CC BY
86
Стенд для испытания доильных аппаратов
С А. Соловьев, д.т.н, профессор, В. А. Шахов, к.т.н, доцент, И В. Герасименко, инженер-меха-ник, Оренбургский ГАУ
Для проведения испытаний по определению адекватности доильного аппарата физиологическим данным животного нами предлагается стенд для испытания доильных аппаратов (рис. 1). В качестве исходной информации для обеспечения работы имитационных блоков стенда были применены математически обработанные экспериментальные данные о физиологии молокоотдачи коров и данные теоретических расчетов, а также анализ существующих конструкций стендов [1, 2].
Предлагаемый стенд содержит раму 1, емкость с имитатором молока 2, заливную горловину 3, насос малой производительности 4, электродвигатель 5, реле времени 6, кнопку управления 7, трубопровод подачи 8, датчик расхода имитатора молока 9,10, имитатор вымени 11, обратный трубопровод 12, ручной регулировочный клапан 13, электрический манометр 14, датчик 15, доильные
стаканы 16, искусственные соски 17, коллектор 18, молочный шланг 19, вакуумные шланги 20,21, доильное ведро 22, весы 23, компьютер 24, кабели 25,26,27,28, манометр 29, кран перекрытия 30, ва-куумпровод 31.
Стенд работает следующим образом. Перед проведением испытаний через горловину 3 заливают имитатор молока в емкость 2, затем на искусственные соски 17 надевают доильные стаканы 16 испытываемого доильного аппарата. Открывая кран 30, соединяют вакуумпровод 31 с вакуумными шлангами 21 и 20. Величина вакуум-метрического давления при этом отслеживается по манометру 29.
Кран 30 открывают после создания необходимого внутривыменного давления, т.е. после подключения насоса 4. Нажатием кнопки управления 7, находящейся на реле времени 6, включают электродвигатель 5 для привода в работу насоса малой производительности 4, который перекачивает имитатор молока из емкости 2 по трубопроводу подачи 8, количество проходящей жидкости
Рис. 1 - Стенд для испытания доильных аппаратов
1 — рама, 2 — емкость, 3 — заливная горловина, 4 — насос малой производительности, 5 — электродвигатель, 6 — реле времени, 7 — кнопка управления, 8 — трубопровод подачи, 9,10 — датчик расхода имитатора молока, 11 — имитатор вымени, 12 — обратный трубопровод, 13 — ручной регулировочный клапан, 14 — электрический манометр, 15 — датчик, 16 — доильные стаканы, 17 — искусственные соски, 18 — коллектор, 19 — молочный шланг, 20,21 — вакуумные шланги, 22 — доильное ведро, 23 — весы, 24 — компьютер, 25,26,27,28 — кабель, 29 — манометр, 30 — кран перекрытия, 31 — вакуумпровод
в этом случае регистрируется датчиком 9, а электросигнал по кабелю 28 проходит на компьютер 24. При этом в емкости имитатора вымени 11 создается определенное давление, измеряемое электрическим манометром 14.
При измерении давления электросигнал от манометра 14 передается на компьютер 24. Величина внутривыменного давления будет поддерживаться на заданном уровне за счет ручного регулирования перепускного клапана 13, излишки жидкости будут сливаться в емкость 2 через обратный трубопровод 12. Под воздействием ваку-умметрического давления, развиваемого доильным аппаратом, имитатор молока через имитаторы сосков 17 удаляется по молочному шлангу 19 в доильное ведро 22. При прохождении имитатора молока по молочному шлангу 19 происходит регистрация интенсивности молоковыведения датчиком 10. Электросигнал от датчика 10 подается на компьютер 24.
Для определения веса удаленного имитатора молока во время испытания доильного аппарата доильное ведро 22 установлено на весы 23, при этом сигнал от датчика 15 передается на компьютер.
В процессе испытания доильных аппаратов сигналы, получаемые от датчиков 9 и 10 расхода имитатора молока, электрического манометра 14 и весов 23, обрабатываются с помощью компьютера, программное обеспечение которого позволяет проводить сравнение соответствия интенсивности молокоотдачи и эвакуационной способности доильного аппарата той или иной технологической группы животных и дать практические реко-
мендации по выбору соответствующего доильного аппарата.
Основной узел имитатора вымени — искусственные соски (рис. 2). Искусственные соски выполнены металлическими с эластичными сменными насадками 7. Соски состоят из корпуса 1, эластичных насадок 7 с каналом 9, имитаторов упругости 8 и клапанного механизма, который в свою очередь содержит шарик 2, пружину 3, регулирующий винт 4 и дросселирующий канал 5.
Регулировкой винта 4 жесткости пружины 3 создается заданная величина тонуса сфинктера соска. При этом возможность замены эластичных насадок 7 насадками с другими фрикционными свойствами помогает имитировать заданную величину шероховатости сосков. Одновременно с этим замена имитаторов упругости 8 позволяет изменять величину упругости, имитируя упругость соска различных животных, а изменяемая площадь имитаторов упругости 8 реализует истинную площадь контакта соска с сосковой резиной в процессе выведения молока, т.е. при непосредственном контакте во время доения животного.
В основу имитации тонуса сфинктера соска были положены исследования Т. Н. Городецкой и У. Г. Уиттлстоуна, согласно которым минимальный открывающий сфинктер соска вакуум для легкодойных коров составляет 6—10 кПа, для тугодойных — 26—33 кПа. Наиболее приемлемы для дое-
Рис. 2 - Искусственный сосок
1 — корпус, 2 — шарик, 3 — пружина, 4 — регулирующий винт, 5 — дросселирующий канал, 6 — полость эластичной насадки, 7 — эластичные насадки, 8 — имитатор упругости, 9 — канал
ния соски диаметром 20—26 мм. 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, а для тугодойных — 26,7—33,5 кПа [3, 4].
Разработанная конструкция стенда позволяет наиболее адекватно провести имитацию анатомических, морфологических и физиологических особенностей молочного животного. При этом стенд позволяет исключить травмирующее воздействие на ткани вымени, раздражение молочной железы и, как следствие, заболевание лакти-рующих животных маститом.
Лабораторные эксперименты, проведенные с использованием стенда для испытаний доильных
аппаратов, значительно сокращают время подготовки новых образцов доильных аппаратов к производственным испытаниям, которые определяют конечную оценку эффективности новых конструкций.
Литература
1 Карташов, Л. П. Повышение надежности системы «Человек — Машина — Животное» / Л. П. Карташов, С. А. Соловьев. Екатеринбург: УрО РАН, 2000. 275 с.
2 Катасонов, С. М. Методы и оборудование для испытаний доильной техники / С. М. Катасонов, В. К. Лактионов, Е. В. Яковлева. Оренбург: Издательский центр ОГАУ, 2004. 28 с.
3 Городецкая, Т. К. О причинах нарушения рефлекса выведения молока и самозапуска коров // Современные достижения физиологии и биохимии лактации. Л.: Наука, 1981. С. 74—75.
4 Уиттлстоун, У. Г. Принципы машинного доения. М.: Колос, 1964. 197 с.
