Устройство для приема соска и способ его изготовления

1 Настоящее изобретение относится к устройству для приема соска, содержащему тонкую гибкую стенку, окружающую канал для приема указанного соска, причем внутренняя сторона указанной стенки обращена к каналу, а наружная сторона указанной стенки обращена от канала. Изобретение также относится к способу изготовления устройства данного типа. Устройство вышеописанного типа известно из патента США 1,285,079, причем описанное в нем устройство образует часть сосковой гильзы (доильного аппарата), изготавливаемой обычно из нитрилового каучука. При изготовлении резинового изделия в материале всегда возникают включения, представляющие собой, например, воздух или инородные частицы. При приложении нагрузки к резиновому изделию могут возникать трещины,которые будут образовываться, прежде всего, в местах включений. Общеизвестно, что поверхностные трещины представляют собой большую опасность для прочности резинового изделия, чем трещины внутри резинового изделия. Следовательно,особенно важно воспрепятствовать развитию трещин в поверхностном слое резинового изделия. При старении резинового изделия в его поверхностном слое также возникают микротрещины вследствие уменьшения эластичности резины. Эти трещины развиваются, то есть становятся больше, особенно в процессе приложения нагрузки к резиновому изделию. Одна из причин уменьшения эластичности резины с течением времени заключается в том, что данный материал обладает гигроскопичностью. Новая сосковая гильза из нитрилового каучука содержит менее 0,3% воды. Сосковая гильза при ее использовании контактирует с молоком в процессе доения и с раствором моющего вещества в процессе последующей мойки. Как молоко, так и раствор моющего вещества содержит воду, которая абсорбируется резиновым материалом сосковой резины. Чем больше воды абсорбирует резиновый материал, тем в большей степени сосковая гильза теряет свою эластичность. Кроме того, вследствие данного явления напряжения в резиновом материале увеличиваются. Когда известная сосковая гильза из нитрилового каучука оказывается окончательно изношенной, она содержит около 3% воды. На этой стадии уже возникли трещины в сосковой гильзе вследствие уменьшения эластичности в сочетании с принудительными деформациями, которым подвергалась сосковая гильза в процессе доения. Деформации вызывают напряжения в сосковой гильзе, которые способствуют развитию трещин. Задача настоящего изобретения заключается в создании устройства для приема соска,которое имеет более продолжительный срок 2 службы по сравнению с ранее известными подобными устройствами. Поставленная задача решается устройством вышеописанного типа, в котором, по меньшей мере, часть наружной стороны стенки выполнена с множеством увеличенных участков поверхности, которые имеют такую форму, размер и распределение, чтобы они препятствовали развитию трещин на наружной стороне стенки. Тем самым уменьшается опасность усталости материала стенки. Указанные увеличенные участки поверхности образованы на наружной стороне стенки с целью создания преднамеренных включений с небольшими промежутками между ними, причем указанные включения ограничены не острыми краями, как у обычных поверхностных трещин, а образуют плавные переходы между выемками и выступами на наружной стороне стенки. Преднамеренные включения (неоднородности) создают существенно меньшую опасность развития трещин по сравнению с трещинами, возникшими естественным путем и имеющими острые края; напряжение на остром крае трещины значительно больше, чем напряжение на закругленном крае трещины при одинаковом уровне нагрузки, и, следовательно, вероятность возникновения усталости материала при острых краях трещины увеличивается. Если, несмотря на преднамеренно выполненные включения, в поверхностном слое возникает трещина, эта трещина должна повернуть в сторону на увеличенном участке поверхности,независимо от того, образованы ли эти участки выемками или выступами. Такой поворот требует энергии, и тем самым развитие трещины тормозится. Таким образом, очевидно, что чем больше имеется увеличенных участков поверхности на единицу площади, тем лучше защита против развития трещин. Следует отметить, что преднамеренно выполненные включения в виде ребер, такие, как описаны в патенте США 1,285,079, не могут препятствовать развитию трещин, поскольку размер подобных ребер значительно больше толщины поверхностного слоя сосковой гильзы. В соответствии с первым вариантом выполнения изобретения, наружная сторона стенки имеет поверхность с площадью, которая, по меньшей мере, на 10% больше площади поверхности внутренней стороны. В соответствии со вторым вариантом выполнения изобретения,площадь наружной поверхности, по меньшей мере, на 50% больше площади поверхности внутренней стороны. В соответствии с третьим вариантом выполнения изобретения, площадь наружной поверхности, по меньшей мере, на 200% больше площади поверхности внутренней стороны. 3 Предпочтительно, протяженность увеличенных участков поверхности в направлении по существу поперек указанного канала является незначительной по сравнению с толщиной стенки. Предпочтительно, на внутренней стороне стенки по существу отсутствуют увеличенные участки поверхности, чем обеспечивается возможность легкого промывания той поверхности устройства, которая контактирует с молоком. Возможно, увеличенные участки поверхности представляют собой выступы на наружной стороне стенки. Альтернативно, увеличенные участки поверхности представляют собой выемки на наружной стороне стенки. Число увеличенных участков поверхности на единицу площади составляет, по меньшей мере, 100 таких участков на квадратный сантиметр. В соответствии со вторым вариантом выполнения изобретения количество увеличенных участков поверхности на единицу площади составляет, по меньшей мере, 1000 участков на квадратный сантиметр. Тем самым получают увеличенные участки поверхности, которые сравнительно малы и по существу равномерно распределены по наружной стороне гибкой стенки. Предпочтительно указанное устройство представляет собой часть сосковой гильзы. Кроме того, что увеличенные участки поверхности обеспечивают повышение сопротивляемости развитию трещин, установлено, что они обеспечивают лучшее испарение воды с наружной стороны стенки. Это испарение способствует тому, что вода в резине накапливается более медленно, то есть резина более медленно насыщается водой, что, в свою очередь, способствует более продолжительному сроку службы устройства. Изобретение также касается способа изготовления устройства указанного выше типа,согласно которому изготавливают пресс-форму с внутренней стороной, которая имеет неровности поверхности, предназначенные для образования указанных увеличенных участков поверхности, и данную пресс-форму используют для формирования устройства. Тем самым обеспечивается простой и недорогой способ изготовления устройства по изобретению. Изготовление можно осуществлять литьем под давлением,литьевым прессованием, обычным прессованием или отливкой. Неровности внутри пресс-формы предпочтительно выполняют механической обработкой. Альтернативно, неровности внутри прессформы получают химической обработкой. Примерами механической обработки являются электроэрозионная обработка, крацевание (обработка щетками), абразивная обработка, шлифование, точение, чеканка и полирование. 4 Примерами химической обработки служат хлорирование и травление. Естественно, увеличенные участки поверхности альтернативным образом могут быть получены за счет последующей обработки устройства, но такой способ является более дорогим по сравнению с описанным выше способом. Сосковая гильза по патенту США 1,285,079 выполнена с расположенными в продольном направлении ребрами, предназначенными для предотвращения поперечных сгибов или морщин на сосковой гильзе в поперечном направлении, которые в соответствии с данным документом могут натирать или надавливать на сосок, вызывая застой крови в нем, и, кроме того, приводить к образованию трещин на стенке сосковой гильзы. Согласно данному документу, может быть предусмотрено любое количество ребер, хотя на чертеже показаны только пять ребер. Однако общее количество ребер, которые могут быть использованы для предотвращения сгибов или морщин на сосковой гильзе, ограничивается размером ребер, который необходим для упрочнения сосковой гильзы таким образом,чтобы можно было предотвратить сгиб или морщение. В отличие от устройства по изобретению, ребра такого размера не могут создавать препятствия для развития трещин, поскольку небольшая трещина на поверхности сосковой гильзы будет развиваться поперек ребер за счет того, что толщина поверхностного слоя значительно меньше размера каждого ребра. В описаниях патентов Швеции 63 885 и 404 286, описаниях патентов Германии 922 447, 922 742 и 936 724 и в описании патента Франции 1 554 724 приведены другие примеры сосковых гильз, выполненных с неровностями на наружной стороне, которые не имеют такого размера, какой характерен для увеличенных участков поверхности по изобретению, а также не обеспечивают того эффекта, который дают увеличенные участки поверхности согласно настоящему изобретению. Далее изобретение описано более подробно со ссылкой на сопровождающие чертежи, на которых изображено: на фиг. 1 - устройство по изобретению для приема соска, содержащее стенку с увеличенными участками поверхности; на фиг. 2 - схематичный вид первого варианта увеличенного участка поверхности; на фиг. 3 - схематичный вид второго варианта увеличенного участка поверхности; на фиг. 4 - схематичный вид третьего варианта увеличенного участка поверхности в поперечном сечении; на фиг. 5 - пример распределения увеличенных участков по поверхности; на фиг. 6 - фотоснимок части устройства по фиг. 1 при увеличении приблизительно в 10 раз; 5 на фиг. 7 - фотоснимок части устройства по фиг. 1 при увеличении приблизительно в 200 раз. На фиг. 1 устройство 1 показано в виде сосковой гильзы для приема соска животного,подлежащего доению, такого как корова, овца,коза или лошадь. Устройство 1 содержит капсулообразный элемент 2 с относительно тонкой стенкой. Наружная сторона стенки выполнена с увеличенными участками 3 поверхности, в то время как внутренняя сторона стенки (не показана) гладкая. Фиг. 2 схематично показывает первый вариант выполнения увеличенного участка поверхности для количественной конкретизации степени увеличения площади поверхности и количества увеличенных участков поверхности на единицу площади. Увеличенный участок приблизительно представлен в виде поперечного сечения дугообразного паза с глубиной в половину радиуса. Степень увеличения площади поверхности в таком приближенном представлении определяется соотношением между шириной паза и длиной дуги паза в поперечном сечении, а именноr/(4r/2),то есть около 10%. Естественно, это также относится к выступу, выполненному соответствующим образом на соответствующей поверхности, а также справедливо при сравнении площадей внутренней стороны и наружной стороны стенки, если внутренняя сторона гладкая, а наружная сторона выполнена с увеличенными участками 3 поверхности. На фиг. 3 схематично показан второй вариант увеличенного участка поверхности. Увеличенный участок поверхности приблизительно представлен пазом дугообразной формы с глубиной в радиус дуги. Степень увеличения площади поверхности в данном приближении определяется соотношением между шириной паза и длиной половины окружности, которая ограничивает паз в его поперечном сечении,2r/4r то есть около 50%. Чтобы не инициировать появление трещины, пазы, показанные на фиг. 2 и 3, не должны быть глубокими (по сравнению с толщиной стенки), и они также не должны быть слишком длинными. Соответственно предпочтительно обеспечить такие пазы, чтобы их соответствующий конец заканчивался там, где проходит в другом направлении следующий паз, чтобы предотвратить развитие трещины вдоль паза. На фиг. 4 схематично показан третий вариант увеличенного участка поверхности. Увеличенный участок поверхности приблизительно 6 представлен в виде полусферического выступа,имеющего высоту в радиусе полусферы. Степень увеличения площади поверхности в данном приближении определяется соотношением между площадью поверхности полусферы и площади круга, покрываемого полусферой, а именно 2r2/r2,то есть около 200%. Естественно, это также справедливо для случая увеличенного участка поверхности в виде полусферической выемки, имеющей глубину,равную ее радиусу. Естественно, в действительности не должно быть острых кромок между стенкой и увеличенным участком поверхности, а увеличенные участки поверхности, изображенные на фиг. 2, 3 и 4, показаны такими только с целью получения простой математической модели. На фиг. 5 показана поверхность с множеством полусфер по фиг. 4, распределенных по поверхности. Полусферы размещены одна рядом с другой, что означает, что центры двух смежных полусфер расположены на расстоянии двух радиусов друг от друга. Один вариант выполнения изобретения содержит такие полусферы, радиус которых составляет полмиллиметра, что подразумевает плотность в 100 полусфер, то есть 100 увеличенных участков поверхности на квадратный сантиметр. Чтобы еще более снизить риск развития трещин, предпочтительно снабдить наружную сторону стенки увеличенными участками поверхности в количестве, по меньшей мере, 1000 на квадратный сантиметр. На фиг. 6 примерно в 10-кратном увеличении показана часть наружной стороны стенки,содержащая большое количество увеличенных участков 3 поверхности. Фиг. 7 показывает увеличенные участки поверхности по фиг. 6 примерно в 200-кратном увеличении. Как видно, увеличенные участки поверхности значительно отличаются по форме и размеру. Изобретение не ограничивается вышеприведенными вариантами выполнения, и также возможны их модификации. Кроме того, устройство может быть снабжено более чем одним элементом 2 с увеличенными участками поверхности. Аналогично, увеличенные участки поверхности могут образовывать как регулярный, так и хаотический рисунок. Аналогичным образом, несколько больших или малых частей устройства могут быть выполнены с увеличенными участками поверхности, например, в виде нескольких зон. Количество увеличенных участков поверхности на единицу площади также не ограничено указанным выше количеством, но может, естественно, составлять 10 000 на квадрат 7 ный сантиметр, 100 000 на квадратный сантиметр или даже больше. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Устройство для приема соска, содержащее тонкую гибкую стенку, образующую канал для приема указанного соска, причем внутренняя сторона указанной стенки обращена к каналу, а наружная сторона указанной стенки обращена от канала, отличающееся тем, что, по меньшей мере, часть наружной стороны стенки выполнена с множеством увеличенных участков поверхности с формой, размерами и распределением, обеспечивающими препятствия для развития трещин на наружной стороне стенки. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем,что внутренняя и наружная стороны стенки имеют поверхности, причем поверхность наружной стороны имеет площадь, которая, по меньшей мере, на 10% больше площади поверхности внутренней стороны. 3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что поверхность наружной стороны имеет площадь, которая, по меньшей мере, на 50% больше площади поверхности внутренней стороны. 4. Устройство по любому из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что поверхность наружной стороны имеет площадь,которая, по меньшей мере, на 200% больше площади поверхности внутренней стороны. 5. Устройство по любому из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что протяженность увеличенных участков, по существу, поперечно указанному каналу, является незначительной по сравнению с толщиной стенки. 6. Устройство по любому из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что на внутренней стороне, по существу, отсутствуют увеличенные участки поверхности. 7. Устройство по любому из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что увеличенные участки поверхности представляют собой выступы на наружной стороне стенки. 8. Устройство по любому из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что увеличенные участки поверхности представляют собой выемки на наружной стороне стенки. 9. Устройство по любому из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что количество увеличенных участков поверхности на единицу площади составляет, по меньшей мере,100 на квадратный сантиметр. 10. Устройство по любому из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что количество увеличенных участков поверхности на единицу площади составляет, по меньшей мере,1000 на квадратный сантиметр. 11. Устройство по любому из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что ука 000136 8 занное устройство образует часть сосковой гильзы. 12. Способ изготовления устройства по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что предусматривают изготовление пресс-формы с внутренней стороной,имеющей неровности, способные образовать указанные увеличенные участки поверхности, и данную пресс-форму используют для формирования указанного устройства. 13. Способ по п.12, отличающийся тем, что неровности на внутренней поверхности прессформы выполняют механической обработкой. 14. Способ по п.12, отличающийся тем, что неровности на внутренней поверхности прессформы выполняют химической обработкой.