CC BY
34
УДК 636.2.034:631.3
ВЫЖИМАЮЩИЙ ДОИЛЬНЫЙ АППАРАТ ДЛЯ КОРОВ
В.Ф. Ужик, П.Ю. Кокарев
Выполнен анализ результатов исследований машинного доения коров и классификация известных конструкций доильных аппаратов. Предложены схемы доильных стаканов выжимающего принципа действия.
Ключевые слова: молоко, теленок, доение, вакуумметрическое давление, палец, сосок, классификация, аппарат, доильный стакан, выжимание, рычаг, де-форматор, сильфон, ролик.
При извлечении молока теленок использует как вакуумметрическое давление в ротовой полости, так и силу давления языка. Вакуумметрическое давление здесь редко превышает 30 кПа, что значительно ниже уровня разрежения в современных доильных аппаратах (36...52 кПа). Давление распределяется по участкам соска так же, как при ручном доении, однако величина сил в 1,5.2 раза ниже. При каждом сосательном движении вакуумметрическое давление во рту теленка становится наибольшим именно тогда, когда давление на основание соска максимально и остается таким до конца процесса сжатия соска [1].
Вторым по эффективности способом извлечения молока является ручное доение кулаком, которое выглядит следующим образом. Руки примерно находятся в одном положении, большим и указательным пальцами зажимают сосок у основания, обеспечивая отделение полости соска от цистерны вымени, чтобы молоко обратно не попало в цистерну, а затем сосок сжимают по очереди остальными пальцами, благодаря чему молоко извлекается из сосковой цистерны через сосковый канал. При ручном доении время, необходимое для полного извлечения молока из вымени, сравнительно мало. Это можно объяснить влиянием на соски избыточного давления, что приводит к их активному раздражению. Следует отметить, что по данным А.И. Ивашуры и В.М. Карташовой при ручном доении, в сравнении с машинным, относительно невысокий процент заболевания коров маститом [2]. Однако в наши дни невозможно представить молочное скотоводство без машинного доения. При этом его эффективность во многом определяет качество и количество молока. Поэтому совершенствование доильного оборудования происходит непрерывно.
Исследователи считают, что при машинной дойке необходимо стремиться копировать те процессы, которые происходят при естественном и ручном способах извлечения молока. Для выявления основных параметров процесса выведения молока из вымени коровы ряд ученых, используя различные установки, подробно исследовали и определили величины сил пальцев дояра, действую-
щих на различные области соска; изменения вакуумметрического давления в полости рта теленка; всевозможного рода воздействия, влияющие на стимулирование рефлекса молокоотдачи и т.д. Однако, несмотря на все нововведения, машинное доение уступает по эффективности извлечения молока из вымени животных и сосательному аппарату теленка и ручному доению.
Наиболее близкими к естественному способу извлечения молока являются не получившие широкого распространения доильные аппараты выжимающего принципа действия. Сложность в изготовлении и ненадежность различного рода конструкций, имитирующих ручное доение и сосательный аппарат теленка, является, пожалуй, единственным серьезным недостатком устройств данного типа. Однако использующиеся на производстве доильные аппараты отсасывающего принципа действия также имеют свойственные их конструкциям недостатки, устранение которых поддается с трудом. Некоторые из них:
• Периодические ударные воздействия сосковой трубки на соски;
• «Наползание» доильных стаканов на соски вымени и, как следствие этого, перекрытие канала между цистерной вымени и полостью соска;
• Недостаточная адаптация, выражающаяся работой в жестком режиме, с постоянными, не изменяющимися в процессе доения параметрами, что приводит к появлению болевых ощущений у животного, торможению рефлекса мо-локоотдачи и возникновению мастита;
• Вследствие машинной дойки аппаратами отсасывающего типа головка соска разбухает на 30-40% и возвращается в нормальное состояние только в течение получаса. При сосании вымени коровы теленком и при доении вручную головка соска становится тоньше примерно на 10% по сравнению с начальным состоянием.
Такие последствия наносят молочному скотоводству огромный ущерб. При использовании доильных аппаратов выжимающего принципа действия риск воспаления молочной железы в разы ниже, поскольку, как и во рту теленка во время сосания, в доильном стакане под соском создается небольшое разрежение (20-25 кПа), которого достаточно для удержания доильных стаканов на вымени животного, а также для транспортировки молока.
Также к плюсам доильного аппарата, выжимающего молоко от основания соска к его концу, можно отнести то, что деформаторы, расположенные в доильном стакане, производя давление на сосковую резину, не слишком сильно сдавливают кончик соска. По мнению В.П. Бабкина сжатие сфинктера не способствует его расслаблению, а приводит к негативным последствиям [3].
При выборе способа воздействия деформатора на сосок окажутся полезными исследования И. Н. Краснова [4]. Для определения действующих сил на отдельные участки соска животного, он использовал экспериментальную установку с индуктивными датчиками давления, искусственным соском, осциллографом и другим оборудованием. Искусственный сосок разделялся на четыре резиновые камеры. В ходе исследований давление на эти камеры оказалось раз-
личным. Теленок с наибольшей силой сдавливает вторую и третью камеры, соответственно 32 кПа и 36 кПа. Частота сосательных движений изменяется в пределах 100 - 140 в минуту. А величины максимальных сил, действующих на различные участки соска, зависят от величины потока молока. При его увеличении сила сжатия соска и глубина вакуума немного снижаются.
Во время ручного доения «кулаком» сила сжатия соска отдельными пальцами также различна. Сила давления пальцев, начиная от указательного к мизинцу, уменьшается. Необходимое приложение силы для выжимания изменяется в зависимости от степени расслабления сфинктера соска. Примерные значения давлений пальцев рук, начиная с указательного - 24; 93; 62; 48 кПа. Число циклов при ручном доении колеблется от 64 до 130 в минуту, снижаясь к концу доения. Для выявления наиболее перспективных направлений создания устройств доения путем выжимания, нами был проведен анализ известных доильных аппаратов, их систематизация и классификация (рисунок 1).
Рис. 1. Схема классификации доильных аппаратов выжимающего принципа действия
Системный синтез полученной информации позволил нам разработать несколько конструкций доильного стакана выжимающего принципа действия.
На рисунке 2 представлен доильный стакан, имеющий деформатор сосковой трубки в виде рамки с роликами, закрепленными на ней посредством шар-нирно установленных рычагов.
j
8
6
Для привода деформатора в нижней части стакана расположены два сильфона. Один, установленный на крышке второго, служит для сближения роликов и сжатия сосковой трубки, а второй - для поступательного движения деформатора вдоль оси стакана. Подача вакуумметрического давления в сильфоны осуществляется через систему трубок с отверстиями и выборкой.
Рис. 2. Доильный стакан с деформатором сосковой трубки в виде рамки с роликами: 1 - рычаги; 2 - ролики; 3 - рама; 4 - шарниры; 5 - тяги; 6 - внутренняя трубка; 7 - наружная трубка; 8 - внутренняя выборка
Данная конструкция позволяет выжимать молоко от самого основания к кончику соска и максимально приближена к процессу ручного доения. Предполагается, что применение разработанного нами устройства доения путем выжимания позволит снизить заболеваемость вымени коров маститом на 8-9 % и повысить их молочную продуктивность.
1. Петухов Н.А. Закономерности физических явлений акта сосания у телят // Сибирский вестник с.-х. науки. 1974. №1(19). С. 94-99.
2. КарташоваВ.М., ИвашураА.И. Маститы коров. М.: Агропромиздат, 1988. 256с.
3. Бабкин В.П., Ермолаев Л.М. Роль вакуума в сжатии соска при выведении молока из соска // III Всесоюзный симп. по физиологическим основам машинного доения. Ереван, 1974.
4. Краснов И.Н. Доильные аппараты. Ростов, 1974. 127с.
5. Марченко Г.М. Сравнительная физиологическая оценка доильных аппаратов, работающих по принципу сосания // VI Всесоюзн. симп. по машинному доению. М., 1983. Ч.1. С. 54-55.
Ужик Владимир Федорович, доктор технических наук, профессор
Кокарев Павел Юрьевич, аспирант
Белгородская ГСХА
Тел. 4722 39 21 79
E-mail: [email protected]
The analysis of the results of research milking cows and classification of the existing structures of milking machines. Schemes are proposed teat cups squeezes action principle.
Keywords: milk, calves, milking, vacuum pressure, finger, teat, classification, machine, teat cup, pressing the lever, warp, bellows, roller.
Литература:
