Предложенный американским физиологом В. Е. Петерсеном способ стимулирования отдачи молока коровами до надевания доильных стаканов (путем подмывания вымени теплой водой и массажа его) проверялся в разных странах; он оказался полезен при доении коров доильной машиной. Фирмы-изготовители, увидев, что этот метод дает заметное сокращение времени доения, со своей стороны начали способствовать увеличению скорости доения путем интенсификации параметров доильных машин. Это сделало более вредным их применение при случайных передержках аппарата и способствовало наползанию доильных стаканов на соски. Однако при тщательном наблюдении за доильными машинами практически казалось возможным избежать опасности заболевания коров, если не допускать передержки и своевременно оттягивать доильные стаканы вниз при наползании.
Г. Бил пишет, что ускоренное доение — это доение с большей скоростью и с меньшим количеством аппаратов, приходящихся на одного дояра. Двумя аппаратами при вакууме 46 см рт. ст. и 80 пульсациях в минуту или при улучшенном соотношении тактов дояр, вероятно, сможет выдоить 30 коров в час. При работе с тремя аппаратами (и даже четырьмя) операции по подмыванию вымени, выдаиванию первых струек, смене стаканов, додаиванию и другие занимают так много времени, что выигрыш в ускорении самого процесса доения не дает преимущества. В этих случаях лучше работать при вакууме 38 см рт. ст. и 50 пульсациях в минуту. Применение доильного аппарата с новыми параметрами желательно как средство значительной экономии времени на небольших фермах, где коровы находятся под непосредственным наблюдением фермеров. В более крупных фермах применение этих новшеств менее целесообразно.
Как видно из вышесказанного, решающую роль в повышении производительности труда играет правильное сочетание числа аппаратов с числом дояров, сводящее к минимуму затраты ручного труда и непроизводительные простои. Теоретически считают, что при доении в стойлах каждый дояр должен работать с одним аппаратом. Однако практически этот вариант имеет существенный недостаток — он вызывает уменьшение производительности труда, так как не все коровы выдаиваются за 3 мин, и дояры вынуждены простаивать. Чтобы устранить эти простои, мы пробовали еще сократить время доения коров аппаратами путем безопасной интенсификации параметров доильной машины, что привело нас к идее создания беспульсаторного аппарата. Предполагалось, что при этом производительность труда дояра, работающего с одним аппаратом, повысится до такого уровня, который можно достигнуть, работая с двумя аппаратами.
Ряд исследователей показали, что увеличение числа пульсаций сверх 100 в минуту (вместо 40—50), в сочетании с конструктивными изменениями доильного стакана и его параметров дает некоторое повышение скорости доения. Авторы писали, что продолжительность доения одной коровы удалось снизить до 3—4 мин. Увеличение числа пульсаций, утверждали они, особенно заметно сказывается на скорости доения тугодойных коров, которые выдаиваются медленно и ранее считались не пригодными для машинного доения.
Интересные данные получены в Англии в Национальном исследовательском институте молочного дела при Редингском университете. В результате опыта, проведенного на восьми коровах, выяснилось, что, изменяя частоту пульсаций и соотношение тактов, можно достигнуть значительного (до 45%) увеличения скорости доения. Однако сокращение общего времени доения, различного у разных коров, составляет едва 20% вследствие того, что частота пульсаций и соотношение тактов не влияют значительно на отдачу молока в начале доения и в период додаивания.
При анализе этих данных можно заметить, что существенное влияние на ускорение доения и его безопасность оказывают уменьшение абсолютной длительности такта сосания пои некотором относительном его увеличении (в результате увеличения числа пульсаций), а также использование переходных периодов от сосания к сжатию и от сжатия к сосанию. Этому посвящена специально проведенная работа, описанная в статье М. Гупфауэра.
В этой статье говорится, что на основании данных, полученных в результате более чем 1000 доений коров различных пород, было установлено, что изменение длительности переходного периода между тактами меняет скорость доения максимум на 20%. Оптимальные результаты дают пульсаторы с переходным периодом около 0,125 сек при переходе от вакуума к сжатию, и с переходным периодом около 0,060 сек при переходе от сжатия к вакууму. Под длительностью переходного периода понимается время, необходимое для перехода от вакуума (отрицательного давления) к сжатию (атмосферному давлению), или наоборот. При установлении влияния переходного периода все исследуемые пульсаторы работали при вакууме 450 см вод. ст. (35 см рт. ст.) и 46 пульсациях в минуту.
Если совершенствовать доильный аппарат в этом направлении на базе двухкамерного доильного стакана, работающего по двухтактному способу, то нужно увеличивать число пульсаций, чтобы максимально сократить абсолютную длительность такта сосания, и вместо сжатия использовать переходные периоды от сосания к сжатию и от сжатия к сосанию. Вероятно, наиболее благоприятной для доения можно считать ту его фазу, когда сосковая резина находится в промежуточном состоянии между сосанием и сжатием, т. е. когда резина частично сжимает сосок, но это сжатие не препятствует открыванию сфинктера и вытеканию молока. Поскольку длительность этой фазы мала, ее действие следует усиливать, увеличивая число пульсаций, так как за каждую пульсацию сосковая резина непременно перейдет через эту фазу 2 раза.
Однако чрезмерное увеличение числа пульсаций сопровождается увеличением расхода воздуха, и доильная машина становится экономически невыгодной. Этот недостаток можно устранить. Попробуем представить, что будет, если увеличить число пульсаций до такой величины, при которой сосковая резина не будет успевать переходить от полного сжатия к нормальному состоянию, а вследствие инерции останется в полусжатом состоянии. Путем подбора соотношений тактов среднее сжатие резины можно довести до любой величины. Чем продолжительнее такт сосания, тем меньше будет превышение среднего давления в межстенном пространстве над давлением под соском, и наоборот. Такая машина будет невыгодна по расходу воздуха. Поэтому мы поставили задачу сократить расход воздуха, но сохранить описанный режим работы доильного стакана.
Для этого можно не увеличивать число пульсаций, а просто отказаться от пульсаций воздуха в межстенном пространстве доильных стаканов. Чтобы осуществить нужную степень сжатия сосковой резины, необходимо обеспечить превышение постоянного давления в межстенном пространстве над давлением под соском на определенную величину, сообразуясь с толщиной сосковой резины. Чем толще и грубее сосковая резина, тем это превышение будет больше. Практически его подбирают экспериментально.
Во время работы такого аппарата при малом потоке молока или вхолостую сосковая резина максимально сжимается и поверхность соска становится почти полностью защищенной от действия вакуума. Однако сфинктер при этом неполностью зажимается. При истечении молока вакуум под соском понижается, давление увеличивается за счет частичного закрывания сечения молочных трубок молоком, а от этого сосковая резина несколько разжимается, что способствует еще большему открыванию сфинктера и увеличению потока и скорости отдачи молока. С уменьшением отдачи молока увеличивается разность давлений, воздействующая на сосковую резину, и в соответствии с этим увеличивается ее сжатие, защищающее сосок от излишнего нарушения кровообращения.
Конечно, от такой доильной машины нельзя, видимо, ожидать хорошего стимулирования отдачи молока во время самого доения. Его придется обеспечивать уже известными методами, в частности ручным или механическим массажем вымени.
В аппарате, предназначенном для работы по новому принципу, уменьшилось количество параметров: остались лишь величина вакуума и степень сжатия сосковой резины. Для оптимизации этих двух параметров гораздо легче создать автоматические устройства.
Механизм, обеспечивающий превышение давления в межстенном пространстве доильного стакана над давлением под соском, был выполнен в нескольких вариантах. Простейший из них показан на рис. 77. В камере коллектора 1, которая соединяется с межстенным пространством доильных стаканов, имеется небольшое отверстие 2, частично закрытое кнопкой. В общей трубке 4, идущей к доильному ведру, установлен винтовой кран 3. Вакуум-насос подключается как к трубке 4, так и к трубке 5, которая соединена с подсосковым пространством доильных стаканов. Камера 1 получается проточной.
Рис. 77. Беспульсаторный доильный аппарат с ручной регулировкой давления в межстенном пространстве доильных стаканов: 1 — коллектор; 2 — отверстие, 3 — кран; 4 и 5 — трубки.
Если после включения вакуум-насоса кран 3 закрыт, то в межстенном пространстве доильных стаканов быстро установится атмосферное давление. Если же этот кран полностью открыть, в межстенном пространстве доильных стаканов установится номинальный вакуум, так как отверстие 2 слишком мало, чтобы повлиять на величину вакуума в этом пространстве. Постепенно закрывая кран 3, можно повысить давление в межстенном пространстве доильных стаканов и получить любое сжатие сосковой резины, которое можно определить визуально через прозрачную стенку гильзы доильного стакана или при помощи какого-либо индикатора. Практически нужная степень сжатия сосковой резины была определена по специальной методике, которая описана ниже. Кнопка в момент надевания доильных стаканов закрывает отверстие 2, когда требуется сосание без сжатия резины. Переключатель нужен и для трубки 5, чтобы можно было легко и быстро снимать доильные стаканы (для этого пригоден и обычный пробковый кран). Однако описанное устройство имеет следующий недостаток: для его правильной работы необходима ручная регулировка крана 3.
Более совершенно в этом отношении устройство, показанное на рис. 78. Оно действует автоматически. После определения необходимого вакуума под соском и в межстенном пространстве данное устройство рассчитывают на разность этих давлений. Устройство включают в трубку, соединяющую межстенное пространство доильных стаканов с вакуум-насосом. Груз 8 в камере 9 закрывает отверстие 4, через которое межстенное пространство соединяется с источником вакуума при помощи камеры 9 и трубки 7. Последняя соединяется с ведром 6, в котором собирается молоко. Ведро 6 через трубку 3 соединено с коллектором и подсосковым пространством доильных стаканов 1.
Рис. 78. Беспульсаторный доильный аппарат с автоматической регулировкой давления в межстенном пространстве доильных стаканов
При включении аппарата в ведре и под сосками коров устанавливается номинальный вакуум. В трубке 2 и в межстенном пространстве доильных стаканов вакуум будет пониженным (он снизится из-за действия автоматического устройства с грузом 8). Нижняя часть груза должна иметь на себе резиновую прокладку для плотного закрывания отверстия 4.
Расчет устройства элементарен: чем больше груз 8 и чем меньше отверстие 4, тем большей будет разность давлений в камерах 5 и 9, а следовательно, и между межстенным и подсосковым пространствами доильного стакана:
h - h1 =(Q/F)*73,56 и Q = (F*(h - h1))/73,56,
где h — вакуум под сосками в см. рт. ст.;
h1 — вакуум в межстенном пространстве доильных стаканов в см. рт. ст.;
Q — вес груза в кг;
F — площадь отверстия в см2.
На рис. 79,а приведена схема, улучшенная по сравнению со схемами, показанными на рис. 77 и 78. Особенностью этой схемы является устройство коллектора. Он состоит их трех камер. Камера 1 служит для сбора молока из всех четырех сосков. Их этой камеры молоко перетекает в доильное ведро по трубке 9. Камера 7 сообщается через отверстия с атмосферой. Камера 5 соединена с межстенным пространством всех доильных стаканов. К ней же присоединена общая трубка от вакуум-насоса.
Трубка 9 не имеет крана для отключения доильных стаканов от вакуум-насоса. Роль такого крана выполняет двойной клапан 8. Опускаясь, он отключает трубку 9 от доильных стаканов и одновременно соединяет камеру 7 с камерой 1 через зазор между отверстием в перегородке 2 и стержнем клапана 8. Благодаря этому при опускании клапана 8 в камеру 1 коллектора и под соски входит воздух и давление повышается до атмосферного, что прекращает доение.
Рис. 79. Беспульсаторный доильный аппарат с кнопочным управлением в коллекторе и регулировкой давления в межстенном пространстве доильных стаканов: а — с ручной регулировкой; б — с автоматической регулировкой: 1, 5 и 7 — камеры коллектора; 2 — перегородка; 3 — мембрана; 4 — кнопка; 6 — кран; 8 — клапан; 9 — трубка; 10 — груз; 11 — отверстие.
Во время доения клапан удерживается в верхнем положении мембраной 3, так как в камере 5 (над мембраной) действует вакуум, а в камере 7 (под мембраной) — атмосферное давление. В этом положении камеры 1 я 7 разобщаются, и вакуум в камере 1 обеспечивает доение. Двойной клапан 8 опускают вручную, нажимая на кнопку 4 перед снятием доильных стаканов с сосков коровы. При этом вакуум в камере 5 сохраняется, что расширяет сосковую резину и облегчает снятие доильных стаканов с сосков. Кнопка 4 входит в камеру 5 с некоторым зазором, через который в эту камеру проходит воздух. Этот зазор аналогичен отверстию 2 на рис. 77. Благодаря движению кнопки этот зазор будет засоряться реже, чем маленькое отверстие, При наличии такого зазора, сообщающего камеру 5 с атмосферой, пользуясь краном 6 (рис. 79, а) можно понижать вакуум в камере 5, следовательно, в межстенном пространстве доильных стаканов. Кран 6 можно заменить калиброванным отверстием.
Описанное устройство обеспечивает удобную постановку доильных стаканов на соски коровы, простое снимание их при нажатии на кнопку 4, автоматический впуск воздуха в доильное ведро, что необходимо для снятия крышки. Если нужно сохранить вакуум в ведре в течение некоторого времени, то кнопку 4 надо нажать и придержать рукой. При отпускании кнопка поднимается, клапан 8 открывается, и воздух входит в ведро по трубке 9.
При работе этого доильного аппарата полусжатое состояние сосковой резины предупреждает наползание стаканов на соски. Если же у некоторых коров частичное наползание и произойдет, то при помощи кнопки 4 его можно устранить: при нажатии на кнопку стаканы сами спадают с сосков. Когда доильные стаканы опустятся и будет устранено их наползание, кнопку отпускают. При этом доение восстанавливается.
На рис. 79, б показан тот же коллектор, что и на рис. 79, а, но вместо крана 6 в нем установлен автоматический регулятор. Необходимое понижение давления в камере 5 достигается при помощи груза 10, закрывающего отверстие 11. Это устройство аналогично показанному на рис. 78.
Беспульсаторный доильный аппарат имеет большие технические преимущества перед пульсаторным: упрощается и удешевляется сам аппарат; расход энергии уменьшается в несколько раз, а это позволяет устанавливать вакуум-насос и электродвигатель на крышке аппарата и избегать применения вакуумного трубопровода, засорение которого, как показала практика, часто срывает машинное доение коров.
Экспериментальные образцы доильных аппаратов, работающих без пульсатора, были опробованы в лаборатории и на молочной ферме. Получены вполне удовлетворительные результаты их работы.
Создание беспульсаторного доильного аппарата с регулируемым давлением в межстенном пространстве доильных стаканов послужило началом для своеобразного усовершенствования существующих двухтактных доильных аппаратов с двухкамерными доильными стаканами. Основной идеей этого усовершенствования было использование полусжатого состояния сосковой резины, что при такте сосания ограничивает наползание доильных стаканов, а при такте сжатия не прерывает истечения молока.
При беспульсаторном доении, по-видимому, не происходит стимулирования отдачи молока, так как нет периодического сжатия сосковой резины. Было бы желательно сохранить это стимулирование, но сжатие резины сделать не полным, как у существующих доильных машин, а частичным — в такой степени, в какой это необходимо для непрерывного вытекания молока. Техническая задача состояла в том, чтобы на некоторую постоянную слагающую разности давлений, действующих на сосковую резину, наложить переменную слагающую и этим усилить стимулирование отдачи молока, не уменьшая скорости доения, т. е. оставляя непрерывное отсасывание.
Решение этой задачи принципиально возможно многими способами, но на первом этапе нужно было найти наипростейший из них, допускающий использование существующего оборудования. В связи с этим особые требования были предъявлены к пульсатору, в котором рабочий пульсирующий вакуум должен был изменяться не от нуля до номинального, как во всех пульсаторах, а в других пределах. Верхний предел вакуума при этом определялся толщиной сосковой резины: чем тоньше и пластичнее сосковая резина, тем меньше должна быть разница между номинальным постоянным вакуумом и верхним пределом пульсирующего вакуума. Это требование объясняется тем, что если в межстенном пространстве доильных стаканов действует периодический вакуум, у которого верхний предел достигает номинального, сосковая резина при такте сосания расширяется до нормального состояния, что влечет за собой некоторое наползание доильных стаканов на соски коровы (особенно при двухтактном способе доения). Если же пульсирующий вакуум будет иметь меньшую амплитуду, резина при такте сосания будет находиться в несколько сжатом состоянии, которое не мешает отсасыванию молока, но препятствует наползанию стаканов на соски. Эта разница давлений, как сказано выше, должна быть большей при использовании толстой и жесткой сосковой резины.
Нижний предел вакуума в этом случае должен достигать не атмосферного давления, а такой величины, при которой сжатие резины не делает вытекание молока прерывистым. Молоко должно вытекать беспрепятственно с достаточной скоростью как при такте сосания, так и при такте сжатия. Таким образом, применительно к двухтактному способу доения задается такой режим, при котором характер пульсации сосковой резины будет заметно отличаться от существующего.
Впервые эта задача была решена на пульсаторе аппарата ДА-ЗМ. Этот пульсатор (рис. 80) отличается тем, что в нем изменение вакуума в намеченных нами пределах можно получить не в камере 3 пульсирующего вакуума (под мембраной), которую принято использовать как рабочую для соединения с до-ильными стаканами, а в камере 4 (над мембраной). Характер изменения вакуума в этой камере показан на рис. 41.
Рис. 80. Пульсатор, в котором камера над мембраной является рабочей и управляющей: 1 — камера постоянного вакуума; 2 — камера атмосферного давления; 3 и 4 — камеры пульсирующего вакуума; 5 — канал, соединяющий камеры 3 и 4; 6 — патрубок пульсирующего вакуума.
Изменяя диаметры верхнего и нижнего отверстий камеры 3 пульсатора (т. е. диаметры клапанов), можно менять пределы изменения Вакуума в камере 4. Чем больше верхний диаметр камеры 3, тем ближе предельная величина вакуума к номинальной. Чем меньше диаметр нижнего отверстия камеры 3 (действующий диаметр нижнего клапана), тем ближе величина второго предела вакуума к атмосферному давлению. Изменяя размеры клапанов пульсатора, можно получить практически необходимые изменения вакуума в камере 4 и использовать этот пульсирующий вакуум для работы доильного аппарата. Методика расчета приводится ниже.
Верхнюю камеру пульсатора с межстенным пространством доильных стаканов можно соединить посредством обычных резиновых трубок через коллектор.
Техническое преимущество такого аппарата состоит в том, что он отсасывает молоко непрерывно и доит быстро при нормальном числе пульсаций, в то время как у существующих машин, как упоминалось выше, аналогичного эффекта смогли добиться только путем увеличения пульсаций в 4—5 раз.
Данный аппарат рассчитан на максимальную скорость доения. Передержка доильных аппаратов оказывает вредное действие на соски в меньшей степени, чем при доении обычным двухтактным доильным аппаратом, поскольку резина, находящаяся в полусжатом состоянии, предохраняет соски от наползания доильных стаканов. Степень проникновения вакуума внутрь соска, а также нарушение кровообращения в соске значительно меньше.
Вторая очень важная особенность использования пульсатора по новому способу заключается в том, что в результате присоединения межстенного пространства доильных стаканов к камере 4 пульсатора ее объем увеличивается в несколько десятков раз.
Поэтому для получения нормального числа пульсаций диаметр отверстия, соединяющего камеры 4 и 3, увеличивают до 2—3 мм, что решает коренную проблему пульсатора — получение относительно постоянного, нерегулируемого числа пульсаций. Отверстие такого диаметра редко засоряется; его легче прочистить, чем отверстие диаметром 0,24 мм, которое нужно иметь в пульсаторе, работающем по старой схеме (с регулировочным винтом). Такое отверстие целесообразно делать в стержне пульсатора или в верхнем клапане. Это преимущество делает возможным перенесение пульсатора с крышки доильного ведра на коллектор и совмещение пульсатора с коллектором, так как надежность и режим работы такого пульсатора не изменяются и при попадании в него воды или молока, и он работает без регулировки, числа пульсаций.
Эта дроблема в пневматических пульсаторах оставалась нерешенной много лет и вызвала появление магнитных пульсаторов, которые сложнее и Дороже пневматических.
На рис. 81 приведена схема доильного аппарата с расположением нового пульсатора на крышке ведра. В этом случае применяется обычный коллектор. На рис. 82 показан доильный аппарат с совмещенным пульсатором-коллектором, у которого камера постоянного вакуума пульсатора отделена от камеры для сбора молока и молочный кран находится в коллекторе.
Рис. 81. Схема доильного аппарата с пульсатором на крышке ведра: 1 — доильные стаканы; 2 — коллектор; 3 — пульсатор; 4 — ведро.
Схемы, приведенные на рис. 81 и 82, характеризуют новый, по существу, принцип доения, занимающий среднее положение между двухтактным способом и способом непрерывного отсасывания, который нами уже описан под названием беспульсаторного, с регулируемым давление в межстенном пространстве доильных стаканов.
Рис. 82. Схема доильного аппарата с совмещенным пульсатором-коллектором, в котором камера постоянного вакуума отделена от камеры для сбора молока: 1 — доильные стаканы; 2 — пульсатор-коллектор; 3 — молочный шланг; 4 — вакуумный шланг; 5 — ведро.
В целях обобщения все три доильных аппарата можно объединить под общим названием «Пульсирующие доильные аппараты с регулируемым давлением в межстенном пространстве двухкамерных доильных стаканов». В этом случае обычный двухтактный доильный аппарат и беспульсаторный аппарат будут крайними частными случаями этого общего способа. А между ними может быть большое количество других аппаратов, отличающихся пределами изменения вакуума в межстенном пространстве доильных стаканов.
Подбор оптимальных параметров скоростного доильного аппарата является необходимой и важной задачей. Значительная часть этой работы уже выполнена.
Чтобы реализовать описанный выше новый способ доения практически, необходимо было изучить зависимость скорости истечения молока из соска у разных коров от степени сжатия сосковой резины. Вопрос этот оказался довольно сложным, поэтому на первом этапе было необходимо найти ту критическую величину вакуума в межстенном пространстве доильных стаканов, при которой сжатие резины останавливает истечение молока. Было известно, что эта величина вакуума не равна нулю. Совершенно очевидно, что при любом вакууме в межстенном пространстве, превышающем критический, истечение молока из сосков не прекращается, но происходит с различной скоростью. Оптимальную величину вакуума в межстенном пространстве доильных стаканов, при которой скорость истечения молока будет наибольшей, в этом опыте точно не определяли.
Рис. 83. Экспериментальный доильный аппарат:
1 — доильный стакан; 2 — молочная трубка; 3 — смотровое стекло; 4 — камера; 5, 6 и 7 — патрубки
Исследования проводили на ферме совхоза «Лесные поляны» Московской области на 25 коровах, из которых 15 доили аппаратом ДА-3 и 10 — аппаратом ДА-ЗМ. Для опыта были использованы отдельные доильные аппараты, в которые были внесены следующие изменения (рис. 83): три доильных стакана присоединены к коллектору, как у обычного аппарата, а у четвертого стакана 1 молочная трубка 2 через отдельный шланг соединена непосредственно с доильным ведром, минуя коллектор. Межстенное пространство этого стакана соединено с приспособлением, состоящим из небольшой камеры 4, имеющей четыре патрубка. Один из патрубков посредством резиновой трубки соединен с межстенным пространством доильного стакана. В патрубок 5 ввернут регулировочный винт, при помощи которого регулируется впуск воздуха из атмосферы, а тем самым — и величина вакуума в межстенном пространстве доильного стакана. К патрубку 6 присоединен вакуумметр, на патрубок 7 надет шланг, соединяющий камеру 4 с доильным ведром. Внутреннее отверстие патрубка 7 закрыто пробкой, в которой сделано небольшое отверстие.
При помощи измененного таким образом аппарата и выдаивали коров. При этом три соска выдаивались обычным трехтактным способом, а четвертый — с непрерывным отсасыванием молока через стакан, присоединенный к доильному ведру по описанному способу. При надевании этого доильного стакана на сосок в его межстенном пространстве образовывался вакуум большой величины (порядка 32,5 см рт. ст.). Как только устанавливался нормальный поток молока из соска, вакуум в межстенном пространстве постепенно понижали до такой величины, при которой от сжатия сосковой резины поток молока прекращался. Эту критическую величину вакуума записывали в журнале. Затем вакуум вновь постепенно повышали до тех пор, пока не начиналось истечение молока. Это значение вакуума также фиксировали в журнале.
После этого продолжали повышать вакуум до тех пор, пока поток молока не восстанавливался. При прекращении истечения молока опытный доильный стакан с соска снимали. Наблюдение за потоком молока производили визуально через смотровое стекло 3, вставленное в молочную трубку под опытным доильным стаканом. Вакуум в трубопроводе составлял 38 — 40 см рт. ст. Полученные данные приведены в табл. 20.
Таблица 20
Опытные данные о влиянии величины вакуума в межстенном пространстве доильных стаканов на истечение молока из сосков
Анализ этих данных показал, что величина вакуума, при котором прекращался поток молока, заметно колебалась для одной и той же коровы, а для всех коров эти колебания происходили в еще больших пределах, а именно от 10 до 25 см рт. ст. То же самое можно сказать и о величине вакуума, при котором восстанавливается поток молока. Колебания этого вакуума находились в пределах 17—30 см. рт. ст.
Из опытных данных следует, что периодическое уменьшение вакуума в межстенном пространстве доильного стакана до 20 см рт. ст. у большинства коров не должно создавать прерывистого доения. При вакууме 30 см рт. ст. поток молока при доении почти всех коров будет близок к наибольшему. Следовательно, физиологически целесообразными пределами изменения величины вакуума в межстенном, пространстве доильных стаканов были приняты 20 и 30 см рт. ст. при вакууме в трубопроводе 40 см рт. cт (т. е. 0,5 h и 0,75 h, где h — номинальный вакуум).
Рис. 84. Пульсатор, сконструированный по схеме, показанной на рис. 24: а — отсасывание воздуха из патрубка 4; б — впуск воздуха в патрубок 4; 1, 2, 3 и 5 — камеры; 4 и 8 — патрубки; 6 — отверстие; 7 — мембрана; 9 — резиновое кольцо; 10 — стержень
Верхний предел изменения вакуума (30 см рт. ст.), отличающийся от номинального (40 см рт. ст.), обеспечивает такое сжатие сосковой резины в этой фазе, при котором возможность наползания доильных стаканов на соски коровы значительно снижается. Полученные данные послужили основанием для расчета пульсатора и создания новой конструкции его.
Новый пульсатор (рис. 84) имеет те же четыре камеры, что и пульсатор ДА-3 и ДА-ЗМ. С вакуум-насосом пульсатор соединен через патрубок 8. Камера 5 соединена с коллектором. Внутри пульсатора расположено переключающее устройство, состоящее из стержня 10 с плоской круглой шайбой сверху и кольцевой канавкой на нижнем конце. При сборке пульсатора под шайбу устанавливают резиновую мембрану 7, а в канавку закладывают резиновое кольцо 19, вырезанное из сосковой резины. Отверстие 6, соединяющее камеры 2 и 5 и обеспечивающее необходимое число пульсаций, имеет диаметр 2 мм.
Так как исследования, проведенные при доении коров новым аппаратом, показали, что вакуум в межстенном пространстве доильных стаканов должен изменяться от 20 до 30 см рт. ст. при вакууме в трубопроводе 40 см рт. ст., то такие же пределы изменения вакуума должны быть и в камере 5 пульсатора.
При расчете условно будем считать действие мембраны аналогичным действию идеального поршня (без учета сил трения и веса), что при малом ходе и Незначительном весе вполне допустимо. При включении вакуума воздух через патрубок 8 уходит из камер 1 и 2, и в них устанавливается разрежение, равное номинальному вакууму h. Мембрана 7 и шайба стержня 10 при этом закрывают верхнюю часть камеры 2, так как в камере 5 в этот момент действует атмосферное давление. На верхний клапан при этом действует разность давлений сверху вниз, как показано на рис. 84, а. Величина обусловленной этой разностью результирующей силы, действующей на верхний клапан в начальный момент.
где Fв.к — площадь верхнего клапана в см2;
h — номинальный вакуум в см. рт. ст.;
Dв.к — диаметр верхнего клапана в см.
Нижний клапан в этот момент открыт. После возникновения вакуума в камерах 1 и 2 воздух сразу же начинает перетекать через отверстие 6 из камеры 5 пульсатора и доильных стаканов в камеру 2 пульсатора, не снижая существенно в ней вакуума, так как она соединена с вакуум-насосом трубками довольно большого сечения, а диаметр отверстия 6 составляет около 2 мм. В результате в камере 5 создается вакуум и сила, действующая на верхний клапан вниз, уменьшается. Одновременно возникает и увеличивается сила, действующая снизу вверх на ту часть мембраны, которая находится против кольцевой камеры 3. Величину этой силы можно подсчитать по формуле (42)
где Fм — площадь мембраны;
hx — вакуум в камере 5, который изменяется от 0 до h1 в первую половину такта пульсации и от h1 до h2 в дальнейшем при работе аппарата.
Через некоторое время сила Рм достигнет величины силы Рв.к и будет увеличиваться дальше, так как при увеличении вакуума в камере 5 сила Рм возрастает, а сила Рв.к уменьшается. Когда сила Рм несколько превысит силу Рв.к, произойдет переключение клапанов: верхний откроется, а нижний закроется.
В момент равновесия
Рв.к = Рм
или
Fв.к*(h - h1) = (Fм - Fв.к)*h1, (43)
или, после преобразования,
Fв.к*h = Fм*h1,
т.е. формула (43) приобретает вид формулы (3).
После переключения клапанов (рис. 84,б) верхний клапан будет открыт, а нижний закрыт. Камера 2 быстро заполнится воздухом, давление в ней повысится до атмосферного. На всю мембрану теперь будет действовать сила снизу вверх, а на нижний клапан — сверху вниз. Величина силы, действующей на нижний клапан,
Рн.к = ((Fн.к*h)/76)*1,033,
где Fн.к — площадь нижнего клапана.
Величина силы, действующей на мембрану,
Рм = (Fм*h1*1,033)/76
В первый момент после переключения клапанов сила, действующая на мембрану вверх, превосходит силу, действующую на нижний клапан вниз, так как площадь мембраны больше, хотя разность давлений, действующая на нее, и будет меньше разности давлений, действующей на нижний клапан. Однако по мере поступления воздуха из камеры 2 в камеру 5 вакуум в последней уменьшается, а пропорционально этому уменьшается и сила, действующая на мембрану вверх, вплоть до наступления равновесия, когда
Рн.к = Рм и Fн.к*h = Fм*h2,
т.е. это соответствует формуле (5).
После этого произойдет переключение клапанов, и в дальнейшем весь процесс будет повторяться. Вакуум в камере 5 пульсатора и межстенном пространстве доильных стаканов будет изменяться от h1 до h2, а в камере 2 пульсатора — от 0 до h. Приведенные выше уравнения дают возможность по величинам h1 и h2, которые нами получены экспериментально, рассчитать диаметр мембраны и клапанов. Поскольку для наших условий h = 40 см рт. ст., h1 = 30 см рт.ст., h2 = 20 см рт.ст. и Dм = 45 мм, по уравнению
Fв.к*h = Fм*h1
находим
откуда
По уравнению Fн.к*h = Fмh2 после преобразования находим
Эта теоретически вычисленные размеры на практике пришлось скорректировать. У пульсатора, который был изготовлен для испытаний, размеры были следующими: DM = 45 мм; Dв.к = 37 мм; Dн. к= 27 мм.
Для пульсирующих аппаратов с регулируемым давлением в межстенном пространстве доильных стаканов могут быть использованы двухкамерные доильные стаканы любой конструкции и любой коллектор, т. е. любой аппарат ,с двухкамерными доильными стаканами можно превратить в пульсирующий аппарат с регулируемым давлением в межстенном пространстве доильных стаканов, если его пульсатор заменить описанным выше. Если заменить пульсатор трехтактной доильной машины ДА-3 или ДА-ЗМ, то переделки коллектора также не потребуется: поскольку вакуум в межстенном пространстве доильных стаканов падает только до 20 см рт. ст., верхний клапан коллектора остается всегда закрытым, а нижний — открытым, и молоко течет через коллектор непрерывно.
На рис. 85 дан общий вид доильного аппарата с регулируемым давлением в межстенном пространстве доильных стаканов, сконструированного на базе доильного аппарата ДА-ЗМ.
Для создания пульсирующего доильного аппарата с регулируемым давлением в межстенном пространстве доильных стаканов можно использовать также и схему пульсатора, показанную на рис. 23.
Одна из конструкций такого пульсатора приведена на рис. 86. Мембрана 5 надета на стержень пульсатора через верхний буртик. Чтобы мембрана не прогибалась при работе, под ней установлена шайба. Сверху мембраны никаких шайб или гаек не требуется, так как давление в камере 4 всегда больше, чем давление в камере 8. Камеры 4 и 2 сообщаются через каналы 6 и 9 в стержне пульсатора. Пульсирующий вакуум в доильные стаканы подается через патрубок 3.
Для этой же цели можно применять пульсаторы от аппарата «Майга» и «Пакетный», описанные ранее, если соответственно изменить в них диаметры клапанов.
Расчет всех этих трех пульсаторов так же элементарен, как и пульсатора, изображенного на рис. 84. Приводим его применительно к пульсатору, изображенному на рис. 86.
Рис. 85. Пульсирующий доильный аппарат с регулируемым давлением в межстенном пространстве доильных стаканов:
1 — доильный стакан; 2 — коллектор; 3 — пульсатор; 4 — доильное ведро
Расчет диаметров нижнего и верхнего клапанов произведен для тех же исходных данных: h = 40 см рт.ст.; h1 = 30 см рт.ст. и h2 = 20 см рт.ст. при диаметре мембраны, равном 45 мм.
Диаметр нижнего клапана
откуда диаметр верхнего клапана
Здесь также требуется корректировка вычисленных размеров клапанов, так как хотя (работа мембраны в этом случае близка к работе идеального поршня, но вес клапанов и колебания вакуума в момент переключения клапанов вызывает неизбежные искажения.
Рис. 86. Пульсатор, сконструированный по схеме, показанной на рис. 23:
1 — камера атмосферного давления; 2 — камера пульсирующего вакуума; 3 — патрубок; 4 — верхняя камера; 5 — мембрана; 6 и 9 — каналы; 7 — шайба; 8 — камера постоянного вакуума
Некоторая неточность расчета возникает также и оттого, что буртики верхнего и нижнего отверстий, закрываемых клапанами, обычно имеют ширину 1,5—2,0 мм. Если считать, что при посадке клапан соприкасается с буртиком по наружному краю, то рабочая поверхность клапана за счет ширины буртика увеличивается.
Рассмотрим сначала расчет по клапану большего размера, имеющего диаметр 33 мм. Вместе с буртиком его диаметр составит 37 мм.
Так как рабочая площадь клапана пропорциональна квадрату его диаметра, то разница площадей при увеличении диаметра с 33 до 37 мм достигает приблизительно 26%.
Диаметр нижнего клапана равен 22,5 мм; вместе с буртиком его диаметр составит 26,5 мм, и разница в площадях между ними достигает 31%. Нетрудно догадаться (и это видно из приведенных выше уравнений), что увеличение диаметра нижнего клапана уменьшает h1 а увеличение диаметра верхнего клапана уменьшает h2.
Если в уравнение (21) подставить диаметр нижнего клапана, равный 26,5 мм, то получим
h1 = 26,16 см рт. ст. (вместо 30 см рт. ст.).
Аналогично подсчитываем величину h2 по формуле (23):
h2 = 13,2 см рт. ст. (вместо 20 см рт. ст.).
Вероятно, при жестких клапанах такие искажения вполне реальны. Для борьбы с ними необходимо уменьшать ширину буртика отверстия, закрываемого клапаном, или делать рабочие части клапанов из резины, как это удачно осуществлено в пульсаторе, изображенном на рис. 84. В этом пульсаторе диаметры клапанов больше, а поэтому искажения даже при твердых клапанах будут меньше.
Уменьшение ширины буртика вызывает необходимость применения более прочных материалов, выдерживающих даже ударную нагрузку. Опыт показал, что алюминиевые клапаны и буртики слишком быстро изнашиваются, а сделанные из нержавеющей стали или латуни дорого стоят. Наиболее подходящими материалами для этих деталей будут, вероятно, некоторые сорта пластмасс.
Искажения величин h1 и h2, вызываемые влиянием ширины буртика в пульсаторах с твердыми клапанами, оказывают свое влияние и на соотношение t1/t2 во всех пульсаторах мембранного типа. Изучение этого влияния помогло бы повысить точность их расчета.
Из приведенных рассуждений и расчетов можно сделать вывод, что увеличение диаметра мембранных пульсаторов приведет к значительному уменьшению разброса в величине соотношения тактов (t1/t2) у различных пульсаторов при их массовом производстве.
Для проверки нового принципа доения с непрерывным отсасыванием были проведены вначале предварительные испытания в совхозе «Лесные поляны», а затем более полные — на ферме опытного хозяйства ВИЭСХа «Истра». В предварительных испытаниях новые пульсаторы были установлены на доильных аппаратах ДА-3 и ДА-ЗМ. Эти испытания показали, что пульсирующий доильный аппарат с регулируемым давлением в межстенном пространстве доильных стаканов выдаивает коров быстрее, чем обычные аппараты ДА-3 и ДА-ЗМ, на базе которых он был создан. Ручной додой после доения этим аппаратом оказался меньшим, чем после аппаратов ДА-3 и ДА-ЗМ.
При работе аппарата число пульсаций несколько изменяется пропорционально скорости доения. К концу доения наблюдается наползание доильных стаканов на соски коровы. При навешивании на коллектор дополнительного груза наползание стаканов уменьшается. При доении коров с очень маленькими сосками доильные стаканы плохо удерживаются, их приходится подвязывать веревочкой. Коровы не сразу привыкли к новому аппарату, их беспокоила частая (до 150 в минуту) пульсация, и для их приучения потребовалось 2—3 дня.
Проведенные затем хозяйственные испытания дали относительно хорошие результаты по скорости доения и величине додоя (табл. 21). Пульсирующий аппарат с регулируемым давлением в межстенном пространстве доильных стаканов назван в ней для краткости скоростным. В дальнейшем он получил название «Темп».
Как видно из табл. 21, скоростной доильный аппарат испытывался при вакууме в 35, 30 и 26 см рт. ст., при этом хорошие показатели доения были получены при вакууме 35 см рт. ст. Однако нужно отметить, что новый аппарат работает вполне удовлетворительно и при вакууме 30 и 26 см рт. ст., что имеет большое значение при внедрении его в коровниках, в которых по ряду причин может быть получен только низкий вакуум.
Новый доильный аппарат на базе аппарата ДА-ЗМ доит коров с большей скоростью, чем аппарат ДА-ЗМ при работе по трехтактному и двухтактному способам. Аппарат ДА-3 с новым пульсатором по скорости доения приближается к модернизированному доильному аппарату ДА-ЗМ (скорость доения скоростным аппаратом на базе аппарата ДА-3 составляет 0,9 л/мин, а аппаратом ДА-ЗМ — 0,98 л/мин).
При навешивании груза весом 0,5—1,0 кг на коллектор пульсирующего доильного аппарата с регулируемым давлением в межстенном пространстве доильных стаканов средняя скорость доения повышается, а ручной додой уменьшается. Из этого следует, что в процессе доения скоростным аппаратом имеет место небольшое наползание доильных стаканов на соски коровы. Вместо навешивания груза можно к концу процесса доения производить оттягивание доильных стаканов.
В связи с тем, что время доения доильным аппаратом с регулируемым давлением в межстенном пространстве доильных стаканов составляет 2 мин 30 сек — 4 мин, доярка сможет обслуживать только один доильный аппарат; при этом производительность ее труда будет такой же, как и при работе с двумя доильными аппаратами, т. е. доярка сможет выдаивать одним аппаратом 14—20 коров в час.
Испытания показали, что не все коровы могут выдаиваться скоростным доильным аппаратом, переделанным из ДА-3. Коровы, имеющие длинные и толстые соски, таким аппаратом выдаиваются (плохо из-за несоответствия диаметра соска диаметру сосковой резины. При внедрении скоростного аппарата это необходимо учитывать.
Естественно, что проведенные исследования нельзя считать достаточно совершенными. Во-первых, в опыте было слишком много вариантов (девять), что сильно сократило время доения каждым аппаратом одной и той же группы коров. Во-вторых, в опыте все время применялось довольно основательное ручное додаивание, которое сильно искажает данные как по скорости доения, так и по чистоте выдаивания. Однако эти материалы послужили основанием для передачи аппарата «Темп» на государственные испытания в 1962 г. На испытаниях аппарат получил положительную оценку как при работе с переносными ведрами, так и при доении в «елочке» и был рекомендовал в серийное производство.
После испытаний, однако, было ясно, что аппарат «Темп» не обладает оптимальными параметрами, и поэтому, прежде чем пускать его в серийное производство, было решено провести исследования с целью установления для него параметров, близких к оптимальным. Это прежде всего относилось к величине вакуума и силе сжатия сосковой резины. Число пульсаций не изменили, поскольку это потребовало бы уменьшить калиброванное отверстие (рис. 84), соединяющее камеры 2 и 5 пульсатора. Это было бы весьма нежелательно, так как маленькое отверстие чаще засоряется, и его труднее прочищать. Кроме того, число пульсаций в пределах 150—180 в минуту больше подходит для стимуляции молокоотдачи, о чем более подробно будет сказано ниже.
Существенную роль в физиологическом обосновании указанных параметров аппарата «Темп» сыграли физиологи. Целый ряд исследований лаборатории физиологии Всесоюзного Института животноводства (М. Н. Пейновича, Т. К. Городецкой, К. Г. Рязанкина, Е. А. Кондратьева и др.) посвящены изучению тонуса сфинктера сосков и внутривыменному давлению до доения, во время и после доения коров. Последняя работа, подводящая итог всем перечисленным выше, была диссертация Т. К. Городецкой, в которой она установила, что тонус сфинктера соска у коров не остается неизменным, — в интервалах между дойками он имеет наибольшую величину. Оценивается эта величина по высоте вакуума, которым надо воздействовать на сосок, пока не появится непрерывная струя молока. В ее опытах тонус сфинктера соска между дойками составлял около 30 см рт. ст. Во время подмывания вымени тонус сфинктера соска уменьшается примерно в 2 раза, а во время доения — в 3—4 раза. Данные опыта приведены в табл. 22.
При уменьшении тонуса сфинктера соска увеличивается внутрицистернальное давление, которое после доения падает до нуля.
Интересно отметить, что, если одну из долей вымени оставить невыдоенной, то до следующего доения тонус сфинктера соска у нее остается наименьшим, а цистернальное давление высоким. То же самое наблюдается, если в выдоенное вымя ввести физиологический раствор. Из этого нетрудно заключить, что наличие молока в цистерне через соответствующие рецепторы обеспечивает снижение тонуса сфинктера соска до тех пор, пока это молоко не будет удалено из вымени. Это показывает, что нет необходимости применять высокий вакуум в доильных аппаратах. Для доения почти всего стада достаточен вакуум 25—30 см рт. ст.
При применении низкого вакуума сфинктер автоматически закрывает ему доступ внутрь соска, как только все молоко выдоено из цистерны. В этом случае, вероятно, можно меньше заботиться о своевременном снятии доильных стаканов с сосков, да и заболеваний вымени будет меньше.
Таким образом, работа Т. К. Городецкой служит обоснованием для установления одного из важнейших параметров доильного аппарата — величины вакуума, при которой можно ожидать значительного снижения заболеваний коров маститом.
Конечно, попытки снижения вакуума для доения были и раньше, но практического применения они не получили, так как заметно уменьшалась скорость доения, что заставляло повышать вакуум до 38—40 см рт. ст. (такой вакуум считают оптимальным). Городецкая в своей работе установила, что многие коровы способны отдать половину разового удоя за первую минуту, а поэтому скорость доения должна быть максимальной. Некоторое представление об этом дает табл. 23.
Этим двум противоречивым требованиям не могут удовлетворить существующие доильные аппараты двухтактного действия, так как во время такта сжатия вытекание молока прерывается и скорость доения получается небольшой.
Аппарат «Темп» не имеет этого недостатка, и поэтому можно считать, что он вполне удовлетворяет этим двум противоречивым требованиям. Доказательством этого может служить работа канд. техн. наук И. В. Жилова, который экспериментально определил оптимальные параметры аппарата «Темп».
Сущность его работы состоит в том, что он при различных рабочих вакуумах изучал влияние изменения вакуума в межстенном пространстве доильных стаканов на скорость доения. На графике (рис. 87) наглядно видно, что наилучшие результаты получены при вакууме 25—30 см рт. ст. Из этого графика можно заключить, что максимальная скорость доения получается не при номинальном вакууме в межстенном пространстве доильных стаканов, как этого можно было бы ожидать, а только при таком, когда на стенку сосковой резины действует разность давлений порядка 10—12 см рт. ст. (снаружи внутрь).
Рис. 87. Зависимость скорости доения от величины вакуума в межстенном пространстве доильных стаканов при различных значениях номинального вакуума
Опыты Жилов проводил примерно по той же методике, которая описана ранее (рис. 83), но молоко из доильного стакана 7 отводилось не в доильное ведро, а в отдельный сосуд, установленный на регистрирующих весах. Это и дало возможность найти оптимальные величины вакуума и разность давлений на сосковую резину.
Опыты проведены на 120 коровах симментальской породы. Чтобы дать представление о масштабе эксперимента, скажем, что доение производили при вакууме 40, 35, 30, 25, 20 и 15 см рт. ст. (шесть вариантов). В каждом варианте снижение вакуума в межстенном пространстве доильных стаканов производили через 3—5 см рт. ст., что для каждого варианта дает 7—10 режимов доения. При каждом режиме проводили не менее 25 доек. Таким образом, общее количество доений превысило тысячу.
По этим экспериментальным данным для вакуума 30 см рт. ст. был сделан расчет пульсатора аппарата «Темп», конструкция которого приведена на рис. 84. При этом h1 было взято (согласно графику на рис. 87) равным 20 см рт. ст., а h2 = 15 см рт. ст.
Таким образом, можно считать, что доильный аппарат «Темп» при определенных параметрах в значительной степени удовлетворяет современным физиологическим требованиям, и на его всестороннюю и более широкую проверку в хозяйственных условиях после изготовления серии следует обратить внимание.
Можно отметить еще одну особенность, которая отличает аппарат «Темп» от других применяющихся в настоящее время в нашей стране. Обычно при плохом уходе за трубопроводом вакуум в нем при работе аппаратов понижается до 30 см рт. ст. При таком вакууме работа обычных аппаратов становится неэффективной. Однако работа аппарата «Темп» при этих условиях вполне возможна. Это доказывает его малую чувствительность к величине вакуума.
Кроме того, производительность вакуум-насоса при вакууме 30 см рт. ст. значительно выше, чем при вакууме 40 см рт. ст. Следовательно, надежность доильной установки при переводе ее на аппараты «Темп» повышается.
Полученные И. В. Жиловым данные об оптимальных параметрах аппарата «Темп» дают возможность более точно установить параметры беспульсаторного доильного аппарата, изображенного на рис. 77—79. Для этого аппарата оптимальным вакуумом h следует, видимо, считать 25—30 см рт. ст., а вакуум в межстенном пространстве доильных стаканов — h1=12∻15 см рт. ст. Возможно, что при этих параметрах дальнейшие исследования дадут более положительные результаты по сравнению с теми, которые были получены ранее.
Приведенные выше теоретические рассуждения о безвредности вакуума ниже 30 см рт. ст. проверены экспериментально. Однако опыты в этом направлении столь малочисленны, что необходима массовая проверка выдвинутых положений. Кроме того, изучением тонуса сфинктера соска у коров разных пород (применительно к машинному доению) занимались очень мало.
На эти теоретические положения необходимо посмотреть и с другой точки зрения. В самом деле: чем и как объяснить с этих позиций безопасность машинного доения при воздействии на сосок периодического вакуума? Нет ли у периодического вакуума каких-либо преимуществ по сравнению с низким, но постоянно действующим вакуумом? Эти вопросы следовало бы изучить физиологам, а пока можно привести некоторые рассуждения, вытекающие из имеющихся данных.
Действующий на соски периодический (пульсирующий) вакуум имеет амплитуду порядка 36—38 см рт. ст. Это позволяет при такте сосания открыть сфинктер сосков подавляющего большинства дойных коров и охватить машинным доением большое поголовье.
Чтобы объяснить безвредность машинного доения при воздействии периодического вакуума, нужно учесть следующее. Действующий вслед за тактом отсасывания пониженный вакуум имеет в различных аппаратах величину от 0 до 20 см рт. ст. При таком вакууме сфинктер соска вполне может закрыться, если его тонус к концу доения стал выше 20 см рт. ст. Наступающий вслед за этим такт сосания может опять открыть сфинктер, но, вероятно, уже с некоторой задержкой.
Возможно, что сразу же после прекращения истечения молока, когда зональная регуляция тонуса сфинктера соска еще не успела подействовать в полной мере, в течение двух-трех пульсаций сфинктер будет открываться не полностью, но затем, через 5—10 пульсаций холостого хода аппарата, сфинктер соска, вероятно, закроется, и действие вакуума на внутреннюю часть сосков станет невозможным.
Можно предположить, что быстрота срабатывания зональной регуляции тонуса сфинктера соска при периодическом действии вакуума будет выше, но это требует экспериментальной проверки, методика которой еще не ясна. Дальнейшие исследования покажут, что практически будет более приемлемым: доильный аппарат с высоким периодическим вакуумом и вытекающим отсюда периодическим отсасыванием или доильный аппарат с непрерывно действующим низким вакуумом, обеспечивающим непрерывное отсасывание.
Последний вариант, осуществленный пока только в виде доильного аппарата «Темп» и аппарата без пульсатора, представляется весьма заманчивым как по физиологическим, так и по техническим показателям. Однако для того, чтобы обеспечить наибольший охват поголовья при доении этим способом (до 95% коров преобладающих в нашей стране пород), потребуется, очевидно, проведение обширных исследований. Кроме того, разработка технических способов стимуляции молокоотдачи для упомянутых двух видов аппаратов займет много времени, но если этого не сделать, то не обойтись без затрат ручного труда на эту операцию. Поэтому необходимо совершенствовать доильные аппараты с периодическим вакуумом, приближая их по скорости доения к аппаратам с непрерывным отсасыванием. При этом преследуется цель чисто практического порядка: при быстром выдаивании коров требуется меньше аппаратов.
Работы в этом направлении ведутся уже давно. Их основная идея состоит в том, чтобы любой доильный аппарат с периодически действующим вакуумом под сосками имел параметры, обеспечивающие полную безвредность аппарата для здоровья вымени коров при работе на холостом ходу, и автоматически переходил на более интенсифицированные параметры при истечении молока.
Ускорить доение при хорошей молокоотдаче можно двумя способами: повышением вакуума и относительным удлинением такта сосания. Первый способ в техническом и экономическом отношении значительно уступает второму, поэтому большинство исследователей работает именно над вторым способом. Автоматически увеличить относительную длительность такта сосания пропорционально количеству вытекающего из вымени молока можно различными путями. Наиболее перспективными из них являются два: 1) использовать в качестве регулирующего воздействия понижение вакуума в молочном шланге пропорционально скорости доения; 2) использовать для этой же цели увеличение веса молока, задерживающегося в специальной ловушке, также пропорционально скорости доения. В обоих случаях автоматизация базируется на применении положительной обратной связи. Рассмотрим краткое описание двух вариантов.
<<К оглавлению
