ДОИЛЬНЫЙ АППАРАТ
MILKING DEVICE

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, устройство автоматического съема доильных стаканов [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, устройство автоматического съема доильных стаканов [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 с вакуумным, воздушным и выходными патрубками, соединенными с распределительными камерами коллектора воздушными шлангами, молочный шланг, кран с молочным и вакуумным патрубками, электронный блок со световой и звуковой сигнализацией, датчик почетвертного контроля молокоотдачи [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. В конце доения необходимо ручное снятие доильных стаканов, что не исключает холостое доение по причине замедленного реагирования оператора на звуковой сигнал электронного блока.
В предлагаемом доильном аппарате, содержащем доильные стаканы, двухполупериодный пульсатор с вакуумным, воздушным и выходными патрубками, соединенными с распределительными камерами коллектора воздушными шлангами, молочный шланг, кран с молочным и вакуумным патрубками, электронный блок со световой и звуковой сигнализацией, датчик почетвертного контроля молокоотдачи, двухполупериодный пульсатор выполнен в виде двухсекционного блока электроклапанов. В разрыве молочного шланга установлен нормально открытый молочный пневмоклапан. Смонтированы двухходовой электроклапан, с пакетом не менее двух контактных групп электромагнитное реле, электрически связанное с электронным блоком, низкочастотный генератор и распределитель импульсов. Распределитель импульсов одним выходом соединен через одну пару нормально замкнутых контактов электромагнитного реле с первой секцией блока электроклапанов двухполупериодного пульсатора и со второй парой нормально разомкнутых контактов электромагнитного реле. Второй выход распределителя 3 соединен со второй секцией блока электроклапанов двухполупериодного пульсатора и с нормально разомкнутыми контактами первой контактной группы электромагнитного реле. К нормально разомкнутым контактам второй контактной группы электромагнитного реле присоединен двухходовой электроклапан, пневматически соединенный воздушными шлангами с нормально открытым молочным пневмоклапаном и с вакуумным патрубком двухполупериодного пульсатора.
Кроме того, в доильном аппарате могут быть установлены устройство автоматического съема доильных стаканов, дополнительный двухходовой электроклапан, пневматически соединенный воздушными шлангами с устройством автоматического съема доильных стаканов и с вакуумным патрубком двухполупериодного пульсатора, связанное с электронным блоком дополнительное электромагнитное реле, к нормально разомкнутому контакту которого параллельно присоединены дополнительный двухходовой электроклапан и через диод двухходовой электроклапан.
Установка двух двухходовых электроклапанов, электрически связанных с электронным блоком, позволяет преобразовать электрический сигнал в пневматический и управлять работой молочного пневмоклапана и устройства автоматического съема доильных стаканов. Установка в разрыве молочного шланга нормально открытого молочного пневмоклапана позволяет по сигналу электронного блока при низкой интенсивности молокоотдачи в любой четверти вымени коровы отсоединять молочную камеру коллектора от молокопровода, т.е. организовывать дополнительный такт «отдых», а после окончания доения способствует безболезненному снятию доильных стаканов устройством автоматического съема доильных стаканов.
Низкочастотный генератор и распределитель импульсов, одним выходом соединенный через одну пару нормально замкнутых контактов электромагнитного реле с первой секцией блока электроклапанов двухполупериодного пульсатора и со второй парой нормально разомкнутых контактов электромагнитного реле, второй выход распределителя импульсов, соединенный со второй секцией блока электроклапанов двухполупериодного пульсатора и с нормально разомкнутым контактом первой контактной группы электромагнитного реле, обеспечивают по сигналу электронного блока попарный или синхронный режимы работы доильных стаканов. Двухходовой электроклапан, пневматически соединенный воздушными шлангами с нормально открытым молочным пневмоклапаном и с вакуумным патрубком двухполупериодного пульсатора, в совокупности обеспечивают по сигналу электронного блока перевод двухтактного режима попарного доения на трехтактный режим синхронного доения. В начальной стадии доения такой переход обеспечивает стимуляцию рефлекса молокоотдачи, а в заключительной стадии доения устраняет наползание доильных стаканов и обеспечивает полноту выдаивания, а в совокупности за счет такта «отдых» более щадящее воздействие разрежения на молочную железу.
Дополнительный двухходовой электроклапан, пневматически соединенный воздушными шлангами с устройством автоматического съема доильных стаканов и с вакуумным патрубком двухполупериодного пульсатора, связанное с электронным блоком дополнительное электромагнитное реле, к нормально разомкнутому контакту которого параллельно присоединены дополнительный двухходовой электроклапан и через диод двухходовой электроклапан, в совокупности обеспечат после окончания доения безболезненное снятие доильных стаканов. Присоединение двухходового электроклапана через диод к нормально разомкнутому контакту дополнительного электромагнитного реле обеспечит постоянное закрытие молочного пневмоклапана в момент снятия доильных стаканов независимо от сигналов распределителя импульсов.
Таким образом, совокупность существенных признаков является новой, соответствует критерию «изобретательский уровень» и обеспечивает достижение технического результата: быстрое и полное выведения молока из вымени коровы без машинного додоя, уменьшение негативного механического воздействия разрежения на соски вымени коровы, своевременное предоставления оператору машинного доения в доступной форме объективной информации для контроля над процессом доения и своевременное ручное или автоматическое снятие доильного аппарата по окончании доения.
На фиг. 1 изображен доильный аппарат (такт «сосание», «сжатие», двухтактный режим попарного доения).
На фиг. 2 изображен доильный аппарат (такт «сжатие», трехтактный режим синхронного доения).
На фиг. 3 изображен доильный аппарат (такт «отдых», трехтактный режим синхронного доения).
На фиг. 4 изображен доильный аппарат в момент снятия доильных стаканов (пульсатор в положении такта «сжатие» синхронного доения).
На фиг. 5 изображен доильный аппарат в момент снятия доильных стаканов (пульсатор в положении такта «сосание» синхронного доения).
Доильный аппарат содержит двухполупериодный пульсатор 1, выполненный в виде двухсекционного блока электроклапанов, низкочастотный генератор 2, распределитель импульсов 3, коллектор 4, доильные стаканы 5 с межстенной и подсосковой камерами, кран 6 с рукояткой, молочным 7 и вакуумным 8 патрубками. Вакуумный патрубок пульсатора 1 подключен к вакуумпроводу доильной установки посредством вакуумного патрубка 8 крана 6. Коллектор 4 включает две распределительные камеры 9 и молочную камеру 10. С целью транспортировки молока во время доения в верхней части молочной камеры 10 коллектора 4 выполнено калиброванное отверстие (на фигурах графического материала не показано). В молочной камере 10 расположены датчик почетвертного контроля молокоотдачи 11 и клапан 12 отключения доильного аппарата. Датчик почетвертного контроля молокоотдачи 11 соединен с электронным блоком 13 посредством гибкого кабеля 14. Датчик почетвертного контроля молокоотдачи 11 выполнен в виде четырех пар электродов, установленных в молочной камере 10 коллектора 4. Молочная камера 10 коллектора 4 доильного аппарата соединена посредством молочного шланга 15 с молочным патрубком 7 крана 6. В разрыве молочного шланга 15 установлен нормально открытый молочный пневмоклапан 16. Выходные патрубки двухполупериодного пульсатора 1 соединены с распределительными камерами 9 коллектора 4 двумя воздушными шлангами. Двухходовой электроклапан 17 пневматически соединен воздушными шлангами с нормально открытым молочным пневмоклапаном 16 и с вакуумным патрубком двухполупериодного пульсатора 1. Дополнительный двухходовой электроклапан 18 пневматически соединен воздушными шлангами с устройством автоматического съема доильных стаканов 19, например, пневмоцилиндром и с вакуумным патрубком двухполупериодного пульсатора 1. Электромагнитное реле 20, электрически связанное с электронным блоком 13, снабжено пакетом двух контактных групп. Распределитель импульсов 3 одним выходом соединен через одну пару нормально замкнутых контактов электромагнитного реле 20 с первой секцией блока электроклапанов двухполупериодного пульсатора 1 и со второй парой нормально разомкнутых контактов электромагнитного реле 20. Второй выход распределителя 3 соединен со второй секцией блока электроклапанов двухполупериодного пульсатора 1 и с нормально разомкнутым контактом первой контактной группы электромагнитного реле 20. К нормально разомкнутым контактам второй группы электромагнитного реле 20 присоединен двухходовой электроклапан 17. К нормально разомкнутому контакту дополнительного электромагнитного реле 21, электрически связанного с электронным блоком 13, параллельно присоединены дополнительный двухходовой электроклапан 18 и через диод 22 двухходовой электроклапан 17. На лицевой панели электронного блока 13 расположена световая сигнализация интенсивности 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 13. Электронный блок 13 снабжен звуковой сигнализацией окончания доения, например, спикером (на фигурах графического материала не показан). На лицевой панели электронного блока размещена кнопка включения-выключения электронного блока. Питание электронного блока 13, низкочастотного генератора 2, электроклапанов двухполупериодного пульсатора 1, двухходовых электроклапанов 17 и 18 осуществляется, например, от аккумулятора через тумблер 23.
Работает доильный аппарат следующим образом.
В момент надевания доильных стаканов на соски вымени коровы доильный аппарат должен работать в двухтактном режиме («сосание-сжатие») попарного доения. Для этого достаточно подключить кран 6 к молокопроводу и вакуумпроводу доильной установки, подать напряжение включением тумблера 23, поднять вверх клапан 12 отключения доильного аппарата и надеть доильные стаканы 5 на соски вымени коровы. Такая последовательность подключения доильного аппарата обеспечивает, во-первых, за счет наличия постоянно разрежения в подсосковых камерах доильных стаканов в двухтактном режиме работы аппарата уверенное надевание и надежную фиксацию доильных стаканов на сосках вымени животного и, во-вторых, поскольку в начальный период времени отсутствует поступление молока от всех четвертей вымени, исключает преждевременное срабатывание устройства автоматического съема доильных стаканов. После надевания на соски вымени всех четырех доильных стаканов включают кнопку «пуск» на электронном блоке 13. При включенном тумблере 23, работающем в низкочастотном генераторе 2 попеременно подается напряжение на первый и второй выходы распределителя импульсов 3. С первого выхода через нормально замкнутые контакты первой контактной группы электромагнитного реле 20 напряжение поступает на обмотку первой секции двухсекционного блока электроклапанов двухполупериодного пульсатора 1. Со второго выхода распределителя импульсов 3 напряжение подается на вторую секцию блока электроклапанов двухполупериодного пульсатора 1 и на нормально разомкнутые контакты первой группы электромагнитного реле 20. Поэтому попеременно из пульсатора 1 по шлангам в межстенные камеры одной пары доильных стаканов 5 поступает разрежение, в другую пару межстенных камер доильных стаканов 5-атмосферное давление. В подсосковых камерах доильных стаканов 5 при открытом клапане 12 - разрежение. При доении молоко поступает к электродам почетвертного датчика интенсивности молокоотдачи 11 от разных четвертей с различной интенсивностью. Если в любой или нескольких четвертях интенсивность ниже критической (50 мл/мин), то в электронном блоке 13 формируется световой сигнал (загорание соответствующего светодиода) и подается напряжение на электромагнитное реле 20. В результате нормально замкнутые пары контактных групп электромагнитного реле 20 размыкаются, а нормально разомкнутые пары контактов замыкаются. Пульсатор 1 переходит на режим синхронного доения, доильный аппарат начинает работать по трехтактному циклу («сосание-сжатие-отдых»). В такте «сжатие» напряжение подается через замкнутые контакты электромагнитного реле 20 к двухходовому электромагнитному клапану 17, который отсоединяет управляющую камеру молочного пневмоклапана 8 от источника разрежения (вакуумпровода) и соединяет с окружающей средой. Молочный пневмоклапан 8 закрывается. Воздух, поступающий через калиброванное отверстие в корпусе молочной камеры 10 коллектора 4, снижает величину разрежения в подсосковых камерах доильных стаканов 5, в которых устанавливается давление, близкое к атмосферному (наступает такт «отдых»). Трехтактный режим синхронного доения, оказывающий на молочную железу стимулирующее воздействие и обеспечивающий щадящий режим доения, продолжается до тех пор, пока во всех четвертях вымени коровы интенсивность молокоотдачи не превысит критическую (50 мл/мин). В результате, как правило, через 10…15 с после надевания доильных стаканов начинается активный припуск молока. При повышении интенсивности молокоотдачи выше критической во всех четырех четвертях гаснут светодиоды, сигнализирующие о низкой интенсивности молокоотдачи в соответствующих четвертях, электронный блок 13 отключает питание электромагнитного реле 20. Нормально замкнутые пары контактных групп электромагнитного реле 20 снова замыкаются, а нормально разомкнутые пары контактов - размыкаются. Доильный аппарат переходит на двухтактный цикл попарного доения.
Если молокоотдача в какой-либо четверти снизится ниже критической, то по сигналу в электронном блоке 13 формируется световой сигнал (загорание соответствующего светодиода) и подается напряжение на электромагнитное реле 20. В результате нормально замкнутая пара контактной группы электромагнитного реле 20 размыкается, нормально разомкнутая пара контактов этой группы замыкается. Доильный аппарат автоматически переходит на работу в трехтактный режим синхронного доения. Если молокоотдача в четверти восстановится, то по сигналу электронного блока 13 светодиод гаснет и отключается питание электромагнитного реле 20. В результате нормально замкнутая пара контактной группы электромагнитного реле 20 замыкается, нормально разомкнутая пара контактов этой группы размыкается. Доильный аппарат переходит на работу в двухтактный режим попарного доения.
В заключительной фазе доения при снижении интенсивности молокоотдачи в любой четверти электронный блок 13 подает напряжение на электромагнитное реле 20. В результате нормально замкнутая пара контактной группы электромагнитного реле 20 размыкается, нормально разомкнутая пара контактов этой группы замыкается. Доильный аппарат переходит на режим синхронного доения по трехтактному циклу. 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 10 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 светодиоды переходят на мигающий режим. Электронный блок 13 подает также напряжение на дополнительное электромагнитное реле 21, которое, замыкая свои нормально разомкнутые контакты, соединяет с источником напряжения дополнительный двухходовой электроклапан 18 и через диод 22 двухходовой электроклапан 17. Двухходовой электроклапан 17 отключает от вакуумной системы молочный клапан 8 независимо от сигналов распределителя импульсов 3. Воздух, поступающий через калиброванное отверстие в корпусе коллектора 4 в молочную камеру 10 и подсосковые камеры доильных стаканов, не отсасывается в молокопровод, поэтому давление в подсосковых камерах доильных стаканов увеличивается до атмосферного. Дополнительный двухходовой электроклапан 18 соединяет устройство автоматического съема доильных стаканов с вакуумным патрубком 8 крана 6. Устройство автоматического съема доильных стаканов снимает доильные стаканы с вымени коровы. После снятия доильных стаканов дояру необходимо нажать кнопку выключения электронного блока 13, закрыть клапан 12 и отсоединить кран 6 от молокопровода и вакуумпровода.
Использование предлагаемого доильного аппарата обеспечит быстрое и полное выведение молока из вымени коровы без «машинного додоя», снизит негативное воздействие разрежения на соски вымени коровы. Своевременное автоматическое снятие доильных аппаратов исключит передержку доильных стаканов, приводящих к заболеванию молочной железы. Работа с предлагаемым доильным аппаратом значительно уменьшит психологическую и физическую нагрузки на оператора, позволит ему работать с большим числом доильных аппаратов, что повысит его производительность и сократит общее время доения всей группы животных.
Литература
1. Пат. 2257707 РФ, МПК A01J 5/00. Двухрежимный доильный аппарат / И.К. Винников (РФ). - №2004103725/12: Заявлено 09.02.2004: Опубликовано 10.08.2005.
2. Пат. 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. Пат. №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.