Доильные машины, их узлы и принцип работы

Доильная машина включает вакуумную систему, контрольно-регулирующие приборы, систему, обеспечивающую пульсирующий вакуум (пульсаторы), один или несколько доильных аппаратов, молокоприемник, установку для мойки и дезинфекции аппаратов.

Доильный аппарат является основным исполнительным рабочим органом, служащим для извлечения молока из вымени коровы и сбора его в емкость или молокопровод. Рабочим органом доильного аппарата являются доильные стаканы.

Пульсатор обеспечивает создание переменного давления (разрежения), атмосферного или избыточного) в камерах доильного стакана.

Коллектор позволяет распределить переменное давление по доильным стаканам, принять от них выдаиваемое молоко и направить его в молокоприемник.

Время, в течение которого на сосок вымени оказывают физиологически однородное воздействие доильным стаканом, называется тактом. Время, в течение которого совершается совокупность разнородных тактов, называются циклом или пульсом.

Чередование тактов может происходить одновременно во всех стаканах и попарно в двух передних и двух задних стаканах.

На протяжении одного цикла в камерах доильных стаканов давление изменяется от атмосферного до вакуума 48…53 кПа, в зависимости от конструкции доильного стакана.

Когда в обеих камерах доильного стакана создается одинаковый вакуум, сосковая резина не испытывает деформаций, а молоко под действием разности давлений в вымени и под соском струей вытекает в подсосковую камеру, оттуда по молочному шлангу через коллектор в доильное ведро или молокопровод. Происходит такт сосания.

При повышении давления в межстенной камере до атмосферного сосковая резина, деформируясь, обжимает сосок, сфинктер закрывается, истечение молока прекращается. Происходит такт сжатия. На этом в двухтактных доильных машинах цикл заканчивается и начинается новый.

Трехтактный режим работы в большей мере отвечает физиологии животного, обеспечивает стимуляцию процесса молокоотдачи и не опасен для здоровья животного в случае передоя. В двухтактных аппаратах в конце доения, когда перестает течь молоко, вакуум может проникнуть внутрь соска и вызвать воспаление (мастит).

Существуют четырехтактные доильные машины: сжатие — сосание — сжатие — отдых, а также двухтактные, в цикле которых происходит сосание — отдых. Этот цикл применяется при использовании однокамерных доильных стаканов.

Вакуумная система состоит из воздушного (вакуумного) насоса с приводом, баллон-ресивера, регулятора разряжения, измерителя давления и системы трубопроводов с арматурой.

Вакуумный насос предназначен для создания разряжения в вакуумных системах и обеспечивает быстрое восстановление заданной величины вакуума при попадании воздуха в систему.

Вакуумные ротационные насосы одинаковы по устройству и отличаются производительностью и расходом масла соответственно. Внутри неразъемного корпуса вращается ротор, расположенный эксцентрично относительно оси статора. В роторе имеются четыре паза, расположенных тангенциально (УВУ - 60/45) или радиально (РВН - 40/350), в которые свободно вставлены пластинчатые лопатки. При вращении ротора центробежная сила выталкивает их из пазов и прижимает к внутренней поверхности статора.

Так как статор и ротор расположены эксцентрично, каждая лопатка образует замкнутое пространство, переменное по объему. Возле всасывающего патрубка объём увеличивается и воздух засасывается в межлопаточное пространство, возле выхлопного патрубка объем уменьшается, воздух сжимается и выталкивается наружу. Для герметизации объема и уменьшения трения лопатки обильно смазываются маслом, поступающим из фитильных масленок.

В вакуумных насосах типа ВВН пространство переменного объема образуется кольцевым потоком воды, вращающимся по внутренней поверхности статора, и лопатками, выполненными заодно с ротором.

Причем лопатки не касаются стенок статора, поэтому смазки не требуется.

Сжатый воздух вместе с небольшим количеством воды выбрасывается в выхлопную трубу и дальше в разделитель потока, откуда охлажденная вода дозировано опять подается в насос вместе с засасываемым в него воздухом.

Вакуумный баллон служит для выравнивания колебаний вакуума, предотвращает попадание влаги из вакуумпровода в насос и служит сливной емкостью при промывке вакуумной системы. Емкость отечественных вакуумбаллонов — 0,025 м³, установки "Импульс" — 0,02 м³. Баллон при отсутствии вакуума в системе должен быть открытым.

Вакуумные регуляторы предназначены для поддержания устойчивого рабочего вакуума в системах установок. В зависимости от их типа вакуум может составлять 45…58 кПа. Регулируется вакуум при помощи установки грузов или поджатием пружины.

Вакуумметр — указатель дифференциального давления, служащий для определения величины вакуума в системе. Градуируется в мм. рт. ст., кг/см² или Па.

Вакуумный трубопровод обычно разделяется на несколько участков. Основной из них — рабочий участок — часть вакуумного трубопровода, на котором располагаются краны для подключения исполнительных механизмов — доильных аппаратов. Вакуумные трубопроводы и их арматура должны изготавливаться из материалов с антикоррозионным покрытием (например, из оцинкованных труб) и должны выдерживать вакуум до 700 мм.рт.ст. (93 кПа). В установках с переносными ведрами потери вакуума на всех участках вакуумпровода не должны превышать 5 % от производительности насосов, и в установках с молокопроводом — 10 %. Диаметр вакуумпровода обычно делают не менее 25 мм, чтобы потери давления по всей длине достигали не более 5 мм.рт.ст (670 Па).

Молокопровод должен обеспечивать спокойное прохождение по нему молока без чрезмерного перемешивания его с воздухом, который при определенных условиях может отрицательно повлиять на его состав и свойства.

Диаметр молокопровода должен выбираться таким, чтобы потери давления по всей его длине не превышали 1330 Па в процессе доения коров. Колебания вакуума не должны превышать также 1330 Па при работающих аппаратах. Минимально допустимый диаметр молокопровода — 25…30 мм. Молокопроводы должны хорошо промываться, очищаться и дезинфицироваться при помощи циркуляционной системы.