ДОИЛЬНЫЙ АППАРАТ
MILKING UNIT

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к устройствам для доения коров.
Известен доильный аппарат, содержащий доильные стаканы, пульсатор, коллектор, молочно-вакуумные шланги и отключающее устройство [1]. Недостатком данного аппарата является наличие специального устройства для перевода аппарата на такт сжатия после окончания молокоотдачи, которое предусматривает использование специального термобаллончика. К тому же оно громоздко, что требует отдельного крепления, например, на молокопроводе или доильном ведре. Это усложняет и ограничивает эксплуатацию доильного аппарата.
Известен доильный аппарат, содержащий двухкамерные доильные стаканы, пульсатор, молочно-вакуумные шланги и коллектор, корпус которого разделен мембраной на две камеры - молочную с калиброванным отверстием и вакуумную [2]. Вакуумная камера коллектора снабжена плунжером, установленном в патрубке с возможностью вертикального перемещения, фиксацией в верхнем положении и упора в мембрану - в нижнем, при этом в торце плунжера выполнено осевое отверстие с переходом в радиальное, сообщающееся через заплунжерную полость и шариковый клапан с управляющей камерой пульсатора.
Недостатком данного аппарата является то, что при прекращении поступления молока в молочную камеру коллектора давление над и под мембраной практически выравниваются и доильный аппарат прекращает работу, останавливаясь на такте сжатия, сосковая резина доильного стакана, смыкаясь, обжимает сосок вымени. Это может вызвать задержку отдачи молока у коровы, особенно в начале доения после извлечения из вымени цистериального молока, а альвеолярное молоко еще не поступило в цистерну вымени из-за ненаступления припуска у коровы. В связи с чем по завершению поступления молока в молочную камеру коллектора механизм отключения доильного аппарата и перевода его на такт сжатия должен производиться не сразу, а с некоторой задержкой по времени, чтобы не создавать стрессовые ситуации у коровы при нестабильной молокоотдачи.
Задача, на решение которой направлено изобретение, заключается в создании доильного аппарата, обеспечивающего безопасное для здоровья коров молоковыведение.
Технический результат от использования изобретения заключается в устранении вредного воздействия вакуума на внутренние ткани сосков при "сухом доении".
Технический результат достигается тем, что в доильном аппарате, содержащем двухкамерные доильные стаканы, пульсатор с камерами постоянного вакуума, переменного вакуума, управляющей и постоянного атмосферного давления, молочно-вакуумные шланги и коллектор, корпус которого разделен мембраной на две камеры - молочную с калиброванным отверстием и вакуумную, сообщенную с камерой постоянного вакуума пульсатора и содержащую вертикальный патрубок с установленным в нем с возможностью осевого перемещения плунжером, в торце которого выполнено осевое отверстие с переходом в радиальное для связи через заплунжерную полость и шариковый клапан с управляющей камерой пульсатора, а корпус коллектора снабжен неподвижной перегородкой и дополнительной мембраной, неподвижная перегородка размещена ниже мембраны с образованием камеры переменного вакуума, дополнительная мембрана размещена ниже неподвижной перегородки с образованием нижней вакуумной камеры, неподвижная перегородка выполнена с центральным отверстием и радиальным каналом, связывающим центральное отверстие неподвижной перегородки с атмосферой, причем дополнительная мембрана снабжена штоком, одним концом установленным в центральном отверстии неподвижной перегородки, а другим защемленным на дополнительной мембране, причем шток снабжен радиальным и осевым отверстиями, связанными между собой и способными сообщать камеру переменного вакуума с нижней вакуумной камерой коллектора или с радиальным каналом, выполненным в неподвижной перегородке.
Доильный аппарат состоит из доильных стаканов 1, коллектора 2, пульсатора 3, молокоприемника 4. Доильный стакан 1 имеет две камеры - подсосковую 5 и межстенную 6. Пульсатор 3 снабжен камерами: постоянного вакуума 7, переменного вакуума 8, постоянного атмосферного давления 9 и управляющую 10. Камеры переменного вакуума 8 и управляющая 10 соединены каналом 11. Камеры переменного 8 и постоянного 7 вакуума разделены клапаном 12. В корпусе управляющей камеры 10 пульсатора 3 установлен патрубок 13 с шариковым клапаном 14 и упором 15. Нижняя часть коллектора 2 разделена дополнительной мембраной 16 на две камеры - молочную 17 и нижнюю вакуумную 18, предназначенную для поддержания постоянного вакуума, которая сообщена с верхней вакуумной камерой 19 и с камерой постоянного вакуума 7 пульсатора 3. Молочная камера 17 соединена с подсосковой камерой 5 доильного стакана 1 с молокоприемником 4 через калибровочное отверстие 20 и патрубок 21. Корпус камеры постоянного вакуума 19 имеет патрубок 22, в котором располагается плунжер 23. В нижней части плунжера 23 выполнено два соединяющихся отверстия - радиальное 24 и осевое 25, которые совместно выполняют роль канала для связи верхней камеры постоянного вакуума 19 с заплунжерной полостью 26, расположенной в патрубке 22. Заплунжерная полость 26 соединена с патрубком 13 пульсатора 3. Для фиксации плунжера 23 в верхнем положении в патрубке 22 имеется подпружиненный шариковый фиксатор 27, а в плунжере - углубление 28. При этом плунжер 23 установлен в патрубке 22 с возможностью вертикального перемещения. Под плунжером 23 установлена мембрана 29, ниже которой корпус коллектора 2 имеет сплошную поперечную перегородку 30, которая по центру имеет отверстие 32, связанное радиальным каналом 31 с атмосферой. В центральном отверстии 32 верхним концом размещен вертикальный шток 33, нижний конец которого неподвижно закреплен на дополнительной мембране 16. Шток 33 снабжен осевым 35 и радиальным 34 отверстиями, связанными между собой. При этом в исходном положении дополнительной мембраны 16 радиальное отверстие 34 штока 33 находится в нижней вакуумной камере 18. При этом нижняя вакуумная камера 18 соединена с камерой переменного вакуума 36 через канал, образованный отверстиями 34 и 35. При прогибе дополнительной мембраны 16 вверх радиальное отверстие 34 штока 33 соединено с каналом осевого отверстия 35, отчего камера переменного вакуума 36 сообщается с атмосферой. Сверху на плунжере 23 установлен защитный колпачок 37.
Доильный аппарат работает следующим образом. После подключения доильного аппарата к источнику вакуума оператор перемещает плунжер 23 вниз до упора в поверхность мембраны 29, при этом шариковый фиксатор 27 выходит из заглубления 28 плунжера 23 и сообщение радиального 24 и осевого 25 отверстий с заплунжерной полостью 26 прерывается. При этом во всех камерах коллектора 2 создается с течением времени одинаковое вакуумметрическое давление. Надевают доильные стаканы 1 на соски вымени коровы. Начинается процесс доения. Пульсатор 3 доильного аппарата работает как у обычного двухтактного аппарата, при этом клапан 14 отсекает заплунжерную полость 26, плотно примыкая к входу патрубка 13, что не сказывается на продолжительности тактов. Молоко из сосков поступает в подсосковую камеру 5 доильных стаканов 1, затем в молочную камеру 17 коллектора 2 и через калиброванное отверстие 20 в молокоприемник 4. Мембрана 29 удерживается в первоначальном положении за счет силы тяжести опирающего на нее плунжера 23. С наступлением интенсивного припуска молока давление в камере 17 повышается за счет того, что молоко не успевает выводиться через калиброванное отверстие 20 и патрубок 21, вакуум в нем становится меньше, чем в камере 18. От возникающего перепада давлений в молочной камере 17 и нижней вакуумной камере 18 дополнительная мембрана 16 прогибается вверх, поднимая шток до упора в неподвижную перегородку 30, при этом радиальное отверстие 34 соединяется с радиальным каналом 31. Атмосферное давление через радиальный канал 31, радиальное 34 и осевое 35 отверстия поступает в камеру переменного вакуума 36, от возникшего перепада давлений мембрана 29 прогибается вверх, преодолевая силы атмосферного давления, действующие на плунжер 23, и бокового давления шарикового фиксатора 27, а также силу тяжести самого плунжера 23. При поднятии плунжера 23 шарик фиксатора 27 входит в углубление 28, а мембрана 29 плотно поджимается к торцу плунжера 23, перекрывая осевое отверстие 25, связанное через радиальное отверстие 24 с заплунжерной полостью 26. При этом шток 33 будет находиться в крайнем верхнем положении, так как сила от атмосферного давления, действующая на шток сверху, будет значительно меньше силы действующих на дополнительную мембрану 16 из-за значительных различий площадей дополнительной мембраны 16 и штока 33. При прогибе дополнительной мембраны 16 молоко из молочной камеры 17 отсасывается в молокоприемник 4 как через отверстие 20, так и через зазор между дополнительной мембраной 16 и торцом корпуса камеры 17, образованный в результате прогиба дополнительной мембраны 16. По окончании молокоотдачи перепад давлений в камерах 17 и 18 практически исчезает и дополнительная мембрана 16 за счет упругих свойств возвращается в исходное положение. Вместе с мембраной опускается и шток 33, при этом радиальное отверстие 34 соединяется с нижней вакуумной камерой 18. Через канал, образованный отверстиями 34 и 35, происходит откачивание воздуха из камеры переменного вакуума 36. При выравнивании вакуума в верхней вакуумной камере 19 и камере переменного вакуума 36 мембрана 29 вернется в исходное положение. Верхняя вакуумная камера 19 через радиальное 24 и осевое 25 отверстия соединяется с полостью патрубка 13, при этом шариковый клапан 14 перемещается вниз до упора 15, не препятствуя прохождению вакуума. Вакуум проникает в управляющую камеру 10 пульсатора 3, за счет этого в ней постоянно поддерживается разрежение. Так как на клапан 12 пульсатора 3 сверху действует атмосферное давление, то он будет удерживаться в нижнем положении, отсекая тем самым поступление вакуума из камеры 7 в камеру 8. Атмосферное давление из камеры 9 пульсатора 3 поступает в камеру 8, а затем в межстенную камеру 6 доильного стакана, а также в камеру 10 пульсатора 3, но так как сечение канала 11 небольшое, то подсос воздуха, практически, не снижает величину вакуума в камере 10 пульсатора 3. Пульсатор 3 прекратит свою работу на такте сжатия.
Сосковая резина, обжимая сосок, препятствует проникновению вакуума в полость соска и молочной цистерны вымени. Этим достигается эффект защиты тканей вымени от вредного воздействия вакуума при передержках доильных стаканов на сосках вымени коровы. Прекращение работы пульсатора служит своего рода звуковым сигналом, побуждающим оператора к своевременному снятию доильных стаканов и сосков вымени животного.
В отличие от прототипа отключение доильного аппарата и перевод его на такт сжатия производится не сразу, а с некоторой задержкой по времени, что не создает стрессовые ситуации у коровы, обеспечивая нестабильную молокоотдачу и молоковыведение.
Источники информации
1. Квашенников В.И. Повышение эффективности использования линейных доильных установок за счет совершенствования эксплуатационных режимов технических средств: Автореферат на соискание ученой степени доктора технических наук. - Санкт-Петербург, 1996.
2. Патент РФ 2147174. Доильный аппарат. - Бюл. №10, 2000.