Переносной манипулятор для доения коров
Владельцы патента RU 2288577:
ФГОУ ВПО "Белгородская государственная сельскохозяйственная академия" (RU)
Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано для механизации доения коров. Переносной манипулятор включает доильный аппарат, блок управления, прикрепленный к молокопроводу доильной установки, и пульсатор. Пульсатор двумя выходными патрубками соединен с распределительной камерой коллектора и далее патрубком с камерой управления пневмоклапана и клапанной коробкой регулятора вакуума однокамерного доильного стакана. Пневмоклапан доильного стакана выполнен в виде разделенных гибкой мембраной камеры управления и камеры атмосферного давления. Регулятор вакуума доильного стакана выполнен в виде молоколовушки и разделенных гибкой мембраной молокоотводной камеры и камеры управления с клапанной коробкой и электроклапаном. В центре молоколовушка содержит переливную трубу и поплавок с магнитом. Манипулятор обеспечивает управляемый режим доения коров, что повышает производительность труда и снижает заболеваемость вымени коров маститом. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.
Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к устройствам для механизации животноводства, и может быть использовано для доения коров.
Известен манипулятор доильной установки SU 1750511 С1, 30.07.1992, включающий четыре датчика потока молока и механизмы додаивания, выполненные на каждом доильном стакане, а также доильный аппарат, который содержит двухкамерные доильные стаканы с регуляторами вакуума, коллектор с камерами, содержащими молоколовушки.
Известен переносной манипулятор линейной доильной установки RU 2151499 С1, 27.06.2000, который состоит из доильного аппарата, тросом связанного с пневмоцилиндром, который посредством шарнира прикреплен к датчику потока молока, а датчик, в свою очередь, посредством разъемного соединения прикреплен к вакуум-проводу и молокопроводу линейной доильной установки типа АДМ-8.
Однако данные устройства не обеспечивают повышение эффективности машинного доения на линейных доильных установках.
Наиболее близким к изобретению является переносной манипулятор линейной доильной установки RU 2221417 С2, 20.01.2004, который состоит из доильного аппарата, тросом соединенного с пневмоцилиндром и посредством молочного шланга и патрубка с блоком управления с источником электрической энергии.
Однако данный манипулятор также не обеспечивает повышение эффективности машинного доения на линейных доильных установках.
Задача изобретения - повышение эффективности машинного доения на линейных доильных установках.
Для достижения этого пульсатор предлагаемого манипулятора двумя выходными патрубками посредством спаренной вакуумной трубки соединен с распределительной камерой коллектора и далее патрубком с камерой управления пневмоклапана и клапанной коробкой регулятора вакуума однокамерного доильного стакана; пневмоклапан однокамерного доильного стакана выполнен в виде разделенных гибкой мембраной камеры управления и камеры атмосферного давления, причем мембрана соединена с клапаном, перекрывающим сообщение между камерой атмосферного давления и подсосковой камерой доильного стакана; регулятор вакуума доильного стакана выполнен в виде молоколовушки и разделенных гибкой мембраной молокоотводной камеры, патрубком сообщаемой с молокоприемной камерой коллектора, и камеры управления с клапанной коробкой и электроклапаном, причем в центре молоколовушка содержит соосно и свободно установленную переливную трубку с выступом в верхней части и с вырезом в нижней для образования с дном молоколовушки калиброванной щели для истечения молока с определенной интенсивностью, например 50 мл/мин, и коаксиально установленный поплавок с магнитом при превышении своего хода в молоколовушке взаимодействующий с выступом переливной трубки, а магнит которого предназначен для взаимодействия с герконом, установленным на молоколовушке; в центре мембрана содержит клапан, образующий с выпускной трубкой доильного стакана калиброванную щель, причем для обеспечения работоспособности регулятора вакуума должно выполняться условие
Dm>Dv,
где Dm - диаметр мембраны регулятора вакуума;
Dv - диаметр выпускной трубки.
При этом, исходя из условия равновесия и пренебрегая упругими свойствами мембраны регулятора вакуума (при условии малых ее перемещений), для диаметра Dm мембраны, при управляющем вакуумметрическом давлении Рупр в камере управления, номинальном вакуумметрическом давлении Рном в молокоотводной камере и необходимом вакуумметрическом давлении Рд доения коров, диаметр Dv выпускной трубки равен:
Клапанная коробка регулятора вакуума содержит впускной и выпускной подпружиненные клапаны, а также обратный клапан, закрываемый электроклапаном, электрической цепью через геркон связанным с электрогенератором.
Предлагаемое изобретение будет понято из следующего описания и приложенных чертежей.
На фиг.1 приведен переносной манипулятор для доения коров, общий вид; на фиг.2 - доильный стакан; на фиг.3 - камеры регулятора вакуума; на фиг.4 - сечение камеры управления.
Переносной манипулятор линейной доильной установки (фиг.1) состоит из доильного аппарата 1, тросом 2 связанного с пневмоцилиндром 3, который посредством скобы 4, (с возможностью качания) прикреплен к стойке 5, и блока управления 6, который посредством разъема 7 прикреплен к молокопроводу 8 и вакуум-проводу 9 доильной установки АДМ-8. Блок управления 6 содержит молоколовушку 10 с поплавком (на схеме не показан), обладающую пороговой интенсивностью потока молока начала вспытия поплавка - 50 мл/мин, сообщающуюся с молокопроводом 8 и посредством молочной трубки 11 - с молокоприемной камерой 12 коллектора 13, а также снабженный электрогенератором 14 двухполупериодный пульсатор 15, входным патрубком сообщающийся с вакуум-проводом 9, а двумя выходными - посредством спаренной вакуумной трубки 16 с распределительной камерой 17 коллектора 13 и далее патрубком 18 с камерой управления 19 пневмоклапана 20 и клапанной коробкой 21 регулятора вакуума 22 однокамерного доильного стакана 23. Электрогенератор 14 электрической цепью через геркон 24, установленный на молоколовушке 10 и управляемый постоянным магнитом, смонтированным в поплавке молоколовушки 10, соединен с электропневмоклапаном 25, включенным в разрыв трубопровода 26, предназначенным для сообщения пневмоцилиндра 3 в открытом положении с вакуум-проводом 9, а в закрытом - с атмосферой. Для установки поплавка в стартовое положение молоколовушка 10 снабжена рычагом 27, связанным с поплавком. Трос 2 пневмоцилиндра 3 соединен со свободным концом рычага 28, соединенного с клапаном 29 отключения доильного аппарата. Пневмоклапан 20 (фиг.2) однокамерного доильного стакана 23 выполнен в виде разделенных гибкой мембраной 30 камеры управления 19 и камеры 31 атмосферного давления. Мембрана 30 соединена с клапаном 32, предназначенным для перекрытия сообщения между камерой 31 атмосферного давления и подсосковой камерой 33 доильного стакана 23 и обеспечения дозированного поступления атмосферного воздуха в подсосковую камеру 33 в открытом своем положении. Регулятор вакуума 22 доильного стакана 23 выполнен в виде молоколовушки 34 и разделенных гибкой мембраной 35 молокоотводной камеры 36, патрубком 37 сообщающийся с молокоприемной камерой 12 коллектора 13, и камеры управления 38 с клапанной коробкой 21 и электроклапаном 39. В центре молоколовушка 34 содержит соосно и свободно установленную переливную трубку 40 с выступом в верхней части и с вырезом в нижней для образования с дном молоколовушки 34 калиброванной щели 41 для истечения молока с определенной интенсивностью, например 50 мл/мин, и коаксиально установленный поплавок 42 с магнитом 43. Магнит 43 предназначен для взаимодействия с герконом 44, установленным на молоколовушке 34. В центре мембрана 35 содержит клапан 45, образующий с выпускной трубкой 46 калиброванную щель 47. Причем, для обеспечения работоспособности регулятора вакуума должно выполняться условие (фиг.3):
Dm>Dv,
где Dm - диаметр мембраны 35 регулятора вакуума;
Dv - диаметр выпускной трубки 45.
При этом, исходя из условия равновесия и пренебрегая упругими свойствами мембраны 35 регулятора вакуума 22 (при условии малых ее перемещений), для диаметра Dm мембраны 35, при управляющем вакуумметрическом давлении Рупр в камере управления 38, номинальном вакуумметрическом давлении Рном в молокоотводной камере 36 и необходимом вакуумметрическом давлении Рд доения коров, диаметр Dv выпускной трубки 46 равен:
Клапанная коробка 21 (фиг.2, 4) регулятора вакуума 22 содержит впускной 48 и выпускной 49 подпружиненные клапаны (фиг.4), а также обратный клапан 50, закрываемый электроклапаном 39, электрической цепью через геркон 44 связанным с электрогенератором 14.
Переносной манипулятор работает следующим образом:
Пневмоцилиндр 3 (фиг.1) манипулятора скобой 4 устанавливают на стойку 5, а его блок управления 6 посредством разъемного соединения 7 соединяют с молокопроводом 8 и вакуум-проводом 9 доильной установки (не показана). При этом вакуумметрическое давление из вакуум-провода 9 распространяется в двухполупериодный пульсатор 15 и далее уже чередующееся с атмосферным вакуумметрическое давление по спаренной вакуумной трубке 16 через распределительную камеру 17 и трубку 18 поступает в камеру управления 19 (фиг.2) пневмоклапана 20 и клапанную коробку 21 регулятора вакуума 22 однокамерного стакана 23. При этом в пневмоклапане 20 мембрана 30, прогнувшись под воздействием разности давлений в сторону камеры управления 19, закрывает клапан 32, тем самым перекрыв сообщение между камерой 31 атмосферного давления и подсосковой камерой 33 доильного стакана 23, а в камере управления 38 регулятора вакуума 22, в результате откачки воздуха через подпружиненный клапан 49 (фиг.4), устанавливается пониженное вакуумметрическое давление (33 кПа). При смене такта в пульсаторе 15 (фиг.1) атмосферное давление по той же цепочке: трубка 16, распределительная камера 17, патрубок 18 поступает в камеру управления 19 (фиг.1, 2) пневмоклапана 20 и клапанную коробку 21 регулятора вакуума 22. В результате, мембрана 30 выравнивается и освобождает клапан 32, который открывает сообщение между камерой 31 атмосферного давления и подсосковой камерой 33 доильного стакана 23, а в камере управления 38 (фиг.2, 3) регулятора вакуума 22, за счет впуска атмосферного воздуха через впускной подпружиненный клапан 48, устанавливается остаточное вакуумметрическое давление (10 кПа).
В процессе работы пульсатора 15 (фиг.1) электрогенератор вырабатывает электроэнергию, подводимую по электрической цепи к электроклапану 39 регулятора вакуума и к электропневмоклапану 25. В начальный момент при отсутствии молока в молоколовушке 34 (фиг.2, 3) регулятора вакуума 22 доильного стакана 23 поплавок 42 расположен внизу и под воздействием магнитного поля магнита 43 геркон 44 разомкнут. В результате этого электроклапан 39 обесточен и обратный клапан 50 закрыт. При отсутствии молока в молоколовушке 10 ее поплавок также находится в нижнем положении и под воздействием магнитного поля магнита, установленного в поплавке, геркон 24 разомкнут и электропневмоклапан 25 обесточен. При этом вакуумметрическое давление из вакуум-провода 9 через электропневмоклапан 25 по трубопроводу 26 поступает в пневмоцилиндр 3, под воздействием которого его поршень втягивает трос 2, удерживая тем самым доильный аппарат 1 в исходном положении.
Одновременно с этим вакуметрическое давление из молокопровода 8 поступает в молоколовушку 10 и далее по молочной трубке 11 к коллектору 13 доильного аппарата 1. Клапан 29 отключения доильного аппарата при этом закрыт.
Рычагом 27 устанавливают поплавок молоколовушки 10 в стартовое положение. При этом магнит поплавка удаляется от геркона 24 и он замыкается, включив питание электропневмоклапана 25, который отключает пневмоцилиндр 3 от вакуум-провода 9 и соединяет его с атмосферой. В результате трос 2 свободно вытягивают из пневмоцилиндра 3, освобождая доильный аппарат 2. Затем открывают клапан 29 и вакуумметрическое давление распространяется в молокоприемную камеру 12 коллектора 13 и далее по патрубку 37 в молокоотводную камеру 36 регулятора вакуума 22, откуда по переливной трубке 40 поступает в молоколовушку 34 и через калиброванную щель 47, образованную установленным в центре мембраны 35 клапаном 45 и выпускной трубкой 46 - в подсосковую камеру 33 доильного стакана 23. Причем так как в камере управления 38 регулятора вакуума 22 вакуумметрическое давление ниже, чем в молокоотводной камере 36, то мембрана 35, прогибаясь вверх, прижимает клапан 45 к выпускной трубке 46, тем самым затрудняя откачку воздуха из подсосковой камеры 33 доильного стакана 23. В результате в подсосковой камере 33 устанавливается вакуумметрическое давление, соответствующее давлению в камере управления 38 регулятора вакуума 22, изменяющееся в соответствии с переключением пульсатора 15. При этом при подаче в клапанную коробку 21 регулятора вакуума 22 и камеру управления 19 пневмоклапана 20 атмосферного давления клапан 32 открыт и атмосферный воздух дозированным потоком поступает в подсосковую камеру 33 доильного стакана 23, способствуя установлению в ней пониженного вакуумметрического давления, а также, при наличии, транспортировке молока.
Доильный аппарат 1 устанавливают на вымя коровы и начинают процесс доения.
В такте сосания молоко поступает в выпускную трубку 46 доильного стакана 23 и через калиброванную щель 47 стекает в молоколовушку 34, откуда через калиброванную щель 41, образованную переливной трубкой 40 с дном молоколовушки 34, поступает в молокоотводную камеру 36 и далее по патрубку 37 в молокоприемную камеру 12 коллектора 13, откуда через открытый клапан 29 по молочной трубке 11 поступает в молоколовушку 10 и далее в молокопровод 8. При смене такта в пульсаторе 15 (фиг.1) атмосферное давление по цепочке: трубка 16, распределительная камера 17, патрубок 18 поступает в камеру управления 19 (фиг.1, 2) пневмоклапана 20 и клапанную коробку 21 регулятора вакуума 22. В результате, мембрана 30 выравнивается и освобождает клапан 32, который открывает сообщение между камерой 31 атмосферного давления и подсосковой камерой 33 доильного стакана 23, а в камере управления 38 (фиг.2, 3) регулятора вакуума 22, за счет впуска атмосферного воздуха через впускной подпружиненный клапан 48, устанавливается остаточное вакуумметрическое давление (10 кПа). Снижение вакуумметрического давления в камере управления 38 приводит к возрастанию усилия прижатия мембраной 35 клапана 44 к выпускной трубке 46, что при одновременном впуске атмосферного воздуха через клапан 32 приводит к снижению вакуумметрического давления в подсосковой камере 33 доильного стакана 23 и, за счет впуска воздуха, активизации процесса транспортировки молока по указанной цепочке в молокопровод 8. При этом при интенсивности выведения молока из доли вымени не более 50 мл/мин, оно не накапливается в молоколовушке 34 и поплавок 42 с магнитом 43 сохраняет свое нижнее положение. При этом геркон 44 разомкнут и электроклапан 39 обесточен.
Так осуществляют доение каждой доли вымени коровы в отдельности в щадящем режиме.
При возрастании интенсивности потока молока выше 50 мл/мин, происходит его накопление в молоколовушке 34, что приводит к всплытию поплавка 42. В результате удаления магнита поплавка 42 геркон 44 замыкается и подается напряжение от электрогенератора 14 к электроклапану 39, который открывает обратный клапан 50, что обеспечивает беспрепятственную откачку воздуха из камеры управления 38, минуя клапан 49, и в то же время исключает поступление атмосферного воздуха из клапанной коробки 21 в камеру управления 38, кроме как через клапан 48. При этом в такте сосания вакуумметрическое давление в камере управления 38 и молокоотводной камере 36 устанавливается одинаковым, что приводит к выравниванию мембраны 35 и, в результате этого, возрастанию вакуумметрического давления в подсосковой камере 33 доильного стакана 23 до номинального значения. В такте сжатия в камере управления 38, а значит и в подсосковой камере 33 доильного стакана 23, как и при доении в щадящем режиме, сохраняется остаточное вакуумметрическое давление, обеспечивающее удержание доильного стакана на соске. При существенном увеличении интенсивности потока молока в молоколовушке 34 поплавок 42 всплывает выше своего хода. При этом, взаимодействуя с выступом переливной трубки 40, поплавок приподнимает ее, тем самым увеличив щель 41, что приводит к увеличению ее пропускной способности и снижению уровня молока в молоколовушке 34.
Одновременно происходит накопление молока и в молоколовушке 10, поплавок всплывает и освобождает рычаг 27, что приводит к переводу поплавка в следящий режим.
Так проводят доение коровы в номинальном режиме.
При снижении интенсивности потока молока в доильном стакане 23 ниже 50 мл/мин, поплавок 42 опускается и геркон 44 размыкается, обесточив электроклапан 39, тем самым закрыв обратный клапан 50. Снова начинается доение в щадящем режиме.
При снижении общего потока молока от всех доильных стаканов доильного аппарата 1 ниже 50 мл/мин, поплавок с магнитом в молоколовушке 10 опускается вниз, геркон 24 замыкается, подключив тем самым электропневмоклапан 25 к электрогенератору. При этом вакуумметрическое давление из вакуум-провода 9 через электропневмоклапан 25 по трубопроводу 26 поступает в пневмоцилиндр 3, под воздействием которого его поршень втягивает трос 2, который за свободный конец рычага 28 закрывает клапан 29, отключает доильный аппарат 1 и снимает его с вымени коровы, зафиксировав в исходном положении. Таким образом осуществляют доение коров с управляемым режимом доения по каждой доле вымени коров в отдельности и снимают доильный аппарат по завершению доения.
Применение данного переносного манипулятора доения коров на доильных установках типа АДМ-8 позволит повысить производительность труда на 35-40% и снизить заболеваемость вымени коров маститом на 12-14%.
Источники информации
1. SU 1750511 С1, 5 А 01 J 7/00, 30.07.1992.
2. RU 2151499 С1, 7 А 01 J 7/00, 5/007, 27.06.2000.
3. RU 2221417 С2, 7 А 01 J 5/007, 20.01.2004.
1. Переносной манипулятор линейной доильной установки, включающий доильный аппарат, тросом связанный с пневмоцилиндром, который посредством скобы с возможностью качания прикреплен к стойке, блок управления, который посредством разъема прикреплен к молокопроводу и вакуумпроводу доильной установки, включающий молоколовушку с поплавком, посредством молочной трубки соединяемой с молокоприемной камерой коллектора, а также снабженный электрогенератором двухполупериодный пульсатор, отличающийся тем, что пульсатор двумя выходными патрубками посредством спаренной вакуумной трубки соединен с распределительной камерой коллектора и далее патрубком с камерой управления пневмоклапана и клапанной коробкой регулятора вакуума однокамерного доильного стакана.
2. Переносной манипулятор по п.1, отличающийся тем, что пневмоклапан однокамерного доильного стакана выполнен в виде разделенных гибкой мембраной камеры управления и камеры атмосферного давления, причем мембрана соединена с клапаном, перекрывающим сообщение между камерой атмосферного давления и подсосковой камерой доильного стакана.
3. Переносной манипулятор по п.1, отличающийся тем, что регулятор вакуума доильного стакана выполнен в виде молоколовушки и разделенных гибкой мембраной молокоотводной камеры, патрубком сообщаемой с молокоприемной камерой коллектора, и камеры управления с клапанной коробкой и электроклапаном, причем в центре молоколовушка содержит соосно и свободно установленную переливную трубку с выступом в верхней части и с вырезом в нижней для образования с дном молоколовушки калиброванной щели для истечения молока с определенной интенсивностью, например, 50 мл/мин, и коаксиально установленный поплавок с магнитом при превышении своего хода в молоколовушке взаимодействующий с выступом переливной трубки, а магнит которого взаимодействует с герконом, установленным на молоколовушке, в центре мембрана содержит клапан, образующий с выпускной трубкой доильного стакана калиброванную щель, причем для обеспечения работоспособности регулятора вакуума должно выполняться условие
Dm>Dv,
где Dm - диаметр мембраны регулятора вакуума;
Dv - диаметр выпускной трубки,
при этом, исходя из условия равновесия и пренебрегая упругими свойствами мембраны регулятора вакуума при условии малых ее перемещений, для диаметра Dm мембраны, при управляющем вакуумметрическом давлении Рупр в камере управления, номинальном вакуумметрическом давлении Рном в молокоотводной камере и необходимом вакуумметрическом давлении Р∂ доения коров, диаметр Dv выпускной трубки равен
а клапанная коробка регулятора вакуума содержит впускной и выпускной подпружиненные клапаны, а также обратный клапан, закрываемый электроклапаном, электрической цепью через геркон, связанным с электрогенератором.
