ДВУХТАКТНЫЙ ДОИЛЬНЫЙ АППАРАТ
DUPLE MILKING UNIT

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к средствам механизации доения коров.
8
Известен двухтактный доильный аппарат попарного доения, содержащий двухкамерные доильные стаканы, пульсатор, молочно-вакуумные шланги, коллектор с молокосборной камерой и камерами переменного вакуума. Коллектор снабжен горизонтальным полым цилиндром с размещенным в нем поршнем с возможностью перемещения в полом цилиндре. Перемещение поршня ограничивают демпферы, закрепленные на внутренних торцевых стенках полого цилиндра. По обе стороны от поршня образованы две взаимно изолированные камеры, каждая из которых сообщена с камерами переменного вакуума коллектора и с межстенными камерами доильных стаканов, работающих в противоположных тактах. Применение коллектора с изменяющимся положением центра масс позволяет значительно уменьшит массу подвесной части доильного аппарата без ущерба для коровы и чистоты выдаивания молока при снижении общей нагрузки на вымя животного и облегчении труда оператора [Патент РФ 2298916, МПК A01J 5/00, заявл. 24.11.2005, опубл. 20.05.2007 г.].
При работе доильного аппарата от перемещения поршня в полом корпусе происходит изменение положения центра масс коллектора, действующего на доильные стаканы. От чего подвесная часть доильного аппарата при доении раскачивается, что не исключает спадание доильных стаканов с сосков вымени, на которых происходит такт сжатия. Размещение полого корпуса с поршнем, выполненного из материала с высокой плотностью, приводит к неудобству постановки доильных стаканов с коллектором на соски, так как центр тяжести коллектора находится высоко относительно рук оператора, что может привести к опрокидывающему моменту и выпадению подвесной части доильного аппарата из рук дояра при надевании доильных стаканов на соски вымени коровы.
Известен двухтактный доильный аппарат попарного доения, содержащий двухкамерные доильные стаканы, пульсатор, молочно-вакуумные шланги, коллектор с молокосборной камерой и камерами переменного вакуума, полый корпус с размещенным в нем поршнем и демпферами. Полый корпус выполнен в виде торообразного элемента с прямоугольным радиальным поперечным сечением и снабжен дополнительным поршнем. Демпферы закреплены внутри полого корпуса на штуцерах-стяжках диаметрально противоположно. По обе стороны от основного и дополнительного поршней образованы две взаимно изолированные камеры, каждая из которых сообщена с камерами переменного вакуума коллектора и с межстенными камерами доильных стаканов, работающих в противоположных тактах. Доильный аппарат отвечает физиологическим требованиям, обеспечивает полное извлечение молока без проведения машинного додаивания, позволяет повысить эксплуатационную надежность и чистоту выдаивания молока, а также облегчает труд оператора [Патент РФ 2410871, МПК8 A01J 5/00, заявл. 14.04.2009, опубл. 20.10.2010 г.].
В зависимости от такта работы доильного аппарата в горизонтальном полом корпусе поршни перемещаются навстречу друг другу в какое-либо крайнее положение. От перемещения поршней происходит изменение положения центра масс коллектора, действующего на доильные стаканы. При этом упругие демпферы смягчают удары поршней о штуцеры-стяжки, но не гасят его полностью, и часть энергии от удара передается через них горизонтальному полому корпусу и, следовательно, коллектору. От чего подвесная часть доильного аппарата при доении колеблется, что не исключает спадание доильных стаканов с сосков вымени, на которых происходит такт сжатия.
Поршни из одного крайнего положения в другое перемещаются под воздействием на них разницы давлений, образуемой со стороны камер горизонтального полого корпуса. При смене такта работы доильного аппарата меняется и направление разницы давлений в камерах полого корпуса. Но так как поршни обладают значительной массой, то они перемещаются только тогда, когда разница давлений будет достаточна, чтобы сдвинуть поршни с места, и они достигнут другого крайнего положения только к концу такта сосания. При смене такта работы доильного аппарата, в той паре доильных стаканов, под которыми находятся поршни, начинается такт сжатия, а поршни еще стоят на месте и не начинают перемещение. Все это ведет к нестабильному режиму работы доильного аппарата, снижающему эффективность его применения, из-за возможного спадания доильных стаканов с сосков вымени или же чрезмерного наползания их на соски вымени, что не в полной мере отвечает физиологии машинного доения коров.
Задача изобретения - создание доильного аппарата, обеспечивающего полное извлечение молока без проведения машинного додаивания.
Техническое решение заключается в том, что полное извлечение молока без проведения машинного додаивания осуществляется путем улучшения приспособленности аппарата к вымени коровы, устранения колебаний горизонтального полого корпуса коллектора и создания стабильного режима работы доильного аппарата.
Техническое решение достигается тем, что двухтактный доильный аппарат попарного доения, содержащий двухкамерные доильные стаканы, пульсатор, молочно-вакуумные шланги, коллектор с молокосборной камерой и камерами переменного вакуума, полый корпус с размещенным в нем поршнем и демпферами, полый корпус выполнен в виде торообразного элемента с прямоугольным радиальным поперечным сечением и снабжен дополнительным поршнем, по обе стороны от основного и дополнительного поршней образованы две взаимно изолированные камеры, каждая из которых сообщена с камерами переменного вакуума коллектора и с межстенными камерами доильных стаканов, работающих в противоположных тактах, диаметрально противоположно установленные штуцеры-стяжки, а наружные поверхности торцевых стенок поршней выполнены с выемками, в которых установлены демпферы, выполненные в виде элементов из постоянного магнита, установленных в выемках наружных поверхностей торцевых стенок поршней одноименными полюсами друг к другу, размещенных в полом корпусе коллектора, ограниченных силой магнитного взаимодействия демпферов, выполненных в виде постоянного магнита, а штуцеры-стяжки выполнены из немагнитного материала, например дюрали или титана.
Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявленный доильный аппарат соответствует критерию «новизна», так как имеет существенные отличия.
1. Наружные поверхности торцевых стенок поршней выполнены с выемками.
2. В выемках поршней установлены демпферы.
3. Демпферы выполнены в виде элементов из постоянного магнита.
4. Элементы из постоянного магнита установлены в выемках наружных поверхностей торцевых стенок поршней.
5. Демпферы, выполненные в виде элементов из постоянного магнита, установлены в выемках наружных поверхностей торцевых стенок поршней одноименными полюсами друг к другу.
6. Поршни, размещенные в полом корпусе коллектора, ограничены отталкивающей силой магнитного взаимодействия постоянных магнитов, установленных в демпферах.
7. Штуцеры-стяжки выполнены из немагнитного материала, например дюрали (титана).
Обеспечение полного извлечения молока без проведения машинного додаивания возможно путем стабилизации режимов работы доильного аппарата.
С целью размещения демпферов наружные поверхности торцевых стенок выполнены с выемками.
Демпферы выполнены в виде элементов из постоянного магнита и расположены в поршнях одноименными полюсами друг к другу, благодаря чему при сближении поршней не происходит их контакта со штуцерами-стяжками и между собой. Следовательно, не происходит колебаний подвесной части на вымени коровы. При смене такта поршням сообщается дополнительная начальная скорость от силы магнитного взаимодействия разноименных полюсов магнитов. В результате чего достигается стабильный режим работы доильного аппарата, обеспечивающий полное извлечение молока, без проведения машинного додаивания. Стабилизируется положение подвесной части доильного аппарата на вымени коровы.
С целью исключения контакта между штуцерами-стяжками и поршнями штуцеры-стяжки выполнены из немагнитного материала (дюрали, титана).
На фиг. 1 схематично изображен продольный разрез предлагаемого доильного аппарата; на фиг. 2 - разрез А-А фиг. 1.
Двухтактный доильный аппарат состоит из двухкамерных доильных стаканов 1 и 2, пульсатора 3 попарного действия, молочно-вакуумных шлангов 4, 5 и коллектора 6. Коллектор 6 содержит молокосборную камеру 7, вокруг которой установлен полый корпус 8 в виде торообразного элемента с прямоугольным радиальным поперечным сечением. В горизонтальном полом корпусе 8 коллектора 6 размещены поршни 9 и 10 с высокой плотностью, выполнены по профилю внутреннего пространства торообразного элемента и занимают не больше четверти его пространства каждый с образованием двух взаимно изолированных камер 11 и 12 по обе стороны от них. На поршнях 9 и 10 смонтированы демпферы 13, установленные в выемках наружных поверхностей торцевых стенок поршней 9 и выполненные в виде элементов из постоянного магнита, взаимодействующие между поршнями 9 и 10 одноименными полюсами. Демпферы 13, снабженные постоянными магнитами, ограничивают перемещение поршней 9 и 10, а при смене такта работы доильного аппарата сообщают им начальную скорость от отталкивающей силы магнитного взаимодействия. Над горизонтальным полым корпусом 8 находятся камеры 14 и 15 переменного вакуума, которые связаны шлангами 5 с пульсатором 3 попарного действия. При этом камеры 14 и 15 переменного вакуума, работающие в противоположных тактах, соединены каналами 16 и 17 со взаимно изолированными камерами 11 и 12, а патрубками 18 и 19 через диаметрально противоположно установленные штуцеры-стяжки 20 с межстенными камерами 21 доильных стаканов 1 и 2. Для подключения молокосборной камеры 7 коллектора 6 к молокоприемнику и источнику вакуума служит клапан 22(молокоприемник и источник вакуума не показаны).
Доильный аппарат работает следующим образом. После подключения доильного аппарата к источнику вакуума оператор надевает доильные стаканы 1 и 2 на соски вымени коровы. Крайнее положение смежных поршней 9 и 10, взаимодействующих соответствующими демпферами 13 у соответствующего штуцера-стяжки 20, должно быть под доильными стаканами 1 или 2, расположенными на сосках вымени животного в рабочем положении. При работе пульсатор 3 попарного действия подает одновременно в камеру 15 переменного вакуума коллектора 6 воздух, а в камеру 14 переменного вакуума - вакуум. Вакуум из камеры 14 переменного вакуума по патрубку 18 поступает в межстенную камеру 21 доильного стакана 1, в этой доли вымени наступает такт сосания. В это же время воздух из камеры 15 переменного вакуума по патрубку 19 подается в межстенную камеру 21 доильного стакана 2 другой половины вымени, где наступает такт сжатия. Также одновременно с этим вакуум по каналу 16 поступает в камеру 11, а воздух по каналу 17 - в камеру 12 горизонтального полого корпуса 8. Возникает перепад давления, под воздействием которого поршни 9 и 10 перемещаются в крайнее левое положение (см. фиг. 1, 2). При этом возникающее отталкивающее взаимодействие демпферов 13 из элементов постоянного магнита исключает удар поршней 9 и 10 о штуцер-стяжку 20 горизонтального полого корпуса 8. От перемещения поршней 9 и 10 происходит изменение положения центра масс коллектора 6, действующего на доильные стаканы 1 и 2. Под доильными стаканами 1 появляется сосредоточенная сила тяжести от массивных поршней 9 и 10, что исключает наползание доильных стаканов 1 на соски вымени. А под доильными стаканами 2 значение силы тяжести, наоборот, пропорционально уменьшается из-за перемещения поршней 9 и 10, что способствует надежному удерживанию доильных стаканов 2 на сосках вымени при смыкании сосковой резины в момент такта сжатия. При переключении работы пульсатора 3 попарного действия происходит противоположная замена тактов. В доильном стакане 2 наступает такт сосания, а в доильном стакане 1 - такт сжатия. При этом изменяется направление перепада давления, действующего на поршни 9 и 10 в горизонтальном полом корпусе 8, в камеру 11 поступает воздух, а в камеру 12 - вакуум. Одновременно с этим демпферы 13 сообщают поршням 9 и 10 начальную скорость, возникающую от отталкивающей силы магнитного взаимодействия. Что приводит к перемещению поршней 9 и 10 в крайнее правое положение (см. фиг. 1, 2) к началу такта сосания и, соответственно, к изменению положения центра масс в коллекторе 6, действующего на доильные стаканы 1 и 2. Смена тактов работы аппарата и смена положения поршней 9 и 10 в горизонтальном полом корпусе 8 происходят одновременно или практически одновременно.
В зависимости от тактов, создаваемых пульсатором 3 попарного действия, происходит автоматическое изменение положения поршней 9 и 10 и соответственно автоматическое перераспределение массы, действующей на стаканы 1 и 2. Так как демпферы 13, выполненные в виде элементов из постоянного магнита, установлены в выемках наружных поверхностей торцевых стенок поршней 9 и 10, взаимодействующих между ними одноименными полюсами, то не происходит удара поршней 9 и 10 о штуцеры-стяжки 20, что в свою очередь исключает колебания подвесной части. Также при смене такта работы доильного аппарата поршням 9 и 10 от силы магнитного взаимодействия демпферов 13 сообщается начальная скорость, способствующая перемещению поршней 9 и 10 в крайнее положение не к концу такта сосания, а к его началу, что приводит к исключению нестабильного режима работы доильного аппарата. При этом исключается одновременно наползание и спадание доильных стаканов 1 и 2 при доении, что обеспечивает эксплуатационную надежность при доении.
Применение доильного аппарата позволяет стабилизировать режимы доения и обеспечить полное извлечение молока без применения машинного додаивания.