ДОИЛЬНЫЙ АППАРАТ
MILKING UNIT

Изобретение относится к машинному доению коров, в частности к дольным аппаратам, преимущественно используемым при работе с молокопроводом при привязном содержании животных.
Известен доильный аппарат, содержащий доильные стаканы, пульсатор, коллектор с распределительной и молочной камерами, молочный и воздушные шланги, клапан отключения доильного аппарата [1].
Недостатком данного устройства является определение момента переключения на трехтактный режим с двухтактного по снижению интенсивности молокоотдачи суммарно по всем четвертям вымени, что не исключает «сухое» доение отдельных четвертей по причине наползания на них доильных стаканов, задержки в них припуска и (или) их неравномерного развития.
Известно устройство, содержащее доильные стаканы, двухполупериодный пульсатор, коллектор с молочными и воздушными шлангами, распределительными и молочной камерами, клапаном отключения доильного аппарата, кран с рукояткой и электронным блоком, датчик почетвертного контроля молокоотдачи, соединенный с электронным блоком [2].
Недостатком данного доильного аппарата следует считать сложность доильного аппарата: дополнительные четыре молочные камеры, мембраны с упором, жиклеры и электронные клапаны, управляющая камера. Вместе с тем интенсивность молокоотдачи, по-прежнему, контролируется от всех четвертей в совокупности молоколовушкой с поплавком. Установка датчика почетвертного контроля несколько смягчает этот недостаток путем регистрации наличия молока в дополнительной молочной камере и, при его отсутствии, переводом данной четверти на щадящий (низковакуумный) режим. В целом сохраняется невозможность оператора визуально во время доения определить момент прекращения молокоотдачи от каждой четверти через прозрачную молочную камеру коллектора, чтобы адекватно оценивать сложившуюся ситуацию: наползание доильных стаканов, неравномерное развитие четвертей, низкая скорость молокоотдачи.
Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является доильный аппарат, содержащий доильные стаканы, двухполупериодный пульсатор, соединенный с распределительными камерами коллектора двумя воздушными шлангами, молочный шланг, кран с молочным и вакуумным патрубками, электронный блок со световой и звуковой сигнализацией, датчик почетвертного контроля интенсивности молокоотдачи, соединенный с электронным блоком [3].
Недостатком данного доильного аппарата следует считать относительно «жесткий» вакуумный режим во время всего времени доения и его неспособность автоматически реагировать на задержку припуска молока в начальной стадии доения, снижение интенсивности молоковыведения вследствие наползания доильных стаканов на соски вымени коровы и в конце доения.
В предлагаемом доильном аппарате, содержащем доильные стаканы, двухполупериодный пульсатор, соединенный с распределительными камерами коллектора двумя воздушными шлангами, молочный шланг, кран с молочным и вакуумным патрубками, электронный блок со световой и звуковой сигнализацией, датчик почетвертного контроля молокоотдачи, соединенный с электронным блоком, установлены два нормально закрытых трехходовых электроклапана, электрически связанные с электронным блоком, в разрыве первого воздушного шланга установлен нормально открытый пневмоклапан, а второй воздушный шланг дополнительно соединен через нормально закрытый пневмоклапан с первым воздушным шлангом между соответствующей распределительной камерой коллектора и нормально открытым пневмоклапаном, в разрыве молочного шланга смонтирован нормально открытый молочный пневмоклапан, управляющая камера которого пневматически связана через первый нормально закрытый трехходовой электроклапан с первым воздушным шлангом между пульсатором и нормально открытым пневмоклапаном, а второй нормально закрытый трехходовой электроклапан пневматически соединен с обеими управляющими камерами нормально открытого и нормально закрытого пневмоклапанов и вакуумным патрубком.
Установка двух нормально закрытых трехходовых электроклапанов, электрически связанных с электронным блоком, позволяет преобразовать: электрический сигнал в пневматический и управлять работой трех пневмоклапанов. Установка в разрыве первого воздушного шланга нормально открытого пневмоклапана позволяет в зависимости от интенсивности молокоотдачи соединять (разъединять) двухполупериодный пульсатор с соответствующей распределительной камерой коллектора. Соединение второго воздушного шланга дополнительно через нормально закрытый пневмоклапан с первым воздушным шлангом между коллектором и нормально открытым пневмоклапаном обеспечивает переход по сигналу электронного блока режима попарного доения на синхронный. Монтаж в разрыве молочного шланга нормально открытого молочного пневмоклапана, управляющая камера которого пневматически связана через первый нормально закрытый трехходовой электроклапан с первым воздушным шлангом между пульсатором и нормально открытым пневмоклапаном, и второй нормально закрытый трехходовой электроклапан, пневматически соединенный с обеими управляющими камерами нормально открытого и нормально закрытого пневмоклапанов и вакуумным патрубком, в совокупности обеспечивают в процессе доения при задержке припуска и (или) снижении молокоотдачи в любой четверти вымени коровы ниже 50 мл/мин перевод работы доильного аппарата с режима попарного доения по двухтактному циклу («сосание-сжатие») на режим синхронного доения по трехтактному циклу («сосание-сжатие-отдых»), а при восстановлении молокоотдачи обратно на двухтактный цикл попарного доения.
Выполнение обоих электроклапанов нормально закрытыми и трехходовыми значительно снижает нагрузку на аккумуляторную батарею, поскольку при таком исполнении электроклапанов время их работы будет менее (в 3…5 раз) продолжительное.
Таким образом, совокупность существенных признаков является новой, соответствует критерию «изобретательский уровень» и обеспечивает достижение технического результата: быстрого и полного выведения молока из вымени коровы без машинного додоя, уменьшения негативного механического воздействия разрежения на соски вымени коровы и своевременного предоставления оператору машинного доения в доступной форме объективной информации о поступлении молока от каждой четверти для контроля над процессом доения и определения момента снятия доильных аппаратов.
На фиг. 1 изображен доильный аппарат (такт «сосание» («отдых»), трехтактный режим синхронного доения).
На фиг. 2 изображен доильный аппарат (такт «сжатие», трехтактный режим синхронного доения).
На фиг. 3 изображен доильный аппарат (такты «сосание» и «сжатие», двухтактный режим попарного доения).
Доильный аппарат содержит двухполупериодный пульсатор 1, коллектор 2, доильные стаканы 3 с межстенной и подсосковой камерами, кран 4 с рукояткой и молочным 5 и вакуумным 6 патрубками. Пульсатор 1 подключен к вакуумпроводу доильной установки посредством патрубка 6 крана 4. Коллектор 2 включает две распределительные камеры 7 и молочную камеру 8. В молочной камере 8 расположены датчик почетвертного контроля молокоотдачи 9 и клапан 10 отключения доильного аппарата. Датчик почетвертного контроля молокоотдачи 9 соединен с электронным блоком 11 посредством гибкого кабеля 12. Питание электронного блока осуществляется, например, от встроенного аккумулятора. Датчик почетвертного контроля молокоотдачи 9 выполнен, например, в виде четырех пар электродов, установленных в молочной камере 8 коллектора 2. Молочная камера 8 коллектора 2 доильного аппарата соединена посредством молочного шланга 13, в разрыве которого смонтирован нормально открытый молочный пневмоклапан 14, с молочным патрубком 5 крана 4 и с молокопроводом доильной установки. Двухполупериодный пульсатор 1 соединен с распределительными камерами 7 коллектора 2 двумя воздушными шлангами: первым 15 и вторым 16. В разрыве первого воздушного шланга 15 установлен нормально открытый пневмоклапан 17. Второй воздушный шланг 16 дополнительно соединен через нормально закрытый пневмоклапан 18 с первым воздушным шлангом 15 между соответствующей распределительной камерой 7 коллектора 2 и нормально открытым пневмоклапаном 17. Оба нормально закрытых трехходовых электроклапана: первый 19 и второй 20 через кабель 21 электрически связаны с электронным блоком 11. Управляющая камера нормально открытого молочного пневмоклапана 14 пневматически связана через первый нормально закрытый трехходовой электроклапан 19 с первым воздушным шлангом 15 между двухполупериодным пульсатором 1 и нормально открытым пневмоклапаном 17 воздушными трубками. Второй нормально закрытый трехходовой электроклапан 20 пневматически соединен с обеими управляющими камерами нормально открытого 17 и нормально закрытого 18 пневмоклапанов и вакуумным патрубком 6 крана 4 посредством воздушных трубок. Неподключенные патрубки нормально закрытых трехходовых электроклапанов соединены с окружающей воздушной средой через фильтры 22, например, тканые.
На лицевой панели электронного блока 11 расположена световая сигнализация молокоотдачи, например, в виде пяти сигнальных светодиодов. Четыре светодиода предназначены для световой сигнализации молокоотдачи от каждой четверти, а пятый светодиод - для сигнализации включения (выключения) питания электронного блока. Дополнительно электронный блок 11 снабжен звуковой сигнализацией окончания доения, например спикером (на фигурах графического материала не показан). На лицевой панели электронного блока размещена кнопка включения-выключения.
Работает доильный аппарат следующим образом.
В момент надевания доильных стаканов на соски вымени коровы доильный аппарат работает в трехтактном режиме синхронного доения. Для включения доильного аппарата необходимо подключить кран 4 к молокопроводу и вакуумпроводу доильной установки, нажать кнопку «пуск» на электронном блоке 11, поднять вверх клапан 10 отключения доильного аппарата и надеть доильные стаканы 3 на соски вымени коровы. В момент подключения доильного аппарата молоко не поступает к почетвертному датчику интенсивности молокоотдачи 9, поэтому в электронном блоке 11 формируется звуковой и световой (например, мигание всех четырех светодиодов) сигнал отсутствия молока, кроме того, подается напряжение по кабелю 21 для питания обоих нормально закрытых трехходовых электроклапанов 19 и 20. Второй нормально закрытый трехходовой электроклапан 20 соединяет управляющие камеры обоих пневмоклапанов 17 и 18 с вакуумной системой через патрубок 6 крана 4. Первый нормально открытый пневмоклапан 15 закрывается и отсоединяет пульсатор 1 от соответствующей управляющей камеры 7 коллектора 2. Второй нормально закрытый пневмоклапан 18 открывается, в результате обе распределительные камеры 7 коллектора 2 соединяются с пульсатором 1 через второй воздушный шланг 16. В это время первый нормально закрытый трехходовой электроклапан 19 соединяет управляющую камеру нормально открытого молочного пневмоклапана 14 с первым воздушным шлангом 15. При работе двухполупериодного пульсатора 1, если, например, во втором воздушном шланге 16 разрежение, то на участке первого воздушного шланга 15 между пульсатором 1 и нормально открытым пневмоклапаном 17 атмосферное давление, поэтому в межстенных камерах и подсосковых камерах доильных стаканов 3 разрежение, поскольку нормально открытый молочный пневмоклапан 14 открыт. Идет такт «сосание». По сигналу двухполупериодного пульсатора 1 такт «сосание» сменяется тактом «сжатие», так как во второй воздушный шланг 16 и в межстенные камеры доильных стаканов 3 поступает из пульсатора 1 атмосферное давление, а в подсосковых камерах сохраняется разрежение. Такт «сжатие» непродолжительный и сменяется на такт «отдых», так как одновременно во время такта «сжатие» из пульсатора 1 разрежение через первый воздушный шланг 15 и первый нормально закрытый трехходовой электроклапан 19 поступает в управляющую камеру нормально открытого молочного пневмоклапана 14, который в результате закрывается. В подсосковой камере доильных стаканов 3 устанавливается давление близкое к атмосферному за счет поступления воздуха в молочную камеру 8 через калиброванное отверстие в корпусе молочной камеры 2 (на схеме не показано). Сосковая резина доильных стаканов 3 распрямляется. В сосках вымени животного восстанавливается кровообращение. Доильные стаканы 3, наползшие на соски, несколько приспускаются, освобождая пережатые межцистериальные молочные протоки вымени, и не препятствуют в дальнейшем молоковыведению. Такт «отдых» сменяется по команде двухполупериодного пульсатора 1 тактом «сосание» и все повторяется.
Когда интенсивность молокоотдачи во всех четвертях вымени коровы станет выше 50 мл/мин, автоматически по команде электронного блока 11 доильный аппарат переходит на двухтактный режим попарного доения (основной этап доения). На электронном блоке погаснут четыре светодиода световой сигнализации интенсивности молокоотдачи, электронный блок 11 отключает питание (напряжение) обоих нормально закрытых трехходовых электроклапанов 19 и 20. Нормально закрытый трехходовой электроклапан 20 соединяет управляющие камеры обоих пневмоклапанов 17 и 18 через фильтры 22 с окружающей средой. Нормально открытый пневмоклапан 17 открывается и соединяет соответствующую распределительную камеру 7 коллектора 2 с двухполупериодным пульсатором 1. Нормально закрытый пневмоклапан 18 закрывается и разъединяет воздушные шланги 15 и 16 друг от друга. Первый нормально закрытый трехходовой электроклапан 19 соединяет управляющую камеру нормально открытого молочного пневмоклапана 14 через фильтр 22 с окружающей средой. Нормально открытый молочный пневмоклапан 14 открывается, обеспечивая постоянно в молочной камере 8 коллектора 2 и подсосковых камерах доильных стаканов 3 разрежение. В воздушных шлангах 15 и 16 при работе двухполупериодного пульсатора 1 в противофазе попеременно будет меняться разрежение на атмосферное давление и соответственно попарно меняться в межстенных камерах доильных стаканов 3. Трехтактный режим синхронного доения «сосание-сжатие-отдых» сменится на двухтактный режим попарного доения «сосание-сжатие».
Если молокоотдача в какой-либо четверти снизится ниже критической, то по сигналу электронного блока 11 загорается соответствующий этой четверти светодиод и подается напряжение на оба нормально закрытых трехходовых электроклапана 19 и 20. Доильный аппарат автоматически переходит на работу в трехтактный режим синхронного доения. Если молокоотдача в четверти восстановится, то по сигналу электронного блока 11 светодиод гаснет, и отключаются оба нормально закрытых трехходовых электроклапана 19 и 20. Доильный аппарат переходит на работу в двухтактный режим попарного доения.
По мере снижения молокоотдачи последовательно в четвертях вымени коровы доильный аппарат постоянно работает по трехтактному циклу синхронного доения, обеспечивая щадящий режим доения в заключительной стадии. Проблем с эвакуацией молока в молокопровод из молочной камеры 8 не возникает, поскольку общее количество поступающего молока постоянно уменьшается. Когда молокоотдача прекратится по всем четвертям вымени коровы, будут гореть четыре светодиода, в электронном блоке 11 формируется сигнал звукового звучания и светодиоды переходят на мигающий режим. Звуковой сигнал и мигание светодиодов свидетельствуют о прекращении активной фазы доения и необходимости перехода оператора машинного доения к заключительной операции: снятию доильных стаканов с вымени животного. Ручная операция «машинный додой» в этом случае не требуется, поскольку молоко из вымени коровы выведено полностью. Для завершения процесса доения дояр закрывает клапан 10 отключения доильного аппарата, снимает доильные стаканы 3 и переходит к обслуживанию очередной коровы.
Использование предлагаемого доильного аппарата обеспечит быстрое и полное выведение молока из вымени коровы без «машинного додоя», снизит негативное воздействие разрежения на соски вымени коровы. Своевременно предоставленная оператору машинного доения в доступной форме объективная информация о поступлении молока от каждой четверти и моменте снятия доильных аппаратов исключит передержку доильных стаканов, приводящих к заболеванию молочной железы. При работе с предлагаемым доильным аппаратом значительно уменьшится психологическая и физическая нагрузка на оператора, что повысит его работоспособность и сократит общее время доения всей группы животных.
Литература
1. Пат. 2257707 РФ, МПК А01J 5/00. Двухрежимный доильный аппарат / И.К. Винников (РФ). - №2004103725/12: Заявлено 09.02.2004: Опубликовано 10.08.2005.
2. Пат. 2367148 РФ, МПК А01J 7/00. Переносной манипулятор доения / О.В. Ужик; Я.В. Ужик (РФ). - №2008128330/12: Заявлено 11.07.2008: Опубликовано 20.09.2009.
3. Пат. №154881 РФ, МПК А01J 5/00 Доильный аппарат / А.А. Рылов, В.Н. Шулятьев, И.Г. Конопельцев (РФ) №2015113650/13: Заявлено 13.04.2015: Опубликовано 10.09.2015.