Для извлечения молока из вымени коровы с целью его последующего использования применяется ручное, а также машинное доение. При машинном доении используются вакуумные доильные установки.
Простая доильная установка [рис. 1] состоит из двигателя (вакуумный насос (3) с электродвигателем (1) и приводом), трансмиссии (вакуум-магистраль (4)), рабочего органа – доильного аппарата с исполнительными органами (доильные стаканы (9)). Подключение доильного аппарата к вакуум-магистрали осуществляется посредством воздушного крана. Контроль уровня вакуума производится с помощью вакуумметра (8), а его глубина устанавливается вакуум-регулятором (16). Колебания вакуума, возникающие при работе вакуум-насоса (3), сглаживает вакуум-баллон (5).
Рис. 1. Схема доильной установки.
1) – Электродвигатель;
2) – Ограждение;
3) – Вакуум-насос;
4) – Вакуум-магистраль;
5) – Вакуум-баллон;
6) – Выпускная труба;
7) – Диэлектрическая вставка;
8) – Вакуумметр;
9) – Доильный стакан;
10) – Коллектор;
11) – Молочный шланг;
12) – Вакуумный шланг;
13) – Доильное ведро;
14) – Пульсар;
15) – Магистральный шланг;
16) – Вакуум-регулятор;
17) – Воздушный кран.
К вакуумным трубопроводам через два метра подключены краны, к которым подсоединяется доильный аппарат. От конструкции доильного аппарата зависит тактность работы доильной машины. Исполнительным органом доильного аппарата является доильный стакан.
Широкое использование нашли двухкамерные доильные стаканы с цилиндрическим либо коническим корпусом. В нём расположена сосковая резина, изготовленная в виде трубки с присоском в верхней части и сужающаяся книзу. Образованное между корпусом и сосковой резиной пространство называется межстенным (межстенная камера). Оно соединяется с коллектором и пульсатором доильного аппарата посредством резиновых патрубков. Пространство внутри сосковой резины называется подсосковым (подсосковая камера). Оно соединяется с молочной камерой коллектора, а также доильным ведром посредством резиновых патрубков и трубки.
Принцип работы доильного стакана. Под действием вакуума требуемой величины в межстенной и подсосковой камерах из соска вымени выделяется молоко. Происходит такт сосания. После пуска воздуха в межстенную камеру происходит сжатие сосковой резины, массирование соска и задержка выделения молока – такт сжатия [рис. 2, а].
Рис. 2. Схема работы двухкамерного доильного стакана.
А) – В двухтактном аппарате;
Б) – В трёхтактном аппарате;
1) – Резиновая манжета;
2) – Стакан;
3) – Сосковая резина;
4) – Соединительное кольцо;
5) – Смотровой конус;
6) – Патрубок;
7) – Уплотнительное кольцо.
Пульсатор автоматически обеспечивает чередование тактов сосания и сжатия. Доильная установка функционирует в режиме двухтактного доильного аппарата.
Впуск воздуха в подсосковую камеру доильного стакана выравнивает давление в камерах, и оно приближается к атмосферному, при этом сосковая резина занимает своё первоначальное положение – такт отдыха.
Автоматический пульсатор и коллектор обеспечивают смену тактов сосания, сжатия и отдыха. Доильная установка работает в режиме трёхтактного доильного аппарата [рис. 2, б].
Несмотря на то, что доильные машины с двухтактным аппаратом имеют большую производительность, чем трёхтактные, однако отсутствие такта отдыха в процессе неправильной эксплуатации установки может привести к травмированию сосков вымени, а также к заболеванию маститом. В том случае, когда у доильной машины отсутствует функция автоматического отключения доильного аппарата при прекращении поступления молока (сухое доение) – оператор должен вовремя его отключить.
Для доения коров используется трёхтактный доильный аппарат «Волга» [таблица 1], унифицированный аппарат АДУ-1 (двух- и трёхтактного режимов доения), аппарат ДАЧ-1 (для почетвертного доения), лечебный доильный аппарат ЛПДА-2УВЧ. Меньшее распространение получили аппараты низковакуумной системы (НВС), двухтактные аппараты М-66 «Импульса» (для попарного доения), стимулирующие аппараты АДС-1.
Таблица 1. Технические характеристики доильных аппаратов.
| Показатель | «Волга» | АДУ-1 | АДС-1 | НВС | М-66 «Импульса» |
| Число тактов | 3 | 2/3 | 3 | 2 | 2 (попарное доение) |
| Частота пульсов в 1 минуту | 60±5 | 60-80/60 | 55-60 | 60±5 | 45±5 |
| Частота стимулирующих импульсов в 1 минуту | — | -/- | 600±60 | — | — |
| Значение разрежения, кПа | 53 | 48/53 | 47-49 | 43±2 | 49-51 |
| Длина сосковой резины, мм | 155 | 155/155 | 155 | 155 | 180 |
| Соотношение тактов ко времени цикла, %: | |||||
| сосание | 64 | 65-70/60 | 70 | 68 | 50 |
| сжатие | 11 | 35-30/10 | 30 | 32 | 50 |
| отдых | 25 | -/30 | — | — | — |
| Среднее время выдаивания коровы, мин | 5-7 | 3-5/5-7 | 4-5 | 4-6 | 6 |
| Масса подвесной части аппарата, кг | 1,7 | 2,6-2,0 | 2,9 | 2,6 | 2,8 |
Унифицированный доильный аппарат АДУ-1 используется для машинного доения коров на всех типах отечественных доильных установок. Он выпускается как в двухтактном, так и в трёхтактном исполнениях (унификация аппаратов составляет до 60%). Доильные установки АДМ-8, ДАС-2Б, УДА-8А «Тандем», УДА-100 «Карусель», УДА-16 «Ёлочка» и УДС-3А (модификации 02, 03, 10, 11) комплектуются аппаратами двухтактного исполнения.
Аппаратами АДУ-1 трёхтактного исполнения комплектуются доильные установки АД-100А и УДС-3А (модификации 01, 04, 09).
В состав доильного аппарата АДУ-1 входят четыре доильных стакана, коллектор, пульсатор, резиновые шланги и патрубки. Доильные установки, где при доении молоко собирается в переносное ведро, комплектуются также доильным ведром. В установках, при доении на которых молоко собирается в молокопровод, доильный аппарат комплектуется совмещённым краном-ручкой, посредством которого происходит одновременное подключение доильного аппарата к молоко- и вакуумпроводам.
Доильный стакан имеет в своём составе корпус-гильзу и сосковую резину с патрубком. Корпус-гильза выполнена из нержавеющей стали. Сосковая резина составляет единое целое с патрубком. В её конструкцию входят чулок (часть сосковой резины, которая надевается на сосок вымени) и молочный патрубок. Это позволяет облегчить разборку/сборку доильного стакана.
Коллектор предназначается для сбора молока из доильных стаканов. Двухтактный коллектор оснащён двумя камерами [рис. 3]:
1) — молокосборная камера Iк;
2) — распределительная камера IIк.
Рис. 3. Схема работы двухтактного аппарата.
А) – Такт сосания;
Б) – Такт сжатия;
I) – Камера постоянного вакуума;
II) – Камера переменного вакуума;
III) – Камера атмосферного давления;
IV) – Камера переменного вакуума;
1) – Резиновый шланг;
2) – Резиновая прокладка;
3) – Ведро;
4) – Дроссель;
5) – Мембрана;
6) – Вакуумный магистральный шланг;
7) – Клапан;
8) – Канал;
9) – Резиновый шланг;
10) – Резиновый шланг;
11) – Корпус стакана;
12) – Резиновый шланг;
13) – Обратный клапан;
Iк) – Молокосборная камера;
IIк) – Распределительная камера коллектора;
П) – Подсосковая камера доильного стакана;
М) – Межстенная камера стакана.
Двухтактный коллекторный аппарат АДУ-1 (отличительные особенности):
1) – увеличенный объём молочной камеры (её основание изготовлено из прозрачного материала);
2) – возможность наблюдения за процессом доения;
3) – шайба клапана изменённой конструкции (позволяет упростить перевод аппарата из положения «Промывка» в положение «Доение» и наоборот).
Трёхтактный коллектор оснащён четырьмя камерами:
I) – Камера постоянного вакуума;
II) – Молокосборная камера (переменного вакуума);
III) – Воздушная камера (постоянного атмосферного давления);
IV) – Распределительная камера (переменного вакуума).
На крышке распределительной камеры имеется кран-клапан, который необходим для подключения/отключения коллектора и доильных стаканов.
Пульсатор предназначается для преобразования постоянного вакуума в переменный, который необходим для работы коллектора и доильных стаканов, а также для создания тактов сосания и сжатия. Он выполнен из пластмассы и снабжён четырьмя камерами:
I) – Камера постоянного вакуума;
II) – Камера переменного вакуума;
III) – Камера атмосферного давления;
IV) – Камера переменного вакуума (управляющая).
Двухтактный доильный аппарат АДУ-1 отличается от трёхтактного не только конструктивно, но и по принципу работы коллектора, а также по режиму работы пульсатора. В двухтактном аппарате пульсатором должна обеспечиваться частота 70±8 пульсов в минуту. Требуемая частота пульсации достигается с помощью дроссельной канавки в кольце (изготавливается с высокой точностью) и резинового кольца (уплотняет дроссельную канавку).
Схема работы двухтактного аппарата представлена на рис. 3. Вакуум от магистрали по шлангу (6) [рис. 3, а] перемещается в камеру (I) пульсатора. Резиновая мембрана (5) под давлением воздуха поднимает клапан (7), вакуум проходит в камеру (II) и по шлангу распространяется через распределительную камеру (IIк) коллектора в межстенные пространства (М) доильных стаканов.