Машинное доение

 

3. Схемы и принцип работы узлов доильных аппаратов 

 

Доильный аппарат состоит  из доильных стаканов, коллектора, пульсатора, шлангов и трубок (рис. 2.4). Доильные стаканы (ДС) надеваются на соски коровы и передают на них пневматическую энергию. Коллектор (МКК) предназначен для передачи вакуума по молочным трубкам (ТМ) к доильным стаканам и сбора молока из доильных стаканов, которое затем передается по молочному шлангу (ШМ) в молокоприемник (МП) (доильное ведро или молокопровод), подключенный к вакуумной системе (Р_р).  Пульсатор (П) предназначен для преобразования постоянного вакуума (Р_р) на входе в переменный (пульсирующий) (Р_пв) на выходе пульсатора. Затем пульсирующий вакуум передается по шлангу переменного вакуума (ШПВ) через распределительную камеру коллектора (РК) по вакуумным трубкам (ТВ) в межстенные камеры доильных стаканов.Исполнительными органами доильного аппарата являются доильные стаканы.

Рис. 2.4. Схема доильного  аппарата: ДС – доильные стаканы; ТВ – трубки вакуумные; ТМ – трубки молочные; РК - распределительная камера коллектора; МКК – молочная камера коллектора; ШПВ – шланг переменного вакуума;    ШМ – шланг молочный; П – пульсатор; МП – молокоприемник; Р_Р, Р_П – рабочий и подсосковый вакуум; М – движение молока

Работа доильного аппарата, а следовательно, и доильных стаканов, происходит циклически (частота циклов, в среднем, 1 Гц). Каждый цикл состоит из двух или трех тактов.  Такт – это период времени, в течение которого происходит однородное воздействие доильного аппарата на соски коровы. 

По количеству тактов в цикле  доильные аппараты подразделяются на двухтактного принципа действия (такт сосания и такт сжатия) и трехтактного (такт сосания, такт сжатия и такт отдыха). Смену тактов осуществляют пульсатор  и коллектор.

Рис.2.8. Работа доильных стаканов, стимулирующих  рефлекс молокоотдачи: а – такт сосания со стимуляцией рефлекса (Т_С); б – такт сжатия (Т_СЖ);  Р_в –вакуум; Р_А – атмосфера; Р_ПВ – переменный вакуум; 1 – изменение вакуума в МК; 2 – изменение вакуума в ПК; Т_Ц – цикл; Т_С – такт сосания;  Т_СЖ – такт сжатия

Доильные аппараты классифицируются по следующим признакам:

• принципу работы: отсасывающие (двухтактные, трехтактные);
• принципу воздействия: без стимуляции, со стимуляцией;
• характеру доения: одновременного и попарного доения;
• способу сбора молока: в доильное ведро, подвижную емкость, молокопровод, раздельно по соскам;
• по способу управления: без управления, с управлением режима работы.

Узлы доильных аппаратов различных  марок выполнены по различным  конструктивным схемам.

Доильные стаканы по конструкции соединения чулка сосковой резины с молочной трубкой делятся на два вида: с сосковой резиной, выполненной вместе с молочной трубкой (доильные аппараты двухтактные, рис.2.9) и отдельно от молочной трубки (аппарат «Волга», рис. 2.10).

Коллекторы подразделяются на двухкамерные (доильные аппараты отечественные двухтактные, рис. 2.11а), трехкамерные (двухтактные попарного доения, см. рис. 2.11б), четырехкамерные (трехтактный аппарат «Волга», см. рис. 2.11в).

Коллектор двухкамерный состоит  из молочной камеры МК, которая служит для передачи вакуума в подсосковые  камеры доильных стаканов, для сбора молока из сосков и передачи его через молочный шланг в молокоприемник. Вторая камера - распределительная РК – служит для распределения переменного (пульсирующего) вакуума по межстенным камерам доильных стаканов.

Рис. 2.9. Доильный стакан двухтактного аппарата АДУ:   1 – гильза; 2 – сосковая резина с молочной трубкой                                  

 

Рис. 2.10. Доильный стакан аппарата «Волга»: 1 – гильза; 2 – сосковая резина; 3 – молочная трубка; 4 – кольцо монтажное

Коллектор трехкамерный состоит из молочной камеры МК и двух распределительных камер (РК1, РК). Каждая распределительная камера передает переменный вакуум  в межстенные камеры только двух стаканов (доильный аппарат попарного доения).

Коллектор четырехкамерный (см. рис. 2.11в) состоит из четырех  камер: К1 – постоянного вакуума, К2 – переменного вакуума, К3 –  постоянного атмосферного давления, К4 – переменного вакуума (распределительная  и управляющая одновременно). Между камерами К3 и К4 расположена мембрана. К мембране прикреплен стержень клапана (Кл). Клапан расположен в камере К2 между клапанными отверстиями в перегородке между К3 и К2 и между К2 и К1. Камера К4 является управляющей и распределительной. Входной патрубок 1 соединяется шлангом переменного вакуума с выходным патрубком пульсатора (Вых). Выходные патрубки (четыре штуки) 4 распределительной камеры соединяются трубками переменного вакуума с патрубками корпусов (гильз) доильных стаканов. Патрубки молочной камеры 3 соединяются с молочными трубками доильных стаканов. Выходной патрубок молочной камеры 2 соединяется молочным шлангом с приемником молока.

Пульсаторы по принципу работы  делятся на мембранного типа, золотникового, электромагнитного.

В отечественных доильных аппаратах применяются две схемы мембранных пульсаторов (рис.2.12, 2.13). Пульсаторы имеют четыре камеры: П1 – камера постоянного вакуума (входная), П2 – камера переменного вакуума (выходная), П3 – камера постоянного атмосферного давления, П4 – камера переменного вакуума (управляющая). Работа пульсатора осуществляется при помощи мембраны Мб и клапана Кл. Частота пульсаций регулируется при помощи винта регулировочного ВР, перекрывающего дроссельный канал между камерами П2 и П4. 

Пульсатор по первой схеме (см. рис. 2.12) работает следующим образом. При подключении входного штуцера Вх к вакуумной системе в камере П1 создается постоянный рабочий вакуум Р_р. Поскольку в камере П4 действует атмосферное давление, мембрана Мб перемещает клапан Кл вниз. Входное отверстие  для атмосферного воздуха при этом закрывается (см. рис. 2.12,а), а вакуумное клапанное отверстие между камерами П1 и П2 открывается.  

 

а

б

Рис. 2.12.  Схема пульсатора  (первая схема): а – такт сосания; б – такт сжатия; П1 – камера постоянного вакуума; П2 – камера переменного вакуума; П3 – камера атмосферного давления; П4 – управляющая камера (переменного давления); Мб – мембрана; Кл – клапан; Дк – дроссельный канал; Вр – винт регулировки частоты пульсаций; Вх – входной патрубок (постоянного вакуума); Вых – выходной патрубок (переменного давления); РР – рабочий вакуум; РПВ – переменный вакуум

 

Вакуум устанавливается  в камере П2 и в межстенных камерах доильных  стаканов,  с  которыми  камера  соединена  посредством выходного патрубка Вых, шланга переменного вакуума ШПВ, распределительной камеры коллектора РК и резиновых трубок ТВ – наступает такт сосания (см. рис. 2.4, 2.12). Через дроссельный канал Дк воздух начинает перетекать из камеры П4 в камеру П2. В результате этого разность давлений, действующая  на мембрану вниз  (показана стрелками), следовательно,   и   обусловленная   ею   результирующая   сила   уменьшатся. Через некоторое время эта сила станет меньше силы, действующей на клапан  Кл вверх, и  произойдет   переключение  клапана в верхнее положение (см. рис. 2.12,б). После этого камера П2 и межстенные камеры доильных стаканов наполнятся воздухом, давление повысится до атмосферного, наступит такт сжатия. Затем воздух начнет перетекать из камеры П2 в камеру П4. Через некоторое время мембрана снова переключит  клапан Кл в нижнее положение и т. д.

По этой схеме  работают пульсаторы доильных аппаратов  АДУ-1. 

 

а

б

Рис. 2.13.  Схема пульсатора  (вторая схема): а – такт сосания; б – такт сжатия; П1 – камера постоянного вакуума; П2 – камера переменного вакуума; П3 – камера атмосферного давления; П4 – управляющая камера (переменного давления); Мб – мембрана; КН – клапан; Ш – шайба; Дк – дроссельный канал; Вр – винт регулировки частоты пульсаций; Вх – входной патрубок (постоянного вакуума); Вых – выходной патрубок (переменного давления); РР – рабочий вакуум; РПВ – переменный вакуум

 

 

Вторая схема пульсатора (рис. 2.13.) Работа его происходит следующим образом. При подключении его к вакуумной системе воздух отсасывается из камеры П1. В камере П4 атмосферное давление, клапан К_н находится в нижнем положении. При этом камера П2 сообщается с камерой П1 через нижнее клапанное отверстие (см. рис. 2.13 а) и в ней также образуется вакуум. Так как эта камера через выходной патрубок Вых, шланг переменного вакуума ШПВ и трубки ТВ (см. рис. 2.4) соединена с межстенными камерами доильных стаканов, то в них также будет действовать вакуум – наступит такт сосания. Через дроссельный канал Дк воздух начинает перетекать из камеры П4 в камеру П2. В результате этого разность давлений, действующая  на мембрану вниз  (показана стрелками), следовательно,   и   обусловленная   ею   результирующая сила, уменьшатся. Через некоторое время эта сила станет меньше силы, действующей  вверх на кольцевую площадь мембраны находящуюся над камерой П3  и  произойдет   переключение  клапана в верхнее положение (см. рис. 2.13 б). После этого через камеру П3, камеру П2, шланг переменного вакуума и  трубки переменного вакуума межстенные камеры доильных стаканов наполнятся воздухом, давление повысится до атмосферного (наступит такт сжатия) и воздух начнет перетекать из камеры П2 в камеру П4. Через некоторое время мембрана снова переключит  клапан К_н в нижнее положение и т. д.

По этой схеме  работает пульсатор доильного аппарата «Волга» (трехтактного). Третий такт –  такт отдыха – образуется за счет коллектора (см. рис. 2.11 в). Такт отдыха осуществляется коллектором за счет сокращения такта сжатия. При такте сжатия в камеру К4 коллектора и межстенные камеры доильных стаканов поступает воздух, и сосковая резина сжимается. Из-за инерционности клапанной системы и того, что площадь верхнего клапана коллектора значительно меньше площади мембраны, клапан переключится в нижнее положение с задержкой (продолжительность задержки является тактом сжатия). После переключения клапана в нижнее положение наступает такт отдыха, так как атмосферное давление поступит из камеры К3 через камеру К2, молочные трубки  в подсосковые камеры доильных стаканов. В обеих камерах доильных стаканов будет действовать атмосферное давление.

4. Трехтактный доильный аппарат «Волга»    Доильный аппарат «Волга» (рис. 2.16) состоит из двухкамерных доильных стаканов 5, коллектора 6, пульсатора 3, доильного ведра 1 с крышкой 2 и двух резиновых шлангов: воздушного 8 и молочного 7.    Доильный стакан (см. рис. 2.10) состоит из алюминиевой гильзы 1, сосковой резины 2, соединительного кольца 4, молочной трубки 3. Гильза имеет патрубок для соединения резиновой трубкой переменного вакуума с распределительно-управляющей камерой коллектора.    Рис. 2.16. Общий  вид доильного аппарата «Волга»: 1 – доильное ведро; 2 – крышка; 3 – пульсатор; 4 – зажим для включения аппарата в работу; 5 – доильные стаканы; 6 – коллектор; 7 - молочный шланг;         8 – шланг переменного вакуума   Сосковая  резина цилиндрической формы с диаметром соскового отверстия 23 мм; в верхней части имеется присосок,  во внутренней  полости которого всегда поддерживается вакуум, способствующий удержанию стакана на соске во время  такта отдыха.  Коллектор состоит из корпуса 1, крышки 6, скобы 10 с винтом 9 и клапанного механизма (рис. 2.17). Клапанный механизм включает стержень 11 и укрепленные на нем мембрану 4, резиновую шайбу 8 и резиновый двойной клапан 12, а также направляющую  3 с тремя отверстиями Æ 2 мм. Ход клапана 3 мм.  Рис. 2.17.  Коллектор аппарата «Волга: 1К – камера постоянного вакуума; 2К – камера переменного вакуума; 3К – камера постоянного атмосферного давления; 4К – камера переменного вакуума (распределительная-управляющая); 1 – корпус; 2 - патрубок для молочной трубки; 3 - направляющая; 4 – мембрана; 5 – патрубок входной для шланга переменного вакуума; 6 – крышка; 7 – патрубок для трубки переменного вакуума; 8 – шайба; 9 – винт; 10 - скоба; 11 – стержень клапана; 12 – двойной клапан; 13 – патрубок выходной для молочного шланга; 14 – отверстие, соединяющее камеры 2К и 1К при нижнем положении клапана.   Коллектор действует  от пульсатора и имеет четыре камеры: 1к — камеру постоянного вакуума; расположенную в нижнем (выходном) патрубке 13 и соединенную с вакуумной системой через ведро; 2к — камеру переменного вакуума (молочную), расположенную в корпусе 1 коллектора и с одной стороны всегда соединенную с подсосковыми камерами доильных стаканов, с другой стороны, в зависимости от положения  клапана эта камера может быть соединена с камерой 1к постоянного вакуума или через камеру Зк — с атмосферой; Зк — камеру атмосферного давления, расположенную между направляющей 3 и мембраной; через отверстия она всегда соединена с атмосферой; 4к — камеру переменного вакуума — распределительную, расположенную над мембраной в крышке коллектора и всегда соединенную с одной стороны с межстенными камерами доильных стаканов, а с другой — с камерой 2п переменного вакуума пульсатора. Пульсатор аппарата «Волга» мембранного типа (выполнен по второй схеме рис.2.13) (рис. 2.18) состоит из корпуса 11, крышки 10 с регулировочным винтом 6, подставки 2 и клапанного механизма, в который входят стержень 9 с клапанами (верхним 8 и нижним 3) и мембрана 7. Патрубок 12 подставки воздушным шлангом (магистральный) соединяется с вакуум-проводом, а патрубок 4 шлангом переменного вакуума – с коллектором. Ход стержня пульсатора 0,6—0,8 мм.           Пульсатор  имеет четыре камеры: Iп — камеру постоянного вакуума (входную), расположенную в корпусе 11 и подставке 2 и всегда соединенную с вакуумпроводом; 2п — камеру переменного вакуума (выходную), расположенную в пространстве между корпусом и мембраной и всегда соединенную с шлангом переменного вакуума с распределительной камерой коллектора 4к;  Зп— камеру атмосферного давления, расположенную во внутренней кольцевой выточке корпуса под мембраной и через отверстия в корпусе всегда соединенную с атмосферой; 4п — камеру переменного вакуума (управляющую), расположенную над мембраной в крышке пульсатора и соединенную с камерой 2п через дроссельный канал малого сечения, регулируемый винтом 6.           Доильное  ведро служит для сбора молока, сверху ведро герметически закрывается крышкой (рис. 2.19). Вакуум проходит в ведро через отверстие в крышке. Обратный клапан 3, приподнимаясь, не мешает выходу воздуха из ведра, но при внезапном понижении вакуума не пропускает воздух в ведро и предохраняет молоко от загрязнений. Клапан 6 служит для впуска воздуха перед снятием крышки с ведра. Рис. 2.18. Пульсатор  аппарата «Волга»: 1п – камера постоянного вакуума; 2п – камера переменного вакуума; 3п – камера постоянного атмосферного давления; 4п – камера управляющая (переменного вакуума); 1 – камера обратного клапана; 2 – подставка; 3 – нижний клапан; 4 – выходной патрубок (для шланга переменного вакуума);           5 – отверстие, соединяющее камеру 2п с 4п; 6 – регулировочный винт;  7 – мембрана; 8 – верхний клапан; 9 – стержень клапана; 10 – крышка; 11 – корпус; 12 – входной патрубок постоянного вакуума Частота переключений клапанов зависит от площади сечения  канала 5 (см. рис.2.18). Чем больше площадь сечения (т. е. чем больше будет отвернут регулировочный винт 6), тем больше будет и частота пульсаций, так как на установление необходимого давления в управляющей камере 4п потребуется меньше времени. В процессе работы оператор следит за частотой пульсаций и регулирует пульсатор, настраивая его на нормальный режим работы (60 пульсов в минуту).

5. Уход за санитарным состоянием доильной установки и молочного оборудования

Санитарная обработка  доильного оборудования производится после каждой дойки путем выполнения следующих операций:

• обмыть снаружи доильные аппараты теплой водой из разбрызгивателя, вставить стаканы в молочные головки и подготовить все оборудование к промывке;
• циркуляционно промыть горячим (60± 50С) раствором моющего средства для удаления белково-жировой пленки;
• продезинфицировать с целью уничтожения патогенной микрофлоры и снижения бактериальной загрязненности;
• ополоснуть водой для удаления остатков моющего и дезинфицирующего растворов.

Циркуляционная промывка моющее - дезинфицирующими растворами осуществляется в течение 10-15 минут.

Помимо промывки и дезинфекции доильную аппаратуру следует периодически разбирать, мыть и чистить вручную.

При циркуляционной промывке необходимо разбирать угловые патрубки, молокосборник, счетчик молока –  один раз в неделю, доильные аппараты – один раз в месяц.

Для предотвращения образования “молочного камня” промывку щелочным моющим средством чередуют с кислотным. При отсутствии кислотного моющего средства доильное оборудование промывают один раз в неделю 0,1-0,2%-ными растворами кислот (соляной, уксусной или серной) в течение 20-30 минут[9].

Необходимо строго соблюдать  концентрацию моющих, дезинфицирующих  средств и температуру воды для  промывки доильного оборудования, так  как применение повышенных концентраций, а также сильно холодной или горячей  воды приводит к изменению физико-химических свойств резинотехнических изделий и снижению качества молока.

Молочные охладительные  ванны, цистерны для сбора молока и другие емкости после каждого  использования обрабатывают вручную  в следующей последовательности:

а) ополаскиваются внутреннюю поверхность теплой водой для удаления остатков молока;

б) промываются 0,5%-ным  моющим раствором при температуре 45-50єС с помощью щеток;

в) смываются остатки  моющего раствора теплой водой;

г) продезинфицируются дезраствором;

д) промываются водопроводной водой до полного удаления дезинфицирующего средства.

При использовании в  качестве моющего вещества дезмола  дополнительная дезинфекция не требуется.

Не реже одного раза в  две недели следует полностью  разобрать доильные аппараты, тщательно  промыть и продезинфицировать все его детали, обратив особое внимание на сосковую резину. Резиновые детали проверяют на дальнейшую их пригодность, затем выдерживают в течение 30 минут в 1%-ном моющем растворе с температурой 70-80°С, после чего промывают с помощью ершей и щеток и ополаскивают горячей водой.