ДОИЛЬНАЯ МАШИНА

ДОИЛЬНАЯ МАШИНА применяется для механического доения коров (см. Доение). Упоминание о доильной "машине" встречается ещё в 1837. В разное время появлялись Д. м., работающие по принципу механического выжимания молока, но практического применения эти машины нигде не получили. В 1860 появилась Д. м., действующая при помощи вакуума (высасывания), а в 1895 был изобретён пульсатор, периодически прерывающий вакуум. С тех пор Д. м., работающие по принципу высасывания молока пульсирующим вакуумом, стали быстро распространяться.

Основным рабочим органом Д. м. является доильный стакан, к-рый надевается на сосок ж-ного. Все современные Д. м. по типу применяемого доильного стакана разделяют на 2 основные группы: однокамерные и двухкамерные.

Однокамерные Д. м. имеют конусообразные стаканы (металлические или стеклянные), в к-рых посредством вакуума и пульсатора то создаётся разрежение, за счёт к-рого происходит истечение молока, то восстанавливается нормальное атмосферное давление, при к-ром сосок "отдыхает" от механических воздействий.

Двухкамерные Д. м. имеют доильные стаканы (рис. 1), состоящие из наружного металлического цилиндра 1 и внутренней резиновой трубки 2 (сосковая резина). Если надеть на сосок такой доильный стакан, то в нём образуются 2 камеры: внутреннее подсосковое пространство 4, соединяемое обычно со шлангом постоянного вакуума, и межстенное пространство 3, образующееся между стенками цилиндра 1 и трубки 2. Межстенное пространство соединяется со шлангом переменного вакуума. На рис. 1 приведена схема работы доильного стакана Д. м., у к-рой во время 1-го такта (рис. 1, а) в обеих камерах доильного стакана создаётся вакуум (30 см ртутного столба), и под его воздействием происходит высасывание из соска молока, к-рое по молочному шлангу поступает в доильное ведро. Во время 2-го такта (рис. 1, б) в подсосковом пространстве остаётся вакуум, а в межстенном пространстве создаётся (пульсатором) атмосферное давление, вследствие чего сосковая резина сжимается, зажимает кончик соска, и вытекание молока прекращается. Сжатие резины начинается внизу и распространяется кверху. Такой характер сжатия создаёт нек-рый полезный массаж соска, но длительность этого массажа очень незначительна, и кровообращение в соске не восстанавливается: сосок всё время испытывает сильное воздействие то от вакуума, то от вакуума и сдавливания, вследствие этого кончик соска сплющивается, появляются местные раздражения кожи и т. п.

Рис. 1. Схема работы двухкамерного доильного стакана доильной машины: а - 1-й такт (сосание); б - 2-й такт (сжатие); 2 - наружный цилиндр; 2 - сосковая резина; 3 - межстенное пространство; 4 - подсосковое пространство

Эти недостатки устранены в новой советской 3-тактной Д. м. конструкции ВИМЭ, разработанной лауреатами Сталинской премии В. Ф. Королёвым, В. С. Красновым и Д. Д. Мартюгиным.

Д. м. ВИМЭ основана на сочетании принципов работы 1-камерной и 2-камерной Д. м. Работа доильного стакана её протекает по 3-тактному циклу: 1-й такт - сосание (рис. 2, а), 2-й такт - сжатие (рис. 2, б) и 3-й такт - отдых (рис. 2, в). При 3-м такте в подсосковом и межстенном пространствах доильного стакана создаётся атмосферное давление, сосок отдыхает, нормально сокращается, и в нём восстанавливается нормальное кровообращение. Сосковая резина во время 3-го такта полностью расправлена, т. е. находится в положении, аналогичном положению её при такте сосания, но на сосок при этом ничто не действует и истечение молока не происходит. Третий такт добавлен, в основном, за счёт такта сжатия, к-рый в 3-тактной Д. м. сохранён, но продолжительность его сведена к минимуму, и, т. о., в нём сохранилась только самая полезная его часть - массаж соска. Работа 3-тактной Д. м. приближается, по принципу воздействия на вымя коровы, к сосанию телёнка. Многолетняя эксплоатация 3-тактной Д. м. в ряде х-в подтвердила положительные качества её и доказала, что этой машиной можно доить всех здоровых коров с нормальным выменем.

Рис, 2. Схема работы доильного стакана 3-тактной доильной машины ВИМЭ: о - 1-й такт (сосание); б - 2-й такт (сжатие); в - 3-й такт (отдых)

Рис. 3. Трёхтактная доильная машина ВИМЭ (общий вид): 1 - доильное ведро; 2 - пульсатор; 3 - коллектор; 4 - доильные стаканы; 5 - магистральный шланг; 6 - молочный шланг; 7 - шланг переменного вакуума; 8 и 9 - патрубки

Длительность тактов в 3-тактной Д. м. составляет: сосание 45%, сжатие 15% и отдых 40% всего времени 1 периода пульсации. Число пульсаций колеблется в пределах от 45 до 60 в минуту.

Распределение вакуума и атмосферного давления по камерам доильного стакана и создание 3-го такта происходят в коллекторе (молокосборнике) (рис. 3, 5 и 7), а создание переменного (пульсирующего) вакуума - в пульсаторе (рис. 3, 5 и 6), установленном на крышке доильного ведра.

На рис. 4 приведено схематическое изображение доильной установки. Двигатель (электрический) 1 приводит в действие воздушный вакуум-насос 2, к-рый выкачивает воздух из трубопровода 4. Для выравнивания вакуума между насосом и трубопроводом ставится вакуум-баллон 3, к-рый смягчает толчки вакуума и, кроме того, служит резервуаром для сбора воды, конденсирующейся на стенках трубопровода или попадающей в него при промывке. В зависимости от системы Д. м. вакуум в трубопроводе д. б. равен 25 - 42 см ртутного столба. У 3-тактной

Д. м. ВИМЭ наибольший вакуум в трубопроводе составляет 35 см ртутного столба, а под соском при такте сосания 33 см. Для контроля величины вакуума, на трубопроводе, вблизи насоса, ставится вакуум-метр и предохранительный клапан (вакуум-регулятор), препятствующий переходу вакуума за допустимый предел. На трубопроводе ставятся также краники (обычно по 1 на 2 Д. м.), на к-рые надеваются резиновые шланги, присоединяющие Д. м. к трубопроводу.

Рис. 4. Доильная установка: 1 - двигатель (электрический); 2 - вакуум-насос; 3 - вакуум-баллон; 4 - трубопровод; 5 - доильные краники; 6 - вакуум-метр; 7 - доильная машина

Рис. 5. Рабочая схема 3-тактной доильной машины (показан такт отдыха): А - доильный стакан; Б - коллектор (1 - камера постоянного вакуума; 2 - камера переменного вакуума, 3 - камера постоянного атмосферного давления; 4 - камера переменного вакуума); В - пульсатор (1 - камера постоянного вакуума; 2 - камера переменного вакуума; 3 - камер постоянного атмосферного давления; 4 - вспомогательная камера переменного вакуума)

Д. м. (рис. 3) состоит из доильного ведра 1 с крышкой, пульсатора 2, коллектора (молокосборнике) 3, четырёх доильных стаканов 4, магистрального шланга 5, молочного шланга 6, шланга переменного вакуума 7 и патрубков 8 и 9, Рабочая схема Д. м. представлена на рис. 5.

Пульсатор (рис. 6) 3-тактной Д. м. состоит из камеры постоянного вакуума 2, камеры переменного вакуума 2, камеры постоянного атмосферного давления 3 и вспомогательной камеры переменного вакуума 4, Пульсатор действует след. образом. При включении Д. м., в камере 1 образуется вакуум; стержень 16 под действием своего веса опущен, и жёстко соединённый с ним клапан 18 открыт. Поэтому в камере 2 также образуется вакуум, резиновая мембрана 14 под действием атмосферного давления плотно прижимается к корпусу пульсатора, закрывая верхний клапан. Камера 2 соединена особым каналом с круговыми выточками 8 и 9 и далее узким каналом 7 с камерой 4. Поэтому вакуум будет постепенно создаваться и в камере 4. По мере нарастания вакуума в камере 4, давление воздуха, прижимавшее мембрану 14 к основанию пульсатора, будет уменьшаться. Когда в камере 4 создастся достаточный вакуум, мембрана изогнётся кверху, поднимет при этом стержень 16, открыв верхний клапан и плотно закрыв клапан 18. При новом положении стержня 16 давление в камере 2 скачкообразно изменится на атмосферное, т. к. воздух из камеры 3, соединённой с атмосферой, быстро заполнит камеру 2, из к-рой атмосферное давление передастся по шлангу переменного вакуума через патрубок 11 в коллектор (рис. 5, Б). Одновременно, благодаря каналу 7, атмосферное давление начнёт постепенно создаваться и в камере 4, вследствие чего вакуум в ней будет постепенно уменьшаться, и в нек-рый момент мембрана расправится, а стержень 16 опустится вниз, закроет верхний клапан и откроет нижний, после чего цикл начнёт повторяться. Т. о., пульсатор действует автоматически. Длительность тактов (пульсаций) регулируется винтом 10, изменяющим сечение канала 7; при уменьшении сечения канала число пульсаций в 1 мин. уменьшается. Пульсатор в 3-тактной Д. м. установлен на крышке доильного ведра, причём камера 1 отделена от ведра обратным клапаном, препятствующим попаданию воздуха из трубопровода в ведро.

Рис 6. Пульсатор 3-тактной доильной машины: 1 - камера постоянного вакуума; 2 - камера переменного вакуума; 3 - камера постоянного атмосферного давления; 4 - вспомогательная камера переменного вакуума; 5 - корпус пульсатора; 6 - крышка пульсатора; 7 - канал в крышке пульсатора; 8 и 9 - круговые выточки (каналы) в крышке и корпусе пульсатора; 10 - регулиррвочный винт; 11 - патрубок переменного вакуума; 12 - патрубок постоянного вакуума; 13 - отверстия для соединения камеры 3 с атмосферой; 14 - резиновая мембрана; 15 - металлическая шайба; 16 - стержень; 17 - резиновая шайба; 18 - нижний клапан

Коллектор (рис. 5 и 7) 3-тактной Д. м. по устройству аналогичен пульсатору, но действует не автоматически, а принудительно от пульсатора. В коллекторе имеется камера постоянного вакуума 1 (молочная трубка), соединённая трубкой 18 с доильным ведром, камера переменного вакуума 2, соединяемая, в процессе работы Д. м., попеременно с камерой 1 и камерой 3, камера постоянного атмосферного давления 3, постоянно соединённая через отверстие 13 с атмосферой, и камера переменного вакуума 4, соединённая с камерой 2 (рис. 5) переменного вакуума пульсатора. Из камеры 4 вакуум но трубкам 16 распределяется по межстенным пространствам доильных стаканов, а из камеры 2 вторичный (т. е. регулируемый непосредственно в коллекторе, а не пульсаторе) вакуум по трубкам 17 распределяется по подсосковым пространствам доильных стаканов. Молоко из доильных стаканов через камеру 1 по трубке 1% отсасывается в доильное ведро.

Рис.7. Коллектор 3-тактной доильной машины: 1 - камера постоянного вакуума; 2 - камера переменного вакуума; 3 - камера постоянного атмосферного давления; 4 - камера переменного вакуума; 5 - корпус коллектора; 6 - направляющая стержня и перегородка; 7 - крышка коллектора; 8 - тяги; 9 - штифты тяги; ю - крючок; 11 - стержень с клапанами; 12 - нижний клапан; 13 - отверстия для соединения камеры 3 с атмосферой; 14 - резиновая шайба; 15 - резиновая мембрана; 16 - 17 - 18 - патрубки; 19 - верхний клапан; 20 - отверстие в перегородке 6

Для работы Д. м. по 3-тактному циклу необходимо, чтобы атмосферный воздух поступал в подсосковое пространство доильного стакана не одновременно с поступлением атмосферного воздуха в межстенное пространство, а неск. запаздывая (опоздание до 15 % периода пульсации), что обеспечивает такт сжатия. Запаздывание этой фазы цикла создаётся в коллекторе спец. конструкцией клапана 19 ("механизм запаздывания"), 1-й такт начинается в момент, когда из камеры 2 (рис. 5) пульсатора вакуум передастся в камеру 4 коллектора, вследствие чего мембрана 15 (рис. 7) изогнётся кверху, клапан 19 плотно закроется, а нижний клапан 12 откроется. В камерах 2 и 4 коллектора образуется вакуум. В межстенном и подсосковом пространствах доильного стакана, соединённых с камерами 2 и 4 коллектора, также будет вакуум, что соответствует такту сосания. 2-й т а к т в след. момент в камере 2 пульсатора вакуум скачкообразно изменяется на атмосферное давление, к-рое с нек-рой скоростью переходит по шлангу в камеру 4 коллектора и далее в межстенные пространства доильных стаканов - наступает такт сжатия. 3-й такт. При дальнейшем понижении вакуума в камере 4 коллектора мембрана 15 расправится, и стержень 11 опустится, откроет клапан 19, закрыв клапан 12; камера 2 коллектора соединится с камерой 3, и атмосферное давление перейдёт через камеру 2 и трубки 17 в подсосковые пространства,- наступит такт отдыха сосков. Затем в камеру 4 коллектора опять перейдёт из пульсатора вакуум, и цикл начнёт повторяться.

Вакуум-насос. Для 3-тактной Д. м. применяется обычно насос поршневого типа, но м. б. применён и вакуум-насос ротационного типа. В СССР для 3-тактной Д. м. применяются также водокольцевые ротационные вакуум-насосы. Преимущество их заключается в том, что они более компактны, требуют меньше места для установки (размещаясь на стенном кронштейне), допускают непосредственное соединение с электрическим двигателем и потребляют меньшую мощность.

В доильную установку, рассчитанную на 100 коров, входит след. оборудование: электродвигатель мощностью в 3 квт, вакуум-насос, вакуум-баллон, вакуумметр, предохранительный клапан (вакуум-регулятор), 10 Д. м. с вёдрами (ёмкость ведра 16 л), трубопровод из труб диам. в 25 мм, общей дл. в 150 м, краники и приспособления для сборки и разборки доильных стаканов. Для механизации доения коров на пастбище, в СССР обычно пользуются т. н. полустационарными доильными установками, для чего монтируют их на пастбище под временным навесом.

Эффективность Д. м. Машинное доение коров значительно облегчает работу доярок, повышая производительность их труда примерно в 2 раза. Повышение производительности труда при машинном доении по сравнению с ручным тем больше, чем выше продуктивность коров. Преимущество машинного доения заключается также в том, что при правильном уходе за Д. м. молоко получается более высокого качества - чистое, количество бактерий значительно меньше.

Эксплоатация Д. м. При эксплоатации Д. м. особое внимание нужно обращать на чистку и дезинфекцию её после каждой дойки и на замену изношенных резиновых деталей новыми. При промывке Д. м. её приключают к вакууму и, опустив доильные стаканы в ведро с холодной водой, пропускают через них 3 - 5 л воды. Далее пропускают точно так же 3 - 4 л содового раствора и чистят ершами внутреннюю поверхность доильных стаканов и резиновых трубок. После вторичного пропуска через Д. м. новой порции содового раствора, через неё пропускают горячую (до 60°) чистую воду, в к-рой промывают все части Д. м. Кроме того, через 4 - 5 дней Д. м. полностью разбирают (кроме пульсатора) и все части её промывают в горячей воде и содовом растворе и чистят ершами. Уход за вакуум-насосом сводится к своевременной смазке его профильтрованным автолом и устранению всех неисправностей, обнаруженных во время работы (стуков, ослабления креплений и др.).

Во время работы не следует допускать нагревания насоса свыше 80°.

При пуске Д. м. в работу выполняют след. операции: пускают насос и проверяют величину вакуума. Затем промывают Д, м. (с помощью вакуума) горячей водой. Далее обмывают вымя у коровы, вытирают его полотенцем и сдаивают первые (обычно наиболее загрязнённые) струйки молока руками в отдельную посуду. Затем, поставив доильное ведро недалеко от передних ног коровы, надевают магистральный шланг на кран и включают последний. Кран на крышке ведра д. б. закрыт. При включении магистрального крана начинает работать пульсатор; убедившись в нормальной работе его, перекидывают через крестец коровы шнур для подвязки стаканов. Далее, захватив рукой все стаканы так, чтобы в них не мог пройти воздух (за счёт перегибов и прижатия резиновых патрубков), открывают кран на крышке ведра и надевают стаканы на соски. Процесс доения 1 коровы продолжается обычно 5 - 7 минут. После снятия доильных стаканов необходимо вручную промассировать вымя и произвести контрольное додаивание.

Литература: Аронович Н., О работе исполнительного механизма электродоильной машины, М., 1936; Механизация трудоёмких процессов в животноводстве [Сб.], М., 1940; Руководство по механическому доению коров [Сост. коллектив работников ВИМЗ], М., 1939.