Статьи
 |
Доильные аппараты и установкиТехнологические основы машинного доения
Вымя коровы состоит из 4 долей: 2 передних и 2 задних. Правая и левая половины отделены друг от друга подкожной эластичной перегородкой из соединительной ткани, которая служит одновременно и связкой, поддерживающей вымя. На каждом соске есть свой выводной проток, и молоко не может передвигаться от одного соска к другому. Вымя прочно крепится в тазовой области на подвешиваемых связках и соединительной ткани. Кровообращение в вымени протекает очень интенсивно. В образовании 1 л молока участвует примерно 500 л крови, проходящей через вымя. В состав каждой доли вымени входят: молочная железа, соединительная ткань, молочные протоки и сосок. Емкость молочной цистерны доли вымени составляет 0,4 л, полости соска — 0,05-0,15 л. Форма вымени и равномерность развития его долей влияют на скорость и полноту выдаивания, а также на заболеваемость коров маститами. Наибольшей молочной продуктивностью отличаются коровы с выменем ваннообразной и чашевидной форм, равномерно развитыми долями, с сосками средней величины, расположенными на одном уровне и равном расстоянии друг от друга, с плотным прикреплением к туловищу спереди и сзади, при расстоянии от земли не менее 40 см. Образование молока происходит в альвеолах молочной железы в результате протекания сложнейших биохимических процессов за счет компонентов, поступающих в вымя с током крови. Непосредственно в молочной железе синтезируются молочный сахар (лактоза), молочный жир, молочные белки и некоторые витамины. Минеральные вещества и часть витаминов поступают в молоко прямо из коровы. Молоко коровы содержит в среднем 87,5 % воды, 3,8 % жира, 3,5 % белка, 4,7 % молочного сахара и 0,7 % минеральных веществ. Молоко образуется в вымени между доениями. Только незначительная часть его образуется в процессе доения. Обычно доение проводят 2-3 раза в сутки. Перед началом машинного доения необходимо вызвать у коровы рефлекс молокоотдачи. Для этого производят подготовку вымени, заключающуюся в его санитарной обработке (подмывании), массаже и сдаивании первых струек молока в отдельную посуду, по которым судят о готовности коровы к молокоотдаче, состоянию вымени. При раздражении нервных окончаний сосков сигнал поступает в головной мозг коровы, откуда подается команда в гипофиз. Последний выделяет в кровь гормон окситоцин, который обусловливает сокращение миоэпителий вымени, в результате чего молоко переходит из альвеол в молочные протоки и далее в цистерну и соски. Рефлекс молокоотдачи имеет двухфазный характер: сокращению миоэпителья и выжиманию молока из альвеол предшествуют кратковременное снижение тонуса мускулатуры цистерн и некоторое падение давления в вымени. Затем тонус гладкой мускулатуры цистерн и широких протоков повышается, и молоко после принудительного раскрытия сфинктера сосков выходит наружу. Скрытый (латентный) период наступления рефлекса молокоотдачи длится 30-60 сек у коров с различным типом нервной деятельности. Только убедившись в том, что корова готова к дойке, дояр приступает к подключению доильного аппарата. Контроль припуска молока осуществляется сдаиванием первых струек, при этом также оценивается состояние здоровья вымени животного. Первые струйки молока как наиболее загрязненные сдаивают в отдельную посуду и не подлежат использованию. Наличие в них крови, сгустков и хлопьев свидетельствует о заболевании тех или иных долей вымени. Действие гормона окситоцина в крови ограничено и составляет 5-7 мин. Именно за этот период корова должна быть выдоена, поскольку затем молокоотдача прекращается. На реализацию рефлекса молокоотдачи влияют наряду с безусловными рефлексами возникающие в процессе обслуживания животных условные рефлексы, связанные с приходом дояра, шумом работающего доильного аппарата, раздачей корма, которые формируют устойчивый стереотип доения, нарушение которого, в свою очередь, негативно влияет на процесс доения коровы. Поэтому все операции, связанные с обслуживанием животных, должны строго выполняться в определенной последовательности в одно и то же время, предусмотренное распорядком дня. Технология машинного доения включает выполнение следующих операций:
По окончании доения соски рекомендуется смазывать защитным гелем и обработать дезинфицирующими растворами. Зоотехнические требования к доильным аппаратам и установкам В процессе машинного доения животного происходит объединение отдельных звеньев в единую биотехническую систему «человек-машина-животное», поэтому доильная машина должна соответствовать разнообразным физиологическим, техническим, эргономическим и экономическим требованиям. Физиологические требования:
Для извлечения молока из вымени животных используют три способа: естественный (сосание теленком), ручной и машинный. С начала прошлого века доильная техника прошла эволюцию от доильных трубочек — катетеров и механических выжимающих устройств до современного доильного аппарата. В 1902г. А. Джильсом был изобретен аппарат с двухкамерным стаканом и пульсирующим вакуумным режимом (рис. 1). Стакан аппарата имеет сосковую резину 7, расположенную внутри корпуса с натяжением, которое дает ей необходимую упругость.  Рис. 1. Схема работы доильного двухкамерного станка в двухтактном (а) и трехтактном (б) аппаратах: 1 — межстенная камера; 2 — подсосковая камера; 3 — патрубок; 4 — смотровой конус; 5 — соединительное кольцо; 6— рабочий вакуум; 7— сосковая резина; 8— тело стакана; 9— резиновая манжета; 10 — атмосферное давление Когда в подсосковой 2 и межстенной 1 камерах стакана рабочий вакуум, сосковая резина не препятствует истечению молока из вымени, и под действием разности давлений молоко вытекает, преодолевая сопротивление сфинктера соска. За тактом сосания следует впуск воздуха в межстенное пространство стакана, при этом тело соска сжимается сосковой резиной. Такт сжатия прерывает выведение молока и массирует сосок, предотвращаются застой крови в теле соска и связанные с этим заболевания.
За всю более чем столетнюю историю развития доильной техники были созданы различные конструкции доильных аппаратов, которые можно классифицировать следующим образом:
Доильный аппарат входит составной частью в конструкцию доильной установки (рис. 2), которая имеет вакуум-насос 3 с электродвигателем 1 и приводом, трансмиссию — вакуум-магистраль 4, рабочий орган — доильный аппарат с исполнительным механизмом (доильными стаканами II). Доильный аппарат подключают к вакуум-магистрали воздушным краном. Величина вакуума контролируется вакуумметром 10 и поддерживается на заданном уровне вакуум-регулятором 8. Вакуум-баллон 7 сглаживает колебания вакуума при работе вакуум-насоса 3.
Доильный аппарат АДУ-1. В конструкцию аппарата входят доильные стаканы, коллектор, пульсатор, молочные и вакуумные патрубки и шланги. Пульсатор (рис. 3, а) преобразует постоянный вакуум в переменный, формирующий режим работы коллектора и доильных стаканов. Коллектор (рис. 3, б) распределяет переменный вакуум по доильным стаканам, формирует режим их работы, собирает молоко из стаканов и способствует его эвакуации в доильную емкость (ведро, молокопровод, доильную цистерну и др.).  Рис. 3. Сборочные единицы доильного аппарата ДДУ-1: а — пульсатор: 1, 12 — гайки; 2 — прокладка; 3 — крышка; 4 — клапан; 5 — обойма; 6 — мембрана; 7 — корпус; 8— камера; 9, 10 — кольца; П — кожух воздушного фильтра; 6— коллектор: 1 — молокосборник коллектора; 2 — распределитель; 3 — крышка; 4 — прокладка; 5 — корпус; 6— отключающий клапан; 7— шайба резиновая; 8— стопорная шайба; 9— фиксатор; 10 — камера переменного вакуума; 11 — винт Аппарат АДУ-1 работает следующим образом (рис. 4).  Рис. 4. Схема работы двухтактного доильного аппарата: а — такт сосания; б — такт сжатия; 1 — вакуумный магистральный шланг; 2 — клапан; 3 — камера атмосферного давления; 4, 18 — камеры переменного вакуума; 5 — камера постоянного вакуума; 6 — канал; 7, 9, 13, 16 — резиновые шланги; 8 — распределитель коллектора; 10 — подсосковая камера доильного стакана; 11 — корпус стакана; 12 — межстенная камера стакана; 14 — молочная камера; 15 — клапан-фиксатор; 17 — резиновая прокладка; 19 — ведро; 20 — дроссель; 21 — мембрана Вакуум от магистрали по шлангу 1 (рис. 4, а) переходит на камеру 5 пульсатора. Резиновая мембрана 21 под давлением воздуха поднимает клапан 2, вакуум распространяется в камеру 4 и далее по шлангу 7 через распределитель 8 коллектора в межстенные пространства 12 доильных стаканов. В подсосковых камерах 10 стаканов устанавливается постоянный вакуум от доильной емкости 19 и с образованием его в межстенных пространствах стаканов происходит такт сосания: молоко идет через молочную камеру коллектора в молокосборник. В ходе такта вакуум по каналу 6пульсатора через дроссель 20 распространяется на управляющую камеру 18. Атмосферное давление из камеры 3, воздействуя на клапан 2, переводит мембранно-клапанный механизм пульсатора в нижнее положение (рис. 4, б), и клапан 2 перекрывает путь вакууму в камере 4. Воздух через камеру 4 поступает в шланг 7 и далее в межстенную камеру 12, формируя такт сжатия. При этом воздух, проходя через дроссель 20, постепенно заполняет камеру 18, поднимая мембрану 21 (камера 5 находится под постоянным вакуумом). Повторяется такт сосания. Частота пульсаций определяется площадями мембраны и клапана, а также пневматическим сопротивлением дроссельного канала 6.
Низковакуумный аппарат ДЦУ-1-03 с пульсатором. Аппарат был разработан Всесоюзным институтом электрификации сельского хозяйства (ВИЭСХ) в целях стабилизации вакуумметрического давления в под сосковом пространстве. При включении аппарата разрежение из камеры 1 (рис. 5, а) пульсатора переходит в камеру 3, под действием разности давлений между камерами 1 и 14 мембрана поднимает клапан 13, который закрывает проход между камерами 3 и 2 и открывает путь для отсоса воздуха из камеры 3. Вакуум переходит в камеру 10 коллектора и в межстенные камеры 4 стаканов.  Рис. 5. Схема работы низковакуумного доильного аппарата: а — такт сосания; б — такт сжатия; 1, 8 — камеры постоянного вакуума; 2, 6 — камеры атмосферного давления; 3, 7 — камеры переменного вакуума; 4 — межстенная камера; 5 — подсос-ковая камера; 9, 15 — резиновые мембраны; 10 — камера переменного вакуума коллектора; 11 — канал камер переменного вакуума; 12 — дроссель; 13 — клапан; 14 — управляющая камера пульсатора; 16— верхняя площадка клапана пульсатора; 17 — нижняя площадка клапана пульсатора Из камеры 3 пульсатора вакуум через канал 11, соединяющий камеры 3 и 14, через дроссель 12 переходит в камеру 14. Атмосферное давление камеры 2 опускает клапан 13 и, перейдя на камеру 3 и в межстенные камеры стаканов, формирует такт сжатия (рис. 5, б). Клапан 13 пульсатора разобщает камеры 3 и 1. Из камеры 14 воздух отсасывается по длинному дросселю 12, сечение и длина которого влияют на скорость отсоса. В ходе такта сжатия значения давлений воздуха в распределительной камере коллектора 10 и камере 6 выравниваются, а разность давлений, направленная в сторону камеры 7, опускает мембранно-клапанный механизм и открывает свободный доступ атмосферному воз духу в камеру 7, способствуя эвакуации молока из молочной камеры коллектора.
Доильный аппарат АДУ-1-09. Аппарат имеет в своем составе двухтактный коллектор и вибропульсатор АДУ.02.200, который позволяет стимулировать процесс молокоотдачи вибрационным воздействием (частотой 600 мин-1) со стороны сосковой резины на тело соска в такте сжатия. Пульсатор преобразует постоянный вакуум в вакуумной системе доильной установки в пульсирующий (такты сосания и сжатия), одновременно создавая в ходе такта сжатия вибрации давления в межстенном пространстве стаканов с перепадом порядка 4...8 кПа. Доильный аппарат «Нурлат». Конструкция аппарата выполнена по типу доильного аппарата «Дуавак-300» шведской фирмы «Альфа-Лаваль-агри». Аппарат обеспечивает два уровня вакуума: уровень низкого вакуума (33 кПа) и уровень номинального вакуума (50 кПа). Аппарат автоматически контролирует в процессе дойки уровень молокоотдачи коровы (количество выделяемого коровой молока в единицу времени) и регулирует значение вакуума в зависимости от конкретного уровня молокоотдачи. При уровне молокоотдачи менее 200 г/мин аппарат обеспечивает низкий вакуум, при молокоотдаче более 200 г/мин — номинальный вакуум. Функционально аппарат можно разделить на четыре блока: датчик молокоотдачи, двухпозиционный двухполостной вакуумный редуктор, задатчик пульсов и коллектор. Принцип действия аппарата следующий: датчик молокоотдачи сравнивает действительный уровень молокоотдачи с заданным уровнем, и в зависимости от соотношения действительного и заданного уровней магнитный клапан, расположенный в вакуумном редукторе, переводит вакуумный редуктор с одного значения вакуума на другое. Вакуум, созданный вакуумным редуктором, определяет создаваемую задатчиком пульсов частоту смены тактов сжатия и сосания. Схематично процесс доения, изменения уровней вакуума и молокоотдачи показан на рис. 6.  Рис. 6. Схема процесса дойки Конструктивно блок управления 6, приемник 7 и пульсатор 9 аппарата объединены в единый узел (рис. 7). В аппарате исполнения ПАД 00.000-01 указанный узел крепится к доильному ведру посредством кронштейна, расположенного в нижней части блока управления 6. В период между дойками подвесная часть подвешивается к скобе, расположенной на ручке блока управления 6. Пульсатор 9 соединяется с коллектором 4 двумя шлангами переменного давления 15. Коллектор 4 соединен с приемником /молочным шлангом 5. Блок управления 6 подключается к доильной установке вакуумным шлангом 13. Приемник 7 соединяется с доильной установкой молочным шлангом 14.
 Рис. 7. Общий вид аппарата, подключенного к вакуум-молокопроводу: 1 — доильный стакан; 2 — сосковая резина; 3 — трубка; 4 — коллектор; 5 — молочный шланг; 6 — блок управления; 7 — приемник; 8 — скоба; 9 — пульсатор; 10 — ручка; 11 — вакуум-провод; 12 — молокопровод; 13 — вакуумный шланг; 14 — молочный шланг; 15 — шланг переменного давления Детали приемника 7 и крышка коллектора 4 изготовлены из прозрачных материалов, что позволяет оператору наблюдать за процессом дойки.
При работе аппарата постоянное вакуумметрическое давление создается на выходе блока управления 6, в надмембранной полости приемника 7, в приемнике 7, в молочно-вакуумной полости коллектора 4 и в подсосковых пространствах доильных стаканов 1. В фазе стимуляции или в фазе додаивания переменный уровень вакуума (смена с определенной частотой вакуума 33 кПа и атмосферного давления) создается пульсатором 9 в пульсационных камерах доильных стаканов 1. В фазе основного доения переменный уровень вакуума (50 кПа) создается пульсатором 9 в межстенных камерах доильных стаканов 1. Собранное в молочно-вакуумной полости коллектора 4 молоко удаляется из приемника 7 в молокопровод 12 доильной установки в момент такта сосания. При молокоотдаче менее 200 г/мин (в фазе стимуляции и в фазе додаивания) молоко удаляется из приемника 7, не поднимая поплавка в нем. При молокоотдаче более 200 г/мин (в фазе основного доения) молоко поднимает поплавок в приемнике 7, что приводит к переключению режима уровня вакуума в блоке управления 6. Работа блока управления показана на схеме (рис. 8). Блок управления имеет два режима работы: режим низкого вакуума (рис. 8, а) и режим номинального вакуума (рис. 8, б). При обоих режимах в полости 12 блока управления создается вакуум 50 кПа.  Рис. 8. Схема работы блока управления в режимах низкого (а) и высокого (б) вакуума: 1 — магнит; 2, 7, 10,12 — отверстия; 3 — мембрана; 4 — сильфон; 5,6,9 — полости; 8 — управляющий клапан; 11 — клапан Режим низкого вакуума (см. рис. 8, а) соответствует фазе стимуляции или фазе додаивания в процессе дойки. Магнит 1 находится в крайнем верхнем положении и закрывает отверстие 2, соединяющее атмосферу с внутренними полостями блока управления. Магнит 1 удерживается в верхнем положении за счет силы притяжения магнита 7 и магнита, расположенного в поплавке приемника. Отверстие 12 открыто, что приводит к выравниванию вакуума в полостях 9 и 5. Созданное в полости 5 разряжение сжимает сильфон 4 и отжимает в верхнее положение мембрану 3, связанную с управляющим клапаном 8. Управляющий клапан 8 при этом закрывает отверстие 7. За счет дросселирования клапаном 11 отверстия 10, соединяющего полости Ри 6, в полости б устанавливается постоянный вакуум 33 кПа. Такой же уровень вакуума устанавливается в пульсаторе, коллекторе и над мембранной полости приемника аппарата.
Режим номинального вакуума (см. рис. 8, б) соответствует фазе основного доения. За счет увеличения молокоотдачи и всплытия поплавка в приемнике силы притяжения, возникающей между магнитом поплавка и магнитом /, не хватает, чтобы уравновесить силу тяжести магнита 7 и удержать его в верхнем положении. Магнит / падает под своим весом, открывает отверстие 2, через которое воздух устремляется в полость 5. За счет разницы атмосферного давления, созданного в полости 5, и давления в полости 9 магнит удерживается в крайнем нижнем положении, запирая отверстие 12. Из-за отсутствия разряжения в полости 5 мембрана 3 принимает исходное положение. Связанный с мембраной 3 управляющий клапан 8 принимает крайнее нижнее положение и полностью открывает отверстие 7 При этом давление в полости 6выравнивается с давлением в полости 9 и принимает вакуумметрическое давление, сильфон 4 за счет собственной упругости принимает первоначальную (несжатую) форму. Приемник предназначен для контроля уровня молокоотдачи, переключения блока управления с режима на режим, регулирования уровня вакуума в подсосковом пространстве доильных стаканов и автоматического запирания вакуумной линии в случае спадания доильных стаканов с сосков вымени коровы. Работа приемника показана на схеме (рис. 9). Приемник работает в двух режимах: режиме номинального вакуума (рис. 9, б) и режиме низкого вакуума (рис. 9, а), при обоих режимах в полости 9 приемника создается вакуум 50 кПа.  Рис. 9. Схема работы приемника в режимах низкого (а) и высокого (б) вакуума: 1 — седло отверстия; 2 — стакан; 3 — шток; 4 — поплавок; 5 — отверстие; 6 — надмембранная полость; 7 — дросселирующее отверстие; 8 — мембрана; 9 – подмембранная полость; 10 — магнит; 11 — магнит блока управления Режим низкого вакуума соответствует фазе стимуляции или фазе додаивания. При низкой молокоотдаче в указанные фазы процесса доения шток 3 или поплавок 4 находятся на дне стакана 2. Все молоко успевает пройти через дренажное отверстие, расположенное в нижней части штока 3. В этом режиме магнит 10 поплавка 4 удерживает магнит 11 блока управления в верхнем положении, блок управления находится в режиме низкого вакуума, в надмембранной полости 6 установлен вакуум 33 кПа.
За счет разницы давлений в надмембранной полости 6 и под-мембранной полости 9, в которой поддерживается постоянный вакуум 50 кПа, мембрана 8 отжимается в нижнее положение и дросселирует отверстие 7 Дросселирование проходного сечения отверстия 7 создает перепад давлений в этом сечении, что приводит к уменьшению вакуума в полости 5 до 33 кПа. Такой же вакуум устанавливается в подсосковом пространстве доильных стаканов. Режим номинального вакуума соответствует фазе основного доения. При высокой молокоотдаче молоко не успевает проходить через дренажное отверстие в нижней части штока 3. Набирающееся в стакане 2 молоко поднимает пустотелый поплавок 4, который, в свою очередь поднимает шток 3. Открытое отверстие 1 дает возможность свободному выходу молока в молокопровод. При этом магнит 10 поплавка 4 перестает удерживать магнит 11 блока управления в верхнем положении. Блок управления переходит в режим высокого вакуума, поэтому и в надмембранной полости 6 устанавливается вакуум 50 кПа. Перепад давления в полостях 6и 9 отсутствует, мембрана 8 принимает исходное положение и полностью открывает проходное сечение отверстия 7. В полости 5, а значит и в подсосковом пространстве доильных стаканов, устанавливается вакуум 50 кПа. При случайном спадении доильных стаканов с вымени коровы в полостях 5 мгновенно устанавливается атмосферное давление. За счет перепада давлений в полостях 6 и 9 мембрана 8 перекрывает отверстие 7. Пульсатор попарного действия. Пульсатор предназначен для преобразования постоянного вакуума в пульсирующий (колебательный процесс смены вакуума и атмосферного давления), которые формируют повторяющийся с определенной частотой процесс сжатия сосковой резины в доильных стаканах. Пульсатор (рис. 10) состоит из корпуса 22, основания 3, штока 7, коромысла 2, ползуна 4, пружины 1, мембраны 21, иглы 18, правой крышки 15, левой крышки 5, заглушки 19, колпачка 20, штуцеров 11 и 13.  Рис. 10. Пульсатор попарного действия: 1 — пружина; 2 — коромысло; 3 — основание; 4 — ползун; 5 — левая крышка; 6 — водило; 7— шток; 8, 21 — мембраны; 9 — шайба; 10, 12, 23 — оси; 11 — левый штуцер; 13 — правый штуцер; 14, 16 — шайбы; 15 — правая крышка; 17 — гайка; 18— игла; 19 — заглушка; 20 — колпачок; 22 — корпус; А — левая надмембранная полость; Б — левая подмембранная полость; В — правая под-мембранная полость; Г — правая надмембранная полость В корпусе 22 смонтированы все детали пульсатора. С помощью байонетного разъема на корпусе 22 пульсатор устанавливается на блок управления. Основание 3 закреплено тремя винтами в корпусе 22. На оси 12 основания 3 установлено водило 6, на оси 23 — коромысло 2. На водило 6 закреплена ось 10, которая удерживает пружину 1. Водило 6, коромысло 2 и пружина 1 образуют щелчковый механизм. Шток 7 скользит во втулках, запрессованных в корпусе 22. На концах штока 7 через шайбы 14 и 16 с помощью гайки 17 закреплены мембраны 21. Две шайбы 9, установленные на штоке 7, перемещают ползун 4, который перекрывает определенную группу каналов в основании 3 при своем перемещении. В штоке 7 выполнено сквозное отверстие, сечения которого дросселируются иглой 18. Коромысло 2 установлено на оси 23 основания 3 и предназначено для перекрытия группы отверстий в основании 3. При работе коромысло 2 принимает два крайних устойчивых положения: правое и левое. Пружина 1 предназначена для изменения положения коромысла 2. Правая крышка 15 и левая крышка 5 крепятся винтами-саморезами к корпусу 22. В правой крышке 15 расположено отверстие, предназначенное для вращения иглы 18 при настройке частоты. В рабочем положении указанное отверстие герметизируется заглушкой 19 и закрывается колпачком 20. Щелчковый механизм снаружи закрыт мембраной 8. Под мембраной 8 установлена сетка, которая удерживает две прокладки из полиуретана. Эти прокладки предназначены для очистки воздуха, засасываемого пульсатором. В корпус 22 ввернуты правый штуцер 13 и левый штуцер 11, через которые пульсатор с помощью шлангов переменного давления соединяется соответствующими штуцерами распределителя коллектора. Правая надмембранная полость Г сообщается между собой через канал, расположенный внутри штока 7. Вместе с тем обе указанные полости герметизированы от атмосферы и остальных полостей пульсатора. Пульсатор работает следующим образом. В первоначальном положении шток 7, водило 6 и ползун 4 находятся в крайнем правом положении, а коромысло 2 — в крайнем левом положении. При таком положении ползун 4 соединяет центральный паз основания 3 с правым пазом. Коромысло 2 соединяет центральное отверстие основания 3, связанное с центральным пазом, с правым отверстием, соединенным с правой подмембранной полостью В. Воздух отсасывается через центральное отверстие в основании 3, что приводит к созданию вакуума в правом штуцере 13 и в полости В. В этом положении левое отверстие и левый паз в основании 3 находятся в открытом положении. Левый штуцер 11 и левая подмембранная полость Б находятся под атмосферным давлением. Созданный в правой подмембранной полости В вакуум отжимает в левое положение мембрану 21, которая перемещает в левое положение шток 7, водило 6 и ползун 4. При этом в правой над-мембранной полости Г создается вакуум, значение которого ниже, чем в правой подмембранной полости В (за счет поступления воздуха через канал штока 7 из левой надмембранной полости А), При перемещении штока 7 из правого в левое положение коромысло 2 остается в правом положении до тех пор, пока водило б не займет крайнее левое положение. В момент достижения штоком 7 крайнего левого положения водило 6 выходит из зацепления коромысла 2, которое находится под воздействием пружины, т. е. происходит переключение каналов и отверстий в пульсаторе. В таком положении в левом штуцере 11 и в левой подмембранной полости Б создается вакуум, а правый штуцер 13 и полость В оказываются под атмосферным давлением, т. е. движение всех частей повторяется, но в обратном направлении. Скорость переключения пульсатора (частота пульсаций) зависит от скорости перетекания воздуха из одной надмембранной полости в другую. Регулирование скорости претекания воздуха, а значит частоты пульсаций, осуществляется за счет изменения проходного сечения дроссельного отверстия в штоке 7 при вращении иглы 18. В табл. 1 приведены краткие технические характеристики некоторых доильных аппаратов. Устройство зоотехнического учета молока УЗМ-1А (рис. 11) входит в состав доильной аппаратуры. Принцип работы УЗМ-1А заключается в том, что молоко из доильного аппарата поступает через патрубок 2 в приемник 4, из которого через окно 5 проходит в камеру 7 и заполняет ее. По наполнении камеры поплавок 8 всплывает, перекрывая трубку отвода воздуха 3 и окно 5. Через отверстие 6 впуска воздуха атмосферное давление вытесняет молоко по трубке 11 с калиброванным выходным соплом, вследствие чего поток проходит через это сечение с несколько повышенным напором и по калиброванному каналу 13 примерно 2 % общего количества молока перетекает в мензурку 9.  Рис. 11. Схема работы устройства зоотехнического учета молока УЗМ-1А при заполнении (а) и опорожнении (б) мерной камеры: 1 — патрубок выхода молока; 2 — патрубок входа молока; 3 — трубка отсоса воздуха; 4 — приемник молока; 5 — окно в камеру 7 и седло поплавка; 6 — отверстие впуска воздуха; 7 — мерная камера; 8 — поплавок; 9 — мензурка; 10 — трубка поступления молока в мензурку; 11 — трубка выхода молока; 12 — клапан; 13 — калиброванный канал Таблица 1. Техническая характеристика доильных аппаратов
Остальное молоко через патрубок 1 идет в молокопровод. По освобождении от молока камера 7 вакуумируется по каналу трубки 11, поплавок опускается, так как давление на него снизу резко падает, и камера 7 заполняется новой порцией молока. При работе устройства сопротивление воздуха в мензурке не должно мешать притоку молока по калиброванному каналу 13. Выпуск избыточного воздуха происходит через клапан 12 на сливной трубке 10. На шкале мензурки каждое деление соответствует 100 г выдоенного молока. При снятии мензурки воздух освобождает каналы от остатков молока. Для очистки трубки 11 снимают верхний колпак прибора и крышку на трубке 10 против канала. Устройство УЗМ-1А позволяет вести учет молока с относительной погрешностью ±5 % при измерении удоя в пределах 4... 15 кг и работает при вакууме, обычном для доильных установок (48...51 кПа). Масса прибора составляет 1,1 кг. Доильные аппараты зарубежного производства. Отличительными особенностями доильных аппаратов зарубежных конструкций являются электронный или пневматический попарный пульсатор, коллектор увеличенного объема (250...600 мл) с отверстием для впуска воздуха в верхней части диаметром 1 мм, молочные резиновые либо ПВХ шланги диаметром 16мм, постоянный или управляемый режим работы с изменением значения вакуума либо частоты пульсаций, с автоматическим снятием или индикацией (световой, звуковой) окончания процесса доения. Сравнительная характеристика доильных аппаратов зарубежных фирм приведена в табл. 1. Основные типы пульсаторов, применяемые в зарубежных доильных аппаратах, — гидропневматические с автономным приводом и электронные с автономным или центральным управлением попарного действия. Как правило, системы электронной пульсации чаще используются в доильных залах на автоматизированных установках. Однако электронные пульсаторы могут применяться и на установках для стойлового содержания скота. В обеих модифи-кациях пульсаторов соотношение тактов составляет, как правило, 50/50 и 60/40 с возможностью регулирования в электронных исполнениях. Так, система электронной пульсации LOW POWER фирмы SAC (Дания) позволяет регулировать соотношение тактов в пределах 50/50...60/40 и частоту пульсаций 50...180 мин-1. К тому же данная система имеет фазовое смещение, обеспечивающее периодичность работы всех доильных аппаратов и равномерное потребление воздуха в процессе работы установки. Система «Стимопульс» фирмы «Westphalia Separator» (Германия) обеспечивает электронную пульсацию в пределах 80...300 мин"1. В начале доения включается режим стимуляции с частотой пульсаций до 300 мин"1, в котором действует заданный программой интервал времени, затем система переходит на обычный режим доения. Пульсаторы различных модификаций доильных аппаратов и фирм имеют, как правило, однотипную конструкцию и параметры, соответствующие стандарту ISO 5707 «Установки доильные. Конструкция и техническая характеристика». Классификация доильных установок Разнотипность и различия в решении организационных форм машинного доения отражены в современной классификации доильных установок (рис. 12).  Рис. 12. Классификация доильных установок Схемы основных типов отечественных доильных установок показаны на рис. 13, а в табл. 2 приведены их краткие технические характеристики.
2. Технические характеристики основных типов отечественных доильных установок
При стойловом содержании коров применяют доение в ведра и в молокопровод, а при наличии автоматических устройств для отвязывания и привязывания животных используют доильные площадки. Беспривязное содержание требует своих форм организации процесса — это доильные площадки групповые, конвейерные и т. д. На пастбищах работают передвижные установки.
Доильные установки со сбором молока в ведро и молокопровод
Автомат промывки (рис. 15) служит для автоматического управления циклом промывки молокопровода и молочного оборудования по заданной программе. Он обеспечивает преддоильное полоскание и промывку после доения.
Автомат имеет бак 7, в котором размещены пневмокран 2 для переключения направления потока моющей жидкости на циркуляцию или в канализацию и поплавковый регулятор для поддержания определенного уровня жидкости. Блок управления 8 состоит из программного валика с восьмью дисками и выведенным наружу указателем, приводимого во вращение от электродвигателя, трех электропневматических вентилей, управляемых программными дисками, конечного выключателя и включателя. Дозирующее устройство представляет собой стеклянный мерный баллон со шлангом для всасывания концентрированного моющего раствора (дезмола и др.) из канистры, шлангом подвода вакуума от крана 5 и шлангом для слива дозы раствора в бак 7. Блок вентилей 9 предназначен для подачи в бак по программе холодной и горячей воды. Программу включают нажимом кнопки на блоке управления.
Во время преддоильного полоскания холодная вода заливается в бак 7 до заданного уровня, а затем засасывается через промывочные головки коллекторной трубы и доильные аппараты в молокопровод и далее через групповые счетчики в молокосборник. Из него вода молочным насосом через пневмокран бака 1 выводится в канализацию. После прополаскивания молокопроводящие пути просушивают атмосферным воздухом. Во время последоильной промывки молокопроводящие пути прополаскивают теплой водой, подавая в бак 7 одновременно холодную и горячую воду и сливая ее при возврате в канализацию. Затем проводят циркуляционную промывку. В камеру пневмокрана 2 подают вакуум, при этом кран переключается, слив жидкости в канализацию прекращается, и она вновь подается в бак 1 через чашу моющего концентрата. В эту чашу предварительно слита доза концентрированного моющего раствора из стеклянной колбы, в результате чего вода и концентрат смешиваются и затем раствор сливается в бак. После заданного программой времени циркуляционной промывки раствор сливается в канализацию. После этого в бак 1 снова подается чистая теплая вода, которая, циркулируя, прополаскивает молокопроводящие пути и сливается в канализацию. Подача воды в бак прекращается, и по молокопроводящим путям просасывается атмосферный воздух, просушивая их. В заключение цикла промывки кратковременно включается молочный насос для удаления остатков воды из молокосборника и выключаются вакуумные установки. В случае неполадок в блоке управления предусмотрено ручное управление процессом промывки молокопроводящих путей агрегата. Продолжительность цикла автоматической промывки перед доением и после него составляет 66 мин. При этом преддоильное прополаскивание с просушкой продолжается 16,5 мин; последо-ильное прополаскивание — 8, циркуляционная промывка — 16, прополаскивание — 10, просушка — 15,5 мин. Работа доильного агрегата АДМ-8А включает в себя следующие основные операции: промывку доильных аппаратов и молокопро-вода перед доением; подготовку коровы к доению; доение; замер молока, надоенного от каждой коровы (при контрольных дойках); транспортировку молока в молочное отделение; замер выдоенного молока от группы 50 коров; фильтрацию молока; охлаждение молока; подачу молока в емкость для хранения; промывку и дезинфекцию доильных аппаратов и молокопровода после доения. Модернизированный типоразмерный ряд отечественных доильных установок для доения коров в стойлах В основу доильных установок этого ряда положен блочно-модульный принцип построения, основанный на применении унифицированных многофункциональных блоков, таких, как доильный аппарат с обратной связью и управляемым щадящим режимом работы, устройство группового учета и транспортировки молока, новые схемы молокопроводов доильных установок и т. д. Установки позволяют механизировать процесс доения и первичной обработки молока в хозяйствах с различными размерами и формами собственности, что наиболее полно способствует современной концепции построения расширенного типоразмерного ряда доильного оборудования для многоукладной экономики. Доильные установки с переносными ведрами на 10... 100 коров относятся в основном к фермерскому типу и могут быть использованы на небольших фермах коллективных хозяйств. На рис. 16 изображена общая схема установки, включающая доильные аппараты 4, вакуум-провод 1, моноблочное устройство промывки 3, вакуумную установку 2. Доильные аппараты содержат доильное ведро новой конструкции из высококачественной нержавеющей стали. Особенностью установки является новая компоновочная схема с моноблочным устройством промывки (рис. 17), состоящим из вакуум-баллона-опорожнителя 7, двухсекционной ванны 6 с перегородкой, имеющей в нижней части перекрываемое отверстие для выполнения режимов ополаскивания и циркуляционной мойки доильных аппаратов 4, установленных попарно крышками на промывочное кольцо, сообщенное шлангом 3, имеющим зажим с входным патрубком опорожнителя. Вакуум-баллон-опорожнитель 7 смонтирован на раме устройства промывки и представляет собой модификацию многофункционального устройства, управляемого пульсатором с пульсоусилителем. Модифицированное устройство промывки предполагает раздельную промывку доильных аппаратов с крышками и ведер, ополаскиваемых вручную, что упрощает конструкцию устройства, его монтаж и повышает уровень автоматизации установки в целом за счет сокращения трудозатрат на промывку по сравнению с установкой типа ДАС-2В.
Рис. 16. Общий вид доильной установки УДВ-30:
Доильные установки с молокопроводом для фермерских хозяйств на 25 и 50 коров, используемые в настоящее время на семейных молочных фермах, как уже отмечалось ранее, имеют в своем составе сложные и дорогостоящие узлы:
Доильная установка УДМ-25 имеет один ряд молокопровода и обслуживает 25 коров. Процесс доения и промывки существенно не отличается от схемы доильной установки УДМ-50. Особенностью доильных установок УДМ-25, -50 является то, что они выполнены на блочно-модульной основе, основные узлы которой являются составной частью доильных установок для большего поголовья — на 100 и 200 голов, а также то, что первичный и конечный молокоприемники представляют собой модификации модернизированного дозатора молока. На основании рассмотренных принципиальных технологических схем доильных установок с молокопроводом разработана усовершенствованная типовая технологическая схема доильной установки с молокопроводом на 100 и 200 коров. Данная схема универсальна и может быть выполнена по любому варианту. Сущность работы установки поясняется рис. 18 и 19, на которых представлены схемы доильной установки с молокопроводом в режиме доения и в режиме промывки.
Работает доильная установка следующим образом. В режиме доения (см. рис. 18) молоковоздушная смесь от доильных аппаратов 1 поступает в стойловый молокопровод 2и далее движется к дозаторам 6, из которых перекачивается отдельными учитываемыми порциями в транспортный молокопровод 3. Из транспортного молокопровода молоко поступает через управляемый распределитель потока 5 во вторичный молокоприемник-релизер 7, выводящий молоко насосом через фильтр в резервуар. Возвращаясь к дозаторам, следует отметить, что наряду с молоком в них поступает и воздух, который отделяется в приемной камере и отсасывается в вакуумный трубопровод 4, что способствует стабилизации вакуумного режима в стойловом молокопроводе и доильных аппаратах. По транспортному молокопроводу молоко движется в безнапорном режиме, причем вакуумный режим в трубопроводе не влияет на аналогичный в стойловом молокопроводе, поскольку при перекачке молока приемная камера дозатора отделяется от дозирующей. Транспортный молокопровод и вакуумные трубопроводы располагаются на высоте, достаточной для проезда кормораздатчика. Дояр работает 3...4 доильными аппаратами, как и в серийной доильной установке АДМ-8А, с той лишь разницей, что обслуживаемые им животные располагаются в одну линию. Молоко, проходящее через дозаторы, учитывается и показывает надой от группы 50 коров, обслуживаемых одним дояром. Дозаторы подключаются к стойловым молокопроводам одним из своих входов через тройники. Максимальная протяженность пути совместного движения молока и воздуха по стойловому молокопроводу составляет примерно 30 м или 25 ското-мест, тогда как в серийной схеме это вся длина молокопровода до молокоприемника (около 100м). Чтобы исключить воздействие животных на дозаторы, последние, как правило, помещаются в ограждение, привариваемое к стойловой раме. Молочные шланги от дозаторов подключаются к транспортному молокопроводу напрямую или через воздухоотделительную камеру, в зависимости от типа применяемого дозирующего устройства с впуском воздуха или без него. Рассмотрим теперь режим промывки (см. рис. 19).
Доильные установки «Елочка», «Тандем», «Карусель» Доильные установки УДА-16А «Елочка» и УДА-8А «Тандем» унифицированы в линиях доения, промывки и управления. Доильная установка УДА-8А «Тандем» показана на рис. 20. Манипулятор МД-Ф-1 устанавливается у каждого доильного станка автоматизированных установок и выполняет доение, управление доением и снятие доильных стаканов с вымени после додаивания.
Рис. 21. Манипулятор МД-Ф-1: |
