CC BY
53
Новое оборудование для испытания доильных аппаратов
С. А. Соловьев, д.т.н., профессор, И. В. Герасименко, инженер-механик, В. А. Шахов, к.т.н., доцент, Оренбургский ГАУ
В настоящее время известны многие методики для испытания доильных машин и соответствующее им оборудование, с помощью которого можно имитировать необходимые формы тела или определенные функции организма животного. Однако полной имитации наиболее значимых морфологических и физиологических параметров пока достичь не удалось, что значительно затрудняет выбор оптимальной конструкции доильного аппарата.
Сегодня имеется достаточно много конструкций доильных аппаратов. Их широкое использование задерживается из-за трудностей испытаний и оценки по сравнению с серийными машинами. Для проведения испытаний требуется тщательный отбор животных-аналогов, учет целого ряда внешних факторов (кормление, содержание, обслуживание), применение сложного контрольного оборудования и т.д. При этом не гарантируется сохранность здоровья животных в опытных группах. Даже при соблюдении всех технических требований исследователи не застрахованы от ошибок, так как не-
возможно предугадать поведение и изменение в состоянии биологического звена системы — животного. Таким образом, уже на стадии лабораторных испытаний можно определить вероятную реакцию животного без причинения ему какого-либо ущерба[1].
В связи с этим возникает необходимость совершенствования методик и оборудования для ускоренных испытаний доильных аппаратов. Подобные методики должны включать лабораторные и производственные исследования.
Основные задачи лабораторных исследований — установление функциональных возможностей испытуемых машин и предварительное определение рабочих параметров. Наиболее достоверные результаты могут быть получены при использовании многопараметрических стендов.
В результате проведенного анализа анатомических, морфологических и физиологических характеристик животных было установлено, что для получения объективной информации о функциональной пригодности испытываемого доильного аппарата целесообразнее всего имитировать на стенде следующие параметры:
1) конфигурацию поверхности соска вымени коровы;
2) состояние кожного покрова соска (шероховатость);
3) диаметр соска;
4) упругость соска в процессе молокоотдачи животного;
5) длительность периода молокоотдачи;
6) тонус сфинктера соска.
Оценивая существующие модели стендов, имеющие свои преимущества и недостатки, мы предлагаем следующую конструкцию стенда (см. рис. 1). Стенд состоит из рамы 1, емкости с имитатором молока 2, реле времени 3, электродвигателя 4, насоса малой производительности 5, трубопроводов 6, 7, имитатора вымени 8, искусственных сосков 9. В обратном трубопроводе установлен регулируемый перепускной клапан 10, с помощью которого осуществляется имитация внутривыменного давления. Имитация других параметров животного осуществляется искусственными сосками, в которых имеются: регулируемый клапан (имитация тонуса сфинктера соска), эластичные сменные насадки (имитация наружного покрытия сосков), сменные вставки (имитация упругости сосков).
В качестве исходной информации для обеспечения работы имитационных блоков были применены математически обработанные экспериментальные данные о физиологии молоко-отдачи коров и данные теоретических расчетов. При этом уравнения, характеризующие моло-коотдачу коров различных технологических групп, выглядят следующим образом:
где Qn — интенсивность молокоотдачи соответствующей группы коров;
I— время доения.
Проведя математическую обработку приведенных уравнений и основываясь на экспериментальных исследованиях, определили следующие интервалы имитационных параметров для испытательного стенда.
Величина вакуумметрического давления для открытия клапана искусственного соска составляет 6 кПа, 15 кПа, 26 кПа, наиболее приемлемы для доения соски диаметром 2,0—2,6 см. Внутривыменное давление составляет 3 кПа, максимальное — 7 кПа, в конце доения снижается до 5,5—6 кПа. Минимальное разрежение для слабодойных коров 6,7—10,0 кПа, для тугодойных — 26,7—33,5 кПа[2].
По мнению ряда авторов, разрежение 39,9 кПа безопасно для здоровья животного, но часть коров, особенно тугодойных, выдаивается не полностью. Оптимальная величина 50,7 кПа
Ц.Г~~П______________________________У
Рис. 1 - Стенд для испытания доильных аппаратов.
1 — рама; 2 — емкость с имитатором молока; 3 — реле времени; 4 — электродвигатель; 5 — насос малой производительности; 6, 7 — трубопроводы; 8 — имитатор вымени; 9 — искусственные соски; 10 — регулируемый перепускной клапан.
обеспечивает быстрое доение, не вызывая беспокойства и наползания доильных стаканов[3].
Испытания доильных аппаратов на разработанной конструкции стенда проводятся следующим образом. Перед проведением испытаний в емкость заливается имитатор молока. Реле времени управляет электродвигателем, который приводит в работу насос малой производительности для перекачивания имитатора молока из емкости по трубопроводу подачи в имитатор вымени для создания определенного внутривыменного давления. Величина внутривыменного давления будет поддерживаться на заданном уровне за счет регулирования перепускного клапана.
При достижении величины давления, превышающей заданное значение, срабатывает регулируемый перепускной клапан, и жидкость через обратный трубопровод сливается в емкость. В процессе испытания доильных аппаратов возможна регулировка перепускного клапана, что позволяет имитировать необходимую величину внутривыменного давления молока в момент припуска и молокоотдачи. Подключение доильного аппарата следует производить после создания необходимого внутривыменного давления, т.е. после включения насоса, в момент срабатывания перепускного клапана или по истечении определенного промежутка времени, достаточного для заполнения имитатора вымени имитатором молока.
Отличительная особенность предлагаемого стенда — наиболее полная имитация анатомических и физиологических параметров вымени и свойств молокоотдачи животного.
В качестве основного проверочного критерия оценки доильного аппарата принята вели-
чина разности молокоотдачи (задается на стенде) и молоковыведения (устанавливается на доильном аппарате).
Если величина расхождения значений между интенсивностью молокоотдачи и отсасывающей способностью доильного аппарата минимальна, значит, он наиболее полно соответствует данному типу коров и, как следствие, окажет наименьшее негативное влияние на соски, вымя и в целом на животное. Именно это и необхо-
димо в настоящее время для молочного животноводства.
Литература
1 Карташов Л. П., Соловьев С. А. Повышение надежности системы «человек-машина-животное». — Екатеринбург: УрО РАН,
2000.
2 Огородников П. И. Научно-технические основы повышения эффективности применения доильного оборудования в молочном животноводстве. — М.: Колос, 1995.
3 Кузьмин А. Е. Гидравлическая характеристика доильных установок. — Иркутск: Изд-во Иркутского ун-та, 1997.
