§ 6. Принцип действия доильных аппаратов и их устройство

Доильная машина состоит из вакуумного насоса с двигателем, вакуумпровода с регулирующими контрольными устройствами и доильных аппаратов.

Принцип действия доильных аппаратов. Доильные аппараты высасывают молоко из вымени коровы (как это делает теленок) и сжимают сосок для восстановления нормального кровообращения в нем и в вымени. Высасывание молока осуществляется благодаря разрежению (вакууму), которое создается в доильном стакане аппарата.

В настоящее время наибольшее распространение получили трехтактные и двухтактные доильные аппараты (табл. 2).

Таблица 2. Характеристика доильных аппаратов

Работа трехтактного доильного аппарата представлена на рис. 6. Цикл работы трехтактного аппарата состоит из тактов сосания, сжатия и отдыха, которые чередуются в результате взаимосвязанной работы пульсатора и коллектора.

Рис. 6. Схема работы трехтактного доильного аппарата: а - такт сосания, б - такт сжатия, в - такт отдыха; 1 - молочный шланг стакана, 2 - воздушный шланг стакана, 3 - мембрана коллектора, 4 - клапан коллектора, 5 - молочный шланг аппарата, 6 - воздушный шланг аппарата, 7 - клапан пульсатора, 8 - обратный клапан, 9 - мембрана пульсатора, 10 - винт регулировки числа пульсов, 11 - канал, 12 - доильное ведро; КО - камера обратного клапана, С-1 и С-11 - подсосковое и межстенное пространства стакана, K-I, К-II, K-III и K-IV - камеры коллектора (соответственно постоянного вакуума, переменного вакуума, постоянного атмосферного давления и переменного вакуума); П-1, П-П, П-III и П-IV - камеры пульсатора (аналогичны камерам коллектора)

На рис. 6, а показан аппарат в тот момент, когда в камере IV пульсатора атмосферное давление. В это время клапан 7 пульсатора с мембраной 9 находится в нижнем положении, благодаря чему камеры I к II соединены друг с другом. Одновременно клапан 7 закрывает доступ воздуха в камеру II. Таким образом, в камерах II и IV коллектора, а также в межстенных пространствах доильных стаканов устанавливается вакуум. Одновременно из подсоскового пространства через камеры I и II коллектора отсасывается воздух. В результате этого в доильном стакане (под соском и в межстенном пространстве) образуется вакуум, и происходит такт сосания.

Этот такт не должен быть продолжительным, так как под действием вакуума в соске задерживается кровь, животное чувствует боль, а в соске возникнут застойные явления, которые приведут к заболеваниям вымени Под давлением воздуха, находящегося в камере IV пульсатора, его мембрана плотно прижимается к камере II. Постепенно воздух из камеры IV через канал 11 переходит в камеру II. Сила, прижимающая мембрану, уменьшается и одновременно растет сила, действующая на мембрану 9 вверх, потому что в камере III давление равно атмосферному, а в камере IV увеличивается вакуум. Наступает такой момент, когда сумма сил, действующих на мембрану вверх, становится больше силы, действующей на клапан 7 (к этому времени в камере IV пульсатора устанавливается вакуум, в камере III всегда атмосферное давление), и мембрана со стержнем занимает верхнее положение. При этом камеры II и III пульсатора соединяются (рис. 6, а и б), атмосферный воздух заполняет последовательно камеру II пульсатора, камеру IV коллектора и межстенные пространства доильных стаканов. В подсосковом пространстве стакана сохраняется вакуум, а в межстенном - атмосферное давление, в результате резина сжимается и происходит такт сжатия. Однако такого сжатия недостаточно для полного восстановления физиологических функций соска, потому что его кончик всегда находится под действием вакуума. В некоторых советских доильных аппаратах введен третий такт - отдых, во время которого как в межстенное, так и в подсосковое пространство поступает атмосферный воздух.

Воздух, заполняя камеру IV коллектора, нарушает равновесие сил, действующих на клапан коллектора. Во время такта сосания и сжатия благодаря постоянному атмосферному давлению в камере III коллектора клапан плотно прижимается кверху, потому что мембрана клапана больше, чем верхняя плоскость резинового клапана 4. После заполнения камеры IV коллектора атмо- сферным воздухом (рис. 6, в) на резиновый клапан 4 действует сила, направленная вниз. Под действием этой силы клапан опускается, соединяя камеры II и III коллектора между собой и одновременно перекрывая вход в камеру I. Атмосферный воздух из камеры III через камеру II по молочным трубкам доильных стаканов поступает в подсосковое пространство и разжимает сосковую резину, под соском устанавливается атмосферное давление - наступает третий такт - отдых.

Двухтактные аппараты работают без такта отдыха.

Работу пульсатора можно изучить по рис. 6, а и б. Атмосферный воздух в камеру IV пульсатора поступает через канал 11. Давление в камере IV и в пространстве, объединяющем камеры II и III, постепенно выравнивается. Если во время такта сжатия силы, действующие на мембрану, были направлены вверх (в камере IV был вакуум, а в камере III - атмосферное давление), то к концу такта отдыха силы, действующие на мембрану, выравниваются. В это время в камерах II, III и IV пульсатора давление равно атмосферному. Под действием собственной массы и вакуума в камере I клапан пульсатора с мембраной опускается, в результате нарушается равновесие сил, действующих в коллекторе, и его клапан поднимается.

Устройство доильных аппаратов. Аппараты состоят из трех основных узлов: пульсатора, коллектора и доильных стаканов.

В пульсаторе, предназначенном для преобразования постоянного вакуума, создаваемого вакуумным насосом доильной машины, в переменный, необходимый для последовательного выполнения тактов, имеются четыре камеры (рис. 7): постоянного I и переменного II вакуума (периодически соединяющуюся то с камерой I, то с атмосферой), постоянного III давления и переменного IV вакуума.

Рис. 7. Схема работы пульсатора: а - такт сосания, б - такты отдыха и сжатия; 1 - канал, 2 - винт регулировки числа пульсов, 3 - резиновая мембрана, 4 - шайба, 5 - патрубок, 6 - клапан; I - камера постоянного вакуума, II и IV - камеры переменного вакуума, III - камера постоянного атмосферного давления

Обе камеры II и IV переменного вакуума соединены между собой узким каналом I, сечение которого можно изменять регулировочным винтом 2. Камера IV отделена от камер II и III резиновой мембраной 3, а камера II от камеры I - клапаном. Мембрана с шайбой 4 и клапаном жестко закреплены на одном стержне.

Чтобы мембранный пульсатор работал автоматически, площадь мембраны должна быть больше площади верхнего сечения камеры II, которая, в свою очередь, должна быть больше площади нижнего сечения этой же камеры, закрываемого клапаном 6.

Коллектор (рис. 8), в котором собирается молоко, выдаиваемое стаканами, состоит из четырех камер: постоянного I (патрубок для молочной трубки, соединенной с доильным ведром) и переменного II вакуума, атмосферного давления III и переменного вакуума IV, соединенная с камерой II пульсатора воздушным шлангом. Камера IV сообщается с межстенными, а камера II - с подсосковыми пространствами доильных стаканов.

Рис. 8. Коллектор доильного аппарата 'Волга': 1 - корпус, 2 и 12 - молочные патрубки, 3 - направляющая клапана, 4 - мембрана, 5 и 7 - воздушные патрубки, 6 - крышка, 8 - винт, 9 - кронштейн, 10 - стержень клапана, 11 - клапан, 13 - отверстие для постоянного подсоса воздуха, 14 - резиновая шайба; I - камера постоянного вакуума, II - камера переменного вакуума, III - камера постоянного атмосферного давления, IV - камера переменного вакуума

Камера IV отделена от всех камер коллектора резиновой мембраной 4, а камера II попеременно отделяется от камер I и III нижней или верхней плоскостью резинового клапана 11. Клапан 11 и мембрана 4 жестко закреплены на одном стержне, диаметр мембраны 40 мм, диаметр нижней плоскости клапана 22 мм.

Доильные стаканы, осуществляющие выдаивание (высасывание) молока, соединены шлангами с коллектором.