Способ по доению сельскохозяйственных животных и доильное устройство для его осуществления
Группа изобретений относится к сельскому хозяйству, в частности к доению животных. Доильный стакан (1) содержит корпус и размещенную в его внутренней полости эластичную трубчатую оболочку (2) из сетчатого материала. Между корпусом стакана и оболочкой установлены один на другом множество пустотелых колец (3-7). На корпусе стакана смонтированы распределитель нагнетания (8) воздуха и распределитель сброса (9) воздуха, выполненные в виде полых наружных цилиндров (10), жестко связанных с корпусом доильного стакана. На сливной трубке (48) смонтирована с возможностью вращения на ней банка (49) с перепускным отверстием (50). Банка приводится во вращение приводом (51). Через переходный патрубок (52) на стакан надет распределитель (53) воды, воздуха и молока с четырьмя отверстиями (54). Стакан снабжен штуцерами для воды (55) и воздуха (56). Доильным тактам сжатия предшествует массажный толчок по вымени стаканом, перемещаемым снизу вверх, микромассаж сжатым воздухом сосков с последующими волнообразными многократными сжатиями и расслаблениями соска в режиме бегущей волны сверху вниз. Повышается отбор молока, снижается возможность заболевания маститом. 2 н.п. ф-лы, 5 ил.
Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к способам доения сельскохозяйственных животных и к доильным устройствам для его осуществления.
Известные принципы работы доильных машин основаны на использовании вакуума. Через систему вакуум-регулятора, доильного аппарата и пульсатора поступает определенное количество воздуха, которое вакуум-насос откачивает из вакуум-привода и других емкостей, создавая разрежение. Доильные аппараты подразделяются на двух- и трехтактные. В двухтактных рабочий цикл состоит из тактов сосания и сжатия, а в трехтактных имеется еще такт отдыха. При такте сосания в межстенной и подсосковой камерах доильного стакана создается разрежение. Молоко вытекает из соска в подсосковую камеру. Во время такта сжатия в подсосковой камере остается разрежение, а в межстенной камере давление восстанавливается до атмосферного; сосковая резина сжимается, обеспечивая массаж соска. При такте отдыха в обеих камерах восстанавливается атмосферное давление. Кроме этого, доильная машина вытягивает и сжимает соски, то есть раздражает рецепторы, что должно способствовать восстановлению нормального кровообращения тканей сосков (И.Г. Велиток. Технология машинного доения коров. М.: Колос, стр. 18-19. Политехнический словарь. Советская энциклопедия. М. 1980, стр. 156). Вместе с тем, это очень болезненный процесс, порой приводящий к стрессовому состоянию животного, вакуумированный способ и на его основе доильные установки не позволяют осуществлять полноценный массаж вымени и сосков животного в процессе всей дойки, что способствует заболеванию маститом вымени.
Известен доильный стакан, включающий гильзу, плоскую сосковую резину с присоском, в которой выполнено отверстие для связи с атмосферой (SU 203372, опубл. В БИ №20, 1967).
Недостатком такого доильного стакана является то, что через отверстие в присоске постоянно поступает воздух, а это снижает вакуум под соском. В результате возможно спадание доильных стаканов с сосков, а также увеличение расхода воздуха и нагрузки на вакуумный насос.
Известен доильный стакан, включающий гильзу, сосковую цилиндрическую трубку с присоском, корпус с дополнительным присоском, установленным на гильзе соосно (SU 1250223 А, 15.08.1986).
Основным недостатком такого доильного стакана является нестабильность работы из-за плохого удержания на соске. При такте массажа от сжатия сосковой резины возникает выталкивающая сила, превышающая порой присасывающую. Доильный стакан удерживается в основном за счет сил трения, возникающих в местах контакта сосков с сосковой трубкой, и вакуума в полости присоска, который расширяет сосок в этой зоне. В данном доильном стакане воздух из межстенной камеры поступает в дополнительный присосок, а оттуда из-за разницы давлений - в полость основного присоска сосковой трубки и далее под сосок, снижая и без того малую удерживающую способность доильного стакана. Доильный стакан спадает с соска, так как сила трения не способна удержать его из-за недостаточной площади трения (длина соска в сосковой трубке мала, так как значительную длину доильного стакана занимает дополнительный присосок).
Наиболее близким техническим решением является доильный стакан, также содержащий упругую трубчатую оболочку, верхними и нижними краями вкруговую плотно прикрепленную к корпусу, имеющему отверстие для сообщения камеры атмосферного давления с атмосферой, патрубок для отсоса молока из подсосковой камеры, патрубок для периодического отсоса и спуска воздуха в межстенную камеру, сосковую резину, что автором принято за прототип (пат. RU 2151498, 1999).
Однако и этот доильный стакан не обеспечивает полного выжимания молока из сосков больших размеров.
В основу настоящего изобретения поставлена задача создания способа дойки коров и доильного стакана, исключающего использование свойств разрежения, которые приводят к жесткому вытягиванию мышечной структуры соска, удлиняя его. Это очень болезненное состояние, которое испытывает животное, часто приводящее к заболеванию маститом.
Решение поставленной задачи обеспечивается тем, что способ доения включает преддойную и последойную обработку вымени, в частности обмывание и сушку вымени, доильные такты сжатия, при этом такту сжатия предшествует массажный толчок стаканом по вымени, вертикально направленным снизу вверх усилием, последующий микромассаж соска сжатым воздухом и волнообразным многократным сжатием соска в режиме бегущей волны сверху вниз.
Доильное устройство выполнено в виде доильного стакана, который содержит корпус и размещенную в его внутренней полости эластичную трубчатую оболочку, верхней и нижней частями вкруговую плотно прикрепленную к корпусу, и размещенное в его нижней части сливное отверстие. Отличительная особенность доильного стакана выражается в том, что трубчатая оболочка выполнена сетчатой, а стакан снабжен множеством размещенных между корпусом и сетчатой трубчатой оболочкой пустотелых колец, установленных один на другом и взаимосвязанных через путепроводы с распределителем нагнетания и распределителем сброса воздуха. Другой особенностью является то, что каждый распределитель выполнен в виде полого наружного цилиндра, жестко связанного с корпусом доильного стакана и размещенного в нем с возможностью вращения, внутреннего полого цилиндра с множеством регистровых отверстий, расположенных по вертикальной образующей. Еще одной особенностью является то, что отверстия циклично взаимосвязаны с секторными выборками, выполненными на внутренней поверхности наружных цилиндров, а каждая выборка связана с соответствующим кольцом и по отношению к смежной смещена на расстояние, достаточное для последовательного наполнения колец сжатым воздухом и его сброса.
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 показан поперечный разрез доильного стакана; на фиг.2 - пневматическая схема связи цилиндров с кольцами стакана; на фиг.3 - развертка расположения выборок по внутренней поверхности наружных цилиндров; на фиг.4 - разрез по A-A выборки на фиг.3; на фиг.5 - общий вид доильного устройства.
Способ доения сельскохозяйственных животных, например коров, включает плотное надевание стаканов на соски, обмывание сосков подачей теплой воды в стакан под напором, последующую сушку сосков подачей в стакан теплого сжатого воздуха. Одновременно с надеванием стаканов производят первичный массажный толчок по вымени надеваемыми стаканами и микромассаж сосков и вымени сжатым воздухом, подаваемым в стаканы. После завершения преддойной обработки начинают процесс доения посредством поочередного перемещения стаканов снизу вверх и волнообразных многократных сжатий и расслаблений соска в режиме бегущей волны сверху вниз. Наиболее предпочтительным является перекрестный процесс доения, но устройство позволяет выполнять процесс доения в разной последовательности за счет автономности систем коммуникаций и управления.
Способ доения материализован доильным стаканом 1, который содержит корпус, в его внутренней полости размещена эластичная трубчатая оболочка 2 из сетчатого материала, верхней и нижней частями вкруговую плотно прикрепленная к корпусу стакана 1. В нижней части стакана 1 имеется сливное отверстие. Между корпусом стакана 1 и оболочкой 2 установлены один на другом множество пустотелых колец 3, 4, 5, 6 и 7, в нашем примере пять. На корпусе стакана 1 смонтированы распределитель нагнетания 8 воздуха и распределитель сброса 9 воздуха, выполненные в виде полых наружных цилиндров 10 и 11, жестко связанных с корпусом доильного стакана 1. В цилиндрах 10 и 11 смонтированы на общем валу 12 с возможностью вращения вместе с ним внутренние полые цилиндры 13 и 14 с множеством регистровых отверстий 15, 16, 17, 18 и 19 в цилиндре 13 и 20, 21, 22, 23 и 24 в цилиндре 14 по числу колец 3, 4, 5, 6 и 7, расположенных по вертикальной образующей. На внутренней поверхности 25 цилиндра 10 имеются секторные выборки 27, 28, 29, 30 и 31, а на поверхности 26 цилиндра 11 - соответственно выборки 32, 33, 34, 35 и 36. Нагнетательным 37-41 путепроводами каждая выборка связана с соответствующим кольцом 27 с 3, 28 с 4, 29 с 5, 30 с 6 и 31 с 7. Каждый нагнетательный путепровод связан посредством сбрасывающего путепровода с секторными выборками 32-36 цилиндра 11. Вал 12 приводится во вращение приводом 42. Каждая выборка, по отношению к смежной, смещена на расстояние, достаточное для последовательного наполнения колец сжатым воздухом и его сброса, т.е. с перекрытием (фиг.3). Цилиндр 11 связан обратной связью трубопроводами 43-47 с трубопроводами 37-41. На сливной трубке 48 смонтирована с возможностью вращения на ней банка 49 с перепускным отверстием 50. Банка 49 приводится во вращение приводом 51. Через переходный патрубок 52 на стакан 49 надет распределитель 53 воды, воздуха и молока с четырьмя отверстиями 54, взаимодействующими с отверстием 50 для отвода воды, воздуха и молока.
Стакан снабжен штуцерами для воды 55 и воздуха 56. Доильное устройство включает основание 57, на стойке 58 которого шарнирно смонтированы четыре рычага 59, а на концах рычагов 59 шарнирно установлены доильные стаканы 1. Рычаги 59 поднимают стаканы 1 воздействием воздушных подушек 60 и выполнены с возможностью регулировки на длине. Посредством коммуникационных трубопроводов (на чертеже не показаны) стаканы 1 связаны с проточным водоподогревателем 61, подогревателем сжатого воздуха 62 и бачком для сбора воды 63. Подъем и опускание рычагов 59 управляется регистром 64.
Доильное устройство (как вариант) крепится на крупе коровы посредством ременной застежки.
Доильное устройство работает следующим образом.
Все элементы подготовки процесса доения 61, 62, 63 и 64 через программное управляющее устройство (УУ) приводятся в действие (на чертеже не показано). Для этого банку 49 устанавливают в такое положение, когда ее отверстие 50 совпадает с одним из четырех отверстий 54 распределителя 53, например со стоком воды.
Перед началом доения программа устанавливает все управляемые элементы в исходное положение. В процессе дойки программа понижает количество подаваемого воздуха внутрь стакана 1 до уровня, обеспечивающего нормальный отток молока через банку 49.
Вначале устройство подсоединяется к внешним коммуникациям сжатого воздуха и напряжения, например 12V. В исходном положении стаканы 1 устройства находятся в крайнем нижнем положении (фиг.5) вместе с рычагами 59. Перед приведением устройства в рабочее положение соски вставляются в стаканы 1 и все устройство поднимается вверх с массажным толчком по вымени до плотного контакта стаканов с выменем животного и крепится на круп животного перекидным ремнем. После этого выполняется преддойная обработка вымени животного, которая включает в себя следующие операции: управляющее устройство (далее УУ) включает проточный водоподогреватель 61, и теплая вода через штуцер 55 поступает одновременно во все стаканы 1 в зону между сеткой 2 и корпусом стакана 1 и, проходя через сетчатую оболочку 2, равномерно распределяется по поверхности соска и нижней части вымени. После промывки вымени и соска УУ отключает водоподогреватель 61 и включает проточный подогреватель сжатого воздуха 62, который подает теплый сжатый воздух через штуцер 56 в пространство между сеткой 2 и корпусом стакана 1. Сжатый воздух, проходя через отверстия сетки 2, равномерно распределяется по соску и части вымени, тем самым осуществляя их сушку и микромассаж. Внутреннее устройство проточного воздухоподогревателя 62 и его регистра на чертежах не показано. Сбор отработанной воды и выпуск воздуха осуществляются через дренажные отверстия 54. После выполнения процесса сушки начинается процесс дойки. УУ включает регистр 64 и подает сжатый воздух надувным подушкам 60, присоединенным к рычагам 59 стаканов 1, подушки надуваются и, распрямляясь, поднимают рычаги 59. Стаканы 1 за счет трения и подъема ударяют по основанию вымени, осуществляя тем самым массаж вымени.
Далее УУ включает подогреватель 62 и подает сжатый воздух через патрубок 65 в цилиндры 13, которые вращаются от привода 42. Воздух из цилиндра 13 попадает через отверстия в выборках 27-31 по трубопроводам 37-41 в кольца 3-7. Так как выборки 27-31 перекрывают смежно друг друга и смещены смежно, то воздух попадает в первое верхнее кольцо 3, надувает его. Вследствие наполнения кольцо охватывает сосок и сжимает его, выдавливая молоко. Так как цилиндр 13 вращается, в работу вступает отверстие 16, соединяя цилиндр 13 с трубопроводом 38, подавая воздух в кольцо 4, а из кольца 3 воздух по трубопроводу 43 стравливается через отверстие 20 в цилиндре 14 и из него в атмосферу через патрубок 66.
Далее цикл наполнения последующих колец аналогичен предыдущим, создавая бегущую сверху вниз волну сжатия соска. Количество циклов бегущей волны устанавливается оператором.
После выполнения заданного количества циклов волны сжатия соска УУ включает регистр надувных подушек 64 и стравливает из них воздух. Одновременно УУ отключает подогреватель сжатого воздуха 62 и прекращается подача воздуха в цилиндры 13 стаканов, которые возвращаются в крайнее нижнее положение. При достижении установленного оператором порога надаиваемого молока УУ отключает режим дойки и включает режим последойной обработки вымени и сосков. Последовательность команд при этом, как и в описанном выше режиме преддойной обработки. После ее завершения УУ выдает звуковой и световой сигналы или сигнал на общий пульт об окончании дойки.
Заявленный способ и устройство на его основе создают щадящий режим работы дойки, близкий к ручному доению. В комплексе решена задача преддойной и последойной обработки вымени и сосков животного.
Устройство позволяет первые порции сдоенного молока собирать в отдельную емкость для контроля качества. Способ понижает возможность заболевания маститом.
Предлагаемый способ позволяет применять любую последовательность операций, предусмотренную наилучшими вариантами доения животных, что, несомненно, будет способствовать максимальному отбору молока и сохранению здоровья молочного стада.
1. Способ по доению сельскохозяйственных животных, включающий преддойную и последойную обработку вымени, в частности обмывание и сушку вымени, доильные такты сжатия, отличающийся тем, что доильным тактам сжатия предшествует массажный толчок по вымени стаканом, перемещаемым снизу вверх, микромассаж сжатым воздухом сосков с последующими волнообразными многократными сжатиями и расслаблениями соска в режиме бегущей волны сверху вниз.
2. Доильное устройство в виде доильного стакана, который содержит корпус и размещенную в его внутренней полости эластичную трубчатую оболочку, верхней и нижней частями вкруговую плотно прикрепленную к корпусу, и размещенное в его нижней части сливное отверстие, отличающееся тем, что трубчатая оболочка выполнена сетчатой, а стакан снабжен множеством размещенных между корпусом и сетчатой трубчатой оболочкой пустотелых колец, установленных один на другом и взаимосвязанных через путепроводы с распределителем нагнетания и распределителем сброса воздуха, при этом каждый распределитель выполнен в виде полого наружного цилиндра, жестко связанного с корпусом доильного стакана, и размещенных в них с возможностью вращения внутренних полых цилиндров с множеством регистровых отверстий, взаимосвязанных циклично с секторными выборками, выполненными на внутренней поверхности наружных цилиндров, а каждая выборка связана с соответствующим кольцом и по отношению к смежной смещена на расстояние, перекрывающее достаточно для последовательного наполнения колец сжатым воздухом и его сброса.
