УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАБОТОСПОСОБНОСТИ СОСКОВОЙ РЕЗИНЫ

Полезная модель относится к сельскохозяйственной области производства молочных продуктов, именно к технике и технологии машинного доения, более конкретно, к конструкции устройств для диагностики состояния сосковой резины (сосковых трубок) доильных аппаратов.
Известно устройство для определения жесткости сосковых трубок доильных стаканов, содержащее доильный стакан с сосковой трубкой, образующих межстенную и подсосковую камеры, нагнетательное устройство и средства измерения деформации сосковой трубки (см. авт. св. СССР №1438666, бюл. №43, 1988 г.).
Межстенная камера такого устройства заполнена жидкостью, давление которой сжимает сосковую трубку, замыкая контакты электрической цепи, расположенные вблизи оси устройства. Момент сжатия сосковой трубки фиксируется зажиганием электрической лампочки, а давление жидкости в межстенной камере - высотой сообщающегося с ней столба жидкости в вертикально расположенной трубке.
Недостатками известного устройства являются сравнительно малая точность измерения деформации сосковой резины, обусловленная неопределенностью расположения замыкаемых контактов электрической цепи относительно области ее максимальной деформации, а также сложность конструкции, связанная с необходимостью использования жидкостной системы деформации сосковой резины.
Наиболее близким техническим решением к предложенному является устройство для определения работоспособности сосковой резины, содержащее доильный стакан, размещенные внутри сосковую резину и имитатор соска, средства для подачи сжатого воздуха и измерения давления (см. авт. св. СССР №1412671, бюл. №28, 1988 - прототип).
Особенностью известного устройства для определения работоспособности сосковой резины является наличие источника вакуума, сообщенного с подсосковой камерой доильного стакана. При этом эластичная камера искусственного соска заполнена жидкостью, которая при смыкании стенок сосковой резины выдавливает жидкость в измерительную камеру, снабженную мембраной и подвижным указателем ее прогиба.
Недостатками известного устройства являются обязательное использование вакуумной системы, сравнительно низкая точность гидромеханического указателя деформации сосковой резины и отсутствие средств для синхронного измерения времени изменения давления в подсосковой камере.
Решаемой задачей является создание, в условиях фермерского хозяйства, достаточно простого устройства для определения целостности и работоспособности сосковой резины, являющейся одним из важнейших элементов доильного аппарата. Нарушение целостности и упругих характеристик сосковой резины часто приводит к изменениям биологически оптимальных режимов доения, некоторым видам заболеваний коров и возможным отказам работы доильных аппаратов из-за недопустимых изменений жесткости, удлинения или потере герметичности материала сосковой резины.
Указанная задача решается тем, что в известном устройстве для определения работоспособности сосковой резины, содержащем доильный стакан, размещенные внутри сосковую резину и имитатор соска, средства для подачи сжатого воздуха и измерения давления, согласно полезной модели, устройство содержит ресивер, вход которого соединен через запорный вентиль с воздушным насосом, первый выход ресивера соединен с первым манометром для измерения скорости падения избыточного давления в его объеме, второй выход ресивера соединен через первый кран-выключатель с патрубком доильного стакана, а третий выход ресивера соединен через второй кран - выключатель с полостью имитатора соска и вторым манометром для фиксации и поддержания в указанной полости давления, равного давлению внутри вымени при припуске молока, причем первый и второй кран - выключатели механически связаны с секундомерами для их независимого запуска в момент соединения объема ресивера с полостью имитатора соска и доильного стакана.
Такое выполнение устройства для диагностики состояния сосковой резины позволяет при минимальных затратах, в условиях слабо оснащенных механических мастерских фермерских хозяйств, изготовить достаточно простое и чувствительное диагностирующее устройство для оперативной проверки целостности и упругих свойств сосковой резины доильных аппаратов без применения вакуумной системы.
На фиг.1 представлена блок-схема устройства для определения работоспособности сосковой резины.
Устройство содержит доильный стакан 1, размещенные внутри сосковую резину 2 и имитатор соска 3. Вход ресивера 4 соединен через запорный вентиль 5 с воздушным насосом 6. При этом первый выход ресивера 4 соединен с первым манометром 7 для измерения скорости падения избыточного давления в его объеме, второй выход ресивера 4 соединен через первый кран-выключатель 8 с патрубком 9 доильного стакана 1, а третий выход ресивера 4 соединен через второй кран - выключатель 10 с полостью имитатора соска 3 и вторым манометром 11 для фиксации и поддержания в указанной полости давления, равного давлению внутри вымени при припуске молока.
Первый и второй кран - выключатели 8, 10 механически связаны с секундомерами 12, 13 для их независимого запуска в момент соединения объема ресивера 4 с полостью доильного стакана 1 и имитатора соска 3. Кран - выключатель 10 соединен с патрубком 14 и, через канал в фланце 15, с полостью имитатора соска 3 и манометром 11. Между стенками доильного стакана 1 и сосковой резины 2 находится межстенная камера, обозначенная поз.16, а подсосковая камера обозначена поз.17. Сочленение элементов устройства 1, 2, 3, 15 выполнено герметичным благодаря упругости сосковой резины 2. В качестве ресивера 4 в предложенном устройстве используется герметичная емкость объемом до 1 л. Воздушный насос 5 на рабочее давление 10-60 кПа может иметь ручной или электрический привод.
Устройство для определения целостности и упругих свойств сосковой резины доильного аппарата работает следующим образом.
Согласно предложенной полезной модели, для диагностики характеристик сосковой резины 2 используется более простой, чем вакуумирование, пневматический способ нагружения сосковой резины 2 и имитатора соска 3 путем подачи воздуха в межстенную и сосковую камеры 16, 3 с помощью воздушного насоса 6, ресивера 4 запорного вентиля 5 и кранов - выключателей 8, 10. При этом жесткость сосковой резины 2, давление в полости имитатора соска 3 и время изменения давлений в камерах 3, 16 оценивается по показаниям манометров 7, 11 и секундомеров 12, 13. В процессе испытаний подсосковая камера 17 находится при атмосферном давлении.
Проверка целостности конической, цилиндрической и уплотняющих частей сосковой резины 2 осуществляется следующим образом. Сосковую резину 2 в сборке с доильным стаканом 1 оснащают фланцем 15 с манометром 11. Патрубки 9, 14 соединяют при помощи трубопроводов или шлангов с выходами ресивера 4 через кран - выключатели 8, 10.
При закрытых кранах 8, 10 доводят давление в ресивере 4 до 5 кПа и закрывают запорный вентиль 5. После этого открывают кран - выключатель 10 с одновременным запуском секундомера 13 для подачи сжатого воздуха в полость имитатора соска 3 (давление в полости имитатора соска 3 при испытании должно быть равно давлению 5 кПа внутри вымени при припуске молока). В первый момент происходит незначительное снижение давление в ресивере 4, обусловленное заполнением камеры имитатора соска 3. Если в течение 1-2 мин давление в ресивере 4 остается неизменным, это свидетельствует не только о целостности тонкостенной оболочки имитатора соска 3, но и о жесткости сосковой резины 2, а также об отсутствии протечек через место соединения сосковой резины 2 с фланцем 15.
Затем закрывают кран - выключатель 10 и доводят давление в ресивере 4 до 20 кПа, после чего закрывают запорный вентиль 5 и открывают кран - выключатель 8 с одновременным запуском секундомера 12 для подачи сжатого воздуха в полость 16 доильного стакана 1. В этот момент происходит незначительное снижение давление в ресивере 4, обусловленное заполнением камеры 16 доильного стакана 1.
Если после этого в течение длительного времени (несколько мин) давление в ресивере 4 остается неизменным, это свидетельствует о целостности основных элементов сосковой резины 2, об отсутствии в ее толще микротрещин и об отсутствии протечек через места соединений сосковой резины 2 с доильным стаканом 1. При нарушении целостности сосковой резины 2 по зафиксированным показаниям манометра 8 и секундомера 12 можно построить график падения давления в координатах время - давление. Наклон и форма кривой падения давления в ресивере 4 может свидетельствовать о типе и величине соответствующих дефектов в материале сосковой резины 2.
вх
вых
вх
вых
упр
Целостность сосковой резины 2 характеризуется постоянством давлений Р в полости 16 и Р в полости имитатора соска 3, Определение этих величин позволяет сделать заключение о жесткости сосковой резины 2 путем расчета ее упругости, связанной с разностью давлений Р-Р=Р.
упр
см
При определении работоспособности нескольких сосковых трубок доильных аппаратов найденные значения Р для каждой из них позволяют разбить их на четыре класса по показателю вакуумного смыкания в диапазоне Р=6-10 кПа (1 группа 6-7 кПа, 2 группа 7-8 кПа, 3 группа 8-9 кПа, 4 группа 9-10 кПа). Использование четырех сосковых трубок внутри каждой группы (например, для 2 группы 7-8 кПа) предопределяет равные условия работы четырех стаканов конкретного доильного аппарата, что является обязательным условием для организации машинного доения.
Нарушение целостности и упругих характеристик сосковой резины часто приводит к изменениям биологически оптимальных режимов доения, некоторым видам заболеваний коров и возможным отказам работы доильных аппаратов из-за недопустимых изменений жесткости, удлинения или потере герметичности материала сосковой резины.
По этой причине целостность сосковой резины доильного аппарата и ее упругие свойства являются для механиков и операторов машинного доения важными диагностируемыми параметрами. Даже незначительные нарушения упругих свойств сосковой резины могут нарушить работу доильных аппаратов. Предложенное выполнение устройства позволяет, в условиях слабо оснащенных механических мастерских фермерских хозяйств, изготовить данное устройство и использовать его для проверки работоспособности сосковой резины доильного аппарата.