台阶边缘21向下经倒圆，其中，倒圆向内拱起，并且与笔直的但也以轻微的斜度向内走向的中间区段14相连接。

[0069] 中间区段14然后过渡到向内倒圆的上集聚区段15中，向下倾斜的基本上笔直走向的下集聚区段15a联接到该集聚区段上。上集聚区段15的倒圆向外拱起。

[0070] 最后，底部区段16和16a以S形联接，其中，上底部区段16向内拱起并且下底部区段16a向外拱起。

[0071] 图4-5示出了按照图2和3的体部11的示意性透视内视图。图4示出了体部11连同示出法兰19的俯视图。在图5的内视图中阐明了奶水从输入部13b到出口17的流动。

[0072] 法兰19具有向上伸出的，规律地布置在法兰19的上侧的圆周上的接片。在接片19a之间，在圆周上规律地成型有凹口19b。至少一个突出部19d安装在接片19a之一上并且从该接片19a向上伸出。接片19a和凹口19b与和其通连的未示出的、盖部30的法兰31的接片和凹口(参见图7至9)对于在盖部套装到体部11上的位置中的盖部30形成形锁合。突出部19d用于将盖部30在周向方向上进行定心。法兰19此外具有布置在其内侧上的环绕的支托部19c，在该支托部上安设有密封件32(参见图7)。

[0073] 在图5中示出了在奶水分离装置10运行中奶水流动的走向。为更加清楚起见，在图5中未示出盖部30。然而在运行中安设了盖部，正如在图7中示出的那样。

[0074] 奶水分离装置10经由空气线路5b联接在真空线路5a上(参见图1)并且以这种方式在运行中被施加真空。

[0075] 在输入流23中的奶水-空气-混合物从联接在入口接头13上的挤奶工具2，切向地沿输入轴线13a的方向流动到奶水分离装置10的体部11中。在此，输入流23通过在输入区段12的壁中的输入部13b向着台阶20走向。在此，输入流23的奶水-空气-混合物在壁区段12a和过渡区段12b上以环绕流24的方式转移到台阶20的圆周或圆弧上，并且继续作为环绕流
24走向。通过在此产生的离心力，奶水向外挤压到壁区段12a和过渡区段12b上并且从而最大程度地保持在台阶区段18上。

[0076] 因为台阶20正如上文描述的那样以升角22上升，所以奶水-空气-混合物作为环绕流24逆着重力，亦即逆着起作用的地球引力“上坡地”流动。在此，环绕流24的流速减小。此外，台阶宽度r(α)随着环绕长度或环绕角α而减小。由此，在流速减小时，奶水的一部分从台阶20经由台阶边缘21柔和地在中间区段14的内壁上流动到集聚区段15中并且最后流动到底部区段16中，奶水集聚在该底部区段中。这些流动在这里称为下行流25。

[0077] 在台阶20上的奶水的环绕流24的流速越减小并且台阶20越窄，则越多的奶水在下行流25中下行流动到底部区段16、16a和集聚区段15、15a中的位于下方的奶水中。

[0078] 具有小流速的平稳的下行流25能实现：奶水在集聚区段15、15a和底部区段16、16a中不带有紊流和不带有或者仅带有最小泡沫形成被集聚。这些被集聚的奶水由此不再处于引起泡沫的运动状态中。输入的奶水不以高速作为射束射到具有被集聚的奶水的容器中，而是缓慢地以部分量流动到被集聚的奶水中。

[0079] 在达到环绕角αC(参见图6)时或者说在经过大约α＝330°环绕角的完整的圆周之后，使得全部奶水从台阶20流走。在台阶区段18的端部区域上流动的奶水因此不能够与通过输入部13b输入的奶水产生涡流。

[0080] 以这种方式保证:通过输入部13b输入的奶水不与后续的输入的奶水产生涡流。

[0081] 奶泵7(参见图1)始终仅将奶水泵离，该奶水在体部11的最下面的区域中已经集聚到集聚区段15、15a和底部区段16、16a中。这在这里是例如2l的很小的体积。所述泵离受控制地经由液位传感器28(参见图7)进行，该液位传感器位于奶水分离装置10中。奶水在此以输出流26在输出部27中通过出口17中的沟道27a沿着输出轴线17b的方向通过出口接头17a到奶水输入线路7a中流向奶泵7。

[0082] 输出部27径向地在下集聚区段15b和底部区段16、16a中被成型。沟道27a为引导所述输出流26而具有沟道壁27b。

[0083] 奶水分离装置10的上部的容积(该容积通过输入区段12形成)用作用于所产生的奶泡的缓冲部。

[0084] 台阶宽度r(α)在图6中例如针对三个环绕角αA、αB和αC示出。在此示例中，过渡区段12b、台阶20和台阶边缘21被包括到台阶宽度r(α)中。

[0085] 环绕角α的初始值αA在这里仅示例性示出，以便阐释台阶宽度r(α)在环绕角α的范围上的变化。当然，环绕角α的终值αC也能够占据比所示出更大也或者更小的值。

[0086] 图7示出了根据本发明的奶水分离装置10的示意性剖视图。在图8中示出了按照图7的根据本发明的奶水分离装置10围绕竖直的轴线10a转动大约180°的示意性剖视图。图9示出了图8中的区域IX的放大图。

[0087] 已经上述提到的盖部30在图8至9中套装在奶水分离装置10的体部11的输入区段12的法兰19上。在此，盖部30的法兰31套装在法兰19上，并且通过接片19a形锁合地布置在相对于体部11的正确的位置中。在体部11的法兰19的支托部19c和盖部30的法兰31的容纳部31a之间安装有环绕的密封件32，该密封件将体部11和盖部30相对于周边环境进行密封。
支托部19c的和容纳部31a的面分别彼此轻微倾斜地构造，其中，其内部的边缘相比于其外部的边缘彼此更加靠近。

[0088] 没有进一步详细说明的卡夹元件33或者夹紧元件被安设到法兰19和31上，从而建立了盖部30经由密封件32与体部11的紧密连接。

[0089] 盖部30具有罩状的构型并且在这里设有三个开口30a、30b、30c。

[0090] 盖部30的第一开口30a用于容纳液位传感器28，该液位传感器在下文被进一步详细说明。第二开口30b居中地布置在盖部30中并且设有用于清洁接头9的连接法兰30d，该清洁接头在这里没有被进一步处理。第三开口30c具有用于空气线路5b的接头30e，奶水分离装置10经由该空气线路被施加真空。

[0091] 液位传感器28形成了检测装置，用于检测被集聚在集聚区段15、15a和底部区段16、16a中的奶水的液面高度。液位传感器28包括杆件28a、浮动体28b、联接缆线28c和保持部28d。

[0092] 液位传感器28如此地布置在奶水分离装置10的内腔中，使得杆件28a以相对于轴线10a大约20°的范围中的角度布置。浮动体28b在这里是球体，该球体在杆件28a上沿着其纵向方向能够移动地布置并且在液面高度“零”时位于在下集聚区段15a和底部区段16之间的中心。

[0093] 杆件28a被紧固在保持部28d中并且与该保持部紧密安装在盖部30的开口30a中。附加地，没有进一步详细说明的罩状的防护元件29用于保护和紧固所述保持部28d和杆件
28a。

[0094] 在杆件28a上能够移动地布置的浮动体28b与位于杆件28a中的用于在杆件28a上浮动体28b的位置的检测器件配合作用，以便因此产生用于分离的被集聚的奶水的液面高度的电气值。

[0095] 液位传感器28经由其联接缆线28d与未示出的控制装置相连接，该控制装置如此控制所述奶泵7，使得奶水运送到储罐8中。奶泵7的驱动马达经由变频器被控制转速并且能够由此调整奶流量，该奶流量的最大值计为例如10至12l/min。在此确保:在体部11中的奶水的液面高度不会超过上限值并且不会低于下限值。

[0096] 奶水分离装置优选由透明的材料、例如合适的塑料和/或玻璃制成。

[0097] 本发明不会通过上述的实施例被限定，而是在所附的权利要求的框架中能够被改型。

[0098] 环绕角α能够例如也具有在0°至180...270°的范围中的值。

[0099] 因此可设想的是：液位传感器28例如能够构造为具有超声波传感器和/或光学传感器的液面高度传感器。

[0100] 液位传感器28也能够具有用于奶泡的附加的检测器件。

[0101] 附图标记列表

[0102] 1              挤奶设备

[0103] 2              挤奶工具

[0104] 2a             乳头杯

[0105] 2b             集聚件

[0106] 3              挤奶线路

[0107] 3a             挤奶软管

[0108] 4              真空产生器

[0109] 5              主真空线路

[0110] 5a             真空线路

[0111] 5b             空气线路

[0112] 6              过流保护单元

[0113] 7              奶泵

[0114] 7a             奶水输入线路

[0115] 7b             奶水压力线路

[0116] 8              奶罐

[0117] 9              清洁接头

[0118] 10             奶水分离装置

[0119] 10a            轴线

[0120] 11             体部

[0121] 12             输入区段

[0122] 12a            壁区段

[0123] 12b            过渡区段

[0124] 12c、12'c       螺旋线

[0125] 13             入口接头

[0126] 13a            输入轴线

[0127] 13b            输入部

[0128] 14             中间区段

[0129] 14a            内侧

[0130] 15、15a         集聚区段

[0131] 16、16a         底部区段

[0132] 17             出口

[0133] 17a            出口接头

[0134] 17b            输出轴线

[0135] 18             台阶区段

[0136] 19             法兰

[0137] 19a            接片

[0138] 19b            凹口

[0139] 19c            支托部

[0140] 19d            突出部

[0141] 20             台阶

[0142] 21             台阶边缘

[0143] 22             升角

[0144] 23             输入流

[0145] 24             环绕流

[0146] 25             下行流

[0147] 26             输出流

[0148] 27             输出部

[0149] 27a            沟道

[0150] 27b            沟道壁

[0151] 28             液位传感器

[0152] 28a            杆件

[0153] 28b            浮动体

[0154] 28c            联接缆线

[0155] 28d            保持部

[0156] 29             防护元件

[0157] 30             盖部

[0158] 30a、30b、30c   开口

[0159] 30d            连接法兰

[0160] 30e            接头

[0161] 31             法兰

[0162] 31a            容纳部

[0163] 32             密封件

[0164] 33             卡夹元件

[0165] α              环绕角

[0166] D1、D2          间距

[0167] r(α)           台阶宽度