Доильные аппараты

 

По количеству тактов в  цикле доильные аппараты подразделяются на двухтактного принципа действия (такт сосания и такт сжатия) и трехтактного (такт сосания, такт сжатия и такт отдыха).

 

Смену тактов осуществляют пульсатор и коллектор. Пульсатор  превращает постоянный вакуум в переменный. Переменный вакуум по шлангам и трубкам передается в межстенные камеры доильных стаканов (см. рис.4).

 

Схема работа доильных стаканов по двухтактному принципу и осциллограммы  изменения давления в камерах  стаканов приведены на рис.6. В подсосковом пространстве 2 постоянно поддерживается вакуум, а в межстенных камерах 1 периодически вакуум РВ и атмосферное давление РА сменяют друг друга.

 
 Рис.6. Работа доильных стаканов по двухтактному принципу:

 

а- такт сосания; б- такт сжатия; в- осциллограммы давления в камерах ДС;

 

МК – межстенные камеры; ПК – подсосковые камеры; Рв –вакуум;

 

РА – атмосфера; 1 –  изменение вакуума в МК; 2 –  подсосковый вакуум;

 

ТЦ – цикл; ТС – такт сосания; ТСЖ – такт сжатия.

 

Когда в обеих камерах  наступает вакуум (РВ), сосковая резина находится в выпрямленном состоянии (см. рис.6а), совершается такт сосания. В это время сосок удлиняется, сфинктер его открывается, и молоко вытекает в подсосковую камеру, из нее по молочной трубке отводится в коллектор и далее по молочному шлангу в молокоприемник (в доильное ведро или в молокопровод). Через некоторое время в межстенной камере 2 вакуум сменяется атмосферным давлением (РА). Под действием разности давлений в камерах стакана сосковая резина сжимается, сфинктер соска закрывается, и течение молока прекращается. Происходит такт сжатия. На этом рабочий цикл заканчивается, далее все повторяется.

   
 Рис.7. Работа доильных стаканов по трехтактному принципу:

 

а – такт сосания; б –  такт сжатия; в – такт отдыха;

 

г – осциллограммы изменения давлений в камерах ДС; МК – межстенные камеры;

 

ПК – подсосковые камеры; Рв –вакуум; РА – атмосфера; 1 – изменение вакуума в МК;

 

2 – изменение вакуума  в ПК; ТЦ – цикл; ТС – такт  сосания; ТСЖ – такт сжатия

 

При работе стакана по трехтактному принципу (рис.7) в конце такта сжатия в подсосковую камеру (за счет работы специального коллектора) подается атмосферное давление. Наступает такт отдыха. Сосковая резина распрямляется, сосок не испытывает действия вакуума. При этом истечение молока не происходит, сосок отдыхает, и в нем восстанавливается нормальное кровообращение.

 
 Рис. 8. Работа доильных стаканов, стимулирующих рефлекс молокоотдачи:

 

а – такт сосания со стимуляцией  рефлекса (ТС); б – такт сжатия (ТСЖ); Рв –вакуум;

 

РА – атмосфера; РПВ  – переменный вакуум; 1 – изменение  вакуума в МК;

 

2 – изменение вакуума  в ПК; ТЦ – цикл; ТС – такт  сосания; ТСЖ – такт сжатия.

 

При работе доильных аппаратов (доильных стаканов) по второму способу (периодического отсасывания со стимуляцией  рефлекса молокоотдачи) во время такта  сосания в межстенные камеры подается переменный вакуум РПВ (РМК) с частотой 10 Гц (рис.8).

 

За счет переменного вакуума  стенки сосковой резины совершают колебания, которые передаются на соски животного  и производят стимуляцию рефлекса молокоотдачи. При этом импульсы переменного давления снижают уровень вакуума в  межстенных камерах доильных стаканов относительно подсосковых камер, за счет чего создается полуоткрытый режим работы сосковой резины во время такта сосания. Сосковая резина постоянно облегает сосок и массирует его, предупреждая застойные явления и снижая тем самым вредное влияние вакуума.

 

 

 

4. Доильные аппараты

 

 

Доильные аппараты классифицируются по следующим признакам:

 

- принципу работы: отсасывающие (двухтактные, трехтактные);

 

- принципу воздействия:  без стимуляции, со стимуляцией;

 

- характеру доения: одновременного  и попарного доения;

 

- способу сбора молока: в доильное ведро, подвижную  емкость, молокопровод, раздельно  по соскам;

 

- по способу управления: без управления, с управлением  режима работы.

 

Узлы доильных аппаратов  различных марок выполнены по различным конструктивным схемам.

 

 

4.1. Схемы и принцип  работы узлов доильных аппаратов

 

 

Доильные стаканы по конструкции  соединения чулка сосковой резины с  молочной трубкой делятся на два  вида: с сосковой резиной, выполненной  вместе с молочной трубкой (доильные аппараты двухтактные, рис.9) и отдельно от молочной трубки (аппарат «Волга», рис.10).

 

Коллекторы подразделяются на двухкамерные (доильные аппараты отечественные  двухтактные, рис.11а), трехкамерные (двухтактные попарного доения, см. рис.11б), четырехкамерные (трехтактный аппарат «Волга», см. рис.11в).

 

Коллектор двухкамерный состоит  из молочной камеры МК, которая служит для передачи вакуума в подсосковые камеры доильных стаканов, для сбора молока из сосков и передачи его через молочный шланг в молокоприемник. Вторая камера - распределительная РК – служит для распределения переменного (пульсирующего) вакуума по межстенным камерам доильных стаканов.

     
Рис. 9. Доильный стакан двухтактного аппарата АДУ: 1 – гильза; 2 – сосковая резина с молочной трубкой

 

Рис. 10. Доильный стакан аппарата «Волга»: 1 – гильза; 2 – сосковая резина; 3 – молочная трубка; 4 – кольцо монтажное

 

Коллектор трехкамерный состоит из молочной камеры МК и двух распределительных камер (РК1, РК). Каждая распределительная камера передает переменный вакуум в межстенные камеры только двух стаканов (доильный аппарат попарного доения).

 

Коллектор четырехкамерный (см. рис.11в) состоит из четырех камер: К1 – постоянного вакуума, К2 – переменного вакуума, К3 – постоянного атмосферного давления, К4 – переменного вакуума (распределительная и управляющая одновременно). Между камерами К3 и К4 расположена мембрана. К мембране прикреплен стержень клапана (Кл). Клапан расположен в камере К2 между клапанными отверстиями в перегородке между К3 и К2 и между К2 и К1. Камера К4 является управляющей и распределительной. Входной патрубок 1 соединяется шлангом переменного вакуума с выходным патрубком пульсатора (Вых). Выходные патрубки (четыре штуки) 4 распределительной камеры соединяются трубками переменного вакуума с патрубками корпусов (гильз) доильных стаканов. Патрубки молочной камеры 3 соединяются с молочными трубками доильных стаканов. Выходной патрубок молочной камеры 2 соединяется молочным шлангом с приемником молока.

   
Рис. 11. Схемы коллекторов: а –  двухкамерный; б – трехкамерный; в – четырехкамерный; КР, КР1, КР2 – распределительные камеры переменного вакуума; КМ – камера молочная; К1 - камера постоянного вакуума; К2 – камера переменного вакуума (молочная); К3 – камера атмосферного давления; К4 – камера переменного вакуума (распределительно-управляющая); 1, 11, 12 – входные патрубки переменного вакуума распределительных камер; 2 – выходной патрубок молочной камеры; 3 – патрубки для соединения с молочными трубками доильных стаканов; 4 – патрубки для соединения трубкой переменного вакуума с межстенными камерами доильных стаканов.

 

Пульсаторы по принципу работы делятся на мембранного типа, золотникового, электромагнитного.

 

В отечественных доильных аппаратах применяются две схемы  мембранных пульсаторов (рис.12, 13). Пульсаторы имеют четыре камеры: П1 – камера постоянного вакуума (входная), П2 – камера переменного вакуума (выходная), П3 – камера постоянного атмосферного давления, П4 – камера переменного вакуума (управляющая). Работа пульсатора осуществляется при помощи мембраны Мб и клапана Кл. Частота пульсаций регулируется при помощи винта регулировочного ВР, перекрывающего дроссельный канал между камерами П2 и П4.

 

Пульсатор по первой схеме (см. рис.12) работает следующим образом. При подключении входного штуцера Вх к вакуумной системе в камере П1 создается постоянный рабочий вакуум Рр. Поскольку в камере П4 действует атмосферное давление, мембрана Мбперемещает клапан Кл вниз. Входное отверстие для атмосферного воздуха при этом закрывается (см. рис.12,а), а вакуумное клапанное отверстие между камерами П1 и П2 открывается.

 
Рис.12. Схема пульсатора (первая схема): а – такт сосания; б – такт сжатия; П1 – камера постоянного  вакуума; П2 – камера переменного  вакуума; П3 – камера атмосферного давления; П4 – управляющая камера (переменного  давления); Мб – мембрана; Кл – клапан; Дк – дроссельный канал; Вр – винт регулировки частоты пульсаций; Вх – входной патрубок (постоянного вакуума); Вых – выходной патрубок (переменного давления); РР– рабочий вакуум; РПВ – переменный вакуум.

 

Вакуум устанавливается  в камере П2 и в межстенных камерах доильных стаканов, с которыми камера соединена посредством выходного патрубка Вых, шланга переменного вакуума ШПВ, распределительной камеры коллектора РК и резиновых трубок ТВ – наступает такт сосания (см. рис.4, 12). Через дроссельный канал Дк воздух начинает перетекать из камеры П4 в камеру П2. В результате этого разность давлений, действующая на мембрану вниз (показана стрелками), следовательно, и обусловленная ею результирующая сила уменьшатся.Через некоторое время эта сила станет меньше силы, действующей на клапан Кл вверх, и произойдет переключение клапана в верхнее положение (см. рис.12,б). После этого камера П2 и межстенные камеры доильных стаканов наполнятся воздухом, давление повысится до атмосферного, наступит такт сжатия. Затем воздух начнет перетекать из камеры П2 в камеру П4. Через некоторое время мембрана снова переключит клапан Кл в нижнее положение и т. д.

 

По этой схеме работают пульсаторы доильных аппаратов АДУ-1.

 
Рис. 13. Схема пульсатора (вторая схема): а – такт сосания; б – такт сжатия; П1 – камера постоянного  вакуума; П2 – камера переменного  вакуума; П3 – камера атмосферного давления; П4 – управляющая камера (переменного  давления); Мб – мембрана; КН – клапан; Ш – шайба; Дк – дроссельный канал; Вр – винт регулировки частоты пульсаций; Вх – входной патрубок (постоянного вакуума); Вых – выходной патрубок (переменного давления); РР– рабочий вакуум; РПВ – переменный вакуум.

 

Вторая схема пульсатора показана на рис. 3. Работа его происходит следующим образом. При подключении  его к вакуумной системе воздух отсасывается из камеры П1. В камере П4 атмосферное давление, клапан Кн находится в нижнем положении. При этом камера П2 сообщается с камерой П1 через нижнее клапанное отверстие (см. рис.13 а) и в ней также образуется вакуум. Так как эта камера через выходной патрубок Вых, шланг переменного вакуума ШПВ и трубки ТВ (см. рис.4) соединена с межстенными камерами доильных стаканов, то в них также будет действовать вакуум – наступит такт сосания. Через дроссельный канал Дк воздух начинает перетекать из камеры П4 в камеру П2. В результате этого разность давлений, действующая на мембрану вниз (показана стрелками), следовательно, и обусловленная ею результирующая сила, уменьшатся. Через некоторое время эта сила станет меньше силы, действующей вверх на кольцевую площадь мембраны находящуюся над камерой П3 и произойдет переключение клапана в верхнее положение (см. рис.13 б). После этого через камеру П3, камеру П2, шланг переменного вакуума и трубки переменного вакуума межстенные камеры доильных стаканов наполнятся воздухом, давление повысится до атмосферного (наступит такт сжатия) и воздух начнет перетекать из камеры П2 в камеру П4. Через некоторое время мембрана снова переключит клапан Кн в нижнее положение и т. д.

 

По этой схеме работает пульсатор доильного аппарата «Волга» (трехтактного). Третий такт – такт отдыха – образуется за счет коллектора (см. рис.11 в). Такт отдыха осуществляется коллектором за счет сокращения такта сжатия. При такте сжатия в камеру К4 коллектора и межстенные камеры доильных стаканов поступает воздух, и сосковая резина сжимается. Из-за инерционности клапанной системы и того, что площадь верхнего клапана коллектора значительно меньше площади мембраны, клапан переключится в нижнее положение с задержкой (продолжительность задержки является тактом сжатия). После переключения клапана в нижнее положение наступает такт отдыха, так как атмосферное давление поступит из камеры К3 через камеру К2, молочные трубки в подсосковые камеры доильных стаканов. В обеих камерах доильных стаканов будет действовать атмосферное давление.

 

Описанные схемы мембранных пульсаторов положены в основу различных  отечественных конструкций. Однако ни одна из этих схем не пригодна для  попарного доения сосков, когда требуется подавать переменный вакуум для каждой пары доильных стаканов отдельно, так как их действие по фазе должно быть сдвинуто на 180°.

 

Пульсатор попарного доения золотникового типа с соотношением тактов 2:1…3:1 (продолжение тактов сосания и сжатия) и с нерегулируемым числом пульсаций 1 Гц. Устройство пульсатора и принцип действия показаны на рис. 14.

 
а                                                б

 

 
в                                                 г

Рис. 14. Схема работы пульсатора золотникового попарного доения:

 

1, 11 – камеры демпфирующие; 2, 10 – мембраны; 3, 8 – каналы перепускные; 4, 9 – камеры рабочие; 5 – шток  дросселирующий; 6 – распределитель; 7 – пружина; 

 

12 – золотник, 13 – выходной  патрубок переменного вакуума  ко 2-й паре доильных стаканов; 14 – выходной патрубок переменного  вакуума к 1-й паре доильных  стаканов

В средней части пульсатора под золотником 12 создается постоянный вакуум. Он также образуется в патрубке 14, откуда передается по шлангу в межстенные камеры 1-й пары доильных стаканов (см. рис.14 а), в которых происходит такт сосания.

 

Камеры 1 и 11 пульсатора наполнены  жидкостью (или воздухом) и сообщаются через дроссели штока 5. Когда воздух через распределитель 6 и канал 8 отсасывается из камеры 9, то мембрана 10 выгибается и толкает шток 5 влево, который, в свою очередь, давит на мембрану 2, разделяющую камеры 1 и 4. Жидкость из камеры 1 под давлением мембраны 2 через канал в штоке перетекает в камеру 11.