Автоматизация машинного доения коров

Особенность автоматизации доильных установок зависит от их назначения—для доения в стойлах (установки типа АДМ, АД, ДАС) и в специальных залах (УДТ, УДА, УДЕ).

Доильный агрегат с молокопроводом АДМ-8А обеспечивает кроме собственно выдаивания животных транспортирование мо­лока в молочное отделение, индивидуальный и групповой учет удоя 50 животных, фильтрацию, а также охлаждение и сбор моло­ка в емкости для хранения.

Конструкция установки АДМ-8А предусматривает автомати­ческие регулирование вакуума, измерение (дозирование) удоя, промывку и дезинфекцию молочной линии по окончании доения. Рассмотрим конструкцию и принцип действия этих автоматичес­ких устройств. Они работают за счет вакуума.

Автоматический регулятор вакуумапредставляет собой регуля­тор прямого действия, настраиваемый на разрежение 45 кПа. При включении вакуум-насоса перепад давления, действующий на клапан 7 (рис. 12, а), уравновешивается набором грузов 8, подве­шенных на пружине 4. При изменении давления в вакуум-проводе 2 клапан / опускается или поднимается вверх, уменьшая или уве­личивая подсос атмосферного воздуха между корпусом и клапа­ном. Через прозрачный колпак 5регулятора по положению грузов можно оценить запас производительности вакуум-насоса. Для га­шения колебаний регулирующего органа служат две демпфирую­щие шайбы, соединенные с грузом и погруженные в слой масла таким образом, чтобы между ним и грузом оставался зазор 8...12 мм.

Производительность воздушной системы можно оценить по количеству инжектируемого воздуха, измеряемому флажковым индикатором 3. Прозрачный корпус индикатора имеет три метки, соответствующие потоку воздуха 5, 10 и 15муч. В общем случае вакуум поддерживается более стабильным, если такты сосания и сжатия всех четырех сосков не совпадают или хотя бы объединены попарно.

Перспективным считают программное управление величиной вакуума, частотой пульсации и соотношением тактов пульсаций в процессе доения. Например, в начале и конце доения устанавливают вакуум 35 кПа и частоту пульсаций 48 Гц, а в основное вре­мя — 50 кПа и 60 Гц.

Автоматический дозатор молокарассчитан на измерение удоя группы коров, закрепленных за одним дояром. Дозатор работает в следующих режимах.

1. Наполнение мерной камеры.Молоко поступает в мерную ка­меру 8 через молокоприемник 4 и шайбу 6. По мере наполнения камеры 8 поплавок 5 всплывает и отсекает мерную камеру 8 от молокоприемника 4. При этом отверстие 3 сообщает внутреннюю полость трубки 10 с атмосферой, а сильфон 2 под давлением ат­мосферного воздуха переключает счетчик /.

2. Опорожнение мерной камеры. Под давлением атмосферного воздуха молоко из мерной камеры # вытесняется в молокосборник 9. По мере опускания поплавка отверстие 3 разобщается с атмос­ферой, вакуум в молокосборнике восстанавливается и начинается новый цикл заполнения мерной камеры.

Погрешность дозатора ±1,5% при производительности 12 кг/мин.

Групповой счетчик молокадействует по аналогичному принци­пу, заключающемуся в попеременном заполнении молоком кача­ющегося лотка при его повороте вокруг своей оси (рис. 12, в). При каждом двойном ходе рычажного устройства срабатывает

Рис. 12. Аппаратура автоматизации доильных установок:

а — регулятор вакуума: 1 — клапан; 2 — вакуум-провод; 3 — индикатор количества инжектиру­емого воздуха; 4 — пружина; 5—прозрачный колпак; б —масло; 7—демпфирующие шайбы; 8 — груз; б— автоматический дозатор молока: 1— счетчик; 2— сильфон; 3 — отверстие; 4, 9— молокоприемники; 5—поплавок; 6— шайба; 7—клапан; 8— мерная камера; 10— трубка; в — групповой счетчик молока;

г — автоматическое управление молочным насосом:1 — молокоприемник; 2— поплавок; 3— молочный насос; 4 — предохранительная камера; 5—регуля­тор вакуума; 6— вакуум-провод

магнитоуправляемый контакт (геркон) счетного прибора, измеря­ющего удой по объему лотка и числу срабатываний контактов. Бо­лее точные результаты, не зависящие от температуры молока, по­лучают при использовании устройств для взвешивания молоко-приемников. В качестве силоизмерительного органа используют тензометрическую балку.

На крупных молочных комплексах учет молока ведут по числу включений молочного насоса (рис. 12, г). Молочно-воздушная смесь из двух ветвей молокопровода поступает в воздухораздели-тель (молокоприемник), представляющий собой стеклянную ем­кость /вместимостью 50 л, соединенную с предохранительной ка­мерой 4 и вакуумным регулятором 5. Предохранительная камера 4 предотвращает попадание молока в вакуум-провод 6 при отказе молочного насоса 3.

По мере заполнения сосуда молокоприемника всплывает по­плавок 2, в который вмонтирован постоянный магнит. Последний управляет несколькими герконами, установленными на высоте, соответствующей дозе 5, 10 и 15 л. При наборе соответствующей дозы молока контакты геркона замыкаются и включается молоч­ный насос 3. После откачки дозы молока насос автоматически от­ключается. Процесс повторяется.

Автомат промывки обеспечивает выполнение целого ряда опе­раций, в том числе прополаскивание молокопроводов холодной водой перед доением, циркуляционную промывку и дезинфекцию этих путей по окончании доения, прополаскивание молокопрово­дов теплой водой в конце цикла промывки, просушку молокопро­водов теплым воздухом после удаления остатков моющих раство­ров, кратковременное включение молочного насоса в конце про­сушки для удаления остатков воды из молокосборника и, нако­нец, отключение вакуум-насоса и командного аппарата.

Автоматизированные установки для доения коров«Тандем» (УДА-8А) и «Елочка» (УДА-16А) в целом унифицированы между собой, но различаются конструкцией станков.

Установки «Тандем» комплектуют индивидуальными доильны­ми станками, а установки «Елочка» — групповыми станками, что позволяет выпускать коров после выдаивания группой и выдавать концентрированные корма одинаковыми порциями. Это рацио­нально лишь при специально подобранном по продуктивности стаде. Установка «Тандем» рекомендуется для доения коров на племенных фермах с неоднородным по продуктивности стадом. Она имеет индивидуальные станки, расположенные по четыре с каждой стороны рабочей траншеи доильного зала. Каждый станок состоит из входной и выходной дверей, кормушки и шнекового дозатора комбикормов. Комбикорм к каждому дозатору подается канатно-дисковым транспортером.

Доильную установку «Елочка» применяют на молочных фермах и комплексах как с беспривязным, так и с привязным содержанием коров, которые подобраны в группы по интенсивности молокоотдачи и продуктивности.

Технологический процесс доения на установках УДА-8А и УДА-16А включает в себя следующие операции:

подготовку доильной установки к доению, заключающуюся в загрузке комбикорма в дозаторы-накопители, преддоильном опо­ласкивании молокопроводов и доильной аппаратуры, переводе доильных аппаратов из положения ополаскивания в положение доения и включении в работу вакуумных установок;

впуск коровы (УДА-8А) или группы коров (УДА-16) в доиль­ный станок, включение дозаторов комбикормов;

обмыв вымени из пистолетных распылителей, обтирание его полотенцем, сдаивание первых струек молока в специальную по­суду и контроль состояния сосков;

включение доильного аппарата и надевание доильных станков на соски вымени, доение, машинное додаивание;

отключение аппарата и снятие доильных станков;

выпуск коровы (коров) из доильного станка;

учет удоя от каждой коровы и взятие проб молока (при каждом доении или только при контрольном — в зависимости от исполне­ния установки);

фильтрацию, охлаждение и транспортирование молока в ем­кость для хранения;

циркуляционную промывку и дезинфекцию молокопроводов и доильной аппаратуры после доения.

Манипулятор МД-Ф-1облегчает операции по надеванию до­ильных стаканов, обеспечивает контроль за интенсивностью дое­ния, автоматическое додаивание, отключение аппарата от вакуум­ной линии, снятие доильных стаканов с сосков вымени и вывод доильного аппарата из-под коровы.

Основной функциональный узел автомата управления (рис.13) — пневмодатчик 7. В исходном положении головка 14 упирается в скобу 6 и малые дозы молока поступают в камеру дат­чика, откуда выливаются через калиброванное отверстие //в мо-локопровод 9. При нарастании потока молока поплавок /2 всплы­вает и освобождает скобу 6, которая под действием собственной массы откидывается вправо. С этого момента начинается автома­тический контроль за процессом доения. Основная часть молока вытекает через обводной канал в молокопровод. При уменьшении интенсивности потока до 400 г/мин молоко успевает вытечь через калиброванное отверстие 11, поплавок и укрепленная на нем го­ловка опускаются вниз, открывая отверстие канала штуцера 1 (рис. 14) головки цилиндра 2 (см. рис. 13) додоя, который через рычаг манипулятора оттягивает стаканы вниз, обеспечивая механическое додаивание. При снижении потока до 200 г/мин по­плавок опускается еще ниже, клапан 13 отключает доильные ста­каны от вакуума (молокопровода), штуцер 1(см. рис. 14) сооб-

Рис. 13. Схема управления доильным аппаратом с манипулятором МД-Ф-1:

/ — воздуховод чистого воздуха; 2 — цилиндр додоя; 3 — цилиндр вывода доильного аппа­рата из-под коровы; 4—вакуум-провод; 5—кран; б —скоба; 7—пнсв.модатчик; #—зажим; 9— молокопровод; 10 — технологический вакуум-провод; // —калибровочное отверстие; 12 — поплавок; 13— клапан; 14— головка; 15 — пульсатор; 16 — доильный аппарат

щается с атмосферой. Штуцер // головки подключает вакуум к пневмоцилиндрам манипулятора, доильные стаканы снимаются и выводятся из-под коровы. Устанавливается манипулятор на вер­тикальной стойке стакана или специально монтируемой опоре.

На рисунке 11.11 пневмодатчик изображен в четырех положе­ниях: исходном (а), когда головка упирается в скобу; в начале контроля за доением (б), когда интенсивность молокоотдачи мак­симальна; в режиме додаивания (<?); в момент окончания доения и снятия доильных станков (г). Кран 5 (см. рис. 11.10) служит для принудительного подъема и поддержания доильных стаканов при их одевании на соски.

Заданный вакуум в доильных аппаратах и всей системе доиль­ной установки поддерживается вакуумными регуляторами прямо­го действия, устройство которых рассмотрено ранее.

Мировой уровень механизации ТП в животноводстве достиг полной автоматизации процесса доения. Главная операция при этом — автоматическое надевание доильных стаканов. Существует несколько конструкций роботов, выполняющих данную опера­цию. Механическая рука подводит аппарат под животное, а затем поочередно одевает стакан за стаканом. Положение сосков каждо­го! животного находится в памяти доильного робота, а точная «на­водка» стаканов обеспечивается прецизионными ультразвуковыми или оптическими датчиками. Один такой робот обслуживает до 40 животных.

Полная автоматизация процесса доения позволяет перейти к четырехразовому доению, что увеличивает удой.

Рис. 14. Схема работы пневмодатчика манипулятора:

а — исходное положение; б— начало контроля за доением; в — додаивание; г — снятие доиль­ного аппарата; /—головка пневмодатчика; 2 — плунжер; 3 — скоба; 4 — штуцер переливной; 5— корпус; 6 — поплавок; 7— игла; 8— отверстие слива молока; 9— клапан; 10— штуцер вхо­да молока; //—воздушное отверстие; 12— штуцер постоянного вакуума

Заболевание коровы маститом обнаруживается автоматически по появлению сгустков в молоке. Этот способ надежен, но диагно­стика начала заболевания запаздывает и лечение животного может оказаться неэффективным. Обнаружено, что температура молока, выдоенного из инфицированного вымени, увеличивается на 2°С. Более перспективна диагностика заболевания по электрической проводимости молока или по концентрации ионов Na и С1. С це­лью автоматического контроля заболевания маститом можно сравнивать температуру молока в каждой четверти вымени, чтобы избежать ошибки в случае повышения температуры молока по другим причинам.