Доильные машины. Основы конструкции. Вакуум и поток молока

ДОИЛЬНЫЕ МАШИНЫ

Принципы работы трех главных типов машин похожи. Каждая имеет: насос для перемещения воздуха из вакуумпровода, регулятор вакуума и емкость для сбора молока, которое поступает во время доения.

(b) Milking pipeline (cowshed and parlour)

Рисунок 1

Основы конструкции

Принципом работы доильной машины является извлечение молока из вымени коровы под вакуумом. Машины разрабатываются, чтобы создать постоянный вакуум на кончик соска для высасывания молока наружу и транспортировки его в подходящую емкость, а также для создания внешнего воздействия на весь сосок, чтобы сохранить циркуляцию крови.

Доильная установка состоит из: трубопроводной системы, различных сосудов и других компонентов, которые вместе обеспечивают передвижение молока и воздуха. Перемещения воздуха и молока в системе происходит главным образом благодаря вакууму. Таким образом, силы атмосферного давления воздуха и силы внутрицистериального давления молока вместе вызывают истечение молока.

Для продолжения этого действия необходимо извлечение воздуха и молока из системы с заданными скоростями.

Несмотря на то, что доильные машины собраны в системы, как показывает их большое разнообразие, они имеют похожие основные компоненты. Воздух перемещается вакуумным насосом при заданной скорости. В ведро или прямо из машины молоко перемещается разъединяющей молочной емкостью; в молокопроводе и счетчиках молоко перемещается молочным или центробежным насосом.

На рис. 1 показан поток воздуха и молока через три основных типа машин во время нормального доении. Из доильных стаканов, через короткие молочные трубки молоко поступает в коллектор, а затем в ведро машины. В коллекторе происходит подсос воздуха, а в ведре разделение молока и воздуха, молоко остается в ведре а воздух извлекается в вакуумпровод. Пульсатор, который обычно располагается на крышке ведра, периодически впускает воздух в камеры доильного стакана через длинную пульсирующую трубку. Для контроля определенного уровня воздуха в системе используют регулятор вакуума, который устанавливается на вакуумпроводе ближе к доильным единицам.

Вакуум и поток молока

Когда молоко из коллектора извлекается в трубопровод, то при этом вакуум под соском может заметно снизиться из-за веса молока находящегося в длинной молочной трубке. Падение вакуума может снижаться благодаря отверстию, небольшого диаметра, в корпусе коллектора.

Кроме отверстий в коллекторе, воздух может извлекаться из доильных стаканов помимо соска, а также когда изменяется уровень молока в молочной емкости. При плохом обслуживании машины могут происходить утечки воздуха в соединениях или в сборочных единицах. Для того чтобы сохранить рабочий вакуум, вакуумный насос извлекает воздух, поступающий в систему, сжимая его так что он может разрядиться до атмосферного.

В трубопроводе доильных машин структура потока похожа, как и в ведре доильного аппарата. Кроме того, поток молока и воздуха от каждого коллектора идет либо в измерительный сосуд, где воздух и молоко разделяются, либо через молокопровод в общую емкость, где также происходит их разделение. В дальнейшем к этой единице воздух не допускается, когда используется молочный насос с разгрузочным клапаном. Другие типы разгрузочных клапанов (например, управляющая камера пульсатора и двухсторонний груз) допускают воздух.

Где воздух и молоко транспортируются вместе, то структура потока имеет сложную форму, в зависимости от различных факторов, особенно от соотношения объемов воздуха и молока. Считается нормальным, если скорость подсоса воздуха в коллекторе составляет от 4 до 8 л/мин. Скорость потока молока для быстродойной коровы составляет около 6 л/мин, давая соотношение воздух : молоко от 0,7:1 до 1,2:1. В конце доения, когда скорость потока молока снижается до 0,25 л/мин, соотношение воздух : молоко становиться от 16:1 до 32:1. Соотношение воздух : молоко становиться особенно важным, где молоко от коллектора поднимается в молокопровод и измерительные машины, кроме тех которые имеют низкий уровень расположения молокопровода. Подъем жидкости, в отличии от газа, влечет потерю потенциальной энергии, и это компенсируется изменением вакуума. Таким образом, подъем столба молока в вакуумной системе на высоту 1 м., вызывает снижение вакуума порядка        10 кПа. Поэтому, если рабочий вакуум составляет 51 кПа, то он будет всего 41 кПа (рис.2). Это падение вакуума значительно снижается, подмешиваем воздуха. Если соотношение воздух : молоко составляет 1:1, то вес молока в столбе составляет половину и вакуум упадет только на 5 кПа, если соотношение 9:1, то вакуум упадет на 1 кПа.

Поток жидкости под вакуумом не идет против гравитации (т.е. вверх), кроме столба который наполняется через трубу. В трубе, которая содержит воздух и молоко, возникают воздушные пробки, размер которых зависит от соотношения                       воздух : молоко.