ДОИЛЬНЫЙ АППАРАТ
MILKING UNIT

Изобретение относится к машинному доению коров, в частности к доильным аппаратам, преимущественно используемым при работе с молокопроводом.
Известен доильный аппарат, содержащий доильные стаканы, пульсатор, коллектор с молочными и воздушными патрубками, распределительные и молочные камеры, клапан отключения доильного аппарата [1].
Недостатком данного устройства является определение момента снижения молокоотдачи от всех четвертей, что не исключает «сухое» доение отдельных четвертей вымени 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 патрубками, распределительной и молочной камерами, клапаном отключения доильного аппарата, молочный кран с рукояткой и электронным блоком, датчик почетвертного контроля молокоотдачи, выполненный в виде четырех пар электродов, установленных в молочной камере ниже и напротив молочных патрубков и соединенных 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 электродов 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, коллектор с молочными и воздушными патрубками, распределительными и молочной камерами, клапаном отключения доильного аппарата, молочный кран с рукояткой и электронным блоком, датчик почетвертного контроля молокоотдачи, выполненный в виде четырех пар электродов, установленных в молочной камере ниже и напротив молочных патрубков и соединенных с электронным блоком, молочный и воздушные шланги, световую сигнализацию молокоотдачи по каждой четверти и дополнительно световую и звуковую сигнализацию окончания доения [3].
Недостатком данного доильного аппарата следует считать относительно «жесткий» режим на всей протяженности доения и его неспособность автоматически реагировать на задержку припуска молока и снижение интенсивности молоковыведения вследствие наползания доильных стаканов на соски вымени коровы.
В предлагаемом доильном аппарате, содержащем доильные стаканы, двухполупериодный пульсатор, коллектор с молочными и воздушными патрубками, распределительными и молочной камерами, клапаном отключения доильного аппарата, молочный кран с рукояткой и электронным блоком, датчик почетвертного контроля молокоотдачи, выполненный в виде четырех пар электродов, установленных в молочной камере ниже и напротив молочных патрубков и соединенных с электронным блоком, молочный и воздушные шланги, световую сигнализацию молокоотдачи по каждой четверти и дополнительно световую и звуковую сигнализацию окончания доения, распределительные камеры коллектора посредством жиклеров соединены с молочной камерой, воздушные шланги соединены между собой перемычкой с электроклапаном, к одному из двух воздушных патрубков пульсатора подключен дополнительный воздушный шланг, соединенный через дополнительный электроклапан с пневмоклапаном, установленным в молочном шланге, а в воздушном шланге перед перемычкой со стороны пульсатора установлен третий электроклапан, причем все три электроклапана электрически связаны с электронным блоком.
Кроме того, жиклеры могут быть снабжены обратными клапанами, пневмоклапан снабжен дросселирующим отверстием, электроклапаны в перемычке и в дополнительном воздушном шланге выполнены нормально закрытыми, а в воздушном шланге перед перемычкой со стороны пульсатора - нормально открытыми.
Соединение управляющих камер с молочной камерой посредством жиклеров, во-первых, обеспечивает нормированное поступление в молочную камеру очищенного в фильтре пульсатора воздуха для транспортировки молока, поступающего из двух доильных стаканов (такт сосания), и, во-вторых, более плавное, без болевых ощущений для животного смыкание сосковой резины в двух других доильных стаканах (такт сжатия). Подключение к одному из двух воздушных патрубков пульсатора дополнительного воздушного шланга, соединенного через дополнительный электроклапан с пневмоклапаном, установленным в молочном шланге, совместно с установлением в воздушном шланге перед перемычкой со стороны пульсатора третьего электроклапана, а также электрическая связь всех трех электроклапанов с электронным блоком в совокупности обеспечивают в процессе доения при задержке припуска и(или) снижении молокоотдачи в любой четверти вымени коровы перевод работы доильного аппарата с режима попарного доения по двухтактному циклу («сосание - сжатие») на режим одновременного доения по трехтактному циклу («сосание – сжатие - отдых»), а при восстановлении молокоотдачи обратно на двухтактный цикл.
Снабжение жиклеров обратными клапанами предотвращает попадание молока в распределительные камеры. Дросселирующее отверстие в пневмоклапане исключает герметичное перекрытие молокопровода и обеспечивает за счет сохранения в молочной камере остаточного разрежения 10…15 кПа удержание доильных стаканов на сосках вымени коровы при такте «отдых». Выполнение электроклапанов в перемычке и в дополнительном воздушном шланге нормально закрытыми, а в воздушном шланге перед перемычкой со стороны пульсатора нормально открытыми 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: быстрое и полное выведение молока из вымени коровы без машинного додоя, уменьшение негативного механического воздействия на соски вымени коровы и своевременное предоставление оператору машинного доения в доступной форме объективной информации о поступлении молока от каждой четверти для определения момента снятия доильных аппаратов.
На фиг. 1 изображен доильный аппарат (такты «сосание» и «сжатие», двухтактный режим попарного доения).
На фиг. 2 - вид А на фиг. 1.
На фиг. 3 изображен доильный аппарат (такт «сосание», трехтактный режим синхронного доения).
На фиг. 4 изображен доильный аппарат (такт «сжатие» («отдых»), трехтактный режим синхронного доения).
Доильный аппарат содержит двухполупериодный пульсатор 1, коллектор 2, доильные стаканы 3 с межстенной 4 и подсосковой 5 камерами, молочный кран 6 с рукояткой. Коллектор 2 включает две распределительные камеры 7 с воздушными патрубками 8 и молочную камеру 9 с молочными патрубками 10. В молочной камере 9 расположены датчик почетвертного контроля молокоотдачи 11 и клапан отключения доильного аппарата 12. Датчик почетвертного контроля молокоотдачи 11 соединен с электронным блоком 13 посредством гибкого кабеля 14. Электронный блок 13 смонтирован на рукоятке молочного крана 6. Питание электронного блока осуществляется, например, от встроенного аккумулятора. Датчик почетвертного контроля молокоотдачи 11 выполнен в виде четырех пар электродов, установленных в молочной камере 9 коллектора 2 ниже и напротив каждого из молочных патрубков 10. Коллектор 2 доильного аппарата соединен с вакуумной системой доильной установки через молочный кран 6 молочным 15 и воздушными 16 шлангами. Распределительные камеры 7 коллектора 2 соединены посредством жиклеров 17 с молочной камерой 9. Жиклеры 17 снабжены обратными клапанами 18. Воздушные шланги 16 соединены между собой перемычной 19 с электроклапаном 20. Один из воздушных шлангов 16 соединен посредством дополнительного электроклапана 21 с патрубком двухполупериодного пульсатора 1. Дополнительный воздушный шланг 22 одним концом подключен к патрубку пульсатора 1 перед дополнительным электроклапаном 21, а другим соединен через третий электроклапан 23 с пневмоклапаном 24, установленным в молочном шланге 15. Пневмоклапан 24 выполнен с дросселирующим отверстием (на фигурах графического материала не показано дросселирующее отверстие). Электроклапаны 20, 21 и 23, выполненные, например, с электромагнитным приводом, электрически связаны с электронным блоком 13 гибким кабелем 14.
На лицевой плоскости электронного блока 13 расположена световая сигнализация молокоотдачи, например, в виде пяти сигнальных светодиодов 25. Четыре светодиода 25 предназначены для световой сигнализации молокоотдачи от каждой четверти, а пятый центральный светодиод - для сигнализации окончания доения. Дополнительно электронный блок снабжен звуковой сигнализацией окончания доения, например спикером (на фигурах графического материала не показан). На лицевой панели электронного блока размещена кнопка включения-выключения 26.
Работает доильный аппарат следующим образом.
После нажатия кнопки 26 и поднятия вверх клапана отключения доильного аппарата 12 при подключенном к молокопроводу и вакуумпроводу молочном кране 6 через молочный шланг 15 воздух отсасывается в молокопровод из молочной камеры 9 коллектора 2. Из подсосковых камер 5 доильных стаканов 3 воздух отсасывается через молочные патрубки 10. В молочной камере 9 и в подсосковых камерах доильных стаканов 3 устанавливается разрежение. Одновременно с этим воздух отсасывается из межстенных камер 4 двух доильных стаканов 3 через воздушные патрубки 8, одну из распределительных камер 7 коллектора через воздушный шланг 16, открытый дополнительный электроклапан 21, пульсатор 1 и молочный кран 6. Электроклапан 20 в перемычке 19 закрыт. В две другие межстенные камеры 4 доильных стаканов 3 через фильтр пульсатора 1 поступает воздух через воздушные патрубки 8 и вторую распределительную камеру 7. Таким образом, в двух стаканах осуществляется такт «сосание», в двух других - такт «сжатие». Молоко, поступающее в молочную камеру из двух доильных стаканов 3 по молочным патрубкам 10, попадая на датчик почетвертного контроля молокоотдачи 11, замыкает соответствующие пары электродов. По кабелю 14 сигнал замыкания поступает в электронный блок 13. В электронном блоке 13 в соответствии с импульсным характером движения отдельных струек молока формируется дискретный сигнал по каждой четверти в виде импульсов тока, протекающего через датчик. В соответствии с входными импульсами в электронном блоке 13 формируется импульсный сигнал в виде дискретного напряжения. Затем дискретный сигнал преобразуется в сигнал непрерывный. По уровню напряжения в электронном блоке 13 контролируется уровень молокоотдачи от каждой четверти. Если молокоотдача интенсивная - светодиоды 25 погашены, что свидетельствует о нормальном протекании процесса доения. При снижении молокоотдачи в какой-либо четверти ниже заданного уровня загорается соответствующий светодиод и подается электрический сигнал на электроклапаны 20, 21 и 23. Электроклапаны 20 и 23 открываются, а электроклапан 21 закрывается. Режим работы доильного аппарата из двухтактного цикла попарного доения переводится в трехтактный цикл синхронного доения: «сосание – сжатие - отдых».
В период трехтактного цикла во время такта «сосание» через молочный кран 6 и молочный шланг 15 воздух отсасывается в молокопровод из молочной камеры 9 коллектора 2. Из подсосковых камер 5 доильных стаканов 3 воздух отсасывается через молочные патрубки 10. В молочной камере 9 и в подсосковых камерах доильных стаканов 3 устанавливается разрежение. Одновременно с этим воздух отсасывается в вакуум-провод из межстенных камер 4 всех четырех доильных стаканов 3 через воздушные патрубки 8, обе распределительные камеры 7 коллектора через воздушные шланги 16, перемычку 19, открытый электроклапан 20, пульсатор 1 и молочный кран 6. Дополнительный электроклапан 21 в это время закрыт.
Во время такта «сжатие» в четыре межстенные камеры 4 доильных стаканов 3 через фильтр пульсатора 1 поступает воздух через воздушные шланги 16 в обе распределительные камеры 7 при открытом электроклапане 20 и закрытом дополнительном электроклапане 21. В подсосковой камере сохраняется разрежение, и молоко из молочной камеры эвакуируется в молокопровод под действием воздуха, поступающего в молочную камеру 9 из распределительных камер 7 через жиклеры 17. Обратные клапаны 18 не препятствуют прохождению воздуха.
Одновременно с этим по дополнительному воздушному шлангу 22 и открытому третьему электроклапану 23 разрежение из пульсатора 1 поступает в пневмоклапан 24, который перекрывает молочный шланг 15. Полной изоляции молочной камеры 9 от молокопровода препятствует дросселирующее отверстие в пневмоклапане 24. Через жиклеры 17 в молочную камеру 9 коллектора 2 продолжает поступать отфильтрованный в пульсаторе воздух и такт «сжатие» плавно переходит в такт «отдых». В такте «отдых» в подсосковых камерах устанавливается давление, близкое к атмосферному (разница составляет 10…15 кПа). В сосках вымени животного восстанавливается кровообращение. Наползшие на соски доильные стаканы несколько приопускаются, освобождая пережатые межцистериальные молочные протоки вымени, и не препятствуют в дальнейшем молоковыведению. Такт «отдых» сменяется по команде двухполупериодного пульсатора тактом «сосание» и все повторяется.
Если молокоотдача в четверти восстановится, то по сигналу электронного блока светодиод 25 гаснет и отключаются все три электроклапана. Доильный аппарат переходит на работу в двухтактный режим попарного доения.
По мере снижения молокоотдачи последовательно в других четвертях 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 9 не возникает, поскольку общее количество поступающего молока постоянно уменьшается. Когда молокоотдача прекратится по всем четвертям вымени коровы, будут гореть четыре светодиода, в электронном блоке 13 формируется сигнал звукового звучания и включается центральный светодиод 25 окончания доения, например, красного цвета. Звуковой сигнал и мигание красного светодиода свидетельствуют о прекращении активной фазы доения и необходимости перехода оператора машинного доения к заключительной операции: снятию доильных стаканов с вымени животного. Машинный додой в этом случае не требуется, поскольку молоко из вымени коровы выведено. Для завершения процесса доения дояр закрывает клапан отключения доильного аппарата 12, снимает доильные стаканы 3 и нажимает кнопку 26.
Использование предлагаемого доильного аппарата позволит быстро и полно вывести молоко без машинного додоя и уменьшить негативное механического воздействие сосковой резины на соски вымени коровы. Своевременное предоставление оператору машинного доения в доступной форме объективной информации о поступлении молока от каждой четверти и своевременное определение момента снятия доильных аппаратов исключит передержку доильных стаканов, приводящих к заболеванию молочной железы. При работе с предлагаемым доильным аппаратом значительно снижается психологическая и физическая нагрузка на оператора, что повысит его работоспособность и сократит общее время доения всей группы животных.
Литература
1. Патент №2257707 РФ, МПК A01J 5/00. Двухрежимный доильный аппарат / И.К. Винников (РФ).-№2004103725/12: Заявлено 09.02.2004: Опубликовано 10.08.2005.
2. Патент №2367148 РФ, МПК A01J 7/00. Переносной манипулятор доения / О.В. Ужик; Я.В. Ужик (РФ). - №2008128330/12: Заявлено 11.07.2008: Опубликовано 20.09.2009.
3. Патен №154881 РФ, МПК A01J 5/00 Доильный аппарат / А.А. Рылов, В.Н. Шулятьев, И.Г. Конопельцев (РФ) №2015113650/13: Заявлено 13.04.2015: Опубликовано 10.09.2015.