CC BY
13
2. Александров, С.Н. Технология производства молока. - М., 2004. - 238 с.
3. Кирсанов, В.В. Механизация и технология животноводства / В.В. Кирсанов, Д.Н.Муру-сидзе, В.Ф.Некрашевич и др. - М.: КолосС, 2007. - 584с.
Исинтаев Такабай Исинтайулы, кандидат технических наук, доцент Костанайский государственный университет им. А. Байтурсынова Тел.(87142)558580 E-mail: takabai_kz@mail.ru
This article contains information about how to ensure regulatory regimes of milking machine.
Keywords: machine milking, the milk flow, regulation.
УДК 339.13.012
ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ МОДЕРНИЗАЦИЯ ДОИЛЬНЫХ МАШИН В.М.Радоманский
В процесс доения происходит неизбежное падение вакуума под соском, которое негативно влияет на процесс доения. Падение вакуума создает перепад давлений, вздутие сосковой резины и значительное вредное воздействие на сосок и резину.
Втулка в межстенной камере исключает указанные недостатки, улучшает условия эксплуатации резины и снижает энергоемкость доильного стакана. Ключевые слова: процесс доения, доильный стакан, изменения вакуума, сосковая резина, межстенная втулка.
В процессе доения по самым разнообразным причинам в подсосковой камере доильного стакана происходит падение вакуума, которое негативным образом влияет на здоровье соска и процесс доения.
Одной из некоторых причин падения вакуума под соском является гидравлические потери, которые возникают при движении молока от соска к молокосборнику. И это особенно очевидно при доении в молокопровод, когда молоку приходится подниматься на высоту до 1,8 м. Более того, при параллельной работе других аппаратов, прососов воздуха во всевозможных стыках самого молокопровода происходит дополнительное снижение вакуума, а ведь от него происходит питание подсосковых камер доильных стаканов.
Главным и вредным следствием некоторой потери вакуума под соском является не сама его величина, как таковая, а возникающая при этом разность давлений в подсосковой и межстенной камерах - ДИ, достигающая 10 и более кПа, т.к. рабочий вакуум в межстенной камере, как правило, всегда стабильнее и имеет большую величину.
Доказательством того, что это именно так, свидетельствует практика доения животных при разном вакууме, разумеется, в разумных пределах. В России сложилась практика доения при 50 кПа, за рубежом - 42-45 кПа. Известен даже популярный некогда низковакуумный способ доения при 35 кПа. Как же срабатывает механизм вредного действия разности давлений ДИ?
Ответ заключается в том, что ДИ порождает удельное давление Др = ДИ, действующее на каждый см2 внутренней поверхности резины, которая стремится раздуть ее, расширить, нарушить ее геометрическую форму. При этом объем подсосковой камеры увеличивается, а у соска теряется контакт и сила трения с резиной, он все более и более втягивается в нее, а стакан все более наползает на основании соска, препятствуя молоковыведению. И это особенно характерно при использовании слабонатянутой резины, которая при этом слабо сопротивляется вздутию. Конечно, под действием атмосферного давления внутри соска он стремится расширяться, прильнуть к «резине, защитить себя», но его возможности в этом направлении ограничены. Более того, под воздействием вакуума, такт за тактом он все более вытягивается, уменьшаясь в диаметре, поэтому его почти вся поверхность остается открытой для отрицательного действия вакуума, ухудшающего циркуляцию крови во всем соске. Отсюда застойная синюшность и травмирование микрососудов ткани соска.
Отрицательное действие ДИ сказывается и на самой резине, т.к. в течение всего лишь одного месяца, испытав не менее полумиллиона циклов знакопеременной нагрузки и деформации, она достаточно быстро теряет эксплуатационные свойства.
Особенно интенсивно она раздувается при промывке или холостой работе, когда разность давлений в камерах достигает 50 кПа. На это явление, и оценивая его отрицательно, указывал еще в 1949 году создатель отечественного 3-хтактного доильного аппарата Королев В.Ф.
Условия, позволяющие резине раздуваться, отрицательно сказываются даже в момент постановки доильных стаканов на соски, т.к. из-за потока воздуха, свободно поступающего в этот момент в стакан, так же возникает значительный перепад давления, вздувающий резину, и сосок свободно втягивается в стакан до самого основания. Вследствие этого, уже на старте процесса доения создается не желательное положение соска в доильном стакане.
Все эти события присущи и 3-хтактному доильному аппарату, который имеет в этом отношении еще и дополнительный минус, заключающийся в том,
что в конце такта отдыха, когда стакан уже еле удерживаемый на соске, наступает переходная фаза к такту сосания при которой резина вздувается, увеличивая резко вероятность спадания стаканов. Этот факт так же отмечал еще в 1936 году Леонтович Н.М. и оценивал его отрицательно, подрывающего достоинства 3-хтактного способа доения. Это явление послужило так же тормозом в возможности применения более совершенного 2-х режимного способа доения коров, разработанного еще в 60-е годы и успешно используемого при доении кобыл и в наши дни. Таким образом, анализ функционирования сосковой резины, как в процессе доения, так и при холостой работе показывает, что в существующей конструкции доильного стакана ее способность раздуваться является вредоносной в любой ситуации, поэтому подлежит устранению или активному противодействию.
Конечно же, любой из вышеприведенных негативных факторов в общем знаменателе не является решающим и столь значительным, чтобы отнести его к совершенно недопустимому, но в совокупности и, суммируясь с другими недостатками, они значительно снижают технический уровень современных доильных аппаратов.
В борьбе с описанными негативными явлениями западные производитель, например, стремятся использовать более жесткую резину, с большей твердостью и меньшим условным растяжением, а, следовательно, с меньшей способностью раздуваться. Но это ведет, с другой стороны, к более жесткому воздействию ее на сосок и, как следствие, намозоливанию кончика соска, а в худшем случае - к гиперкератозу.
Неслучайно западные ученые, производитель резины и ее потребили гораздо более обеспокоены заболеванием сосков у коров гиперкератозом, чем маститом, которое более характерно для российских коров, доящихся в большинстве своем более мягкой резиной - 6а-1. Отрицательное действие более жесткой резины при перепаде давлений усиливается еще и тем, что в переходной фазе от такта сосания к такту сжатия, она, предварительно вздутая, мгновенно отдает накопленную в ней энергию при растяжении, накладывая ее на энергию и усилие самого процесса сжатия. И, конечно же, более жесткая резина, действуя на зону приложения, более локально и обуславливает большую вероятность намозоливания соска и болевое воздействие.
Продолжая дальнейшее сражение с перепадом давления, сначала западные, а затем и отечественные производители увеличили объем молочной камеры коллектора, но выиграли при этом немного, т.к. сопротивление молочного шланга за коллектором и высота подъёма молока к молокопроводу не изменились. Это позволило лишь несколько уменьшить величину высокочастотных колебательных амплитуд вакуума, оставив при этом его усредненную величину практически неизменной.
Несколько более успешным оказался перевод режима доения на попарное, при котором любые пары сосков подвергаются такту сосания
поочередно. Он позволил несколько снизить падение вакуума под соском за счет за счет более равномерного во времени поступления молока в коллектор и далее в молокопродвод, но не более чем на 5 кПа. Зато техническое обеспечение попарного режима доения значительно увеличило не только стоимость доильного аппарата, но и эксплуатационные затраты за счет использования дорогих и сложных пульсаторов. В то же время избавиться от ощутимого снижения вакуума под соском все же не удалось. Отмечая еще раз, что в процессе доения вредоносным является не само некоторое снижение вакуума под соском, а создаваемый им перепад давления, представляется более рациональным вести борьбу не с самой труднопреодолеваемой причиной, а с ее следствием, с вздутием сосковой резины, при этом уже не будет иметь значения по какой причине оно возникает, а следовательно, и средство борьбы с ним потребуется не разностороннее, а единичное.
При таком подходе обуздать «несанкционированное поведение» сосковой резины удалось и достаточно просто: с помощью втулки, установленной в межстенной камере доильного стакана, которая плотно или с небольшим зазором охватывает сосковую резину, не позволяя ей вздуваться, рис. 1.
При наличии втулки снижение вакуума, а, следовательно, и перепад давления в стакане уже не представляет опасность в любом случае, к которым можно отнести, например, еще один - это снижение вакуума в молокопроводе в момент его максимальной загрузки или по другим причинам и с которым ведется также борьба давно и упорно, начиная с использования дифференциальных вакуумрегуляторов и заканчивая значительным увеличением диаметра молокопровода с 36 мм до 50 мм.
Наиболее оптимальное конструктивное решение втулки приведено на рис. 2, внутренний профиль которой копирует внешний профиль сосковой резины в нерабочем состоянии, а внешний внутренний диаметр доильного стакана. Для того чтобы резина могла складываться при такте сжатия вдоль втулки в ней диаметрально противоположно предусмотрены пазы.
Роль втулки в доильном стакане на этом не заканчивается. С ее помощью вполне возможно продлить срок службы сосковой резины. Ради такой возможности она первоначально, кстати, и задумывалась. Хорошо известно, что резина, установленная в стакан, сразу же находит в наиболее слабом месте
Рис.1. Доильный стакан со втулкой (а) и внешний вид втулки (б)
свою первоначальную плоскость сжатия и следует ей весь срок эксплуатации, а это приводит ее порой к достаточно быстрому разрушению по линии изгиба.
При использовании втулки появляется возможность периодически изменять эту плоскость сжатия резины путем поворота ее относительно резины на некоторый угол, а точнее пазов во втулке, которые и обуславливают для резины новую плоскость сжатия, а это позволяет значительно продлить срок службы, не доводя ее до преждевременного разрушения. В процессе этих мероприятий, конечно же, возможен возврат резины и к первоначальной плоскости сжатия, но это возможно лишь спустя некоторое время, в течение которого она может отдохнуть, вернуться к своей первоначальной молекулярной структуре и продолжить свою работу.
Изменение плоскости сжатия резины обуславливает и еще одну замечательную функцию доильного стакана - изменение плоскости сжатия соска. Ведь сосковая резина, действующая в постоянной плоскости, действует с таким же постоянством и на сосок, что крайне не желательно, т.к. такой режим воздействия на сосок, особенно жесткой резины изо дня в день и из месяца в
Ограничивая вздутие резины с помощью втулки, появляется возможность значительно снизить вероятность спадания стаканов при доении в трехтактным режиме. При использовании втулки появляется также возможность значительной экономии вакуума, т.к. заполняя практически весь объем межстенной камеры, она снижает количество опорожняемого и заполняемого воздуха в доильных стаканах. И эта величина немая - 1 - 1,5 м /час, т.е. 10 -15% от стандартной производительности фермерского вакуум-насоса.
Это свойство представляет особую ценность для индивидуальных доильных агрегатов, оснащенных малопроизводительными вакуум-насосами. Практический опыт, например, показал, что такой агрегат способен обеспечить работу не одного, а уже двух доильных аппаратов, работающих одновременно, т.к. в нем экономия составляет не менее 50%.
Исполнение функции поворота втулки в вышеприведенной конструкции доильного стакана, конечно же, неудобно, т.к. при этом необходима достаточно трудоемкая разборка доильного стакана. Эта проблема решается при использовании новой более совершенной конструкции доильного стакана (рис. 2), в которой этот процесс выполняется в считанные секунды с помощью запорной втулки - 2, уплотняющей гильзу - 1, с помощью кольца - 3, которое может легко устанавливаться на большем диаметре втулки и затем уплотнять гильзу.
При перемещении кольца на меньший диаметр втулки ее габариты вместе с кольцом становятся меньше, и она свободно входит в гильзу стакана и отпуская сосковую резину на отдых (поз. «б»). При этом коронки 4 на втулке входят в пазы 5 в торце межстенной втулки, т.е. в зацепление, обеспечивая возможность поворота втулки.
Таким образом, уплотняющая втулка способна обеспечить не только натяжение и расслабление сосковой резины в считанные секунды, что уже само по себе представляет значительный интерес, но легко и быстро осуществлять поворот межстенной втулки.
Следует попутно, кстати, отметить, что имея возможность без особого труда натянуть и ослабить сосковую резину появляется при этом возможность периодически чуть ли не ежесменно обеспечивать отдых сосковой резины, осмотр ее внешнего состояния, быстрое обнаружение дефектов, а также контролировать степень ее растяжения, сравнивая расстояния ее до торца гильзы на глаз или по кольцевым меткам - 6.
Резюме
1. Механизм отрицательного действия снижения вакуума под соском в процессе доения, по самым разным причинам, заключается в возникновении силы вздувающей резину, что обуславливает более интенсивное воздействие вакуума на сосок, наползание стаканов, особенно в двухтактном режиме.
2. Применение втулки позволяет снизить вредное воздействие вакуума на сосок, наползание доильных стаканов в процессе доения в двухтактном режиме и спадание стаканов в трехтактным режиме.
3. Использование втулки позволяет увеличить срок эксплуатации сосковой резины.
4. Использование втулки позволяет периодически изменять плоскость сжатия, снижая, тем самым, фактор вредного воздействия сосковой резины.
5. Использование втулки позволяет снизить энергопотребление доильным аппаратом на 50%, а расход вакуума на 1 - 1,3 м /час.
Радоманский Владимир Михайлович, канд. технических наук, старший научный сотрудник ГНУ Всероссийский научно-исследовательский институт использования техники и нефтепродуктов Россельхозакадемии Тел. 8(4752)44-29-60 E-mail: gnuvniitin@mail.ru
In process of milking there is an inevitable falling of vacuum under a nipple which negatively influences milking process. Falling of vacuum creates difference of pressure, swelling of mamillar rubber and considerable harmful effects on a nipple and rubber.
The plug in the interwall chamber excludes the specified shortcomings, improves service conditions of rubber and reduces power consumption of a milking glass. Keywords: milking process, milking glass, vacuum changes, mamillar rubber, interwall plug.
УДК 637.116+637.12.05
СЕЛЕКТИВНАЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЛИНИЯ ДОЕНИЯ С АНАЛИТИЧЕСКИМ БЛОКОМ ИЗМЕРЕНИЯ И ОТДЕЛЕНИЯ АНОМАЛЬНОГО МОЛОКА В ПОТОКЕ
В.В.Кирсанов О.В.Милешина
Высокий ритм обслуживания животных в доильных залах предполагает использование специальных технических средств для определения качества молока и здоровья животных, которые, как правило, основаны на измерении электропроводности молока. Доение больных животных производится в отдельную емкость, что затрудняет обслуживание большого поголовья животных в доильных залах. В связи с этим, создание специализированных технологических линий, обеспечивающих проведение ранней диагностики мастита с одновременным выделением аномального молока в потоке при доении на современных доильных установках, является перспективным направлением.
Ключевые слова: селективная технологическая линия, электропроводность, мастит, разделение молока, датчик-счетчик потока молока.
Получение высококачественного молока-сырья является важной задачей, как в России, так и за рубежом. Это обуславливается тем, что цельномолочная продукция имеет высокие питательные свойства, которые обеспечивают постоянно возрастающий спрос на нее среди всех категорий населения.
