Доильные аппараты с однокамерными стаканами

12.11.2014

Эти аппараты также относятся к числу аппаратов с периодическим изменением вакуума под сосками.
В настоящее время почти все аппараты с однокамерными стаканами полностью вытеснены аппаратами с двухкамерными доильными стаканами, хотя последние значительно сложнее по устройству и требуют частой смены сосковой резины.
Главной причиной более широкого распространения двухкамерных стаканов, по мнению многих специалистов, является то что однокамерные стаканы хуже выдаивают коров. Делаются попытки улучшить работу последних и в настоящее время. Например, если присоединить однокамерные доильные стаканы к коллектору трехтактного доильного аппарата (рис. 73), а в нижнем клапане сделать отверстие, обеспечивающее отток молока во время такта отдыха, они будут работать лучше. Некоторое улучшение их работы достигается и за счет оптимизации параметров (вакуума, числа пульсаций и др.), но и при этом по качеству работы однокамерные доильные стаканы уступают двухкамерным.

Доильные аппараты с однокамерными стаканами

Как уже отмечалось выше, при доении аппаратом с однокамерными стаканами во время такта сосания происходит удлинение соска, конец которого входит в конусную часть доильного стакана. После этого вакуум вокруг остальной поверхности сосков уже не повышается, и действию высокого вакуума подвергается только конец соска, из которого вытекает молоко. При такте отдыха сосок укорачивается, и кончик его освобождается но с каждой пульсацией длина соска при такте отдыха уменьшается все меньше, и минуты через две конец соска при такте отдыха перестает подниматься вверх, отчего скорость доения сильно снижается. Для восстановления нормального доения доярке приходится оттягивать стаканы вниз, освобождая кончик соска от чрезмерного засасывания. На это уходит много времени, и доярке трудно работать с двумя аппаратами, поэтому при недостаточном с ее стороны внимании некоторые четверти вымени остаются плохо выдоенными.
Применение нескольких разных по величине комплектов однокамерных доильных стаканов для сосков различного размера, как это практиковалось ранее, сильно усложняет работу доярок.
Чтобы устранить недостатки однокамерного доильного стакана, резиновые присоски на их верхнем конце были сделаны гофрированными (рис. 74).
Доильные аппараты с однокамерными стаканами

Гофрированный присосок, в отличие от применявшихся ранее, во время такта сосания сокращается по длине, приближая конец соска к конусной части доильного стакана, и отсасывание происходит нормально. При такте отдыха присосок удлиняется, и конец соска поднимается вверх на значительное расстояние (2—4 см), удаляясь от конусной части доильного стакана. Таким образом, засасывание кончика соска в конусную часть стакана становится периодическим, что и обеспечивает более надежное и быстрое выдаивание коров. Кроме того, периодическое сокращение длины присоска во время такта сосания вызывает периодическое поднимание и опускание доильных стаканов вместе с коллектором, ограничивая наползание стаканов на соски и обеспечивая более чистое выдаивание. Периодическое поднимание и опускание доильных стаканов вызывает также стимулирование отдачи молока, что позволяет сократить затраты труда на массаж вымени и увеличить продуктивность коров.
Гофрированные присоски не усложняют доильный аппарат, а срок службы их больше, чем простых присосков, так как радиальная деформация их при такте сосания меньше обычной. Необходимость применения нескольких комплектов доильных стаканов при этом отпадает. Такие присоски пригодны для использования с любыми однокамерными доильными стаканами конической формы. Оптимальные пределы изменения длины гофрированного присоска окончательно еще не установлены, так как этот вопрос требует серьезного изучения. Доильный аппарат с однокамерными стаканами и гофрированными присосками выдаивает коров ничуть не хуже, чем аппарат с двухкамерными стаканами, а по уточнении параметров, вероятно, превзойдет его.
Применение гофрированных присосков должно вернуть к жизни доильные аппараты с однокамерными доильными стаканами. Эти стаканы значительно дешевле, так как для них не требуется сосковая резина. Применяя их, можно наблюдать за процессом доения, так как их стенки прозрачны. Наиболее простым и надежным коллектором для такого аппарата может служить коллектор от трехтактного доильного аппарата. Аппарат с гофрированными присосками получил название «Стимул» и показан на рис. 75.
Доильные аппараты с однокамерными стаканами

Первые испытания новых стаканов проводились в совхозе «Истра» на аппаратах со стоячим ведром. При испытаниях выявлено увеличение скорости доения по сравнению с аппаратом ДА-3М, что можно объяснить положительным влиянием: стимулирования отдачи молока (согласно испытаниям, проведенным Институтом физиологии животных им. И. П. Павлова, стимуляция молокоотдачи увеличивает скорость доения на 30%), а также более своевременным снятием доильных стаканов, так как благодаря их прозрачным стенкам можно точнее определять конец доения.
По девяти коровам в предварительный период, когда их доили аппаратом ДА-3М, скорость доения составляла 0,98 л/мин, а при доении тех же коров аппаратом «Стимул» скорость доения была 1,36 л/мин. В заключительный период, когда коровы снова доились аппаратом ДА-3М, скорость доения составляла 1,1 л/мин.
При проведении этого опыта общий вес дополнительных грузов на доильные стаканы был взят равным 1240 г. Вакуум в трубопроводе поддерживался на уровне 39—40 см рт. ст., а число пульсаций — 60—80 в минуту. Относительная длительность такта сосания была равна 60%, как и у аппарата ДА-3М. Заболеваний вымени в течение опыта (30 дней) не было.
Параллельно с этими испытаниями проводились аналогичные испытания в совхозе «Лесные поляны», которые дали такие же результаты.
После этих непродолжительных испытаний в совхозах «Истра» и «Лесные поляны» в 1962 г. аппарат «Стимул» проходил сравнительные государственные испытания на Подольской МИС. Оценка аппарата при доении коров в переносные ведра была положительной, и в этом варианте аппарат был рекомендован в серийное производство. При доении коров аппаратом «Стимул» в «елочке» наблюдались частые спадания доильных стаканов, поэтому Подольская МИС воздержалась от рекомендации этого аппарата для доения в станках, где доярке приходится обслуживать много аппаратов.
При испытаниях на МИС было установлено, что скорость доения аппаратом «Стимул» на 20—25% выше, чем ДА-3М, имеющим те же параметры.
Следует отметить, что увеличение скорости доения не обеспечивает, как утверждали раньше, повышения производительности труда, а служит только показателем более высококачественной стимуляции молокоотдачи, если при этом не нарушается чистота выдаивания. При применении аппаратов «Стимул» некоторый выигрыш в производительности труда получают благодаря уменьшению затрат ручного труда по стимуляции молокоотдачи и по уходу за аппаратом.
Кроме ведомственных и государственных испытаний, аппарат «Стимул» прошел двухлетние хозяйственные испытания в совхозе «Истра» на 30 коровах с удоем более 4 тыс. л в год. Эти испытания были организованы в коровнике, где до этого две доярки четырьмя аппаратами ДА-3М доили 30 коров. При переходе на доение аппаратом «Стимул» вместо двух доярок была оставлена одна, которая обслуживала три аппарата. Доение при этом продолжалось 1 ч 20 мин. Вместо ручного додаивания применяли машинное. Наблюдение за влиянием работы аппаратов на вымя осуществлял ветврач, который установил следующее. Заболеваний коров маститом не было. При значительных передержках доильных стаканов на сосках после окончания истечения молока у основания сосков некоторых коров возникал дерматит в форме легкого покраснения и сыпи величиной в просяное зерно. Однако при переходе на доение без передержек стаканов при нормальном числе пульсаций это заболевание быстро проходило. Первое время при доении новым аппаратом после снятия доильных стаканов у некоторых коров наблюдалось покраснение кончиков сосков и уплотнение сфинктера, но эти явления исчезали через 1—2 мин и не давали отрицательных последствий.
После длительного доения коров аппаратом «Стимул» (более года) соски диаметром более 30 мм приобретали у основания ступенчатую форму, что вызывалось действием формы гофрированного присоска. Однако заметного отрицательного влияния эти изменения не оказывали.
Однокамерные доильные стаканы хорошо удерживались на сосках, которые в процессе доения приходили в состояние эрекции. У некоторых коров, имеющих соски малых размеров, стаканы первое время подвязывали веревочкой. Однако постепенно эти соски увеличивались, и надобность в подвязывании стаканов исчезала. Длинные соски (более 120 мм) у некоторых коров иногда заклинивались, что требовало вмешательства доярки, которая, оттягивая стаканы вниз, восстанавливала нормальное течение процесса доения.
Испытания аппарата «Стимул» в совхозе «Лесные поляны» также продолжались довольно долго, однако они не носили характера хозяйственных испытаний. Здесь проверялись присоски, сделанные из различных сортов резины, поэтому результаты не всегда были положительными. Коротко о содержании этих испытаний.
Два аппарата ДА-3М были заменены аппаратами «Стимул». Доярка имела группу в 22 коровы, из которых дойных в этот период было 20. За несколько дней до этого она перешла с ручного додаивания на машинное, что методически было неверно, так как в дальнейшем на показатели доения и продуктивность коров стали оказывать влияние два новых фактора.
Все детали аппаратов «Стимул», кроме доильных стаканов, были взяты от аппаратов ДА-ЗМ. Параметры были такие же (вакуум в трубопроводе 40 см. рт. ст., число пульсаций 70—80 в минуту). На молочную трубку каждого однокамерного стакана был надет цилиндрический грузик весом 330 г. Гофрированные присоски были мягкие, изготовленные из резины ПЛ-106. Стаканы веревочкой не подвязывали.
В первые же дни работы аппарата «Стимул» было замечено, что доение протекает быстрее на 10—15 мин. В 1961 г. доярка надоила по 5223 кг молока от каждой фуражной коровы. При доении аппаратом «Стимул» в 1962 г. возникли трудности. Участились случаи спадания доильных стаканов с сосков во время доения, а поэтому доярке пришлось у некоторых коров подвязывать стаканы веревочкой (через коллектор). Внутренняя поверхность гофров быстро приобретала шероховатость, что заставляло заменять их новыми, так как шероховатая поверхность плохо промывается. Мягкая резина гофров в процессе эксплуатации размягчалась еще больше, поэтому амплитуда изменения гофров по высоте при доении уменьшалась и доение протекало хуже. В результате некоторые коровы заболевали маститом. За 1962 г. доярка надоила от той же группы по 4650 кг на каждую фуражную корову (т. е. на 573 кг меньше).
Анализ результатов этого опыта привел к выводу о необходимости улучшения конструкции присоска и замены резины ПЛ-106 другой — более жесткой.
Была изготовлена новая партия присосков с утолщенными стендами (5 мм вместо 3 мм) из резины ИР-88 в двух вариантах: с тремя гофрами (как у старой) и с двумя.
Проверка новых присосков в 1963 г. показала, что если раньше доярка подвязывала стаканы веревочкой при доении четырех коров, то теперь необходимость в этом осталась у трех коров. Зато две коровы стали доиться значительно хуже: у одной наблюдалось неполное выдаивание, а у другой — плохой припуск молока в начале доения.
Начали появляться случаи заболевания коров маститом, и поэтому новые присоски были заменены мягкими. Заболевания прекратились. Старые стаканы из органического стекла были заменены новыми, изготовленными из пластмассы ЛПТ-1 на заводе «Карболит» (по внутренним размерам они не отличались от старых).
В результате опытов по применению новых конструкций гофрированных присосков из различных сортов резины был выбран вариант, который применили для изготовления присосков в серии аппаратов, выпущенных промышленностью для хозяйственной проверки.
Коротко о хозяйственной проверке.
Куйбышевским Совнархозом было изготовлено 500 доильных установок по 10 аппаратов в каждой. Сама доильная установка, кроме доильных стаканов, ничем не отличается от установки АД-100 с аппаратами «Волга». Но она обладает одним преимуществом, которое состоит в том, что аппараты расходуют меньше воздуха, так как однокамерные стаканы являются одностепными, и в них нет межстенного пространства, на заполнение и откачивание воздуха из которого нужно иметь соответствующую добавочную производительность вакуумного насоса. Благодаря этому создается большой резерв в производительности вакуумнасоса, что обеспечивает более надежную и устойчивую работу всех аппаратов в течение длительного времени.
Изучение работы аппаратов показывает, что в подавляющем большинстве новые аппараты работают хорошо, не уступая аппаратам ДА-ЗМ и «Волга». Но в отдельных случаях результаты были неудовлетворительными. Причиной плохой работы аппаратов было нарушение правил эксплуатации, изложенных в инструкции. Основная ошибка — несоблюдение частоты пульсаций. Оптимальное число пульсаций — 60 в минуту. При этом числе пульсаций гофрированные присоски максимально изменяют свою длину, заклинивание сосков исключается и обеспечивается хорошая стимуляция и чистое выдаивание.
Однако в целом ряде хозяйств было обнаружено, что число пульсаций у аппаратов разное и нередко доходит до 150 в минуту. При большом числе пульсаций гофрированные присоски все время пребывают в сжатом состоянии, соски некоторых коров заклиниваются в стаканах и не выдаиваются, а стимуляция молокоотдачи не осуществляется. После регулировки аппаратов на нормальное число пульсаций (60 в минуту) во всех случаях сразу же восстанавливался нормальный процесс доения и работники хозяйств на практике убеждались в хороших качествах нового аппарата.
Хозяйственные испытания выявили недостаточную прочность прозрачных доильных стаканов. Первые опытные образцы этих стаканов изготовлял ВИЭСХ из листового оргстекла (склеиванием) толщиной до 5 мм. При серийном производстве на заводе «Карболит» толщину стенок по технологическим соображениям уменьшили, что сильно снизило прочность стакана. Для массового изготовления стаканов методом прессования в оргстекло вносят специальные -добавки. Этот материал (метилметакрилат) разрешен для применения в пищевой промышленности, но его замена связана с большими трудностями, которые пока что не удалось преодолеть. Попытки делать такие стаканы из специального закаленного стекла также не имели успеха.
Следующий недостаток состоит в том, что стаканы плохо держатся на маленьких сосках, а поэтому приходится подвязывать их веревочкой. Этот недостаток присущ и двухкамерным стаканам при доении коров с маленькими сосками, и для его устранения нет необходимости прибегать к выпуску стаканов (однокамерных и двухкамерных) других размеров. Таких коров обычно в стаде бывает немного, и их соски от действия вакуума увеличиваются до нормального размера в течение первого же месяца. Некоторые коровы с большими сосками также плохо выдаиваются этим аппаратом. Такие случаи встречаются редко и обычно при доении старых коров, которых долго и неправильно доили вручную. Выбраковка этих коров не наносит хозяйствам экономического ущерба.
В результате хозяйственных испытаний выявлено много как крупных, так и мелких недостатков, которые могли бы остаться незамеченными при других испытаниях. Вероятно, именно такие испытания следует практиковать и при внедрении других новых доильных аппаратов и установок.
Сектор физиологии Академии Наук Азербайджана провел интересные исследования по доению буйволиц аппаратом «Стимул».
Работа состояла в определении параметров двухтактного доильного аппарата «Стимул», дающих наилучшие результаты. Аппарат «Стимул» имеет следующие преимущества:
1) в нем мало резиновых деталей,
2) во время доения он ритмично производит массаж основания соска,
3) прозрачность доильного стакана позволяет следить за ходом молокоотдачи.
Работа проведена в Дашюзском совхозе. В первой серии опытов определяли влияние разной частоты пульсаций на скорость доения. Были исследованы частоты 60, 80 и 40 пульсаций в минуту при одинаковом (40 см рт. ст.) уровне вакуума. По продолжительности и средней скорости доения, а также по величине до доя наилучшие результаты получаются при 60 пульсациях в минуту. Во второй серии опытов на пяти буйволицах исследовано влияние на скорость доения доильного аппарата «Стимул» различного уровня вакуума, а именно 42, 38 и 36 см рт. ст. при постоянном (60 в минуту) числе пульсаций.
По продолжительности машинного доения, средней скорости доения, по величине додоя и некоторым эксплуатационным показателям наилучшие результаты получены при работе доильного аппарата «Стимул» при величине вакуума 42 см рт. ст.
Результаты испытания аппарата показали, что у буйволиц процесс доения лучше при величине вакуума 42 см рт. ст. и числе пульсаций 60 в минуту. Эти параметры работы рекомендуются для применения в практике. При рекомендуемых параметрах работы при доении буйволиц доильный аппарат «Стимул» дает лучшие результаты, чем ДА-3М, переделанный в двухтактный.
Делались попытки применить доильные аппараты «Стимул» и для доения кобыл, но они не дали положительных результатов. Здесь более подошел доильный аппарат «Темп» с непрерывным отсасыванием молока, о котором будет сказано ниже.
Приведенные материалы говорят о том, что доильный аппарат «Стимул» нуждается в дальнейшем изучении и усовершенствовании. Экспериментальные исследования работы гофрированных присосков в ВИЭСХе показали, что характеристика, выражающая зависимость изменения длины присоска от величины вакуума, нуждается в уточнении.
В применяющихся в настоящее время гофрированных присосках для максимального изменения их длины достаточно изменить вакуум от 15 до 20 см рт. ст. При вакууме 40 см рт. ст. и выше амплитуда изменения длины гофрированного присоска уменьшается, если не увеличить вес доильных стаканов дополнительными грузами. При небольшом вакууме, порядка 30 см рт. ст., амплитуда изменения длины присоска увеличивается, но при этом учащаются случаи спадания доильных стаканов, если не повышают число пульсаций.
Найти оптимальное соотношение между величиной рабочего вакуума, жесткостью резины присоска и числом пульсаций оказалось нелегкой задачей. Увеличение жесткости резины позволяет повысить рабочий вакуум, но жесткий присосок плохо действует на соски: как уже упоминалось выше, коровы заболевают маститом. Поэтому главной задачей в дальнейшем является создание такого гофрированного присоска, который можно было бы изготовлять из мягкой резины и который имел бы более совершенную рабочую характеристику.
Наиболее правильный шаг в конструировании такого присоска будет, видимо, заключаться в уменьшении внутреннего и наружного диаметров гофра и в некотором утолщении стенок рабочей части.
Рекомендуемое изменение в конструкции присоска положительно скажется и на физиологических показателях. Особенно важен тот факт, что в той части соска, которая охватывается присоском, при новом варианте последнего не будет наблюдаться утолщения.
Следует также найти оптимальную амплитуду изменения длины присоска, которая могла бы полностью предотвратить заклинивание кончиков сосков и обеспечить хорошую стимуляцию молокоотдачи. Оба эти требования не противоречат друг другу, а потому решение такой задачи будет несложным. В связи с этим было бы желательно сделать число пульсаций стабильным — нерегулируемым, так как ненормальное число пульсаций нарушает работу доильного стакана. Требует некоторого уточнения и конструкция прозрачного стакана, в котором, возможно, придется изменить длину, конус и диаметр, особенно той части, где сосок не соприкасается со стенками стакана, Применительно к новым размерам стакана придется изменить и вес дополнительных грузов и некоторые другие детали. Особенно трудная работа предстоит в подборе прозрачного материала для доильного стакана. Трудность объясняется тем, что имеющиеся материалы типа ЛПТ-1 не выносят длительной промывки горячей водой.
Приводим технические требования на конструирование однокамерного доильного стакана.
1. Доильный стакан должен иметь стенки из прозрачной пластмассы, позволяющей контролировать процесс доения из отдельных сосков. Прозрачность стакана не должна уменьшаться в процессе эксплуатации доильного стакана.
2. Пластмасса стакана должна выдерживать промывку водой с температурой 90° и содовым раствором с температурой 60°.
3. Стакан должен быть устойчивым против влияния аммиака и углекислого газа, содержащегося в воздухе скотного двора, и парного или прокисшего молока, соприкасающегося с его внутренними стенками.
4. Пластмасса для стакана не должна вступать в химическую реакцию с соприкасающимися с ней резиновыми деталями.
5. Внутренние и наружные стенки доильного стакана должны быть гладкими и легко промываемыми.
6. Материал пластмассы не должен выделять вредных примесей в молоко или моющий раствор и воду.
7. Срок службы однокамерного доильного стакана должен быть не менее трех лет.
Это — минимальные требования, которые в дальнейшем придется, видимо, уточнить в сторону улучшения эксплуатационных показателей и в первую очередь в отношении прочности и стойкости стаканов при промывке горячей водой, а возможно, и стерилизации их паром.
Повышение качества сосковой резины — проблема не менее сложная. Однако и ее решение не обеспечивает механической стимуляции молокоотдачи, которую дают гофрированные присоски однокамерных стаканов.
Улучшение работы доильного аппарата с однокамерными стаканами и гофрированными присосками даст возможность усовершенствовать и двухкамерные стаканы, сосковая резина которых также будет иметь гофрированные присоски. В результате можно получить наиболее простой и удобный способ механической стимуляции молокоотдачи. Одна из попыток в этом направлении уже сделана применительно к трехтактному доильному аппарату.