8.4 Доильные машины, их узлы и принцип работы
Доильная машина включает вакуумную систему, контрольно-регулирующие приборы, систему, обеспечивающую пульсирующий вакуум (пульсаторы), один или несколько доильных аппаратов, молокоприемник, установку для мойки и дезинфекции аппаратов.
Доильный аппарат состоит из доильных стаканов, коллектора, пульсатора, шлангов и трубок (рис. 8.1). Доильные стаканы (ДС) надеваются на соски коровы и передают на них пневматическую энергию. Коллектор (МКК) предназначен для передачи вакуума по молочным трубкам (ТМ) к доильным стаканам и сбора молока из доильных стаканов, которое затем передается по молочному шлангу (ШМ) в молокоприемник (МП) (доильное ведро или молокопровод), подключенный к вакуумной системе (Рр). Пульсатор (П) предназначен для преобразования постоянного вакуума (Рр) на входе в переменный (пульсирующий) (Рпв) на выходе пульсатора. Затем пульсирующий вакуум передается по шлангу переменного вакуума (ШПВ) через распределительную камеру коллектора (РК) по вакуумным трубкам (ТВ) в межстенные камеры доильных стаканов.
Рис. 8.1. Схема доильного аппарата:
ДС – доильные стаканы; ТВ – трубки вакуумные; ТМ – трубки молочные; РК - распределительная камера коллектора; МКК – молочная камера коллектора; ШПВ – шланг переменного вакуума; ШМ – шланг молочный; П – пульсатор; МП – молокоприемник; РР, РП – рабочий и подсосковый вакуум; М – движение молока
Исполнительными органами доильного аппарата являются доильные стаканы.
Время, в течение которого на сосок вымени оказывают физиологически однородное воздействие доильным стаканом, называется тактом. Время, в течение которого совершается совокупность разнородных тактов, называются циклом или пульсом.
По принципу действия вакуумные доильные машины можно разделить на двухтактные и трехтактные. В двухтактных доильных машинах имеются такт сосания и такт сжатия, в трехтактном – сосания, сжатия и отдыха. При этом чередование тактов может происходить одновременно во всех стаканах и попарно в двух передних и двух задних стаканах.
На протяжении одного цикла в камерах доильных стаканов давление изменяется от атмосферного до вакуума 48…53 кПа, в зависимости от конструкции доильного стакана.
Доильные стаканы могут быть одно- и двухкамерными. Наиболее распространенными являются двухкамерные доильные стаканы. Они состоят из гильзы, сосковой резины, смотрового стекла, молочного и вакуумного шлангов. Наружная гильза и сосковая резина образуют две камеры – межстенную и подсосковую. Когда в обеих камерах создается одинаковый вакуум, сосковая резина не испытывает деформаций, а молоко под действием разности давлений в вымени и под соском струей вытекает в подсосковую камеру, оттуда по молочному шлангу через коллектор в доильное ведро или молокопровод. Происходит такт сосания.
При повышении давления в межстенной камере до атмосферного сосковая резина, деформируясь, обжимает сосок, сфинктер закрывается, истечение молока прекращается. Происходит такт сжатия. На этом в двухтактных доильных машинах цикл заканчивается и начинается новый.
В трехтактных доильных машинах к перечисленным тактам добавляется третий, когда в обеих камерах образуется атмосферное давление. Это третий такт отдыха.
Трехтактный режим работы в большей мере отвечает физиологии животного, обеспечивает стимуляцию процесса молокоотдачи и не опасен для здоровья животного в случае передоя. В двухтактных аппаратах в конце доения, когда перестает течь молоко, вакуум может проникнуть внутрь соска и вызвать воспаление (мастит).
Существуют четырехтактные доильные машины: сжатие – сосание – сжатие – отдых, а также двухтактные, в цикле которых происходит сосание – отдых. Этот цикл применяется при использовании однокамерных доильных стаканов.
Вакуумная система состоит из воздушного (вакуумного) насоса с приводом, баллон-ресивера, регулятора разряжения, измерителя давления и системы трубопроводов с арматурой.
Вакуумный насос предназначен для создания разряжения в вакуумных системах и обеспечивает быстрое восстановление заданной величины вакуума при попадании воздуха в систему. В настоящее время применяются следующие типы вакуумных насосов: УВУ-60/45, VZ-40/130V (ФРГ), РВН-40/350 ротационного типа.
На комплексах вместо большого числа ротационных насосов устанавливают водокольцевые вакуумные насосы ВВН-6 и ВВН-12, не требующие смазки ротора.
Вакуумные ротационные насосы одинаковы по устройству и отличаются производительностью (УВУ-60/45 Q=60 и 45 м3/ч, VZ-40/130V – Q=30 м3/ч, РВН - 40/350 – Q=40 м3/ч) и расходом масла (15…30; 10…25; 5…10; 8…12 г/ч ) соответственно.
Вакуумный баллон служит для выравнивания колебаний вакуума, предотвращает попадание влаги из вакуумпровода в насос и служит сливной емкостью при промывке вакуумной системы. Емкость отечественных вакуумбаллонов – 0,025 м3, установки "Импульс" – 0,02 м3. Баллон при отсутствии вакуума в системе должен быть открытым.
Вакуумные регуляторы предназначены для поддержания устойчивого рабочего вакуума в системах установок. В зависимости от их типа вакуум может составлять 45…58 кПа. Регулируется вакуум при помощи установки грузов или поджатием пружины.
Вакуумметр – указатель дифференциального давления, служащий для определения величины вакуума в системе. Градуируется в мм. рт. ст., кг/см2 или по системе СИ в Па.
Вакуумный трубопровод обычно разделяется на несколько участков. Основной из них – рабочий участок – часть вакуумного трубопровода, на котором располагаются краны для подключения исполнительных механизмов – доильных аппаратов. Вакуумные трубопроводы и их арматура должны изготавливаться из материалов с антикоррозионным покрытием (например, из оцинкованных труб) и должны выдерживать вакуум до 700 мм.рт.ст. (93 кПа). В установках с переносными ведрами потери вакуума на всех участках вакуумпровода не должны превышать 5% от производительности насосов, и в установках с молокопроводом – 10%. Диаметр вакуумпровода обычно делают не менее 25 мм, чтобы потери давления по всей длине достигали не более 5 мм.рт.ст (670 Па).
Молокопровод должен обеспечивать спокойное прохождение по нему молока без чрезмерного перемешивания его с воздухом, который при определенных условиях может отрицательно повлиять на его состав и свойства.
Диаметр молокопровода должен выбираться таким, чтобы потери давления по всей его длине не превышали 1330 Па в процессе доения коров. Колебания вакуума не должны превышать также 1330 Па при работающих аппаратах. Минимально допустимый диаметр молокопровода – 25…30 мм. Молокопроводы должны хорошо промываться, очищаться и дезинфицироваться при помощи циркуляционной системы