Устройство для автоматизированного управления процессом доения по четвертям вымени коровы
Владельцы патента RU 2773053:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Казанский ГАУ) (RU)
Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к устройствам для механизации и автоматизации процесса доения коров. Устройство для автоматизированного управления процессом доения по четвертям вымени коровы содержит коллектор с датчиками потока и электропроводности молока, установленными в камерах с калиброванным отверстием, электронный коммутатор, доильные стаканы, пневмоцилиндр, подключенный через электромагнитный клапан к вакуум-проводу и соединенный гибкой механической связью с коллектором, датчик-счетчик потока молока с отключателем вакуума, молокопровод, электромагнитный пульсатор, подключенный к блоку управления доением, вакуум-проводу и попарно двойным вакуумным шлангом к доильным стаканам. На каждом патрубке распределительной камеры переменного вакуума в доильных стаканах расположен управляемый клапанный механизм, состоящий из электромагнитной катушки и сердечника в виде неодимового магнита с закрепленным на нижнем конце цилиндрическим клапаном, имеющим канал сообщения с атмосферным давлением и паз на боковой поверхности. При этом ход сердечника в верхней части клапанного механизма ограничивается неподвижным упором из ферромагнитного материала с отверстием. Повышается надежность работы и качество промывки доильного аппарата. 4 ил.
Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к устройствам для механизации и автоматизации процесса доения коров.
Известен манипулятор для доения коров, содержащий в качестве основных узлов автомат управления, исполнительный механизм, дугообразную подвеску и улавливатель доильных стаканов, исполнительный механизм выполнен в виде вертикально смонтированного на коллекторе доильного аппарата между стаканами пневмоцилиндра со штоком, верхний конец которого оборудован оголовком в виде эллипсоида с горизонтальной большой осью, а доильный аппарат центрирован в разрезных кольцах саморегулируемых телескопических связей улавливателя доильных стаканов, закрепленного на исполнительном механизме и соединенного с подвеской гибкой связью, регулируемой по высоте [1].
Недостатками известного устройства являются сложность конструкции, большая материалоемкость, отсутствие датчика-счетчика потока молока, невозможность автоматического управления доением коров, недостаточная надежность работы манипулятора.
Известен манипулятор доильной установки, содержащий держатель доильных стаканов, снабженных сильфонными механизмами додаивания и ловушкой, установленными на штоке, управляемом первым пневмоцилиндром, который в свою очередь соединен с поворотным рычагом, управляемым вторым пневмоцилиндром вывода манипулятора; блок управления, состоящий из четырех датчиков, каждый из которых своими входами соединены через коллекторы с доильными стаканами, а выходами с молочным шлангом через управляемый пневмозажим с общим молокопроводом [2].
К недостаткам известного устройства относятся конструктивная сложность, невозможность индивидуального отключения выдоенной доли вымени от вакуума с целью исключения холостого доения, отсутствие регулирования режимов работы доильного аппарата (частота пульсации, соотношение тактов) в зависимости от скорости молокоотдачи, отсутствие контроля температуры и электропроводности молока для диагностики состояния вымени животного с последующей цифровой обработкой и передачей данных в компьютерную сеть.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению (прототип) является устройство, содержащее коллектор с датчиками потока и электропроводности молока, установленных в специальных камерах с калиброванным отверстием, электронный коммутатор, доильные стаканы, пневмоцилиндр, подключенный через электромагнитный клапан к вакуумпроводу и соединенный гибкой механической связью с коллектором, датчик-счетчик потока молока с отключателем вакуума, молокопровод, электромагнитный пульсатор, подключенный к блоку управления доением, вакуумпроводу и попарно двойным вакуумным шлангом к доильным стаканам [3].
Недостатком прототипа является расположение клапана в патрубке молочной камеры коллектора, который создает дополнительное гидравлическое сопротивление, что снижает пропускную способность, способствует налипанию молочного жира и образованию молочного камня, так же сложность промывки коллектора и клапанного механизма.
Задачей предлагаемого изобретения является устранение указанных недостатков.
Технический результат - повышение эксплуатационной надежности работы и качества промывки доильного аппарата при своевременном определении окончания доения и независимом отключении каждого доильного стакана.
Вышеуказанный технический результат достигается тем, что в предлагаемом устройстве для автоматизированного управления процессом доения по четвертям вымени коровы, содержащем коллектор с датчиками потока и электропроводности молока, установленных в специальных камерах с калиброванным отверстием, электронный коммутатор, доильные стаканы, пневмоцилиндр, подключенный через электромагнитный клапан к вакуумпроводу и соединенный гибкой механической связью с коллектором, датчик-счетчик потока молока с отключателем вакуума, молокопровод, электромагнитный пульсатор, подключенный к блоку управления доением, вакуумпроводу и попарно двойным вакуумным шлангом к доильным стаканам, согласно изобретению, на каждом патрубке распределительной камеры переменного вакуума в доильные стаканы расположен управляемый клапанный механизм, состоящий из электромагнитной катушки и сердечника в виде неодимового магнита с закрепленным на нижнем конце цилиндрическим клапаном, имеющим канал сообщения с атмосферным давлением и паз на боковой поверхности, при этом ход сердечника в верхней части клапанного механизма ограничивается неподвижным упором из ферромагнитного материала с отверстием.
Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлена общая схема устройства для автоматизированного управления процессом доения по четвертям вымени коровы, на фиг. 2 - доильные стаканы с коллектором, снабженным управляемыми клапанными механизмами, на фиг. 3 клапанный механизм, на фиг. 4 разрез А-А фиг. 3.
Устройство для автоматизированного управления процессом доения по четвертям вымени коровы содержит коллектор 1 с датчиками 2 потока и электропроводности молока, установленных в специальных камерах 3 с калиброванным отверстием 4, электронный коммутатор 5, доильные стаканы 6, пневмоцилиндр 7, подключенный через электромагнитный клапан 8 к вакуумпроводу 9 и соединенный гибкой механической связью 10 с коллектором 1, датчик-счетчик 11 потока молока с отключателем 12 вакуума, молокопровод 13, электромагнитный пульсатор 14, подключенный к блоку 15 управления доением, вакуумпроводу 9 и попарно двойным вакуумным шлангом 16 к доильным стаканам 6. На каждом патрубке 17 распределительной камеры 18 переменного вакуума в доильные стаканы 6 расположен управляемый клапанный механизм 19, состоящий из электромагнитной катушки 20 и сердечника 21 в виде неодимового магнита с закрепленным на нижнем конце цилиндрическим клапаном 22, имеющим канал 23 для сообщения с атмосферным давлением межстенной камеры доильного стакана при его закрытом состоянии и паз 24 на боковой поверхности для ограничения вращения при перемещении. При этом ход сердечника 21 в верхней части клапанного механизма 19 ограничивается неподвижным упором 25 из ферромагнитного материала с отверстием 26.
Устройство для автоматизированного управления процессом доения по четвертям вымени работает следующим образом.
При нажатии кнопки «Пуск» блока управления 15 в пневмоцилиндр 7, через электромагнитный клапан 8 поступает атмосферное давление и гибкая механическая связь 10 вытягивается, следуя за коллектором 1. На электромагнитные катушки 20, подключенные через электронный коммутатор 5 к блоку управления 15, подается электрический ток, и сердечники 21 в виде неодимовых магнитов закрепленные к цилиндрическим клапанам 22 одновременно поднимаются вверх, соединяя распределительные камеры 18 переменного вакуума с доильными стаканами 6. При этом сердечники в верхней части притягиваются к неподвижным упорам 25 из ферромагнитного материала и удерживаются в верхнем положении. Затем из молокопровода 13 вакуум поступает в датчик-счетчик потока молока 11, далее через открытый отключатель вакуума 12, управляемый электромагнитным клапаном 8, поступает в коллектор 1 и к доильным стаканам 6. Одновременно начинает работать электромагнитный пульсатор 14, подключенный к блоку управления доением 15, вакуумпроводу 9 и попарно двойным вакуумным шлангом 16 через распределительную камеру 18 и клапанный механизм 19 к доильным стаканам 6, подавая в них переменный вакуум.
Оператор одевает доильные стаканы 6 на соски вымени коровы и начинается процесс доения. Молоко от доильных стаканов 6 поступает в специальную камеру 3 с калиброванным отверстием 4, в которой расположены электродные датчики 2 потока и электропроводности молока. Контакты датчиков замыкаются, начинается контроль поступления молока от каждой четверти вымени, одновременно определяется электропроводность молока, характеризующая состояние здоровья четверти вымени коровы. Калиброванное отверстие 4 имеет пропускную способность 50 мл/мин. При большей скорости молокоотдачи контакты датчиков 2 потока и электропроводности молока всегда замкнуты, поскольку молоко переполняет специальную камеру 3 и сливается в коллектор 1.
В конце доения, когда поток молока с каждой четверти вымени становится меньше 50 мл/мин, уровень молока в специальной камере 3 снижается и все молоко стекает через калиброванное отверстие 4, датчики 2 потока и электропроводности молока размыкаются и блок управления 15 подает команду на электромагнитную катушку 20, которая втягивает сердечник 21 с цилиндрическим клапаном 22, последний перекрывает патрубок 17 распределительной камеры 18 переменного вакуума. Причем цилиндрический клапан 22 имеет паз 24 на боковой поверхности для устранения вращения при перемещении. Через канал 23 сообщения с атмосферным давлением цилиндрического клапана 22 поступает воздух в межстенную камеру доильного стакана 6 и процесс доения в доильном стакане 6 завершается в такте сжатия. Аналогично происходит в других доильных стаканах.
После окончания доения последней четверти блок 15 управления через электромагнитный клапан 8 подает команду на отключатель вакуума 12, одновременно от этого же клапана подается вакуумметрическое давление в пневмоцилиндр 7, который втягивает гибкую механическую связь 10 и коллектор 1 с доильными стаканами 6 отсоединяется от вымени коровы. Процесс доения завершен.
Список использованной литературы
1. Патент 2186486 Российская Федерация, МПК A01J 5/00. Манипулятор доения (описание изобретения) / Кормановский Л.П. (RU), Пурецкий В.М. (RU), Соловьев Р.В. (RU), Макаров Э.Р. (RU), Соловьев В.Р. (RU), опубл. 10.03.2002 - аналог.
2. А.с. СССР №1750511 А1, М.Кл. A01J 5/14. Манипулятор доильной установки / Ужик В.Ф., Брозенцев В.И., опубл. 30.07.1992, Бюл. №28 - аналог.
3. Патент 2738473 Российская Федерация, МПК A01J 5/00. Устройство для автоматизированного управления процессом доения по четвертям вымени коровы (описание изобретения) / Цой Ю.А. (RU), Кирсанов В.В. (RU), Зеленцов А.И. (RU), Ряузов А.А. (RU), Фокин А.И. (RU), Кашапов И.И. (RU), Баишева Р.А. (RU), Романов Д.В. (RU); заявитель и патентообладатель ФГБНУ ФНАЦ ВИМ. - №2005112559/11; заявл. 03.07.20; - Опубл. 14.12.20. Бюл. №35 - 10 с. - прототип.
Устройство для автоматизированного управления процессом доения по четвертям вымени коровы, содержащее коллектор с датчиками потока и электропроводности молока, установленных в камерах с калиброванным отверстием, электронный коммутатор, доильные стаканы, пневмоцилиндр, подключенный через электромагнитный клапан к вакуумпроводу и соединенный гибкой механической связью с коллектором, датчик-счетчик потока молока с отключателем вакуума, молокопровод, электромагнитный пульсатор, подключенный к блоку управления доением, вакуумпроводу и попарно двойным вакуумным шлангом - к доильным стаканам, отличающееся тем, что на каждом патрубке распределительной камеры переменного вакуума в доильные стаканы расположен управляемый клапанный механизм, состоящий из электромагнитной катушки и сердечника в виде неодимового магнита с закрепленным на нижнем конце цилиндрическим клапаном, имеющим канал сообщения с атмосферным давлением и паз на боковой поверхности, при этом ход сердечника в верхней части клапанного механизма ограничивается неподвижным упором из ферромагнитного материала с отверстием.
