Игорь Николаев

Время на чтение: 3 минуты

А А

Аппараты значительно облегчают ручной труд при доении крупного и мелкого рогатого скота. Конструкция у оборудования простая, использовать его несложно. Каких-либо особых навыков не требуется. Принцип работы все доильных установок – вакуумный. При выборе аппарата всегда учитывают количество поголовья, скорость выдаивания, технические характеристики. Если фермер имеет мини-завод по переработке молока, то доильные установки приобретают с молочной магистралью, по которой сырьё идёт к месту переработки.

Чертеж доильного аппарата для коров

Доильная установка для коров состоит из стационарной и навесной части. Для доения в домашних условиях используют мобильное оборудование. Для его передвижения предусмотрена опорная рама на колёсах. Их два, с широкими или узкими шинами. Для устойчивости предусмотрены ножки.

Предпочтительнее выбирать колёса с широкими шинами, чтобы проходимость установки была выше.

В комплект доильного аппарата входят следующие модули:

• мотор электрический: работает от напряжения 220 В; в некоторых установках предусмотрен бензиновый двигатель: оборудование не зависит от сети; его используют для доения на пастбищах;
• насос;
• шланги вакуумной магистрали;
• вакуумметр;
• регулятор вакуума;
• ёмкость для сбора молока с крышкой; на крышке находится обратный клапан, к ней крепится пульсатор и ресивер;
• пульсатор;
• ресивер;
• коллектор;
• вакуумные и молочные патрубки;
• доильные стаканы.

Производители укомплектовывают оборудование дополнительными запасными частями: сосковой резиной, патрубками молочными и вакуумными, средством для мытья оборудования, ёршиками для очищения шлангов, стаканов и патрубков. При ответе на вопрос, как выбрать обращают внимание на тип насоса, наличие или отсутствие определённых составляющих в установке, качество выдаивания молока.

Выбор по типу насоса

Доильное оборудование работает от электромотора. Он требует напряжения 220 В. Мощность от 550 Вт до 750 Вт. Насос используют вакуумного сухого типа или масляный. Для оператора удобнее вакуумный насос сухого типа. За ним не требуется ухода, обслуживание сводится к ежегодному профилактическому осмотру.

Масляный насос необходимо проверять каждые 3 месяца: смазывать детали, определять состояние прокладки или кожаной манжеты. Для коров удобнее масляная помпа. Она работает не так шумно, как помпа сухого типа. Животные к нему привыкают быстрее.

Если выбирать между масляным или сухим оборудованием, то склоняются к вакуумному насосу сухого типа, но с глушителем.

В системе создаётся вакуумное давление. Оно измеряется вакуумметром. Оптимальное давление 50 кПа. Чтобы отрегулировать, уменьшить или увеличить давление предусмотрен регулятор. Данные составляющие должны быть обязательно в доильной установке. При малом давлении дойка будет неэффективной. При высоком давлении оборудование может прийти в негодность.

Насос для доильного аппарата

Наличие пульсатора

Обращают внимание на наличие в установке пульсатора. Процесс забора молока проходит в определённом режиме. Для того чтобы он был комфортным для животного, доение технологически приближают к естественному кормлению теленка. Он захватывает сосок, высасывает молоко. Пока телёнок глотает молоко, сосок остаётся в состоянии покоя. В минуту телёнок делает 64 сосательных движений и даёт корове отдохнуть.

Похожий режим доения создаёт пульсатор. Он порциями подаёт вакуум в доильные стаканы. Количество импульсов регулируется. В некоторых моделях пульсатора нет. Его заменяет насос. Количество пульсаций зависит от частоты работы поршня или других движущихся элементов. Отрегулировать импульсы невозможно.

Для фермера предпочтительнее оборудование без пульсатора. Оно стоит дешевле. Для коровы доение пройдёт комфортнее с пульсатором.

Выбор доильных стаканов

Навесное оборудование для дойки состоит из коллектора, молочных и вакуумных патрубков, доильных стаканов. Оборудование укрепляют на соски вымени коровы. Для того чтобы животному было комфортнее, выбирают аппараты со специальными приспособлениями, которые помогают удерживать его на вымени.

Доильные стаканы состоят из металлического корпуса и сосковой резины. Между ними находится полость. В неё поступает или выходит вакуум. Пульсатор подаёт воздух в полость, резина сжимается, захватывает сосок – это 1 так доения. Пульсатор забирает воздух, резиновая манжета отходит к стенкам стакана, постепенно отпуская сосок. В это время происходит сцеживание молока – это 2 такт доения. Если давление в вымени, в стакане и молочной трубке одинаковое, то сосок коровы находится в состоянии покоя – это 3 такт доения. Для животного такой режим забора молока более привычен, но оборудование стоит дороже.

Стаканы производят из нержавеющей стали или алюминия. Устройство из алюминия легче, но из стали прочнее. Сосковая манжета выполняется из пищевой резины или силикона. Силикон для коровы комфортнее, он мягче. Обязательно предусматриваются накладки на стаканы, чтобы металл не поранил вымя корове. В некоторых стаканы предусмотрены прозрачные пластиковые вставки. Через них определяют количество молока, которое даёт корова. Если молоко в стаканы не поступает, то доение закончилось.

Производители предлагают доильные аппараты для коров, нетелей, коз. Это разные модели. Размер стаканов у них неодинаковый. Высокие стаканы предназначаются для молочных коров с хорошо разработанным выменем и длинными сосками. Их не рекомендуют использовать для нетелей или для коз, у которых соски короче, чем у коров. В процессе доения стаканы поднимаются. Они могут соприкасаться с выменем и натирать кожу.

Синхронное или асинхронное доение?

Коллектор – это устройство, через которое подаётся вакуум и проходит молоко. В нём находится клапан. При его нажатии, включается доильный аппарат, вакуум начинает поступать в стаканы. Их надевают поочерёдно на вымя и начинают дойку.

При ручной дойке молоко сцеживается сначала с задних двух долей вымени, затем с передних двух долей. Для коровы этот метод доения привычен. Чтобы сохранить методику ручного доения при аппаратном заборе молока используют асинхронную работу стаканов. При этом из коллектора вакуум поступает сначала к 2 задним долям вымени, а затем к передним. Задние доли более развиты у коровы, поэтому процесс доения начинают с них.

При синхронном доении работают одновременно все 4 стакана. Для животного это неестественно, но скорость доения увеличивается. При этом корова может отдавать не всё молоко, требуется дополнительно её додаивать руками. Фермер решает самостоятельно, как проводить дойку, выбирает синхронный или асинхронный доильный аппарат для коров, но при этом необходимо иметь в виду, что для животного удобнее методика «ручной дойки».

Для одной или для двух коров?

В доильном оборудовании может быть один или два доильных аппарата. Процесс забора молока у 1 коровы составляет 6-8 мин. Если в хозяйстве не более 5 голов, то приобретают оборудование с 1 комплектом: 4 стакана, 1 коллектор. Дойка закончится уже через 30-40 мин.

Для поголовья до 30 коров приобретают доильные установки с 2 комплектами для доения. Они позволяют забирать молоко одновременно у 2 коров. Дойка закончится через полтора часа. При этом молоко собирается в 1 или 2 бидона.

Чтобы ускорить процесс, приобретают стационарные установки, которые работают от пульта. Коровы заходят в боксы. В них укреплены доильные аппараты. Оператор надевает стаканы на соски вымени, молоко идёт по магистрали на переработку или в холодильник. На крупных фермах оборудуют доильные залы. В них предусмотрен определённый порядок захода и выхода животных из зала, чтобы они не сталкивались, и оператор не перепутал коров с полным и пустым выменем.

Вакуумный насос предназначен для создания вакуума (разряжения) в системе за счет откачивания из нее воздуха. Вакуумный насос является движущей силой любого доильного оборудования.

Классификация насосов

Классифицируются вакуумные насосы следующим образом:

1. По конструкции:

2. По величине создаваемого разряжения:

• насосы низкого вакуума;
• насосы среднего вакуума;
• насосы высокого вакуума.

3. По назначению:

• «сухие»(для отсасывания газов);
• «мокрые» (для отсасывания газа вместе с жидкостью).

Пластинчато-роторные (масляные) насосы работают с использованием масла, а для работы водокольцевых насосов применяется вода.

Основными преимуществами водокольцевых насосов являются:

• отсутствие трущихся рабочих органов, т. к. уплотнением между ротором и статором является слой воды.
• экологичность
• компактность
• низкий уровень шума.

Однако водокольцевые насосы обладают более низким производительностью, сложны в эксплуатации и работают только при положительных температурах.

Схема водокольцевого вакуумного насоса

Пластинчато-роторные насосы отличаются высокой эксплуатационной надежностью и
высокой производительностью. Маслянные насосы могут работать при минусовых температурах.
Недостатками пластинчато-роторных насосов можно назвать:

• высокий уровень шума
• сложное сервисное обслуживание
• более высокая цена, по сравнению с водокольцевыми насосами.

Схема пластинчато-роторного насоса

1 - ротор; 2 - корпус; 3 - прямоугольные пластины; 4 и 7 - патрубки; 5 и 6 - рабочая полость насоса. Стрелками указано движение воздуха (области всасывания воздуха и нагнетания вакуума).

Вакуумные станции

Вакуумные станции устанавливаются в доильных системах для создания вакуумметрического давления. Они также применяются в других отраслях народного хозяйства, где требуется создание стабильного вакуума.
Вакуумные станции состоят из емкости для воды и насосного агрегата (вакуумного насоса), установленного на емкости и электродвигателя. В зависимости от требуемой мощности вакуумная станция комплектуется одним, двумя или большим количеством вакуумных насосов.

Машинное доение применяется на молочно-товарных фермах и комплексах. Оно выгодно даже в небольших хозяйствах, где содержится 5-10 животных.

Эта технология значительно увеличивает производительность труда, улучшает качество молока, облегчает труд человека. Основным механизмом, которое в ней используется, является доильная установка .

Доильные установки

Установка представляет собой комплект доильного оборудования, в который входят вакуумный насос с электроприводом, вакуумный баллон (ресивер), регулятор, трубопроводы и доильный аппарат, в количестве один, два или больше. Также имеются системы промывки и агрегаты первичной обработки полученного сырья. Работа всех промышленных и бытовых установок основана на использовании вакуума. Вакуум создается при помощи насоса мембранного, роторного, центробежного или поршневого типа. Пульсатор служит для того, чтобы направлять вакуум в нужное время в соответствующие камеры стаканов, обеспечивая тем самым чередование тактов.

Доильные аппараты

Доильный аппарат - это устройство для получения молока из вымени коровы или другого животного. Доильный аппарат для коров состоит из пульсатора, коллектора, ведра (16 - 40 л), шлангов и доильных стаканов (4 шт.), которые являются главными рабочими узлами. Каждый стакан состоит из двух трубок: наружной металлической и расположенной внутри нее резиновой (более современный вариант - металлический корпус и две сосковые резиновые трубки, внешняя и внутренняя). Пространство между этими трубками называется межстенной камерой, а между резиновой (внутренней) трубкой и соском животного - подсосковой камерой.

Доильный аппарат для коз устроен аналогично, с учетом биологических особенностей животного (в нем только 2 стакана).

По способу выдаивания аппараты делятся на трех- и двухтактные.

Трехтактные доильные аппараты

Устройства первой группы работают по следующей схеме. Во время первого такта (сосание) вакуум создается в обеих камерах, межстенной и подсосковой. Сосок втягивается в стакан и молоко выдаивается. При втором такте (сжатие) вакуум дается только в подсосковую камеру, а в межстенной - давление атмосферное. Сосок сжимается. На третьем такте (отдых) в обеих камерах вакуума нет, сосок отдыхает в естественном положении, кровообращение в нем восстанавливается. По времени такты распределяются следующим образом: 1-й - 60%, 2-й - 10%, 3-й - 30%. За 1 минуту совершается 60 пульсаций.

Двухтактные доильные аппараты

В двухтактном аппарате отдых не предусмотрен, есть только сосание и сжатие. Здесь за минуту проводится 80 пульсаций. Двухтактные устройства более производительны.

Однако у них выше вероятность заболевания коровы маститом при несвоевременном снятии стаканов. Трехтактные лучше соответствуют естественному процессу сосания вымени теленком. Они интенсивнее стимулируют молокоотдачу, способствуют раздою и повышению продуктивности животных.

Доильные установки могут быть передвижными или стационарными. Сбор молока - в бидоны (ведра) или молокопровод. При первом варианте 1 оператор обслуживает 16 - 20 особей, при втором - до 50 и более. Коровы во время доения располагаются в стойлах или станках. В последнем случае процесс происходит в специальных залах или на площадках, возможно, с использованием роботов. По числу коров в станке установка может быть индивидуальной или групповой. Станки делятся на подвижные (конвейеры) и неподвижные, могут располагаться по разным схемам: параллельной, радиальной, последовательной или под углом. На отечественные установки ставятся одинаковые доильные аппараты, с выбором наиболее подходящего из нескольких стандартных типов и разной степенью механизации.

Время доения одной коровы составляет от 4 до 6 минут. Интервал между доениями должен быть не меньше 5 ч. и не больше 12 ч.

Передвижные доильные установки

Передвижные доильные установки со сбором молока в бидоны монтируются на опорной раме, которая для удобства перемещения имеет одну-две ручки и два колеса. Они рассчитаны на одновременное доение одной или двух особей. Предназначены для индивидуальных и небольших фермерских хозяйств с оптимальным размером стада в 5 - 6 животных. Некоторые модели, например, Арго, оборудованные поршневыми двигателями, работают по упрощенной схеме. В них вакуум создается за счет движения поршня, а пульсацию в системе обеспечивает шариковый клапан.

Стационарные установки

Стационарные установки для доения в стойлах используются в случаях привязного, стойлово-лагерного или стойлово-пастбищного содержания животных. Молоко собирается в ведра или молокопровод, после чего отправляется на первичную обработку (очистка, охлаждение) и временное хранение. Преимущества: животных не надо перемещать к местам доения, к ним обеспечен более удобный подход.

При доении в ведра набор технических средств минимальный и недорогой. Недостатки:

• Большие затраты труда (на 1 доярку приходится максимум 30 голов).
• Повышается плотность соматических клеток и бактериальная обсемененность, снижается сортность и качество, падает стоимость молока.
• При переносе и переливании в танки, сырье контактирует с воздухом (часто зараженным), нарушаются санитарные требования.
• При технологии доения в ведра обычно применяются устаревшие доильные аппараты (Майга, Волга).
• Тяжело проконтролировать продуктивность каждой коровы.

При сборе молока в линейный молокопровод сырье не контактирует с воздухом, за счет чего улучшаются санитарно-гигиенические условия. Производительность труда повышается. Одна доярка может обслужить до 50 голов на системе с пневматическими пульсаторами и до 100 - при использовании современных доильных аппаратов, которые автоматически отключают и снимают стаканы.

Недостатки:

• В процессе транспортировки до танка-охладителя молоко теряет от 0,1 до 0,3% жирности.
• Повышенные требования к персоналу.

В хозяйствах с беспривязной системой содержания коров применяются доильные залы. За рубежом их доля среди установок разных типов доходит до 90%. Самые распространенные виды: Тандем, Елочка, Параллель и Карусель.

Тандем

Коровы стоят параллельно доильной яме. Доильный аппарат подключается сбоку. Количество обслуживаемых животных - 50-250 голов. В России применяется редко.

Достоинства:

• Хороший обзор корпуса, легкое чтение ушной бирки.
• Удобно автоматически раздавать концкорма.
• Каждое животное заходит и выходит индивидуально, группа не обязана ждать, пока обслужат самую тугодойную корову.

Недостатки:

• Фронт доения очень большой, 260 см на 1 особь, из-за этого снижается интенсивность работы дояра.
• Длинная доильная яма и, соответственно, помещение, требуют больших расходов на строительство.
• Дорогое оборудование (в расчете на 1 пост).

Елочка

Универсальная и недорогая технология. Животные ставятся к доильной яме под углом 30 или 60 градусов. В первом случае фронт доения составляет 110 см, во втором - 80 см. Аппарат подключается, соответственно, сбоку или сзади. Животные выходят по одному или группой. Молочная линия располагается снизу, при этом на каждый пост ставится «свой» доильный аппарат. Или сверху (Топ Свинг), тогда один аппарат работает на 2 поста. Количество обслуживаемых животных: от 150 до 600 (Топ Свинг - до 1000) голов. На сегодняшний день это самый распространенный тип доильного зала, как в России, так и за границей.

Преимущества:

• Малый фронт доения.
• Недорогое оборудование.
• Широкий размерный ряд.
• Большое число вариантов организации процесса дает возможность учесть производственные условия.

Недостатки:

• Максимальное число обслуживаемых животных ограничено.
• Оператор работает недостаточно интенсивно.

Параллель

По сравнению с Елочкой, это более индустриальная технология. Фронт доения - 70 см. Оператор максимально защищен. Требуется обязательная организация быстрого выхода. Число обслуживаемых животных - от 500 до 1200 голов. Поэтому, в связи с укрупнением хозяйств, данная модель становится все более популярной.

Достоинства:

• Малый фронт доения.
• Интенсивная работа оператора.
• Стоимость оборудования (на единицу производительности) того же порядка, что и у Елочки.
• Широкий размерный ряд.
• Рамная конструкция более прочная, так как рассчитана на интенсивную работу.

Недостатки:

• Помещение должно быть широким.
• Высокие требования к форме вымени животного.

Карусель

Это доильный зал конвейерного типа. Животные располагаются на вращающейся платформе, в постах по кругу, головами к центру. Оператор может быть в центре платформы («вращающаяся елочка») или снаружи («вращающаяся параллель»). Фронт доения сокращается до нуля, так как корова сама подъезжает к оператору, который подключает аппараты, оставаясь на месте. Вращающаяся параллель лучше подходит для интенсивной работы с большим поголовьем. У вращающейся елочки - классическое боковое подключение аппаратов и лучшая визуализация. Она применяется для конвейерного производства на небольшом поголовье.

Достоинства:

• Поточная технология с высокой интенсивностью работы.
• Максимальная производительность в единицу времени.

Недостатки:

• Повышенные требования к подготовительному этапу строительства, а также к уравниванию показателей животных по строению вымени, молокоотдаче и продуктивности.
• Сравнительно большие затраты на 1 пост.

Доильный робот

Самый современный тип доильного оборудования, который только начинает завоевывать популярность - роботы. Первая промышленная модель появилась в Голландии в 1992 году (Lely NV). Доильный робот - это рука, способная совершать движения в трех измерениях в доильном боксе.

В комплект также входят:

• Система очистки вымени и сосков.
• Весы.
• Механизм для надевания и снятия стаканов.
• Контрольные сенсорные приборы.
• Идентификационное устройство.
• Компьютер с соответствующим ПО.

Человек непосредственно в процессе дойки не участвует. Корова сама определяет, когда ей надо зайти в доильный бокс. С помощью специальной камеры удается распознать любую форму вымени и найти местоположение сосков даже у беспокойных особей. Один робот обслуживает 60 - 70 коров, надаивает в день около 2,5 тн молока.

Виды роботизированных систем:

• Один бокс с одним роботом-рукой.
• Несколько боксов с одним роботом для обслуживания всех.
• Несколько боксов с таким же количеством роботов, объединенных в одну систему.

По прогнозам специалистов, к 2025 году фермы с количеством животных 50-250 голов перейдут на использование доильных роботов.

При выборе доильного оборудования надо обращать внимание на следующие условия:

• Скорость доения и пропускная способность (производительность).
• Цена не только доильной установки, но также ее обслуживания.
• Унификация агрегата и его ремонтопригодность. Возможность замены узлов и расходных материалов.
• Интенсивность работы оператора - сколько времени уходит на обслуживание 1 особи.
• Наличие сервиса и персонала достаточной квалификации.
• Особенности установки: режим доения, скорость молокоотдачи, возможности по учету молока, автоматическое снятие стаканов и другие.
• Соответствие агрегата типу содержания животных - привязное, беспривязное.

Доильное оборудование - это не прихоть, а необходимость. Без него невозможно организовать эффективную работу молочно-товарной фермы. При покупке агрегата, в каждом конкретном случае, надо руководствоваться правилом, которое гласит: нет хороших или плохих доильных установок (они все хорошие), есть правильный или неправильный выбор.

Вакуумная система доильных установок представляет собой совокупность взаимосвязанных трубопроводов и устройств для создания измерения и регулирования вакуума. Элементами вакуумной системы являются: трубопроводы; резервуар вакуумный баллон; вакуумный насос; приборы для измерения вакуумметр и регулирования вакуума вакуум регулятор. Одним из условий повышения эффективности работы доильных машин является обеспечение в процессе доения стабильности вакуума. Требования к конструкции вакуумной системы: Для уменьшения потерь тем самым...

Если эта работа Вам не подошла внизу страницы есть список похожих работ. Так же Вы можете воспользоваться кнопкой поиск

ЛЕКЦИЯ № 19

тема: вакуумные системы доильных установок

ПЛАН:

Вакуумные системы доильных установок и элементы их расчета.

Назначение и классификация вакуумных насосов.

Основы расчета ротационного вакуумного насоса.

Уход за доильным оборудованием.

ЛИТЕРАТУРА.

Белянчиков Н.Н. Механизация технологических процессов. - М.: Агропромиздат, 1989, Раздел 2, гл. 7. §5.

1. Вакуумные системы доильных установок и элементы их расчета.

Вакуумная система доильных установок представляет собой совокупность взаимосвязанных трубопроводов и устройств для создания, измерения и регулирования вакуума.

Элементами вакуумной системы являются: трубопроводы; резервуар (вакуумный баллон); вакуумный насос; приборы для измерения (вакуумметр) и регулирования вакуума (вакуум регулятор).

Одним из условий повышения эффективности работы доильных машин является обеспечение в процессе доения стабильности вакуума .

Требования к конструкции вакуумной системы:

Для уменьшения потерь (тем самым уменьшений колебаний вакуума) сеть должна:

иметь наименьшую длину;

иметь минимальные потери давления воздуха в системе за счет наиболее рациональной схемы и оптимального диаметра трубопровода на всех участках сети;

отличаться простотой, надежностью конструкций соединения труб;

иметь наименьшее число поворотов и минимально допустимое количество арматуры (кранов, задвижек и т.д.).

Исследованиями установлено, что чем выше вакуум и объем пространства, и меньше длина вакуумной системы, тем совершеннее конструктивная схема вакуумной системы (с точки зрения стабильности в ней вакуума).

Сопротивления в воздухопроводе делят на распределенные (трение воздуха о стенки) и местные.

Потери давления на преодоление сопротивления от трения воздуха о стенки труб:

Коэффициент сопротивления зависит от характера движения воздуха в трубе:

а) при ламинарном движении

б) при турбулентном движении

Местные потери давления:

Расход воздуха пневмосистемой доильной установки определяется по приближенной формуле:

где 1,35 – коэффициент несовершенства пульсатора и коллектора, допускающих утечки воздуха; – частота пульсаций, пул/с; – начальный объем воздуха при атмосферном давлении, заключенный в камерах и трубах одного доильного аппарата, м 3 ; – коэффициент, учитывающий протечки воздуха из вакуумной системы доильной установки вследствие недостаточной герметичности; n да – количество доильных аппаратов.

Коэффициент определяется по формуле:

где;

– утечки в соединениях труб; – подсосы воздуха между сосковой резиной и соском; – подсосы воздуха через доильные стаканы при их одевании; – подсосы при случайном спадании шлангов и стаканов; – потеря подачи вакуума в жаркое время суток из-за разжижения смазки в насосе; – потеря подачи вакуума из-за повышения температуры насоса при длительной непрерывной работе.

Таким образом – суммарные потери примерно равны по величине расходу воздуха аппаратом. В связи с этим коэффициент увеличения запаса подачи вакуумного насоса принимаем равным 2 – 3, то есть

Степень неравномерности расхода воздуха определяется по формуле:

где – число лопаток.

Насосы типа РВН – (4 лопатки) имеют неравномерность 31 %. Для снижения влияния которой в систему необходимо включить вакуум-баллон емкостью 20 – 25 л.

Диаметр вакуумпровода определяется по формуле:

где – полная длина вакуумпрвода, м; – объем воздуха, протекающего через трубопровод, м 3 /мин.

Потребное количество вакуумных насосов для поддержания устойчивого режима в системе:

где – производительность вакуумного насоса при заданной величине вакуума.

Заслуживает внимания такая система распределения вакуума в доильных установках, при которой каждый вакуумный насос имеет свое назначение и включается в вакуумную линию самостоятельно. Один насос служит для транспортирования молока, другой – для работы доильного аппарата, третий – для автоматизации доильной установки. Такое распределение вакуумных насосов позволяет иметь в системе постоянный уровень вакуума и гарантирует бесперебойную работу оборудования, работающего от вакуума.

2. Назначение и классификация вакуумных насосов.

Вакуумный насос предназначен для создания вакуума (разряжения) в системе за счет откачивания из нее воздуха.

Классифицируются вакуумные насосы следующим образом:

1. По конструкции

Поршневые;

Инжекторные;

Ротационные.

В свою очередь ротационные насосы подразделяются на 4 типа:

Пластинчатые;

Водокольцевые;

С катящимся поршнем;

Двух-роторные.

2. По величине создаваемого разряжения

Насосы низкого вакуума;

Насосы среднего вакуума;

Насосы высокого вакуума.

3. По назначению

- «сухие»(для отсасывания газов);

- «мокрые» (для отсасывания газа вместе с жидкостью).

4. По характеру использования

Стационарные;

Передвижные.

До 1952 года доильные установки в нашей стране комплектовались вакуумными насосами поршневого типа. Они отличались большими размерами и металлоемкостью; имели быстроизнашивающиеся механизмы - кривошипно-шатунный механизм и механизм воздухораспределителя.

В настоящее время на доильных установках получили наибольшее распространение ротационные лопастные насосы марок РВН – 40/350; УВУ – 60/45; ВЦ – 40/130 и другие.

Принципиальная схема ротационного вакуумного насоса.

Такими вакуумными насосами можно получить вакуум порядка 97 – 99 %, механический к.п.д. 0,8 – 0,9.

Производительность РВН – 40/350 при вакууме 50 кПа составляет 11,1 дм 3 /с (40 м 3 /ч).

Унифицированная вакуумная установка УВУ – 60/45 может работать в 2-х режимах: при вакууме 53 кПа обеспечивать производительность 60 или 45 м 3 /ч (достигается изменением частоты вращения ротора путем замены шкива клиноременной передачи на валу электрического двигателя).

Водокольцевой насос (ВВН) с жидкостным поршнем.

1 – выхлопная труба;

2 – вакуумный провод;

3 – ротор;

4 – статор;

5 – водяное кольцо;

6 – охладитель воды.

Здесь смазки не требуется. Уплотнение между ротором и статором достигается слоем воды.

Недостаток : низкий к.п.д. (0,48 – 0,52); работать могут только при положительной температуре.

Основными характеристиками вакуумных насосов являются производительность, металлоемкость и энергоемкость.

3. Основы расчета ротационного вакуумного насоса.

Полезный объем камеры всасывания определяется по формуле:

где – диаметр статора;

– эксцентриситет;

– длина ротора.

При числе лопаток и угловой скорости, производительность лопастного насоса равна:

М 3 /с.

или, м 3 /с.

Наибольшее распространение получили 4-х полостные (=4) вакуумные насосы, при = 90 0 (то есть лопасти перпендикулярны друг другу).

Тогда:

М 3 /с.

Анализ : теоретическая производительность вакуумного насоса прямо пропорциональна его геометрическим размерам и частоте вращения ротора.

Производительность, приведенная к условиям вакуума в системе, будет меньше. Это уменьшение учитывается манометрическим коэффициентом:

где – барометр (атмосферное давление, кПа); – вакуум в системе, кПа.

Чем выше, тем < , а следовательно и меньше производительность.

Кроме того, действительная производительность вакуум–насоса зависит от степени наполнения всасывающей камеры, которая учитывается коэффициентом наполнения. Значение зависит от конструкции насоса и определяется экспериментальным путем.

Тогда, действительная производительность вакуумного насоса (4-х лопастного, при = 90 0 ) равна:

М 3 /с.

так как в доильных установках применяется вакуум от 350 мм.рт.ст. до 500 мм.рт.ст., то; .

Мощность, потребная для привода вакуумного насоса:

КВт или,

где – крутящий момент, обусловленный сопротивлением всасывания, Нм; – угловая скорость ротора, рад/с; – к.п.д. вакуумного насоса и электрического двигателя с передачей (= 0,75 – 0,85); – производительность, м 3 /с; – величина вакуума, Па.

Крутящий момент определяется по формуле:

где – расчетная величина вакуума, Н/м 2 .

Зависимости производительности насоса и потребляемой мощности от угловой скорости ротора

Механическая характеристика вакуум-насоса напоминает характеристику вентилятора, а нагрузочная диаграмма – параллельная прямая оси абсцисс после пуска

Нагрузочная диаграмма.

Потребная на привод насоса мощность зависит от величины вакуума

4. Уход за доильным оборудованием.

С целью поддержания в порядке системы доения необходимо выполнять определенные правила ухода и использовать моющие средства.

Моющие средства.

Требования к ним:

Обладать высокими моющими свойствами;

Быть безвредными для здоровья человека;

Не изменять свойств молока;

Не разрушать материал оборудования;

Быть дешевыми и удобными в эксплуатации.

Моющие средства.

Используются высокощелочные моющие средства (основная часть – едкий натрий NaOH ); умеренно – щелочные моющие средства; нейтральные моющие средства и кислые средства (раствор азотной, соляной и уксусной кислот) для удаления молочного камня.

Дезинфицирующие средства.

1. Хлорная известь;
2. Гипохлорит натрия;
3. Гипохлорит кальция;
4. Хлорамин Б.

Процесс ухода включает следующие операции:

1. Ополаскивание оборудования чистой водой;
2. Промывка моющими растворами;
3. Ополаскивание;
4. Дезинфекция;
5. Ополаскивание.

EMBED CorelDRAW.Graphic.11

EMBED CorelDRAW.Graphic.11

Мишуков Станислав Вадимович

Электроэнергетический факультет Ставропольский государственный аграрный университет г. Ставрополь, Россия

Аннотация: В статье описаны вакуумные насосы, применяемые в доильных установках. Их преимущества и недостатки, а так же приведены наиболее актуальные модели насосов отечественного и зарубежного производства. Материалы статьи могут быть полезными для преподавателей и студентов, интересующихся работой доильных установок, в частности вакуумных насосов.

Ключевые слова: доильная установка, ротационный вакуумный насоса вакуумный насос, водокольцевой вакуумный насос

Vacuum pumps in milking machines

Mishukov Stanislav Vadimovich

student, StGAU Stavropol, Russia

Abstract: In article the vacuum pumps used in milking machines are described. Their advantages and shortcomings, and are also given the most actual models of pumps of domestic and foreign production. Materials of article can be useful to the teachers and students who are interested in operation of milking machines, in particular vacuum pumps.

Keywords: milking machine, rotational vacuum pump vacuum pump, water ring vacuum pump

Современную молочную ферму невозможно представить без машинного доения. Машинное доение коров - процесс, при осуществлении которого доильный аппарат работает во взаимодействии с организмом животного. Доение происходит 2 – 4 раза в день по 4 – 5 мин на протяжении жизни животного. За сравнительно короткое время доения, рецепторы вымени и соска животного сильно раздражаются, что оказывает большое влияние на продуктивность коровы. Поэтому для эффективного доения требуется возбуждение полноценного рефлекса молокоотдачи у лактирующих коров перед доением и ликвидация причин, ведущих к преждевременному торможению рефлекса.

Помимо этого, эффективность доения во многом зависит от обслуживающего персонала, который должен знать не только основы физиологии, образования молока и молокоотдачи, но и принцип работы машин и оборудования для доения коров. В настоящее время для доения коров применяют самые различные доильные установки. Выбор типа доильной установки зависит от размера фермы, продуктивности животных, способа их содержания и климатических условий.

Современная доильная установка работает на переменном вакууме, который создается вакуумным насосом. Основная задача вакуумного насоса заключается в создании разрежения (вакуума) в системе взаимосвязанных трубопроводов и устройств для создания, измерения и регулирования работы доильной установки. Классифицируются вакуумные насосы следующим образом:

1. По конструкции – поршневые; инжекторные; кулачковые; ротационные.

2. По величине создаваемого разряжения – насосы низкого вакуума; насосы среднего вакуума; насосы высокого вакуума.

3. По назначению – «сухие» (для отсасывания газов); «мокрые» (для отсасывания газа вместе с жидкостью).

4. По характеру использования – стационарные; передвижные.

Первые доильные установки комплектовались поршневыми вакуумными насосами. Они были большими и металлоемкими, имели быстроизнашивающиеся механизмы. Позже на доильных установках стали устанавливать ротационные лопастные насосы марок РВН–40/350; УВУ–60/45; ВЦ–40/130 и др. (рис. 1).

Производительность РВН–40/350 при вакууме 50 кПа составляет 11,1 дм 3 /с (40 м 3 /ч), механический к.п.д. составляет 0,8 – 0,9. Унифицированная вакуумная установка УВУ – 60/45 может работать в 2-х режимах: при вакууме 53 кПа обеспечивать производительность 60 или 45 м3/ч (достигается изменением частоты вращения ротора путем замены шкива клиноременной передачи на валу электрического двигателя).

Такие насосы имеют ряд недостатков:

• Повышенная чувствительность к нарушению нормальных зазоров;
• Наличие трущихся рабочих органов;
• Низкая производительность;

Эти недостатки были исключены применением в доильных установках водокольцевых вакуумных насосов (ВВН) (рис. 2).

В этих насосах уплотнение между статором и ротором достигается слоем воды. Однако они обладают невысоким КПД (0,48–0,52), сложны в эксплуатации и могут работать только при положительных температурах.

Современные производители предоставляют огромный выбор вакуумных насосов. Отечественная компания ООО "СЛАСНАБ" поставляет:

• НВМ-70/75 насосы вакуумные водокольцевые для доильных установок;
• НВА-75-1 агрегаты вакуумные водокольцевые (на 100 коров);
• НВУ-75-2 установки вакуумные водокольцевые (на 200 коров).

Компания ООО "Агро-Сервис-1" производит роторно-пластинчатый вакуумный насос УВД 10000 (рис. 3).

Зарубежная компания «POMPETRAVAINI» является одним из мировых лидеров в производстве водокольцевых вакуумных насосов (рис. 4). Компанией производятся:

• Одноступенчатые вакуумные насосы серии TRM;
• Одноступенчатые вакуумные насосы серии TRVX/TRMX;
• Двухступенчатые вакуумные насосы серии TRH.

Компания «Elmo Rietschle» предлагает покупателю водокольцевые насосы серии L, выполненные из высококачественной нержавеющей стали и обеспечивающие стабильные технические характеристики в течение долгих лет работы (рис. 5).

Таким образом, основой любой доильной установки является вакуумный насос, создающий необходимое разряжение в вакуумной системе. От вакуумного насоса зависит производительность доильной установки, ее надежность и уровень шума. В настоящее время на рынке представлено огромное количество самых различных вакуумных насосов, что позволяет совершенствовать старые и разрабатывать новые доильные установки на их основе.

Список литературы:

1. Гринченко В. А. Обоснование базовой конструкции линейного электродвигателя // Theoretical & Applied Science. - 2013. - Т. 1. - №11 (7). - С. 58-60.

2. Гринченко В. А., Мишуков С. В. Расчет статической силы тяги линейного электродвигателя новой конструкции // Новые задачи технических наук и пути их решения. - Уфа: Аэтерна, 2014. - С. 18-20.

3. Никитенко Г. В., Гринченко В. А. Линейный двигатель возвратно-поступательного движения с регулированием амплитуды колебаний якоря // Методы и технические средства повышения эффективности использования электрооборудования в промышленности и сельском хозяйстве. - Ставрополь: Агрус, 2009. - С. 407-410.

4. Никитенко Г. В., Гринченко В. А. Результаты исследования линейного двигателя для вакуумного пульсатора доильного аппарата // Методы и технические средства повышения эффективности использования электрооборудования в промышленности и сельском хозяйстве. - Ставрополь: Агрус, 2010. - С. 268-272.

5. Никитенко Г. В., Гринченко В. А. Статика электромеханических процессов в линейном электродвигателе для привода пульсатора доильного аппарата // Методы и технические средства повышения эффективности использования электрооборудования в промышленности и сельском хозяйстве. - Ставрополь: Агрус, 2011. - С. 199-202.

6. Пат. 2357143 Российская Федерация, МПК8 F 16 К 31/06. Электромагнитный клапан / Никитенко Г. В., Гринченко В. А.; заявитель и патентообладатель Ставроп. гос. аграр. ун-т. - № 2007141983/06; заявл. 12.11.07; опубл. 27.05.09.

7. Пат. 2370874 Российская Федерация, МПК8 H 02 K 33/12. Линейный двигатель / Никитенко Г. В., Гринченко В. А.; заявитель и патентообладатель Ставроп. гос. аграр. ун-т. - № 2008112342/09; заявл. 31.03.08; опубл. 20.10.09.

8. Пат. 82990 Российская Федерация, МПК8 А 01 J 7/00. Регулятор вакуума / Никитенко Г. В., Гринченко В. А.; заявитель и патентообладатель Ставроп. гос. аграр. ун-т. - № 2008150545/22; заявл. 19.12.08; опубл. 20.05.09.