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管形元件及其制造方法
    【技术领域】

    本发明涉及一种管形元件及其制造方法。该管形元件具有内部空间，该内部空间形成用于引导奶液的通道，其中该管形元件包括第一材料部和附加材料部，所述第一材料部构成该管形元件的主要部分，所述附加材料部分包含适于向该管形元件的内部空间供给空气的通气通道，并且其中，所述第一材料部和所述附加材料部被布置为在接触区域彼此接触。

    背景技术

    用于对牲畜进行挤奶的挤奶杯组包括若干奶杯和分别连接到奶杯上的对应数量的短奶管。每个奶杯均包括内套和形成脉动室的刚性外壳。内套和短奶管限定用于将奶液从奶杯引导到挤奶杯组的集乳器的奶液通道。在挤奶过程中，在脉动真空被传递到脉动室的同时，基本恒定的真空被施加到奶液通道。在真空被传递到脉动室期间，内套膨胀并导致在奶液通道的上部中产生压降。如果同时在奶液通道中存在大量的奶流，则存在奶液在奶液通道中被向乳头倒吸的危险。这种奶液的回流因若干原因是不希望的。

    US 6,055,931展示了一种空气通气塞，其适于插入通过奶管的壁中的孔。该空气通气塞具有接合奶管的外表面的外部凸台、延伸通过奶管的壁的筒、接合奶管的内表面的末端部分、以及延伸通过该通气塞的通气通道。该通气通道的尺寸允许将空气供给到奶管的奶液通道中。通气塞的存在消除了奶液在奶液通道中回流的危险。然而，通气塞的外部凸台从奶管的外表面向凸出，且末端部分伸入到奶液通道中。通气塞的这些部分在通气通道附近提供了使污物和奶液残留物能够存积的空间和角落。菌落能够在这种空间和角落滋生是很危险的。

    【发明内容】

    本发明的目的在于提供一种用于引导奶液的管形元件，其具有的结构能够防止奶液在该管形元件中发生回流，同时该管形元件的使用非常卫生。

    根据本发明，该目的通过以下特征获得，即：所述第一材料部和所述附加材料部在所述接触区域被彼此固定地连接，使得所述材料部形成整体式单元。由于管形元件被提供有通气通道，因此消除了回流问题。通过将附加材料部和通气通道形成为第一材料部的整体部分，无法在不破坏管形元件的情况下将附加材料部和通气通道从第一材料部上卸下。因此，管形元件作为一体式单元进行销售和安装。由于管形元件的材料部分被固定地连接，因此不需要再使用另外的部分将材料部分保持为连接状态。因而，附加材料部可被赋予简单的设计。优选地，材料部通过均匀连接(homogeneous connection)在整个接触区域被彼此固定地连接。在该情况下，接触区域可在完全没有不平整和凹陷的材料部分之间提供紧密密封。因而，在接触区域中不存在任何污物、颗粒和细菌能够存积的空间。

    根据本发明的优选实施例，所述第一材料部和所述附加材料部在所述接触区域模制在一起。由此，可以实现材料部之间在接触区域中具有高质量的强度和气密连接。优选地，材料部分通过被称为共模制(co‑moulding)的模制工艺而被模制在一起。在共模制过程中，材料部被依次注入，从而使得能够将一个材料部模制在先前模制好的材料部上。可替换地，材料部可通过诸如合适的胶合剂等粘合剂而彼此固定地联接。

    根据本发明的另一实施例，适于与周围环境接触的管形元件的外表面由所述第一材料部的外表面和所述附加材料部的外表面形成，其中所述外表面被布置为彼此相关联，使得所述外表面在所述接触区域的外部彼此之间形成平滑过渡。在此情况下，管形元件的外表面在该区域中不具有任何能够存积污物和颗粒的空间或角落。有利地，所述管形元件的所述内部空间由所述第一材料部的内表面和所述附加材料部的内表面限定，其中所述内表面被布置为彼此相关联，使得所述内表面在所述接触区域的内部彼此之间形成平滑过渡。因此，管形元件的内表面不会具有任何能够存积奶液残留物的空间或角落。

    根据本发明的另一实施例，所述第一材料部和所述附加材料部由不同材料制成。通过共模制工艺能够生产由不同材料构成的一体式管形元件。附加材料部可为相对较硬的塑性材料。由此，即使在管形元件受到弯力作用的情况下，在附加材料部中的通气通道的形状也能够保持。第一材料部中的材料可为通常在短奶管和内套中使用的材料。这种材料可为橡胶材料、PVC材料、TPE材料或有机硅材料。

    根据本发明的另一实施例，所述管形元件可具有至少一个弧形区段。管形元件可由这样的材料制造，该材料具有的硬度使得管形元件在未受负载的状态下具有预定形状。这种管形元件可被提供有弧形区段。该管形元件的所述内部空间在所述弧形区段比在邻接区段具有更大的截面面积。利用这种带有弧形区段的设计，弧形区段中的流阻被减小，从而利于奶液流动通过管形元件。所述附加材料部可被定位为使所述通气通道相对于所述奶液通过所述管形元件的预期流动方向位于所述弧形区段的上游。管形元件中的奶流在弧形区段中将会多次停滞。因此，奶液通道在较低的弧形区段中的整个截面面积被奶液充填是危险的。因此，优选将通气通道布置在弧形区段的上游。可替换地，所述附加材料部被定位为使所述通气通道位于所述管形元件的所述弧形区段中。在这种位置中，通气通道相对来说可免受能够从挤奶隔间的地板卷起的污物的影响。然而，也可以将所述附加材料部定位为使所述通气通道相对于所述奶液通过所述管形元件的预期流动方向位于所述弧形区段的下游。

    根据本发明的另一实施例，所述管形元件适于被定向于工作位置，在该工作位置中，所述奶液的通道相对于所述奶液通过所述管形元件的所述预期流动方向在所述弧形区段的上游比在所述弧形区段的下游具有更大的纵向倾角。在这种工作位置中，存在当奶流充足时弧形区段下游的奶液通道被奶液填充的危险。在此，所述附加材料部可被定位为使所述通气通道位于所述弧形区段的径向内部中。在此，所述弧形区段的径向内部比所述弧形区段的径向外部的对应部分位于更高的水平高度。由于重力，奶液将主要沿所述弧形区段的径向外部流动。在大多数情况下，位于所述弧形区段的径向内部中的通气通道仅会与奶液通道中的奶液发生短暂接触。

    根据本发明的另一实施例，所述通气通道具有锥形形状。优选地，锥形的所述通气通道具有朝向所述内部空间的内部开口和周围环境的外部开口，其中所述内部开口比所述外部开口具有更大的截面面积。通气通道的锥形表面使得进入该通气通道中的奶液将被快速引导回奶液通道。由于锥形通气通道的进口开口具有最小的截面面积，因此只有所具有的截面面积小于进口开口小的颗粒能够跟随空气进入通气通道。而且，通气通道沿空气流动方向的扩大消除了通气通道被颗粒阻塞的危险。

    根据本发明的另一实施例，所述管形元件包括在挤奶杯组中所使用的短奶管，用于从奶杯中引导奶液。通常，短奶管与奶杯的内套相连。奶液在短奶管和内套中发生回流的问题通过使用根据本发明的管形元件而被消除。所述管形元件还可包括所述奶杯的内套。在该情况下，管形元件同时包含挤奶杯组中的短奶管和内套。

    上述目的还通过一种方法实现，该方法的特征在于以下步骤：使所述第一材料部和所述附加材料部在所述接触区域彼此固定地连接，使得所述材料部形成整体式单元。采用这种方式，管形元件被提供有消除管形元件中的回流问题的通气通道。而且，整体式材料部之间的接触区域形成没有能够存积污物和细菌的不平整和空间的均匀连接。因此，如此制造的管形元件是非常卫生的。优选地，该方法包括如下步骤：通过模制工艺连接所述第一材料部和所述附加材料部。优选地，这种模制工艺为共模制工艺。该共模制工艺可包括如下步骤：将所述附加材料部的材料注入模型型腔中，以形成具有所述通气通道的所述附加材料部；以及将所述第一材料部的材料注入所述模型型腔中并注入到初始形成的附加材料部上，使得所述材料部在所述接触区域中模制在一起。可替换地，该共模制工艺可包括如下步骤：将所述附加材料部的材料注入第一模型型腔中，以制造具有所述通气通道的所述附加材料部；将模制好的附加部放置在第二模型型腔中；以及将所述第一材料部的材料注入所述第二模型型腔中并注入到初始制造的附加材料部上，使得所述材料部在所述接触区域中模制在一起。根据另一可替换方案，该共模制工艺可包括如下步骤：将所述第一材料部的材料注入模型型腔中，以制造所述第一材料部；以及将所述附加材料部的材料注入所述模型型腔中并注入到初始制造的第一材料部上，使得所述材料部在所述接触区域中模制在一起。因此，管形元件可采用不同方式制造。

    【附图说明】

    在下文中，通过示例并参照附图对本发明的优选实施例进行描述，其中：

    图1示出包括根据本发明的管形元件的挤奶杯组的一部分；

    图2示出沿图1的管形元件的A‑A平面截取的剖视图；以及

    图3示出根据本发明第二实施例的管形元件的剖视图。

    【具体实施方式】

    图1示出挤奶杯组的一个奶杯1。完整的挤奶杯组通常包括两个或四个这种奶杯1。短奶管2与奶杯1相连。短奶管适于将奶液从奶杯1输送到挤奶杯组的集乳器(未图示)。脉动管3与奶杯1相连。脉动管3适于将脉动压力传递到奶杯1。奶杯1包括具有开口5的杯嘴4，该开口5通到用于在挤奶过程中接纳牲畜的乳头的内部空间。奶杯1的内部空间由柔性内套6的内表面限定。内套6的内部空间和短奶管2的内表面形成用于在挤奶过程中将奶液从牲畜的乳头引导到集乳器的奶液通道。奶杯1包括包围内套6的刚性外壳7，使得在柔性内套6与刚性外壳7之间形成脉动室8。在此，短奶管2和内套6是形成为一体的管形元件9的一部分。在该情况下，一体式管形元件9还包括奶杯1的杯嘴4。

    在挤奶过程中，基本恒定的真空被施加到管形元件9的奶液通道。同时，脉动真空通过脉动管3被传递到奶杯1的脉动室8。在脉动室8中的压力减小的期间，内套6膨胀。内套6的膨胀运动导致内套6的内部空间中产生压降。如果同时在奶液通道中存在大量的奶流，则存在通道中的奶液被向乳头倒吸的危险。为了消除该危险，短奶管2被提供有包含通气通道9c的附加材料部9b。通气通道9c包括通孔，该通孔的尺寸允许将空气以期望的量从周围环境向管形元件9的内部空间供给。由此，防止内套6的内部空间中的减小的压力下降到奶液在奶液通道中具有发生倒吸危险的水平。在此，附加材料部9b具有大体上矩形形状，但是当然其能够具有任意形状。一体式管形元件9的主要部分由第一材料部9a构成。第一材料部9a中的材料可为通常用于短奶管和内套的任何合适的材料，例如，橡胶材料、PVC材料、TPE材料或有机硅材料。优选地，附加材料部9b由与第一材料部9a中的材料不同的材料制成。附加材料部9b可由比第一材料部9a中的材料具有更坚硬特性的塑性材料制成。然而，不排除在附加材料部9b中使用与第一材料部9a中相同种类的材料。图1的管形元件9具有弧形部分9e。

    图2示出图1的管形元件9的弧形部分9e的剖视图。在此可以看出第一材料部9a和附加材料部9b在接触区域9d彼此固定地连接，使得材料部9a、9b形成整体式单元。优选地，第一材料部9a和附加材料部9b在接触区域9d中模制在一起。管形元件9具有适于与外界环境接触的外表面。适于与外界环境接触的管形元件9的外表面由第一材料部的外表面和附加材料部的外表面形成。外表面9a₁、9b₁被布置为彼此相关联，使得外表面9a₁、9b₁在接触区域的外部9d₁彼此之间形成平滑过渡。利用这种均匀的外表面，污物和细菌在通气通道9c附近的外表面上存积的危险相对较小。管形元件的内部空间由第一材料部的内表面9a₂和附加材料部9b的内表面9b₂限定。内表面9a₂、9b₂被布置为彼此相关联，使得内表面9a₂、9b₂在接触区域的内部9d₂彼此之间形成平滑过渡。因此，管形元件9在奶液通道的该区域中也具有均匀的内表面。因而，奶液残留物存集在通气通道9c附近的管形元件9的内表面上的危险被最小化。

    在工作位置中，管形元件9被定向为使得奶液通道相对于奶液在该通道中的预期流动方向在弧形区段9e的上游比在弧形区段9e的下游具有更大的纵向倾角。内套6主要形成位于弧形部分9e上游的奶液通道的竖直部分。短奶管2形成奶液通道的竖直部分的相对较小的部分、弧形区段9e和位于弧形区段9e下游的奶液通道的大致水平部分。在图2中，附加材料部9b被定位为使得通气通道9c相对于奶液在管形元件9中的预期流动方向紧接位于弧形区段9e的上游。通气通道9c确保在内套6的膨胀的过程中将空气向内套6的内部空间供给。通气通道9c的存在消除了奶液在奶液通道中回流的危险。在此，通气通道9c被布置在弧形区段9e的径向内部的上方。在该位置，通气通道9c相对来说可免受能够从挤奶隔间的地板卷起的污物的影响。通气通道9c具有锥形形状。锥形的通气通道9c具有朝向内部空间的内部开口9c₂和朝向周围环境的外部开口9c₁。内部开口9c₂比外部开口9c₁具有更大的截面面积。通气通道9c的形状使得进入到该通气通道9c中的奶液通道中的奶液由于通气通道9c的锥形表面和气流而快速流回奶液通道。而且，只有具有小于进口开口9c₁的尺寸的颗粒能够进入通气通道9c。由于通气通道9c具有锥形形状，通气通道9c沿空气的流动方向扩大。因此，不存在颗粒阻塞通气通道9c的危险。

    图3示出材料部9b的可替换位置。在该情况下，通气通道9c位于弧形区段9e中。通气通道9c被布置在弧形区段9e的径向内部中。由于重力，奶液的主要部分在弧形区段9e的径向外部流动。因此，奶液在通道中很少与通气通道9c发生接触。而且，部分向下导向的开口9c₂防止奶液进入通气通道9c。在此，弧形区段9e的奶液通道被提供有比奶液通道的邻接区段更大的截面面积。由此，弧形区段9e中的流阻被减小，从而利于奶液流动通过管形元件9。而且，减小了奶液充满弧形区段9c中的整个截面面积的危险。

    优选地，一体式管形元件9通过共模制工艺制造。通过这种模制工艺可以容易地通过由不同材料构成的两个整体式材料部来制造管形元件9。有利地，附加材料部9b由相对较硬的塑性材料制造。由此，即使管形元件9发生弹性变形，通气通道9c也会保持其形状。第一材料部9a可由例如有机硅材料制造。共模制工艺通过限定管形元件9的表面的模型型腔来实施。首先，附加材料部的材料被注入模型型腔，以形成具有通气通道9c的附加材料部。之后，第一材料部9a的材料被注入该模型型腔并被注入到初始形成的附加材料部9b上。在此，第一材料部9a与附加材料部9b在接触区域9d中模制在一起。最终模制的管形元件9构成一体式元件。可替换地，附加材料部9b的材料被注入第一模型型腔，以制造具有通气通道9c的附加材料部。制造好的附加部9b被放置在第二模型型腔中，并且第一材料部9a的材料被注入第二模型型腔中并被注入到初始制造的附加材料部9b上，使得材料部9a、9b在接触区域9d中模制在一起。根据另一可替换方案，第一材料部9a的材料被注入模型型腔，以制造第一材料部9a。之后，附加材料部9b的材料被注入该模型型腔中并被注入到初始制造的第一材料部9a上，使得材料部9a、9b在接触区域9d中模制在一起。

    本发明不限于所描述的实施例，而是可在权利要求的范围内进行变更和修改。管形元件不必包含短奶管和内套。管形元件可仅包含任意种类的短奶管或奶管。管形元件不必具有弧形区段。管形元件可以是直的。管形元件可具有任意形状的截面区域。