Вибропульсатор стимулирующего доильного аппарата АДУ-1-04

Исследования показали, что выпускаемые доильные аппараты не соответствуют физиологическим требованиям организма животных. Поэтому учёные разработали новый двухтактный доильный аппарат АДУ-1-04, стимулирующий рефлекс молокоотдачи. В его конструкции использованы сборочные единицы серийных аппаратов ДА-2М «Майга» и АДУ-1 (основного исполнения): доильные стаканы, коллектор, шланги, патрубки.

Пульсатор, задающий необходимый режим работы доильного аппарата, состоит из двух блоков, объединённых в одном корпусе. Один из этих блоков представляет собой низкочастотный пульсатор, работающий с частотой 60 пульсов в минуту (1 Гц), второй – высокочастотный, работает с частотой 600…700 пульсов в минуту (10…12 Гц).

Низкочастотный вибропульсатор обеспечивает такт сосания. Высокочастотный за счёт быстрых колебаний сосковой резины создаёт раздражение соска, подобно эффекту, выполняемому телёнком при сосании, в результате чего обеспечивается более полное выдаивание молока и снижается вредное влияние вакуума на сосок.

Во время такта сосания в межстенные камеры доильных стаканов поступают импульсы переменного вакуума, в результате чего стенки сосковой резины колеблются с частотой 10±1 Гц и амплитудой 1…2 мм. Эти колебания передаются на соски животного и стимулируют рефлекс молокоотдачи. Импульсы переменного давления снижают уровень вакуума в межстенных камерах доильных стаканов относительно вакуума подсосковых пространств, в результате чего создаётся полусжатый режим работы сосковой резины во время такта сосания.

Низкочастотный блок вибропульсатора состоит из камер: Iн - постоянного вакуума; IIн – переменного вакуума; IVн – управляющий. Высокочастотный блок состоит из камер: Iв – переменного вакуума, в которой воздух и вакуум меняются с частотой работы низковакуумного блока пульсатора; IIв – переменного вакуума повышенной частоты (10 Гц); IVв – управляющий. Камера III (постоянного атмосферного давления) – общая для низкочастотного и высокочастотного блоков.

Устройство вибропульсатора

Низкочастотный блок штуцером подсоединяют к вакуум – проводу, а выход IIн – к входу высокочастотного блока Iв. Выход высокочастотного блока IIв шлангом переменного вакуума подсоединяют к распределительной камере коллектора и к межстенным камерам доильных стаканов.

В камеру Iн подают постоянный вакуум, а с его выхода IIн на вход высокочастотного блока Iв – то вакуум, то воздух с частотой 1 Гц. Когда на вход высокочастотного блока Iв подают вакуум, то начинается преобразование постоянного вакуума в переменный с частотой 10 Гц, который поступает в межстенные камеры доильных стаканов. Сосковая резина начинает колебаться с такой же частотой, стимулируя молокоотдачу.

Устройство низкочастотного и высокочастотного блоков вибропульсатора почти одинаково. Различие заключается только в устройстве колец, определяющих частоту пульсации, и опор клапанов.

Кольцо, имеющее более короткую и широкую канавку, устанавливают в высокочастотном блоке, который расположен со стороны малого штуцера. Кольцо, имеющее длинную и более узкую канавку, устанавливают со стороны большого штуцера канавкой наружу в сторону накидных гаек. Опору большого диаметра устанавливают в высокочастотном блоке, т.е. со стороны малого штуцера; меньшего диаметра – в низкочастотном блоке, со стороны большого штуцера. Большим штуцером пульсатор подключают к вакуумной системе, а малым – к коллектору доильного аппарата.

Нормальная работа доильного аппарата АДУ-1-04 со сдвоенным вибропульсатором обеспечивается в молокопроводе при вакууме 47….49 кПа, а в вакуум – проводе – 50….52 кПа. В случае обратного перепада вакуума происходит неполное выдаивание коров, так как сосковая резина в такте сосания будет находиться в сжатом состоянии. Поэтому значение вакуума следует проверять контрольным вакуумметром как в начале, так и в конце рабочих участков вакуум – и молокопровода при включённых в работу всех доильных аппаратов. Соотношение тактов аппарата АДУ-1-04 составляет: сосание – 72%, сжатие – 28%. Масса подвесной части аппарата 2,9…..3,1 кг, расход воздуха аппаратом 2,3 ± 0,02 м³/ч.

Работа вибропульсатора

Работа вибропульсатора осуществляется следующим образом. При подключении аппарата к вакуум – проводу в камере низкочастотного блока создаётся вакуум (I камера постоянного вакуума). В это время в IV и III камерах – атмосферное давление, но в IV камере давление будет больше, чем в III (т.к. больше площадь клапана), поэтому клапанный механизм переместится и перекроет III камеру, но соединит I и II камеры. Воздух при этом будет отсасываться из камер I и II и медленно из камеры IV по каналу К1 в силу его большой длины и малого проходного сечения.

Так как II камера низкочастотного блока соединена с I камерой высокочастотного блока, то в I (за счёт переключения клапана) и во II камерах образуется частичный вакуум (так как клапан высокочастотного блока тоже переместился), поскольку камера II высокочастотного блока соединена с распределительной камерой коллектора и межстенными камерами доильных стаканов, то и там создаётся вакуум. В подсосковых камерах в это время тоже образовался вакуум – наступает такт сосания.

В это время по короткому каналу К2, имеющему большее проходное сечение, воздух быстро отсасывается из камеры IV высокочастотного блока. Под действием давления атмосферы из камеры III клапан переместится вверх и атмосферный воздух из камеры III переходит в камеру IIв и далее в межстенные камеры доильных стаканов. В результате вакуум там начинает уменьшаться. Одновременно по каналу К2 атмосферный воздух моментально заполняет камеру IV высокочастотного блока. Под действием перепада давлений между камерой IVв, где вакуум уменьшился, и камерой II, в которой рабочий вакуум, появляется сила. В это время клапан перемещается, и воздух вновь отсасывается из межстенных камер доильных стаканов и по короткому каналу К2 из камеры IVв.

Клапан опускается вниз, и из камеры III атмосферный воздух поступает в межстенные камеры доильных стаканов. И так в течение одного такта сосания, образуемого низкочастотным блоком; высокочастотный блок делает в среднем 7 микроколебаний, т.е. переключений клапана. При этом стенки соскового чулка колеблются с амплитудой 1….2 мм. Это происходит до тех пор, пока воздух не отсосётся по каналу К1 из камеры IV и там не образуется вакуум. Тогда под давлением атмосферного воздуха из камеры III клапан поднимется, отсоединит камеру II от камеры I и атмосферный воздух переходит в камеру I В, клапан опускается вниз и соединяет II В камеру с III камерой атмосферного воздуха в межстенные камеры доильных стаканов поступит атмосферное давление. Наступает такт сжатия в обычном режиме двухтактного аппарата. Затем, после заполнения IV камеры атмосферным давлением, клапан переключится в низкочастотном блоке и перекроет камеру III. Начнётся новый такт сосания с микроколебаниями клапана.

Лабораторная работа № 4

Устройства для учёта молока

Цель работы: Изучить назначение, основные узлы, детали и принцип действия устройства зоотехнического учёта молока УЗМ-1А, счётчик молока групповой СМГ-1 (АДМ-52000-01) и МГБ.

Отчёт должен содержать:

1. Описание назначения, состава устройства счётчиков УЗМ-1А, СМГ-1 и МГБ, основные узлы и детали.

2. Принцип действия счётчиков и схемы подключения их к доильному аппарату, молокопроводу доильного агрегата, доильной установке.

3. Определение абсолютной и относительной погрешности устройства УЗМ – 1А при его проверке.

Вопросы для контроля

1. Для каких целей на молочной ферме применяют счётчики УЗМ – 1А, СМГ – 1 и МГБ?

2. Назовите базовые узлы счётчиков, детали, основные камеры, патрубки и трубки.

3. Как осуществляется работа счётчиков УЗМ – 1А, СМГ – 1 и МГБ?

4. Как подсоединяют счётчики к доильному аппарату, молокопроводу доильного агрегата?

5. Как определить абсолютную и относительную погрешности устройства УЗМ – 1А?

Библиографический список:

1. Воробьёв В.А., Дегтерев Г. П., Филаткин П.А. Практикум по механизации и электрификации животноводства, - М.: Агропромиздат, 2001. С. 226…227, 230…233.

2.Ковалёв Ю.Н. Аппараты молочных линий на фермах. - М.: Агропромиздат, 1985. С. 10…24.

3. Рыжов В.С., Рыжов С.В. Повышение качества молока. - М.:

Агропромиздат, 1992. С. 18…22.

4. Карташов Л.П., Звиняцковский В.Г., Сорокина Л.И. Учебник мастера машинного доения. М.: Колос, 1994. С. 85…91.

Устройство УЗМ - 1А предназначено для определения индивидуальных удоев молока от коровы и отбора проб на анализ при определении качества. Это устройство проточного типа, нерегулируемое, с пропорциональным дискретным (отдельными порциями) отбором проб молока при разовых надоях 1...15 кг от одной коровы. Шкала мензуры устройства УЗМ - 1А отградуирована в килограммах с ценой деления 0,1 кг. Основные узлы устройства УЗМ – 1А: колпак, разделитель, камера и мензура. В собранном виде колпак с камерой образуют приёмную камеру I, которая заполняется молоком от коллектора доильного аппарата через патрубок Р. Отвод молока из приёмной камеры происходит через патрубок И. Колпак имеет канавку Г – место для установки хомута, посредством которого устройствоУЗМ – 1А закрепляется на доильной установке.

Разделитель отделяет приёмную камеру I от отмерной камеры II и имеет трубки В, Д и Т. Приёмная и отмерная камеры сообщаются между собой через отверстие Ж. Трубка В предназначена для отвода воздуха из отмерной камеры, а трубка Д – для отсасывания молока из этой камеры. В верхней части трубки Д закреплён наконечник с торцевым Б и боковым Л отверстиями. Трубка Т предназначена для слива учётных порций молока в мензуру. В верхней части трубки Т установлен вкладыш с клапаном. Трубки Д и Т соединены между собой патрубком со съёмным колпачком. В камере на трубку свободно насажен поплавок с резиновой прокладкой. По мере накопления молока в отмерной камере II поплавок всплывает и своей прокладкой перекрывает отверстие Ж и трубку В. Нижний наружный конец трубки камеры закрыт резиновым клапаном, который открывают вручную. В камере имеется отверстие с фильтром воздуха и фиксатор мензуры с резиновым колпачком. Мензура имеет резиновую заглушку и скобу для подвешивания мензуры на вакуумпроводе доильной установки в процессе контрольной дойки. При сборке устройства УЗМ – 1А к камере прижимается колпак при помощи стальной дуги.

Для работы устройства УЗМ – 1А подключается в разрыв молочного шланга между коллектором доильного аппарата и молокопроводом или ведром доильных агрегатов типов АДМ – 8А, АД – 100Б, ДАС – 2В. При этом молочный шланг от доильного аппарата подключают к патрубку Р устройства УЗМ – 1А, а патрубок И этого устройства шлангом подсоединяется к молокопроводу доильного агрегата.

Во время доения коров образующаяся молоковоздушная смесь поступает от коллектора доильного аппарата через патрубок Р устройства УЗМ – 1А в приёмную камеру, а из неё сливается через отверстие Ж в отмерную камеру, заполняя её. Отделившийся воздух отсасывается в молокопровод доильного агрегата через трубку В и патрубок И. Таким же путём отсасывается воздух, поступающий в отмерную камеру из атмосферы через отверстие К. По мере заполнения отмерной камеры молоком поплавок всплывает и перекрывает отверстие Ж и трубку В. Воздух, поступающий через отверстие К, создаёт в отмерной камере повышенное давление, благодаря чему поплавок плотнее прижимается к отверстию Ж, а молоко по трубке Д начинает вытесняться вверх.

На выходе из трубки Д благодаря сужению наконечника торцевого отверстия Б создается повышенное давление молока на стенки камеры, а молоко через калиброванное отверстие Л и трубку Т в строго определённом количестве (примерно 2% общего надоя) попадает в мензуру. Точность работы счетчика молока зависит от значения рабочего вакуума доильного агрегата (которое не должно выходить за пределы 44…50 кПа, как указано в паспорте доильного агрегата), и чистоты отверстий устройства УЗМ – 1А, так как именно эти факторы влияют на давление на выходе из трубки Д, под действием которого молоко перетекает через отверстие Л в мензуру. От сопротивления, т.е. диаметра отверстия Л, зависит то количество молока, которое успевает пройти через это отверстие из трубки Д в трубку Т, а затем в мензуру за время отсасывания очередной порции молока из отмерной камеры. Чем сильнее засорено отверстие Л, тем меньше молока при прочих равных условиях попадает в мензуру и тем больше будет погрешность измерения удоя.

Основная масса молока, пройдя через сужение Б в трубке Д отвода молока, отсасывается по патрубку И в молокопровод доильного агрегата. Когда вся очередная порция молока отсосется из отмерной камеры, в ней создаётся практически рабочий вакуум, при котором происходит доение коров с использованием доильного агрегата и который образуется в устройстве УЗМ – 1А при его подключении к доильному агрегату. В результате выравнивания давлений в приёмной и отмерной камерах этого устройства, т.е. над поплавком и под ним, поплавок под действием собственной массы опускается вниз и начинается заполнение отмерной камеры очередной порцией молока. В конце доения коровы, у которой замеряют удой с применением устройства УЗМ – 1А, последняя неполная порция молока удаляется из отмерной камеры, через атмосферный клапан вручную. За время доения воздух, вытесняемый молоком из мензуры, отсасывается в молокопровод доильного агрегата через клапан. По окончании доения мензуру снимают, под давлением атмосферного воздуха клапан поднимается и перекрывает отверстие вкладыша. Воздух устремляется внутрь устройства УЗМ – 1А через калиброванное отверстие Л в направлении, обратном потоку молока, что способствует очистке отверстия Л от возможных загрязнений.

Заполненную молоком мензуру отсоединяют от устройства УЗМ – 1А лёгким рывком, чтобы преодолеть сопротивление фиксатора, и отдают лаборанту. После этого оператор машинного доения устанавливает вторую пустую мензуру и продолжает контрольное доение. Разовый надой от коровы учитывают по рискам шкалы мензуры, на уровне которых находится молоко (без учёта пены). Лаборант, получив мензуру с исследуемой порцией молока, выполняет следующие операции:

перемешивает молоко в мензуре при помощи пипетки, входящей в комплект устройства УЗМ – 1А, поднимая пипетку вверх и опуская её вниз не менее трёх раз;

берёт пробу молока пипеткой, загружая её в мензуру с молоком с такой скоростью, чтобы уровень молока в пипетке и мензуре был одинаков и при выемке пипетки из мензуры, зажимая пальцем верхний конец пипетки;

выливает оставшееся в мензуре молоко после взятия проб в приготовленную заранее ёмкость.

Предел абсолютной погрешности при измерении удоев в пределах 1 - 4 кг при применении устройства УЗМ – 1А составляет от –0,2 до +0,2 кг, а предел относительной погрешности при измерении надоев более 4 кг составляет от – 5 до + 5%. Абсолютную погрешность определяют по разнице показаний мензуры и фактической массе молока в ведре, измеренной на весах с ценой деления не более 5 г. Следует иметь в виду, что разовый фактический надой подсчитывают с учётом молока, собранного в мензуре. Контрольные весы требуется периодически подвергать метрологической аттестации. Устройство УЗМ – 1А считается пригодным к дальнейшей эксплуатации, если среднее значение погрешности от трёх измерений не превышает от – 0,2 до + 0,2 кг. Относительную погрешность устройства УЗМ – 1А в % определяют по формуле:

где: У – показания мензуры устройства, кг; Ф – фактический надой, измеренный на весах, кг. Среднее значение трёх измерений не должно превышать – -5… +5 %.