1. Мета роботи: вивчити будову, принцип дії та регу­лювання доїльних апаратів, засвоїти правила їх складан­ня і розбирання.

Лабораторна робота 8

ДОЇЛЬНІ АПАРАТИ

1. Мета роботи: вивчити будову, принцип дії та регу­лювання доїльних апаратів, засвоїти правила їх складан­ня і розбирання.

2 Обладнання: доїльні апарати ДА-ЗМ «Волга», ДА-2 «Майга», АДУ-1 стенд, що імі­тує принцип дії апарата; фрагмент доїльної машини.

2. Зміст роботи.

У господарствах України зараз використовуються такі доїльні апарати: тритактний ДА-ЗМ «Волга», двотактні ДА-2 «Майга», АДУ- 1 в різних модифікаціях.

Доїльні апарати (виконавчі елементи доїльної машини) призначені для виведення молока з вимені через дійки за допомогою вакууму. Вони мають підвісну частину (рис. 80 і 81), до якої входять колектор та комплект молочних і вакуумних трубок, молочний і повітряний шланги, з'єднані кільцями, та ручку, на якій встановлено пульсатор і за допомогою якої апарат підключають до повітряного і молочного трубопроводів. До складу доїльної апаратури може також входити пристрій для зоотехнічного обліку молока УЗМ-1А. Його включають послідовно, в лінію молочногошланга.

Якщо доїння здійснюється не в загальний молокопро­від, а в переносні відра, то ручку підключення не встанов­люють, а пульсатор розміщують на кришці відра, з'єдна­ній повітряним і молочним шлангами з підвісною частиною апарата. Відро шлангом сполучається також вакуум-проводом. Незалежно від тину, марки та конструктивних особ­ливостей, основні елементи доїльних апаратів мають чітко визначені функції:

доїльні стакани — видоюють молоко;

колектор — розподіляє вакуум у міжстінкові камери доїльних стаканів, збирає від них молоко і спрямовує його в молочний шланг. Крім того, у випадку тритактного до­їння забезпечує періодичну подачу атмосферного повітря в піддійкові камери доїльних стаканів і цим самим створює такт відпочинку;

пульсатор — перетворює постійний вакуум у пульсую­чий, тобто такий, що чергується з атмосферним тиском;

молочні та повітряні шланги і трубки (комплект) спо­лучають перелічені вище вузли в єдину систему (доїльний апарат) і одночасно є магістралями для проходження по­вітря та молока.

В останні роки замість доїльних апаратів ДА-ЗМ «Вол­га» і ДА-2М «Майга» використовується уніфікований до­їльний апарат АДУ-1, який має ряд модифікацій. У цьому апараті збільшено об'єм камер колектора в 1,5 раза, діаметр молочних і повітряних патрубків (по­рівняно з ДА-2М); використовується нова конструкція до­їльного стакана із суцільно металевою гільзою з нержавіючої сталі та суміщену з молочною трубкою дійкова гума; пульсатор не має регулювання частоти пульсацій. Це знач­но спрощує обслуговування апарата.

Доїльний апарат АДУ-1 складається.з чотирьох доїль­них стаканів, колектора, пульсатора, комплекту молочних і вакуумних шлангів та трубок, а також доїльного відра (у разі доїння в переносні відра).

Таблиця 1 – ТЕХНІЧНА ХАРАКТЕРИСТИКА ДОЇЛЬНИХ АПРАТІВ

Доїльний стакан має лише дві деталі: металеву гільзу з патрубком для повітряної трубки та дійкову гуму з молочною трубкою. У місці надівання на патрубок колектора молочна трубка має потовщення для збільшення міцності та строку служби. На молочній трубці перед дійковою гумою є три кільцеві буртики для періодичного
, у міру спра­цювання, натягування дійкової гуми. Гарантійний строк служби дійкової гуми — один рік з дня виготовлення, в тому числі 900 год чистої роботи (доїння). Після спрацю­вання дійкову гуму замінюють новою.

Доїльний стакан має дві камери: піддійкову — всередині дійкової гуми та міжстінкову — всередині гільзи навколо дійкової гуми.

Пульсатор — мембранного типу, з нерегульованою частотою пульсації. Він складається з корпуса, ка­мери керування, гумового кільця, кришки, прокладки, кла­пана, обойми, мембрани, повітряного фільтра, гайок та кришок.

На корпусі є патрубки для сполучення з вакуум-прово­дом і встановлення фільтра (повітряного), а також змін­ного вакууму, що з'єднується з колектором.

Пульсатор має чотири камери. Встановлюють його на кришці доїльного відра або на спеціальній рукоятці, за допомогою якої апарат під­ключають до системи трубо­проводів.

Колектор призначений для зведення потоків молока від 4-х дійок в один та розподілення тисків між доїльними стаканами. У колекторі е дві камери: І_к — змінного вакуумметричного тиску та ІІ_К — постійного вакуумметричного тиску, Перша розміщена в розподільнику і сполучена, патрубка­ми і трубками з міжстінковими камерами доїльних стака­нів, а також шлангом з камерою змінного вакууму пуль­сатора. Друга знаходиться в прозорому корпусі, постійно з'єднується молочними трубками з піддійковими камерами доїльних стаканів, а молочним шлангом — з відром чи мо­локопроводом.

Принцип роботи доїльного апарата АДУ-1 в двотактному варіанті такий (рис. 84). При підключенні доїльного апарата до вакуум-проводу повітря відсмоктується з доїль­ного відра 8, молочного шланга 20, камери ІІ_К колектора (клапан колектора перед цим слід підняти) та піддійкових камер 15 доїльних стаканів.

Одночасно повітря відсмок­тується з камери І_п пульсатора. У камері ІУ_П пульсатора в цей час атмосферний тиск. Під дією різниці тисків над і під мембраною (у камері І_П — вакуум, а в камері ІV_П— атмосферний тиск) вона прогнеться вверх і підніме кла­пан 4.

При цьому камера ІІ_П роз'єднається з камерою ІІІ_п і з'єднається з камерою І_п. Тоді вакуумуються камера І_п пульсатора, патрубок 24, повітряний шланг 10, розподіль­на камера ІУ_К колектора, повітряні трубки 11, міжстінкові камери 14 доїльних стаканів. Отже, у піддійкових 15 і міжстінкових 14 камерах створюється вакуум. Дійкова гума стає прямою, за рахунок вакууму сфінктер дійки відкри­вається і розпочинається такт ссання. Під дією вакууму молоко відсмоктується з молочних цистерн дійок і по мо­лочній трубці надходить у камеру колектора, а потім по шлангу 20 — у доїльне відро 8. Повітря крізь кільцеву щі­лину навколо стержня клапана 18 підсмоктується в каме­ру І_к і сприяє інтенсивному відведенню молока з колектора в доїльне відро.

Поступово повітря відсмоктується нерегульованим ка­налом 7 з камери керування ІУ_П пульсатора. В результаті цього тиск повітря на мембрану з боку камери ІУ_П змен­шується і під дією атмосферного тиску з камери. ПІ_П кла­пан 4 опускається. При цьому він роз'єднує камери змін­ного вакууму ІІ_п та І_п і одночасно сполучає камеру ІІ_П з ІІІп атмосферного тиску. Повітря з камери ІІ_П пульсатора шлангом через розподільну камеру ІУ_К колектора потрап­ляв» у міжстінкові камери доїльних стаканів. Оскільки в піддійкових камерах 15 підтримується вакуум, а в міжстінковій камері 14 утворюється атмосферний тиск, то під дією різниці тисків дійкова гума стискає дійку і закриває її сфінктер. Відбувається такт стиску: дійкова гума маса­жує дійки. Завдяки цьому прискорюється кровообіг в дійках і припуск молока в молочні цистерни.

Одночасно повітря з камери ІІ_п пульсатора по кана­лу 7 надходить до камери керування ІV_П. Площа клапана, що знаходиться під дією атмосферного тиску з боку каме­ри ІІІп, значно менша за площу мембрани з боку камери

ІУ_П, тому мембрана прогинається вверх. При цьому переміщує­ться вверх і клапан пу­льсатора. Він знову роз'єднує камери ІП_П і ІІп, а камеру ІІ_П з'єд­нує з камерою І_п. Вна­слідок цього в міжстінкових камерах стаканів знову створюється вакуум і починається но­вий цикл з такту ссан­ня. Процес доїння пов­торюється.

Доїльний апарат АДУ-1 тритактного ви­конання відрізняється від попереднього варі­анту складнішою будо­вою колектора (рис. 85). Після підключен­ня апарата до вакуум­ної системи повітря від­смоктується з доїльно-молочного шланга 8, камери І_к колектора. Одночасно по­вітря відсмоктується патрубком з камери І_п пульсатора. Поки в камері ІV_П пульсатора діє атмосферний тиск, вна­слідок різниці тисків (у камері І_п — вакуум, а в ІV_П — ат­мосферний тиск) мембрана 3 прогинається вверх і піднімає клапан 1. При цьому камера І_п роз'єднується з камерою ІІІп і сполучається з камерою ІІ_п. Вакуум з камери ІІ_П по­вітряним шлангом 7 через розподільну камеру колектора ІV_К і повітряними патрубками 11 поширюється у міжстінкові камери доїльних стаканів.

Різниця тисків із боку камер ІІІ_К та ІV_К колектора при­зводить до піднімання мембрани. При цьому клапан сполучає камери І_к і ІІ_К колектора, повітря відсмоктується з ка­мери ІІ_К і. вакуум створюється у піддійкових камерах до­їльних стаканів. Тобто в обох камерах доїльних стаканів установлюється вакуум. Дійкова гума буде прямою, сфінк­тери дійок відкриються і здійсниться такт ссання.

Молоко відсмоктується з дійок спочатку в колектор і молочним шлангом 8 транспортується в доїльне відро 5 або молокопровід.

Одночасно повітря відсмоктується через канал 4 з керуючої камери ІV_П пульсатора. Внаслідок цього тиск по­вітря на мембрану пульсатора з боку камери ІV_П зменшує­ться. При досягненні необхідного значення вакуумметричного тиску в камері ІV_П клапан І під дією атмосферного тиску з боку камери ІІІ_П опускається, роз'єднуючи камери ІІ_П та І_п і одночасно сполучаючи останню з камерою ІІІ_П атмосферного тиску. Повітря з камери ІІ_п по шлангу над­ходить у розподільну камеру ІV_К колектора та в міжстін­кові простори доїльних стаканів. Спочатку в піддійкових кхмерах ще зберігається вакуум У результаті різниці тис­ків дійкова гума деформується і виведення молока припи­няється. Відбувається такт стиску. Його роль відповідна попередньому варіанту доїльного апарата.

Тиск у камерах ІІІ_К і ІV_К зрівнюється. Клапай 16 завдяки різниці тисків у камерах ІІк і ІІІк колектора та під дією власної ваги опускається і перекриває отвір, яким з'єднуються камери І_к і ІІ_К. При цьому повітря з камери ІІІ_К надходить до камери ІІ_К, а потім у піддійкові камери
доїльних стаканів. У міжстінкових камерах доїльних стаканів також атмосферний тиск. При цьому здійснюється такт відпочинку. Молочні цистерни дійок заповнюються новими порціями молока. Кровообіг у дійках нормалізується. На цьому процес не зупиняється.

Повітря з камери ІІ_П пульсатора через канал 4 посту­пово заповнює камеру ІУ_П, внаслідок чого тиск у ній під­вищується. Настає момент коли в результаті різниці тисків над і під мембраною вона прогнеться вверх і клапан 1 зно­ву роз'єднає камери ІІІ_п та ІІ_П і з'єднає останню з каме­рою Іп. Знову вакуум створюється в камері ІV_К колектора і розподіляється в міжстінкові камери доїльних стаканів. Технологічний цикл повторюється з такту ссання.

Доїльний апарат АДУ-1-03 — низьковакуумний. Його розроблено на базі доїльних апаратів ДА-2 «Майга» і АДУ-1. Відрізняється від них будовою колектора та пульсатора.

У пульсаторі між корпусом 2 (рис. 87) та кришкою 7 встановлено кільце 6 і гумову прокладку. На верхній час­тині кільця є одна кільцева канавка, аз нижнього боку дві дросельні канавки, з'єднані між собою. Довжина і переріз дросельної канавки визначають швидкість зміни положення мембранно-клапанного механізму та частоту пульсацій. Частота пульсацій не регулюється.

Колектор, має клапан 4 (рис. 88), встановлений в напрямному отворі корпуса 5. Зверху на стержні клапана є мембрана 3, розміщена в розподільній камері. Остання фіксується на корпусі гвинтом 1 кронштейна. Клапанний механізм періодично (при такті стиску) впускає повітря в молочну камеру колектора.

Після підключення доїльного апарата до вакуум-проводу вакуумуються доїльне відро, молочні шланг та камера колектора, а також піддійкові простори доїльних стаканів (рис. 89).

Одночасно з цим вакуум створюється в камері І_п пульсатора. Під дією різниці тисків з боку камер ІV_П та І_п мембрана прогинається вверх. При цьому камера ІІ_П сполучається з камерою І_ш але ізолюється від камери ІІІ_П.

Вакуум з камери П_п пульсатора поширюється крізь шланг і розподільну камеру колектора у міжстінкові простори доїльних стаканів. Мембрана колектора піднімається і кла­пан перекриває доступи повітря в молочну камеру. В міжстінкових і піддійкових камерах доїльних стаканів вста­новлюється однаковий вакуумметричний тиск

. Стінки дійкової гуми випрямляються, здійснюється такт ссання. Мо­локо відсмоктується з дійок і транспортується у доїльне відро або молокопровід. Повітря відсмоктується також з камери ІV_П пульсатора дросельним каналом, який з'єднує її з камерою ІІ_П. Коли в камері ІV_П величина вакууму до­сягне відповідного значення за рахунок тиску повітря з бо­ку камери ІІІп, клапан опуститься і перекриє з'єднання камер ІІ_П і Іп, але з'єднає першу з камерою IIІ_п. Тоді по­вітря з камери Шп надійде в камеру П_п, далі — в розпо­дільник колектора і міжстінкові камери доїльних стаканів. Оскільки у піддійкових камерах підтримується розрідження, дійкова гума деформується, починається такт стиску. Проте за рахунок різниці тисків у камері змінного тиску розподільника та в камері ІV_К колектора мембрана з кла­паном перемістяться вниз. Крізь отвори в корпусі колекто­ра камера ІІ_к,заповниться повітрям, тиск у ній підвищи­ться.

Це дещо поліпшує транспортування молока у відро або в молокопровід. Зменшується розрідження одночасно і в піддійкових камерах доїльних стаканів, що сприятиме від­починку дійок при такті стиску. Через деякий час (залеж­но від частоти пульсацій) у розподільній камері колектора мембрана підніме клапан і ізолює камеру ІІ_К від камери атмосферного тиску. У міжстінкових та піддійкових каме­рах доїльних стаканів встановлюється заданий вакууммет­ричний тиск, що забезпечує такт ссання. Цикл доїння по­вторюється.

Доїльний апарат працює з частотою пульсацій 1— 1,2 с-¹, співвідношення тривалості тактів ссання та тиску становить 2:1.

Доїльний апарат АДУ-1-09 відрізняється від попередніх варіантів конструкцією пульсатора, який крім загальновідомої функції перетворювання постійного вакууму у змін­ний, забезпечує також мікроколивання тиску в міжстінкових камерах стаканів при такті ссання. Ці мікроколивання передаються дійковою гу­мою на дійку і стимулю­ють моловіддачу.

Вібропульсатор (рис. 90) складається з двох блоків: низькочастотного (П) та стимулюючого (С), послідовно з'єднаних між собою.

Доїльний апарат працює так. У момент підключення блока П до вакуумпроводу (рис. 91) на мембрану діє атмосферний тиск з боку камери ІV_П і вакуум з боку камери І_п. При цьому мембрана штовхає вниз клапан і перекриває камеру III. Розрідження з камери І_п поширюється в камеру ІІ_П і далі каналом Г в камеру І_е блока С. Оскільки над мембраною з боку камери І_с створюється розрідження, а під мембраною в камері ІУ_С атмосферний тиск,
клапан блока С переміститься мембраною вверх і перекриє камеру III.

При таких умовах у міжстінкових камерах доїльних, стаканів через розподільну камеру І_к колектора утворює­ться вакуум. У піддійкових камерах доїльних стаканів; розрідження постійно підтримується від молокопроводу че­рез камеру ІІ_К колектора. Описаний варіант положення механізмів відповідає такту ссання.

Крім того, повітря коротким дросельним каналом К₂ відсмоктується з керуючої камери ІV_С стимулюючого бло­ка С.

Після зрівнювання розрідження над і під мембраною атмосферний тиск, що діє на клапан з боку камери III, пе­ремістить його вниз. При цьому з'єднаються камери III і ІІ_С. У результаті атмосферний тиск з камери ІІ_с через камеру І_к колектора розподілитеся у міжстінкові камери доїльних стаканів. Внаслідок цього зменшаться розрідження у між­стінкових камерах.

Проте цей період досить короткий, ос­кільки коротким каналом К2 атмосферне повітря з камери ІІ_С швидко заповнить камеру ІУ_С і знову клапан блока С переміститься вверх, вакуум у міжстінкових^камерах доїльних стаканів відновиться.

За період такту ссання відбувається приблизно сім та­ких мікроколивань дійкової гуми за рахунок короткочасних знижень рівня вакууму у міжстінкових камерах доїльних стаканів. Частота коливань дійкової гуми становить 10Тц; амплітуда коливань — 1—2 мм.

Така дія доїльного апарата триває, доки повітря дов­гим каналом К₁ відсмоктується з камери ІV_П. Після цього мембрана між камерами І_п і ІVп вирівняється, а клапан блока П підніметеся (дія вакууму з боку камери І_п і атмосферного тиску з боку камери III). Атмосферне повітря крізь фільтр надходить у камеру ІІ_П і далі каналом Г й камеру І_с. Мембрана і клапан блока С опускаються (рис. 91, б) внаслідок залишкового розрідження у камері ІV_С під мембраною і дії атмосферного тиску на мембрану з бо­ку камери Іс, а також власної ваги клапанного механізму. Атмосферний тиск із камери III переходить у камеру ІІ_С і далі камерою І_к колектора розподіляється в міжстінкові простори доїльних стаканів. Відбувається такт стиску.

Цикл повторюється після заповнення камери ІУ_С атмосферним повітрям, яке надходить з камери ІІ_С каналом К₂.

Провести розрахунок.

Постановка задачі. Дано: доїльний апарат АДУ-1, об’єм камер та трубок змінного вакууму якого дорівнює V₁ = 0,0007 м³. Визначити теоретичний об’єм повітря, який відкачують при роботі доїльного апарату.

Таблиця 2 - Варіанти індивідуального завдання

Варіант
Частота пульсацій k, пульс./хв.
Число одночасно працюючих апаратів z, шт.
Величина робочого вакууму h, кПа		48,5			48,5			48,5		49,5		49,5		48,5
об’єм камер та трубок змінного вакууму,10^-3 м3.		7,5		7,7	8,3	7,2	8,6	7,9	7,4	7,3	7,6	7,8	8,2	8,4	8,8

Теоретичний об’єм повітря, котрий необхідно відкачати за годину роботи доїльних апаратів, визначають по формулі, м³/год.,

де V₁ – об’єм камер та трубок змінного вакууму доїльного апарату, м³;

h – величина робочого вакууму, кПа;

Р – величина атмосферного тиску, кПа;

k– частота пульсацій, пульсації/хв.;

z – число одночасно працюючих доїльних апаратів у доїльному обладнанні;

f– коефіцієнт режиму, f = 1,35.

4. Звіт

а) Привести конструктивно-функцІональні схеми доїльного апарата АДУ-1 (базовий варіант); колектора тритактного доїльного апарата і вібропульсатора.

б) Описати відмінності різних варіантів АДУ-1.

в) Дати технічні характеристики доїльних апаратів.

г) Провести розрахунки згідно індивідуального завдання.

Контрольні запитання

1.Основні елемента доїльного апарата і їх призначення.

2.Принцип дії доїльного апарата АДУ-1 (двотактного, тритактно­го, вібропульсуючого).

3.Конструктивні та технологічні відмінності апарата ДА-50 від АДУ-1. -

4.Який варіант доїльного апарата має меншу масу підвісної частини і чим це обумовлюється?

5. З яких міркувань визначається частота пульсацій у доїльному апараті?

6.Чим відрізняється тритактний доїльний апарат від двотактного (за конструкцією, в роботі)?

7. Що дає використання вібропульсатора?

8. Для чого передбачено підсмоктування повітря в молочну камеру колектора?

9. Чим відрізняється низьковакуумний доїльний апарат від інших?

Дата добавления: 2015-09-29