ВЫМЯ
4
2 3
Рf
1
Р
5
q
6
G
М
7
а
ВЫМЯ
4
2 3
Рf
1
Р
5
q
6
G
М
7 8
б
ВЫМЯ
4
3
2
Рf
1
Р УУ е e -pτ -st
5
q
10
11
9 6
G
М
в 7 8
а – двухтактный доильный аппарат; б – трехтактный доильный аппарат; в – двухрежимный двух-трехтактный автоматизированный доильный аппарат; 1 – источник постоянного вакуума; 2 – пульсатор; 3 – распределитель переменного вакуума; 4 – вымя; 5 – доильные стаканы; 6 – коллектор; 7 – молокосборник; 8 – мембранно-клапанный механизм коллектора; 9 – датчик интенсивности молочного потока; 10 – управляющее устройство; 11 – звено чистого запаздывания сигнала управления коллектором
Рисунок 5.1 – Блок-схемы доильных аппаратов
Блок-схема (рисунок 5.1 а ) двухтактного доильного аппарата отличается простотой. Трехтактный доильный аппарат (рисунок 5.1 б ) сложнее двухтактного, так как в его коллекторе имеется мембранно-клапанный механизм, обеспечивающий в процессе доения в подсосковых камерах третий такт, так называемый такт «отдыха», в результате которого под соском действует почти атмосферное давление, выталкивающее из стакана втянутый в такте сосания сосок, что обеспечивает массаж и удовлетворительное выдаивание коров без машинного додаивания.
Кроме того, внешнее управление работой молочного клапана коллектора позволяет доить корову как в двухтактном, так и в трехтактном режимах, а также отключать доильный аппарат в конце доения.
Эти особенности трехтактного доильного аппарата послужили основой для разработки двухрежимного двух-трехтактного автоматизированного доильного аппарата (рисунок 5.1 в ).
Из рисунка 5.1 видно, что одним из главных узлов любого доильного аппарата является пульсатор 2, обеспечивающий работу его основных блоков. Кроме пульсаторов все доильные аппараты включают распределитель переменного вакуума 3, двухкамерные доильные стаканы 5, коллектор 6 и молокосборник 7, источник постоянного вакуума Р , линию переменного вакуума Р f и молочную линию G .
Все пульсаторы и коллекторы трехтактного и двух-трехтактного аппаратов включают мембранно-клапанные механизмы, а двух-трехтактный автоматизированный доильный аппарат, кроме того, включает датчик интенсивности молочного потока 9, управляющее устройство УУ 10 и линии связи. Наиболее длинные их участки могут иметь звенья чистого запаздывания е-st передачи сигналов 11.
Любой пневматический пульсатор современного аппарата может быть реализован по схеме прямого (рисунок 5.2 а ) или инверсного (рисунок 5.2 б ) мембранно-клапанных усилителей, реализующих логические операции ДА (повторение) и НЕ (отрицание) [11].
По первой схеме реализован пульсатор трехтактного доильного аппарата ДА-3М «Волга».
Инверсная схема является более простой в изготовлении и эксплуатации, и поэтому в производстве она является более предпочтительной. По функциональным возможностям они обе являются полностью взаимозаменяемыми, если мембранно-клапанные блоки выполняются связанными в единый узел, а подводы питания и атмосферы меняются местами. Соотношение тактов в обоих случаях зависит от соотношения эффективных площадей мембран и клапанов. Исходя из этого, в наших исследованиях принята исключительно вторая схема.
Используемые глухие управляющие камеры пульсаторов между собой принципиальной разницы не имеют, но так как в пульсаторах они работают с дросселями, как пневмоемкости инерционных звеньев, то могут иметь разные объемы. В управляемых пульсаторах управляющие камеры могут быть проточными.
P 1 P 1
P P
P = P 1
P = P 1
P 0 P 0
а б
а – прямой усилитель; б – инверсный усилитель
Рисунок 5.2 – Вакуумные мембранно-клапанные усилители
Дроссели могут быть постоянными (нерегулируемыми) и переменными (регулируемыми), винтовыми и в виде капилляров и каналов. Каналы могут нарезаться на конусе и цилиндре (АДУ-1) или на плоскости (например, ДД4-1).
Коллектор двухтактного доильного аппарата полностью соответствует своему прямому назначению – собирать молоко из отдельных (четырех) доильных стаканов в общую молочную камеру, имеющую выход в молочный шланг для последующего транспортирования молока в молокопровод или в молочную емкость. Кроме клапана аварийного отключения подсоса атмосферного воздуха этот коллектор управляющих и управляемых элементов не содержит и поэтому особого интереса для данных исследований не представляет.
Коллектор трехтактного доильного аппарата, помимо своего прямого назначения, имеет мембранно-клапанный узел – прерыватель постоянного вакуума, управляемый переменным вакуумом, создаваемым пульсатором в распределительной камере. Этот механизм можно использовать для переключения работы аппарата на двухтактный или трехтактный режим и для его отключения в зависимости от интенсивности и фазы молоковыведения. Для этого необходимо ввести в коллектор отдельную управляющую камеру V k, связанную с выходами пневмодатчика интенсивности молочного потока ( P 1).
Итак, коллектор и пульсатор разрабатываемого автоматизированного аппарата необходимо строить по более простой инверсной схеме (см. рисунок 5.2 б ). На рисунке 5.3 а представлена элементная схема пульсатора, а на рисунке 5.3 б – схема управляемого коллектора.
Несмотря на то, что и пульсатор, и коллектор построены по одной и той же элементной схеме, пульсатор реализует операцию НЕ (отрицание), а коллектор операцию ДА (повторение) благодаря разным местам ввода в камеры элементов (под мембрану или под нижний клапан) питания ( Р ) и атмосферы ( Р 0).
