 |
Тема 4.1. Доильные аппараты
|
|
|
|
4. 1. 1. Физиологические основы машинного доения коров
Молоко образуется из питательных веществ крови в молочной железе вы- мени коров в промежутках между доениями, которые должны быть достаточно продолжительными. Накопление молока в альвеолах воздействует на бароре- цепторы вымени, вызывая потребность в молокоотдаче. Подготовка к доению, массаж и обмывание вымени стимулируют припуск молока. За время припуска необходимо выдоить молоко, что требует полного совпадения скорости его вы- ведения со скоростью естественной молокоотдачи в процессе доения, или, точ- нее говоря, скоростью поступления молока из молочных желез в цистерну вы- мени.
Молокоотдача обеспечивается действием гормона - окситоцина, который
вырабатывается гипофизом мозга и поступает в кровеносную систему животно- го. Окситоцин, действуя в течение 3... 5 мин (это время индивидуально для каж- дого животного), вызывает припуск молока и сокращения мускулатуры выме-
ни, благодаря которым молоко поступает из альвеол молочной железы в мо- лочную цистерну вымени. Из цистерны через канал тела соска и сфинктер мо- локо проходит наружу. За время доения все молоко должно быть выведено, причем без передержки доильной аппаратуры на вымени животного.
В биотехнической системе человек - доильная установка - доильный аппа- рат - животное нарушение функционирования хотя бы одного элемента (грубое обращение, несвоевременное доение, несоответствие режима работы аппарата способности животного к молокоотдаче и др. ) снижает его продуктивность и может быть причиной заболевания.
4. 1. 2. Классификация доильных аппаратов
С начала прошлого века техника машинного доения прошла путь от до- ильных трубочек - катетеров и механических выжимающих устройств до со- временного доильного аппарата отсасывающего типа.
|
|
|
В 1902 г. А. Джильсом был изобретен аппарат с двухкамерным стаканом и пульсирующим режимом вакуумного отсоса.
Стакан аппарата имеет резиновый доильный чулок - сосковую резину, рас- положенную внутри корпуса с натяжением, которое придает ей необходимую упругость. Когда в межстенной и подсосковой камерах стакана создан рабочий вакуум, сосковая резина не препятствует истечению молока из вымени. Под действием разности давлений внутривыменного и в подсосковой камере молоко выдаивается, преодолевая сопротивление сфинктера соска. За тактом сосания следует впуск воздуха в межстенную камеру стакана, при этом тело соска сжи- мается доильным чулком. В течение такта сжатия прерывается молоковыведе- ние, и из соска отжимается подсосанная в него кровь. Тем самым предотвра- щаются застой крови в теле соска и связанные с этим заболевания.
Более чем за столетнюю историю развития доильной техники были созда- ны различные конструкции доильных аппаратов, которые можно классифици- ровать следующим образом:
- по числу рабочих тактов (двух- и трехтактные, а также непрерывного от- соса);
- по принципу действия (выжимающие и отсасывающие вакуумного типа);
- по синхронности привода доильных стаканов (с круговой поочередной сменой тактов в доильных стаканах, одновременной сменой тактов во всех до- ильных стаканах, попарной сменой тактов в доильных стаканах на передней - задней и левой - правой долях вымени);
- по степени мобильности (передвижные, переносные и стационарные);
- по характеру сбора молока (для доения в ведро или в молоко-провод);
- по степени автоматизации (с постоянным режимом работы; управляемым режимом работы, зависящим от скорости молокоотдачи; с автоматической сти- муляцией рефлекса молокоотдачи и без нее; с автоматическим манипулятором или ручным снятием стаканов; полностью автоматизированные системы - до- ильные роботы, не требующие участия человека в технологическом процессе).
|
|
|
Из всего многообразия предложенных конструкций наибольшее распро- странение в России и за рубежом получили вакуумные доильные аппараты двухтактного типа с попарным или синхронным приводом доильных стаканов и различной степенью автоматизации технологических операций.
4. 1. 3. Устройство доильных аппаратов
Доильный аппарат является составной частью конструкции доильной ус- тановки, которая имеет двигатель (вакуум-насос с электродвигателем и приво- дом), трансмиссию (вакуум-магистраль), рабочий орган - доильный аппарат с исполнительным механизмом (доильными стаканами). Доильный аппарат под- ключают к вакуум-магистрали воздушным краном. Уровень вакуума устанав- ливается вакуум-регулятором и контролируется вакуумметром. Вакуум-баллон сглаживает колебания давления при работе вакуум-насоса.
Доильный аппарат АДУ-1 состоит из доильных стаканов, пульсатора, кол- лектора, молочных и вакуумных патрубков и шлангов. Пульсатор преобразует постоянный вакуум в переменный, определяющий режим работы коллектора и доильных стаканов. Коллектор распределяет переменный вакуум по доильным стаканам, формирует режим их работы, собирает молоко из стаканов и способ- ствует его эвакуации в доильную емкость (ведро, молокопровод, доильная цис- терна и др. ).
Доильный аппарат АДУ-1-09 имеет в своем составе двухтактный коллек- тор и вибропульсатор АДУ. 02. 200, позволяющий стимулировать процесс моло- коотдачи вибрационным воздействием со стороны сосковой резины на тело со- ска. 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 4... 8 кПа.
4. 1. 4. Устройство и применение доильного аппарата «Нурлат»
Доильный аппарат «Нурлат» позволяет максимально приблизить процесс машинной дойки к естественному процессу, предотвратить травмирование сос- ков вымени и практически исключить заболевание коров маститом. Аппарат обеспечивает два уровня вакуума: щадящий (33 кПа) и номинальный (50 кПа). Конструкция аппарата позволяет автоматически контролировать в процессе дойки уровень молокоотдачи коровы (количество выделяемого молока в еди- ницу времени) и регулировать уровень вакуума в зависимости от конкретного уровня молокоотдачи. При уровне молокоотдачи менее 200 г/мин аппарат рабо- тает в щадящем режиме, а при молокоотдаче более 200 г/мин - в номинальном.
|
|
|
Функционально аппарат можно разделить на четыре блока: датчик моло- коотдачи, двухпозиционный двухполостной вакуумный редуктор, пульсатор и коллектор.
Принцип действия аппарата следующий: в датчике молокоотдачи сравни- ваются ее действительный и заданный уровни, и в зависимости от их соотно- шения вакуумный редуктор обеспечивает определенный режим работы аппара- та. Уровень вакуума, установленный вакуумным редуктором, определяет реа- лизуемую пульсатором частоту смены тактов сжатия и сосания.
Пульсатор предназначен для преобразования постоянного вакуума в пере- менный (колебательный процесс смены вакуума и атмосферного давления). Пульсации давления формируют повторяющийся с определенной частотой процесс сжатия сосковой резины в доильных стаканах. Скорость переключения
пульсатора (частота пульсаций) зависит от скорости перетекания воздуха из одной надмембранной полости в другую. Регулирование скорости перетекания воздуха, а следовательно, и частоты пульсаций осуществляется за счет измене- ния проходного сечения дроссельного отверстия.
Коллектор предназначен для распределения переменного вакуума по пуль- сационным камерам доильных стаканов и сбора молока из подсосковых камер, доильных стаканов в общую молочно-вакуумную магистраль.
Детали аппарата изготовлены из тех видов конструкционной пластмассы, резины и нержавеющей конструкционной стали, которые разрешено использо- вать в устройствах, находящихся в непосредственном контакте с молоком, при- чем детали приемника и крышка коллектора выполнены из прозрачных мате- риалов, что позволяет оператору наблюдать за процессом дойки.
|
|
|
Приемник молока позволяет контролировать уровень молокоотдачи, пере- ключать редуктор при необходимости изменения режима работы доильного ап- парата, регулировать уровень вакуума в подсосковой камере доильных стака- нов и автоматически запирать вакуумную линию в случае спадания доильных стаканов с сосков вымени коровы.
4. 1. 5. Устройство зоотехнического учета молока УЗМ-1А
Устройство зоотехнического учета молока УЗМ-1А входит состав доиль- ной аппаратуры. Принцип работы УЗМ-1А заключается в следующем: молоко из доильного аппарата поступает черв патрубок в приемную камеру, из которой через окно проходит в мерную камеру и заполняет ее. При этом поплавок всплывает, перекрывая трубку отвода воздуха через окно. Через отверстие впуска воздуха атмосферное давления вытесняет молоко по трубке с калибро- ванным выходным соплом, вследствие чего поток проходит через это сечение с несколько повышенным напором, и по калиброванному каналу примерно 2 % общего количества молока перетекает в мензурку. Остальное молоко через пат- рубок поступает в молокопровод. По освобождении от молока мерная камера вакуумируется через трубку, поплавок опускается, так как давление на него снизу резко падает, и камера заполняется новой порцией молока.
При работе устройства сопротивление воздуха в мензурке не должно пре- пятствовать притоку молока по калиброванному каналу. Выпуск избыточного воздуха происходит через клапан на сливной трубке. На шкале мензурки каж- дое деление соответствует 100 г выдоенного молока. При снятии мензурки воз- дух освобождает каналы от остатков молока.
Устройство УЗМ-1А позволяет вести учет молока с относительной по- грешностью ±5 % при измерении удоя массой от 4 до 15 кг и работает при дав- лении, обычном для доильных установок (48... 51 кПа). Масса прибора 1, 1 кг.
ЗАНЯТИЕ 27
4. 2. Доильные установки
При стойловом содержании коров доение производят в ведра и молоко- провод. Беспривязное содержание требует своих форм организации процесса - это групповые или конвейерные доильные площадки и т. д. Для пастбищ пред-
назначены передвижные установки. В случае использования автоматической привязи следует отдать предпочтение доильным площадкам.
4. 2. 1. Доильные установки со сбором молока в ведро и молокопровод
Доильные установки типов ДАС-2В и АД-100Б с переносными недрами применяют на скотных дворах с численностью поголовья 100... 200 голов и в родильных отделениях. Эти установки включают в себя вакуумную установку УВУ-60/45 и доильный аппарат с переносными ведрами: двухтактный - в ДАС- 2В и трехтактный в АД-100Б. Молоко переливается из ведер во фляги и транс- портируется на тележке в молочное отделение, где очищается, охлаждается и сливается в резервуар для хранения. На установках работают три-четыре опера- тора, обслуживая 20... 30 голов. Производительность дояра небольшая - 18... 20 голов/ч. В настоящее время эти установки постепенно заменяют установками с молокопроводом.
|
|
|
Доильная установка с молокопроводом АДМ-8А в варианте на 100 голов имеет 6, а в варианте на 200 голов - 12 доильных аппаратов и соответственно одну и две силовые установки УВУ 60/45. В комплект доильной установки вхо- дят стеклянные молокопроводы, групповые счетчики надоя молока, устройства зоотехнического учета, универсальные молочные насосы НМУ-6, вакуум- проводы, устройства для промывки молокопроводов, фильтры, пластинчатый охладитель молока, электроводонагреватели, вакуум-регуляторы, оборудование для монтажа и управления работой агрегатов установки. В комплекте отсутст- вуют холодильная машина, емкости - танки для хранения молока и молокоочи- стители, приобретаемые хозяйством отдельно.
В режиме доения технологический процесс включает в себя: выполнение операций пуска установки, подготовки животных к доению, включение аппара- та, надевание доильных стаканов на соски вымени, доение (контрольное доение с подключением счетчика молока УЗМ-1А), транспортировку молока по моло- копроводу в групповой счетчик удоя, в молокосборник и перекачивание его молочным насосом через молочный фильтр и пластинчатый охладитель в ем- кость для сбора молока (молочный танк, резервуар-охладитель).
Универсальная доильная установка УДС-ЗБ со станками параллельно- проходного типа предназначена для пастбищ. В комплект входят две секции 12 на полозковом ходу, по четыре доильных станка в каждой. Установка снабжена оборудованием, вырабатывающим электроэнергию (силовая установка), горя- чую и теплую воду (водогрейная установка), и аккумулятором холода. Два опе- ратора выполняют операции обмыва вымени теплой водой, подведенной к станкам при помощи насоса-смесителя, водопровода и моющего устройства. Доение проводят доильными аппаратами в молокопровод. Коровам дают под- кормку с помощью шнековых дозаторов, входящих в состав кормораздатчиков установки. Молоко в вакуумном охладителе охлаждается ледяной водой, пода- ваемой насосом от аккумулятора холода. Для учета молока и взятия проб ис- пользуют счетчик. Пропускная способность установки не превышает 50 го- лов/ч. Молочный насос и насос для подачи теплой воды (насос-смеситель) ра- ботают от пневмопривода и относятся к мембранно-клапанным насосам. Пере-
мещение мембран обеспечивается работой воздушных камер, в которых попе- ременно создаются вакуум и атмосферное давление. Давление в камерах мо- лочного насоса пульсирует с частотой 30 мин-1.
4. 2. 2. Доильные установки «Елочка», «Тандем» и «Карусель»
Доильные установки УДА-16А «Елочка» и УДА-8А «Тандем» унифициро- ваны в линиях доения, промывки и управления.
В доильной установке УДА-8А «Тандем», манипулятор МД-Ф-1 устанав- ливается у каждого доильного станка автоматизированных установок и выпол- няет доение, управление им и снятие доильных стаканов с вымени после додаи- вания.
Оператор, находящийся в траншее установки, при помощи системы пнев- моуправления движением животных открывает выход из преддоильного поме- щения очередной корове, которая проходит в свободный станок площадки. Проведя операции подготовки коровы к доению (обмыв, массаж, сдаивание первых струек в отдельную посуду, осушка вымени и осмотр), оператор вклю- чает манипулятор переводом рукоятки крана-распределителя в крайнее поло- жение. Вакуум по вакуум-проводу через шланг перемещает поршень цилиндра вправо, и доильные стаканы поднимаются к вымени в вертикальном положе- нии.
Оператор, нажимая одной рукой на стаканы для пережима молочных пат- рубков, поднимает головку датчика манипулятора и опирает ее о падающую скобу. Подводя стаканы под вымя, он быстро надевает их на соски и переводит кран-распределитель рукоятью в режим доения.
Оператор переходит к следующему станку, а операции доения, додоя и снятия стаканов выполняет автомат. Молоко из вымени по шлангу поступает в пневмодатчик и заполняет его камеру. С увеличением количества молока в ка- мере пневмодатчика поплавок всплывает, увеличивая проходное сечение труб- ки, занимаемое иглой поплавка. Игла не перекрывает полностью канал, и часть молока уходит в трубку и далее в молокопровод.
Доильная установка УДА-16А «Елочка» имеет групповые станки на во- семь коров каждый, размещаемые по обеим сторонам рабочей траншеи.
Силовое и технологическое оборудование молочного отделения, а также система промывки унифицированы с УДА-8А. Вакуум-насосы работают в ре- жиме подачи воздуха (60 м3/ч).
В состав установок входят станки с устройствами для обмыва вымени, а также входными и выходными дверями (воротами), оборудованные пневмо- приводом. При входе коровы, отклоняющей своим телом стержень индикатора, который подает сигнал на пульт управления, установка автоматически закрыва- ет входные ворота, включает электродвигатели системы обмыва, вентиль пода- чи воды и пневмоцилиндры подъема моющих щеток. Через 4 с моющие щетки приводятся в возвратно-поступательное движение, обмывают и массируют вы- мя, попеременно изменяя направление вращения. Продолжительность обработ- ки 15... 20с.
ЗАНЯТИЕ 28
4. 3. Вакуумные установки
Необходимый для работы доильных установок вакуум получают при по- мощи вакуум-насосов. Наиболее широко распространены ротационные и водо- кольцевые насосы, имеющие лучшие показатели в сравнении с инжекторными, поршневыми и др. Ротационные (пластинчатые) насосы уступают водокольце- вым по эффективности использования мощности двигателя. Применение водо- кольцевых насосов позволяет устранить шум от работы установки в доильном помещении, повысить стабильность вакуума надежность работы вакуум- системы.
Принцип действия вакуум-насоса с пластинчатым ротором состоит в сле- дующем. Поворот ротора установленного эксцентрически относительно оси корпуса, изменяет объем камеры. Увеличение объема обеспечивает всасывание воздуха из системы вакуум-провода. При последующем уменьшении объема воздуха перед лопаткой происходит выхлоп, т. е. выброс воздуха из системы.
В водокольцевом насосе ротор также расположен эксцентрически относи- тельно камеры, в которой при его вращении формируется водяной кольцевой поток. В свободном от жидкости пространстве рабочей камеры создается сер- повидный объем, разделенный лопатками вращающегося ротора (воздушная камера переменного объема), который, как и в пластинчатом насосе, изменяется в процессе вращения ротора. Расширяющийся объем серповидного пространст- ва, подсоединенный к вакуум-магистрали, отсасывает из рабочей камеры воз- дух, а последующее по ходу вращения ротора сжатие объема обеспечивает вы- брос воздуха через выхлопную трубу.
Водокольцевые насосы входят в состав централизованных вакуумных ус- тановок типа ЦВУ, ротационные - в состав унифицированных вакуумных уста- новок типа УВУ.
Подача воздуха при работе вакуум-насоса должна быть больше, чем при работе доильных аппаратов. Благодаря этому можно устранить влияние подсо- са внешнего воздуха в систему в процессе доения. Создаваемый «запас» подачи воздуха вакуумной установки обычно не менее чем вдвое превышает суммар- ную подачу доильных аппаратов, одновременно применяемых в системе ваку- ум-магистрали.
Контрольные вопросы
1. Взаимосвязь способов содержания коров и типов доильных установок.
2. Расскажите об устройстве доильных установок для доения коров в стой- лах с молокопроводом АДМ-8А.
3. Каковы назначение и устройство автомата промывки?
4. В чем заключаются особенности доильных установок «Елочка», «Тан- дем» и «Карусель»?
5. Опишите устройство ротационного вакуумного насоса.
ЗАНЯТИЕ 29
Тема 4. 4. Машины и оборудование для очистки, охлаждения, учета и хранения молока
|
|
|
