CC BY
57
55 с.
3. Косолапов, В.М. Организация полноценного кормления высокопродуктивных коров: рекомендации. / В.М. Косолапов [и др.] -Москва: РЦСК, 2008. - 58 с.
4. Лебедев, П.Т. Методы исследования кормов, органов и тканей животных / П.Т. Лебедев, А.Т. Усович. - М.: Россельхозиздат, 1976. - 389 с.
5. Лукашник, Н.А. Зоотехнический ана-
лиз кормов / Н.А. Лукашник, В.А. Тащилин. -М.: Колос, 1965. - 216 с.
6. Методы ветеринарной клинической лабораторной диагностики: Справочник / И.П. Кондрахин [и др.] - М.: КолосС, 2004. - 520 с.
7. Нормы и рационы кормления сельскохозяйственных животных. Справочное пособие / под ред. А.П. Калашникова, В.И. Фисинина, В.В. Щеглова, Н.И. Клейменова. - М, 2003. -453 с.
УДК 637.125 (088.8)
Подолько Н.М., заслуженный изобретатель РФ, преподаватель технических дисциплин,
Уссурийский агропромышленный колледж, г. Уссурийск ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ВАКУУМНЫХ СИСТЕМ ДОИЛЬНЫХ МАШИН
В статье рассматривается вопрос конструктивной доработки вакуумной системы существующих базовых доильных машин, с целью повышения их экономичности, создания возможности настройки доильных аппаратов на индивидуальный вакуумный режим доения животных и повышении стабильности этого режима.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: ВАКУУМ, ЖИВОТНОЕ, МАШИНА, ДОИЛЬНАЯ УСТАНОВКА, ДОЕНИЕ, ВОЗДУХ
UDC 637.125(088.8)
Podolko N.M., Honoured Inventor of the Russian Federation,
lecturer of Technical Disciplines, Ussuriysky Agro-industrial College, Ussuriysk
THE EFFICIENCY INCREASE OF THE MILKING MACHINES VACUUM SYSTEMS
The article examines a question of constructing elaboration of vacuum system of the basic milking machines. It is necessary for increase of their efficiency, creation of the possibility for tooling of milking machines for individual vacuum milking regime of animals and increase of stability of this regime.
KEY WORDS: VACUUM, ANIMAL, MACHINE, MILKING MACHINE, MILKING, AIR
Используемые в настоящее время базовые доильные машины (рис. 1) обладают низкой стабильностью вакуума в вакуумных системах и невозможностью настройки доильных аппаратов на индивидуальный вакуумный режим доения.
Общий, завышенный (давление ниже необходимого, для выведения молока из вымени самого тугодойного животного) усредненно-номинальный вакуумный режим в процессе доения изменяется в довольно широких пределах, что не благоприятно сказывается на молокоотдаче жи-
вотных [1, 2].
Способ стабилизации вакуумного режима доильной машины.
Предлагаемый способ ориентирован на стабилизацию вакуумного режима доильной машины и целевое улучшение вакуумного режима доения путем учета физиологических особенностей каждого животного. Способ предусматривает создание запаса вакуума (пониженного давления) выше номинального значения, после чего ступенчато понижают его величину (повышение давления), причем понижение
56
вакуума до номинального значения, учи- ней ступени, непосредственно связанной с
тывающего индивидуальность каждого выдаиваемым животным.
животного, происходит только на послед-
Рис. 1. Схема базовой доильной машины с месторасположением, общим устройством, принципом действия регулятора вакуума
Вакуумная система для его осуществления.
Вакуумная система доильной машины осуществляющая способ, состоит из связанных между собой технологически ступени высокого вакуума (низкого давления), ступени среднего вакуума и ступени индивидуального вакуума. Ступень высокого вакуума включает в себя вакуумный насос 1 (рис. 2), обратный клапан 2, ресивер 3 высокого вакуума, реле 4 вакуума, измерительное приспособление — вакуумметр 5
кран 6 слива конденсата, запорный кран 7. Ступень среднего вакуума содержит стабилизирующий бесподсосный регулятор вакуума 8, вакуумный баллон 9, трубопровод 10, измерительное приспособление — вакуумметр 11, краны 12 подсоединения доильных аппаратов. Ступень индивидуального вакуума состоит из бесподсосного регулятора 13 индивидуальной настройки вакуума, вакуумметра 14, доильного ведра 15, пульсатора 16, коллектора 17, стаканов доильного аппарата 18.
Рис. 2. Многоступенчатая вакуумная система доильной машины
Система доильной машины работает следующим образом.
Вакуумный насос 1, подсоединенный через обратный клапан 2 к ресиверу 3 высокого вакуума, создает, пополняет и уве-
личивает в нем запас высокого вакуума. Управление электродвигателем насоса наряду с ручным в процессе работы происходит автоматически за счет реле 4 вакуума. При малом, незначительном вакууме в
57
ресивере 3 высокого вакуума цепь замкнута, электродвигатель вращает вакуумный насос 1, последний производит отсос воздуха, увеличивая вакуум в ресивере 3 высокого вакуума и при достижении определенного максимального разрежения, реле 4 вакуума разъединяет цепь, электродвигатель обесточивается, вакуумный насос 1 останавливается, но доение животных продолжается. Доступ воздуха к ресиверу 3 высокого вакуума со стороны вакуумного насоса 1 блокируется обратным клапаном 2. Созданный запас вакуума может переходить от дойки к дойке. Величина разрежения, созданная вакуумным насосом 1, в ресивере 3 высокого вакуума контролируется при помощи вакуумметра. Слив конденсата из ресивера 3 высокого вакуума производится при помощи крана 6 слива конденсата. Из ресивера 3 высокого вакуума вакуум через запорный кран 7 поступает к стабилизирующему бесподсосному регулятору 8 вакуума (сильфону) и с понижением распространяется через вакуум-баллон 9 по трубопроводу 10, величину разрежения в котором указывает вакуумметр 11. К трубопроводу 10 при помощи кранов 12 подсоединяется вакуумная система доильного аппарата, а именно бесподсосный регулятор 13 индивидуальной настройки вакуума, величину которого контролируют при помощи вакуумметра 14, доильное ведро 15, пульсатор 16, коллектор 17, доильные стаканы 18.
Стабилизирующий бесподсосный регулятор вакуума для вакуумной системы доильной машины (рис. 2).
На рисунке 3 схематично изображен сильфон-регулятор вакуума для многоступенчатой вакуумной системы доильной машины.
Рис. 3. Стабилизирующий сильфон-регулятор вакуума для многоступенчатой вакуумной системы доильной машины
Регулятор вакуума содержит корпус 1 (камера переменного давления), соединенный при помощи подводящего патрубка 2 с вакуумной системой доильной установки (на чертеже не показано). Внутри корпуса 1, под подводящим патрубком 2, расположен центральный клапан 3 с внутренним заданным вакуумом (камера постоянного пониженного давления), выполненный в виде клина с гофрированной мембраной 4. Центральный клапан 3 имеет одну подвижную стенку 5 и вторую неподвижную стенку 6, составляющими острый угол, направленный в сторону выходного патрубка 7. Неподвижная стенка 6 крепится так, чтобы вершина острого угла центрального клапана 3 делила по горизонтали сечение выходного патрубка 7 на две равные части. Подвижная стенка 5 имеет удлинитель 8, направленный вовнутрь выходного патрубка 7, и установлена шарнирно на неподвижной стенке 6 [3].
Регулятор вакуума работает следующим образом.
При отключенном источнике вакуума гофрированная мембрана 4 сжата в результате разности давлений между внутренним пониженным давлением центрального клапана 3 и атмосферным давлением, находящимся в корпусе 1. Подвижная стенка 5 развернуто-смещена к неподвижной стенке 6 центрального клапана 3. Проходные отверстия отсоса воздуха через выходной патрубок 7, верхний и нижний зазоры между кромкой выходного патрубка 7 и подвижной стенкой 5, а также выходным патрубком 7 и удлинителем 8 - открыты.
При включении вакуумной установки и подведения вакуума к выходному патрубку 7 из объема корпуса 1, а, значит, через подводящий патрубок 2 и из всей вакуумной системы доильной установки, через зазоры между подвижной стенкой 5 -кромкой выходного патрубка 7, а также выходным патрубком 7 - удлинителем 8 будет происходить отсос воздуха (на чертеже стрелками указано его движение). Давление в регулируемой системе и в корпусе 1 будет понижаться, постепенно приближаться к внутреннему пониженному давлению центрального клапана 3. При этом перепад давления между вакуумом,
58
заключенным внутри корпуса 1 ив центральном клапане 3 уменьшается. Гофрированная мембрана 4 (за счет ее упругости и уменьшения воздействия результирующей силы) «выравнивается», принимая естественную форму. Подвижная стенка 5 клапана 3 перемещается - разворачивается в сторону от неподвижной стенки 6, тем самым постепенно перекрывая проходные отверстия выходного патрубка 7. Зазоры прохождения воздушного потока из (камеры переменного давления) корпуса 1, между кромкой выходного патрубка 7 и подвижной стенкой 5, а также выходным патрубком 7 и удлинителем 8 уменьшаются.
При достижении равенства давлений внутри корпуса 1 и в клапане 3, гофрированная мембрана 4 полностью «выравнивается» до своего естественного положения. Подвижная стенка 5 разворачивается на максимальный угол до упора в кромку выходного патрубка 7, при этом удлинитель 8 также плотно перекрывает нижний зазор, упираясь своей нижней частью в выходной патрубок 7, тем самым происходит разъединение, «отключение» источника вакуума от регулируемой системы.
При установившемся режиме работы вакуумной системы, равномерном поступлении в нее определенного количества воздуха подвижная стенка 5, удлинитель 8 занимают определенное положение, образуя необходимый зазор для удаления поступившего воздуха из системы и автоматически изменяют его в зависимости от количества поступления этого избыточного
давления, поддерживая заданный (равный внутреннему давлению центрального клапана 3) вакуумный режим.
Бесподсосный регулятор вакуума для доильного аппарата (см. 13, рис. 2).
На рисунке 4 схематично изображен регулятор индивидуального вакуума.
Регулятор вакуума содержит корпус 1 с камерой атмосферного давления 2 и камерой регулируемого вакуума 3, соединенной посредством входного патрубка 4 с системой регулирования вакуума (не показано). Камера 2 и 3 разделена гибкой мембраной 5, являющейся подвижным основанием сильфона 6, торец которого закреплен на стенке корпуса. В центре гибкой мембраны 5 выполнено отверстие, в котором установлен и жестко прикреплен к мембране 5 узел связи, опорный стакан 7. К центру, с внутренней стороны днища стакана 7, прикреплена пружина 8, натяжение которой регулируется регулировочным винтом 9, ввернутым в направляющие 10, охватываемые верхней частью открытого конца стакана 7. К центру, с внешней стороны днища стакана 7, шарнирно прикреплена тяга привода 11 заслонки 12, установленной на оси качания 13, проходящей через центр заслонки 12 и центр выходного патрубка 14 с возможностью обеспечения изменения зазора между его стенками. Кромки заслонки 12 имеют уплотнитель 15, а выходной патрубок 14 соединен с источником вакуума (не показано) [4].
Рис. 4. Бесподсосный регулятор вакуума для доильного аппарата
Работает регулятор вакуума следующим образом.
При отключенном источнике вакуума гибкая мембрана под воздействием пружины 8 прогнута в сторону, противоположную расположенной под ней заслонки 12. При этом сильфон 6 растянут, а между
нижней и верхней кромкой заслонки 12 и выходным патрубком 14 регулятора имеется определенный зазор.
При включенном источнике вакуума и подведении пониженного давления к выходному патрубку 14 через вышеуказанные зазоры из камеры регулируемого ва-
59
куума 3, а, значит, и из всей регулируемой системы будет происходить отсос воздуха (на чертеже стрелками указано его движение). Давление в регулируемой системе и камере регулируемого вакуума 3 будет понижаться. При этом будет возрастать результирующая сила, возникающая в результате увеличения перепада давлений между атмосферным давлением камеры атмосферного давления 2 и вакуумом, заключенным в камере регулируемого вакуума 3, которая, воздействуя на гибкую мембрану 5, преодолевает сопротивление пружины 8, растягивает ее, заставляя мембрану 5 выгнуться в сторону расположенной под ней заслонки 12, а сильфон 6 сжаться. Тем самым увеличится ход жестко связанного с мембраной 5 опорного стакана 7, усилие от которого через тягу привода 11 передается стороне заслонки 12 и она, проворачиваясь на оси качания 13, уменьшает зазоры между ее нижней, а так же верхней кромками и выходным патрубком 14 вплоть до их полного перекрытия. В камере регулируемого вакуума 3 и в регулируемой вакуумной системе стабилизировано заданное давление, устанавливаемое при помощи регулировочного винта 9, воздействующего (растягивающего) пружину 8. Неперпендикулярность (произвольность) перемещения стакана 7 относительно гибкой мембраны 5 исключена благодаря перемещению его, стакана 7 по направляющим 10. Подсос, перетечка, дополнительный отсос воздуха из регулируемой системы источником вакуума при полностью закрытой заслонке предотвращает уплотнитель 15.
При отклонении давления в регулируемой системе (поступлении, например, в нее порции воздуха) давление в камере регулируемого вакуума 3 изменится, равновесие равнодействующих сил нарушится и гибкая мембрана 5 под действием пружины 8 прогнется, переместится в сторону противоположную расположенной под ней заслонки 12, растягивая при этом сильфон 6. Тем самым объем камеры регулируемого вакуума 3 увеличится, что способствует сглаживанию скачка давления, защищая
обслуживаемых животных от его неблагоприятного воздействия. А резкий «увеличенный» разворот заслонки 12 обеспечивает образование увеличенных зазоров между ее нижней и верхней кромками, а так же выходным патрубком 14 регулятора, - способствует «ускоренному» началу и быстрому удалению - отсосу поступившего в регулируемую систему избыточного давления (воздуха), что в целом повышает стабильность вакуумного режима.
ВЫВОДЫ
1. Применение бесподсосного, упрощённой конструкции сильфон-регулятора с замкнутой системой регулирования и запирающим рабочим органом, работающим по принципу дроссельной заслонки, позволяет повысить стабильность вакуума в регулируемой системе, понизить энергоемкость доильной машины за счет повышения КПД использования вакуумного насоса, а также отказаться от малоэффективной одноступенчатой вакуумной системы доильной машины.
2. Доильная машина с поэтапным понижением вакуума (повышением давления) вплоть до номинальноиндивидуального, учитывающего физиологические особенности выдаиваемого животного, полнее отвечает зооветеринарным требованиям, предъявляемым к аппаратам машинного доения животных.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Подолько, Н.М. Некоторые вопросы повышения стабильности вакуума в вакуумных системах доильных машин / Н.М. Подолько, А.В. Ильин // Совершенствование электромеханизации и техногенные факторы в агропромышленном производстве Приморского края: сб. науч. тр. / ПГСХА.-Уссурийск, 2о08. - С. 68-75.
2. Подолько, Н.М. Повышение эксплуатационных характеристик доильных установок / Н.М. Подолько // Дальневосточная наука - агропромышленному производству региона: сб. науч. тр. / РАСХН. Дальневост. науч.-метод. центр. Примор. НИИСХ. -Владивосток: Дальнаука, 2008. - С. 260-267.
3. А.С. 1831999 СССР, МКИ А01 J7/00. Регулятор вакуума / Н.М. Подолько. № 4776197/15; за-явл. 04.12.89; опубл. 07.08.93, Бюл. № 29.
4. Патент RU 2032932, МКИ G05 D16/06, A01
J7/00. Регулятор вакуума / Н.М. Подолько (Россия). - № 92015896/24, Заяв. 18.11.1992, опубл.
10.04.1995.
60
