УСТАНОВКА ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ ПРЕДДОИЛЬНОЙ ОБРАБОТКИ СОСКОВ ВЫМЕНИ КОРОВ

Полезная модель относится к области животноводства и предназначена для преддоильной обработки вымени коров.
Известна установка для автоматической преддоильной обработки вымени коров, содержащая резервуар для моющей жидкости с насосом и клапаном, последовательно соединенные трубопроводом с устройством для очистки сосков и массажа вымени, включающем две щетки с шестеренчатым приводом от мотора, одна из которых имеет отверстия для подачи моющей жидкости, и элементом их позиционирования относительно вымени, выполненном в виде манипулятора (патент RU 2244417, A01J 7/00).
Известное устройство подает моющую жидкость на сосок через одну из очищающих и массажирующих щеток, при этом вторая щетка служит для сухой очистки и сушки соска. Воздействие влажной и сухой щеток на соски происходит последовательно (от передних к задним соскам), на одну из их сторон при возвратно поступательном движении устройства. При этом при воздействии влажной щетки соски будут изгибаться в одну сторону, а при воздействии сухой щетки - в противоположную сторону и поэтому недостаточно эффективно очищаться. Кроме того, при возвратном движении щеток одна из сторон соска, которая оказывается прижатой к вымени, не высушивается. Недостатком этого устройства также является то, что при поджимании сосков к вымени загрязнения могут переноситься с вымени на сосок. Подача жидкости через щетку во все стороны увеличивает ее расход и является экономически неоправданным.
Известна установка для автоматической преддоильной обработки сосков вымени коров, содержащая резервуар для моющей жидкости с насосом и гидравлическим клапаном, последовательно соединенные трубопроводом с распределителем жидкости устройства для очистки сосков и массажа вымени, содержащего две вращающиеся навстречу друг-другу соприкасающиеся ворсом щетки и с шестеренчатым приводом от мотора и элементом их позиционирования относительно вымени, выполненном в виде манипулятора, оборудованная компрессором, последовательно соединенным с ресивером и пневматическим клапаном (Заявка №2014112302/13 (019349), решение о выдаче патента на полезную модель от 01.04.2014).
Известное устройство обеспечивает очистку соска вымени коров при поднятии вращающихся навстречу друг другу щеток вдоль соска вверх до основания и вниз. Однако оно не проводит фиксированную очистку основания соска у вымени. Проведенные нами экспериментальные исследования по определению бактериальной обсемененности смывов с поверхности соска показали, что если щетки по достижении основания соска сразу направить вниз, то часть загрязнений захватывается ворсом щеток от основания вымени и переносится на сосок. Кроме того после очистки соска загрязнения с щеток удаляются не полностью и часть загрязнений переносится на следующий сосок. Проведенные экспериментальные исследования по определению бактериальной обсеменности смывов с ворса щеток до и после очистки сосков подтвердили это. Для средней молочной фермы на 60-120 коров, доящихся 3-4 раза в день, работающей с доильными роботами, достаточно важным является рациональное использование моющей жидкости. В известном устройстве ее подача на щетки начинается и заканчивается в точках позиционирования манипулятором щеток на некотором расстоянии от сосков вымени коров, что вызывает ее перерасход после очистки сосков. Если подача жидкости на щетки непосредственно перед обработкой соска оправдана, то после выхода щеток из зацепления с соском ее подача должна сразу же прекратиться. Известное устройство функционирует с постоянной частотой вращения щеток и не обеспечивает эффективную очистку при различных материалах загрязнений. На практике загрязнения сосков представляют собой смесь различных материалов, например, навоза, навоза с подстилкой, суглинка, перемешанных с мочой в различных пропорциях и обладающих различными адгезионными и когезионными силами и, соответственно, различными физико-механическими свойствами.
Задача полезной модели - повышение качества молока за счет улучшения очистки сосков вымени коров и снижение расхода моющей жидкости при преддоильной обработке.
Для решения поставленной задачи предлагается установка для автоматической преддоильной обработки сосков вымени коров, содержащая резервуар для моющей жидкости с насосом и гидравлическим клапаном, последовательно соединенные трубопроводом с распределителем жидкости устройства для очистки сосков и массажа вымени, содержащего две вращающиеся навстречу друг другу соприкасающиеся ворсом щетки с шестеренчатым приводом от мотора и элементом их позиционирования относительно вымени, выполненном в виде манипулятора, оборудованная компрессором, последовательно соединенным с ресивером и пневматическим клапаном, дополнительно снабжена блоком управления процессом очистки, датчиком частоты вращения щеток, стряхивателем загрязнений с ворса щеток с пневмоприводом, подключенным к дополнительному пневматическому клапану, задатчиком давления сжатого воздуха, аналоговый выход которого подключен к мотору, а вход питания сжатым воздухом - к пневматическому клапану, причем вход блока управления подключен к датчику частоты вращения, первый выход - к дополнительному пневмоклапану, второй аналоговый выход - к задатчику давления, третий выход - к пневматическому клапану, четвертый выход - к манипулятору, пятый выход - к гидравлическому клапану.
Установка обеспечивает контроль и управление частотой вращения щеток с приводом от мотора, работающего от сжатого воздуха, что позволяет определять моменты достижения щетками при их движении вверх и вниз вдоль соска его кончика и основания. Эти сигналы, формируемые вследствие изменения частоты вращения при изменении нагрузки на щетки, являются управляющими для фиксированной очистки основания соска в течение заданного времени и отключения подачи моющей жидкости после выхода щеток из зацепления с соском. После этого пневмопривод подает стряхиватель к ворсу вращающихся щеток в результате чего, за счет упругих сил выпрямляющегося ворса, отбрасываются загрязнения и влага с щеток и обеспечивается его очистка и подсушивание. При этом на первом этапе осуществляется воздействие вращающихся щеток с подачей моющей жидкости при движении щеток вдоль соска снизу вверх и сверху вниз, а на втором этапе повторное воздействие очищенных и подсушенных щеток при их движении вдоль соска снизу вверх и сверху вниз. Т.е. на первом этапе обеспечивается очистка с мойкой соска, а на втором - его высушивание. Управление частотой вращении щеток позволяет при известных материалах загрязнения заранее формировать оптимальный для этого материала режим очистки сосков.
На фиг. 1 приведена схема установки для автоматической преддоильной обработки сосков вымени коров, на фиг. 2 - схема взаимодействия щеток с соском вымени коров, на фиг. 3 - алгоритм функционирования установки.
Установка для автоматической преддоильной обработки сосков вымени коров, содержит резервуар 1 для моющей жидкости с насосом 2 и гидравлическим клапаном 3, последовательно соединенные трубопроводом 4 с распределителем 5 жидкости устройства 6 для очистки сосков и массажа вымени, содержащего две вращающиеся навстречу друг-другу соприкасающиеся ворсом щетки 7 и 8 с шестеренчатым приводом 9 от мотора 10 и элементом их позиционирования относительно вымени, выполненном в виде манипулятора 11. Она также оборудована компрессором 12, последовательно соединенным с ресивером 13 и пневматическим клапаном 14. При этом установка дополнительно снабжена блоком управления 15, датчиком 16 частоты вращения щеток 7 и 8, стряхивателем 17 загрязнений с ворса щеток 7 и 8 с пневмоприводом 18, подключенным к дополнительному пневматическому клапану 19, задатчиком 20 давления сжатого воздуха, аналоговый выход которого подключен к мотору 10, а вход питания сжатым воздухом - к пневматическому клапану 14, причем вход блока управления 15 подключен к датчику 16 частоты вращения, первый выход - к дополнительному пневмоклапану 19, второй аналоговый выход - к задатчику 20 давления, третий выход - к пневматическому клапану 14, четвертый выход - к манипулятору 11, пятый выход - к гидравлическому клапану 3.
Установка для автоматической преддоильной обработки сосков вымени работает следующим образом (фиг. 1). По команде от блока управления устройство 6 для очистки сосков и массажа вымени из исходного положения подводится последовательно к соскам вымени коровы с помощью манипулятора 11 и позиционируется относительно сосков в трехмерных координатах. После этого включаются задатчик давления 20, который посредством мотора 10 приводит во вращение щетки 7 и 8, клапан 3, который подает моющую жидкость через распределитель 5 на щетки 7 и 8, а также манипулятор 11, который начинает поднимать устройство 6 с щетками 7 и 8 вдоль соска. Последовательность подготовки сосков к доению определяется продолжительностью времени их выдаивания, при этом в первую очередь обрабатываются соски с более продолжительным временем выдаивания.
Установка обеспечивает контроль и управление частотой вращения щеток 7 и 8 с приводом от мотора 10, работающего от сжатого воздуха, поступающего от компрессора 12, через ресивер 13, управляемый пневматический клапан 14, задатчик 20 давления сжатого воздуха, что позволяет определять моменты достижения щетками 7 и 8 при их движении вверх и вниз вдоль соска его кончика и основания у вымени. Эти сигналы формируются вследствие изменения частоты вращения при изменении нагрузки на щетки. (Экспериментально установлено, что при этом изменение частоты вращения достигает более чем 20%.) Они являются управляющими для фиксированной очистки основания соска в течение заданного времени и отключения подачи моющей жидкости после выхода из зацепления ворса щеток с соском. После этого пневмопривод 18 подает стряхиватель 17 к ворсу щеток 7 и 8, в результате чего последний за счет упругих сил ворса отбрасывает загрязнения и влагу с щеток 7 и 8, проводя таким образом его очистку и подсушивание. При этом на первом этапе осуществляется воздействие вращающихся щеток 7 и 8 с подачей моющей жидкости от резервуара 1, насосом 2, через клапан 3 по трубопроводу 4 на распределитель 5 жидкости на ворс при движении щеток 7 и 8 вдоль соска снизу вверх и сверху вниз, а на втором этапе повторное воздействие очищенных и подсушенных вращающихся щеток 7 и 8 при их движении вдоль соска снизу вверх и сверху вниз. Т.е. на первом этапе обеспечивается очистка с мойкой соска, а на втором - его высушивание. Контроль и управление частотой вращении щеток 7 и 8 позволяет при известных материалах загрязнения заранее формировать оптимальный для этого материала режим очистки сосков. В случае, если соски загрязнены значительно, то влажная очистка производится за два раза, т.е. после влажной очистки первого соска производится последовательная влажная очистка остальных сосков, во время которых загрязнения впитывают влагу, вследствие чего при повторной влажной очистке они удаляются эффективнее. После преддоильной обработки всех четырех сосков вымени мотор 10 отключается и устройство 6 возвращается манипулятором 11 в исходное положение.
Предлагаемая установка для автоматической преддоильной обработки сосков вымени коров обеспечивает повышение качества молока за счет улучшения очистки сосков вымени и снижение расхода моющей жидкости.