CC BY
13
УДК 636.32
ОДНОКАМЕРНЫЙ ДОИЛЬНЫЙ СТАКАН
В. Ф. Ужик, доктор технических наук О.А. Чехунов, кандидат технических наук А.В. Асыка, аспирант
ФГБОУ ВО Белгородский государственный аграрный университет им. В.Я. Горина E-mail: [email protected]
Аннотация. На молочную продуктивность скота оказывает влияние множество факторов, в том числе и применяемое доильное оборудование. Серийно выпускаемые доильные аппараты комплектуются двухкамерными доильными стаканами, при эксплуатации которых происходит наползание подвесной части на соски вымени, приводящее к торможению, а в некоторых случаях - и полному прекращению молокоот-дачи коровами. В результате работы сосковая резина приводит к травмированию сосков животных из-за циклического ударного воздействия. Изменение механических характеристик сосковой резины в процессе эксплуатации также оказывает негативное влияние на соски вымени. Большинство указанных недостатков можно исключить, используя доильные аппараты с однокамерными стаканами. Представлено обоснование совершенствования доильных аппаратов в сторону отказа от сосковой резины и дано описание оригинальной конструкции доильного стакана, содержащего корпус, присосок, молокоотводя-щий патрубок, воздушный патрубок, оборудованный герконами, расположенными на корпусе, двумя ограничителями, выполненными в виде двух полуколец, одно из которых снабжено выступом, второе пазом, причем выступ одного ограничителя установлен в пазе другого ограничителя с возможностью перемещения, при этом ограничители оборудованы магнитами и закреплены внутри корпуса посредством штоков с пружинами, для изменения жесткости пружин и усилия прижатия ограничителей на сосок на штоках установлены регулировочные шайбы. Использование доильного стакана без сосковой резины позволяет повысить молочную продуктивность и снизить заболеваемость вымени коров маститом. Ключевые слова: корова, доильный стакан, вымя, сосок, доильный аппарат, давление, управление, продуктивность.
Современное животноводство в РФ имеет положительную динамику развития, обусловленную благоприятными для этого условиями и, в первую очередь, импортозамещени-ем для выполнения доктрины продовольственной безопасности страны. Следует отметить, что рост наблюдается не только в численном составе поголовья, но и в получаемой продукции, т.е. в увеличении продуктивности [1].
Доение - наиболее ответственная операция во всей технологической цепочке производства молока, на эффективность которой оказывают влияние множество факторов (рис. 1). Серийная техника для доения, несмотря на ее автоматизацию, а иногда и полную роботизацию, имеет недостаток - доильные стаканы с сосковой резиной, контактирующие с живым организмом (выменем) и оказывающие на него ряд негативных воздействий, а также зачастую «не справляю-
щиеся» со значительным молочным потоком при доении коров высокой продуктивности. На практике, в основном, применяются следующие типы доильных аппаратов: классические аппараты с двухкамерными стаканами, работающие по двухтактному типу, классические аппараты с двухкамерными стаканами, работающие по трехтактному типу, аппараты с трехкамерными стаканами; аппараты с классическими стаканами и верхним отводом молока, аппараты стимулирующего действия; аппараты с управляемыми параметрами.
Анализ литературы позволил выявить недостатки аппаратов с классическими доильными стаканами [2]: режимные параметры, обусловленные необходимостью быстрого извлечения молока, не в полной мере соответствуют физиологии коров; отклонение механических характеристик и геометрических параметров сосковой резины, в том чис-
ле и силиконовом, от норм приводит к нарушению или полному прекращению молоко-извлечения; «холостое доение», вызванное перекрытием молочного канала у основания соска вследствие подъема стакана в процессе работы из-за одновременного воздействия двух причин - вакуума в стакане и сжатия резины; ранний запуск животных в связи с систематическим недодоем; циклические ударные воздействия от сосковой резины на сосок, негативно влияющие на внутреннюю структуру и кожу соска; обратный отток молока из-за сжатия резины ниже кончика сос-
ка; наличие патогенной микрофлоры под сфинктером соска из-за наличия аэрозоли (молоковоздушной смеси) в подсосковом пространстве; нестабильность разрежения под соском и, как следствие, рост заболеваемости; превышение времени дойки, соответствующего физиологическим особенностям коров (180-300 секунд - время действия гипофиза, гормона окситоцина и всех элементов молочной железы); неспособность отводить от стакана молоко, поступающее в высоких объемах при доении высокоудойных коров с малым временем доения.
Рис. 1. Факторы, влияющие на эффективность доения
Таким образом, обосновано утверждение о том, что аппараты с классическими стаканами не решают проблему эффективного доения. Произведенный патентный поиск конструкций доильных стаканов, отличающихся от общепринятых концепций - твердая гильза и эластичная вставка (резина) - показал, что они также далеки от совершенства: требуют сложного изготовления, неудобны в применении, не универсальны в применении к коровам с различными сосками.
Устранить указанные недостатки можно путем исключения сосковой резины из конструкции аппарата и применения аппаратов, конструктивные особенности и режимные параметры которых подходили бы ко всем коровам, в том числе высокоудойным [3]. Но вместе с тем следует отметить и тот факт,
что при использовании аппаратов со стаканами без сосковой резины возникает ряд трудностей, и в первую очередь - с необходимостью применения стаканов разных типоразмеров для коров с разными диаметрами и длинами сосков.
Для решения проблемы применения стаканов разных типоразмеров для коров с разными диаметрами и длинами сосков нами разработан оригинальный доильный стакан, содержащий корпус, присосок, ограничители, герконы и магниты; ограничители выполнены в виде двух полуколец, одно из которых снабжено выступом, второе - пазом, причем выступ одного ограничителя установлен в пазе другого ограничителя с возможностью перемещения [4]. На ограничителях установлены магниты, имеющие воз-
Лоигпа! оГ VNIIMZH №3(35)-2019
97
можность контакта с герконами, расположенными на корпусе стакана. Ограничители закреплены внутри корпуса посредством штоков. Прижатие ограничителей к соску обеспечивают пружины, расположенные на штоках, причем жесткость пружин может быть изменена посредством установок регулировочных шайб.
Доильный стакан (рис. 2) выполнен в виде корпуса 1, верхняя часть которого оборудована присоском 2 с выступом 3. Нижняя часть, расположенная под соском 4, оснащена камерой 5. Подсосковая камера 5 оборудована патрубком 6, связанным с коллектором, и штуцером 7 с воздушным патрубком 8, который, в свою очередь, соединен с од-
ной частью двухполупериодного пульсатора. Внутри корпуса 1 на штоках 9 расположены ограничители 10 и 11, выполненные в виде двух полуколец. Ограничитель 10 снабжен пазом 12, а ограничитель 11 оборудован выступом 13. Выступ 13 ограничителя 11 установлен в пазе 12 ограничителя 10 с возможностью перемещения. Ограничители 10 и 11 оборудованы магнитами 14 и 15. Корпус доильного стакана 1 снабжен катушками индуктивности 16 и 17, расположенными на одном уровне с магнитами 14 и 15. Между корпусом доильного стакана 1 на штоках 9 размещены пружины 18 с возможностью изменения их жесткости посредством установки регулировочных шайб 19.
Рис. 2. Конструктивно-технологическая схема доильного стакана
Доильный стакан работает следующим образом. В молокоотводящий патрубок 6, а следовательно, и в подсосковую камеру 5 от коллектора подают вакуумметрическое давление. При этом такую же величину вакуум-метрического давления от пульсатора по воздушному патрубку 8 и штуцеру 7 также подают в подсосковую камеру 5. На катушки индуктивности 16 и 17 подают электрический ток. В результате воздействия электрического тока происходит притягивание магнитов 14 и 15, жестко закрепленных на огра-
ничителях 10 и 11. Это приводит к тому, что ограничители 10 и 11 преодолеют усилие пружин 18 и разойдутся - выступ 13 переместится в пазе 12. Далее оператор надевает доильный стакан на сосок вымени 4, подачу электрического тока на катушки индуктивности 16 и 17 прекращают, и ограничители 10 и 11 под действием пружин 18 смыкаются, охватывая сосок вымени 4. Начинается процесс доения. При такте «сосание» ваку-умметрическое давление номинальной величины (например, 48 кПа) от коллектора по
молокоотводящему патрубку 6 и от пульсатора по воздушному патрубку 8 и штуцеру 7 проникает в подсосковую камеру 5. При этом открывается сфинктер соска 4, молоко выдаивают из вымени и транспортируют по молокоотводящему патрубку 6 в коллектор и далее в молокоприемную емкость. При смене тактов в двухполупериодном пульсаторе по воздушному патрубку 8 и штуцеру 7 в подсосковую камеру 5 поступает атмосферный воздух, снижая в ней величину вакуум-метрического давления до минимального значения (например, 33 кПа), наступает такт «отдых». Поступающий по воздушному патрубку 8 и штуцеру 7 атмосферный воздух способствует более быстрой эвакуации молока из подсосковой камеры 5 в молокоотво-дящий патрубок 6. Далее процесс повторяют. Изменяя жесткость пружин 18 при помощи регулировочных шайб 19, регулируют усилие прижатия ограничителей 10 и 11 к соску 4. При работе выступ 3 на присоске 2 препятствует наползанию доильного стакана на сосок вымени 4. По завершении доения на катушки индуктивности 16 и 17 подают электрический ток, вызывающий притягивание магнитов 14 и 15. Это приводит к тому, что ограничители 10 и 11 преодолевают усилие пружин 18 и расходятся - выступ 13 перемещается в пазе 12. Оператор производит снятие доильного стакана с соска вымени.
Использование разработанного доильного стакана без сосковой резины позволит повысить молочную продуктивность и снизить заболеваемость вымени коров маститом, а его оригинальная конструкция - отказаться от размерного ряда стаканов для коров с различными диаметрами сосков вымени.
Литература:
1. Парфенов Н.С. Доильный аппарат с верхним отводом молока из коллектора: дис. к. т. н. Рязань, 2017.
2. Доильный аппарат с однокамерными стаканами / В.Ф. Ужик и др. М., 2018. 256 с.
3. Использование доильного аппарата с однокамерными доильными стаканами / Ужик В.Ф. и др. // Сб. тр. ВНИИМЖ. Подольск, 2007. Т. 17, ч. 2. С. 30-37.
4. Текучев И.К., Иванов Ю.А., Кормановский Л.П. Проблемы реализации технологических новаций в животноводстве // АПК: Экономика, управление. 2017. № 5. С. 21-29.
4. Пат. 2018116718 РФ. Доильный стакан / В.Ф. Ужик и др. Заяв. 04.05.18; Опубл. 24.09.18 Literatura:
1. Parfenov N.S. Doil'nyj apparat s verhnim otvodom moloka iz kollektora: dis. k. t. n. Ryazan', 2017.
2. Doil'nyj apparat s odnokamernymi stakanami / Uzhik V.F. i dr. M., 2018. 256 s.
3. Ispol'zovanie doil'nogo apparata s odnokamernymi doi-l'nymi stakanami / V.F. Uzhik i dr. // Sb. tr. VNIIMZH. Podol'sk, 2007. T. 17, ch. 2. S. 30-37.
4. Tekuchev I.K., Ivanov YU.A., Kormanovskij L.P. Pro-blemy realizacii tekhnologicheskih novacij v zhivotno-vodstve // APK: Ekonomika, upravlenie. 2017. № 5. S. 21-29.
4. Pat. 2018116718 RF. Doil'nyj stakan / V.F. Uzhik i dr. Zayav. 04.05.18; Opubl. 24.09.18
SINGLE CHAMBER'S MILKING CUP
V.F. Ujik, doctor of technical sciences
O.A. Chehunov, candidate of technical sciences
A.V. Asyuka, post graduate student
FGBOU VO Belgorod state agrarian university after V.Ya. Gorin
Abstract. The cattle dairy production by many factors, including the used milking equipment is influenced. The serial milking machines are equipped with two-chamber's milking cups, the udder's nipples suspension crawling on them at operation, that is leading to braking, and in some cases - the cows' milk flow full stopping. As a result, the nipple rubber working leads to the animals teats' injuring due to cyclic shock impact. The teat rubber mechanical characteristics' change during operation also have a negative impact on the udder's teats. The most of these disadvantages it can be eliminated by milking machines with single-chamber's cups using. The justification of the milking machines' improvement in the teat rubber rejection direction is presented and the milking cup description's original design, comprising a carcass, sucker, discharge milk pipe, air pipe, equipped with reed switches locating on the carcass, two limiters, made in the two half of rings form, one of which with a ledge is provided, the second- with groove, moreover and the ledge of one of the limiter is installed in the groove of the other and it can move, and so the limiters with magnets are equipped and inside the carcass by of rods with springs are fixed, to change the springs' rigidity and for the limiters' pressing force on the nipple, adjusting washers on the rods are installed. The milking cup without teat rubber using it can milk production to increase and cows' udder mastitis incidence to reduce. Keywords: cow, milking cup, udder, nipple, milking machine, pressure, control, production.
Journal of VNIIMZH №3(35)-2019
99
