РОЗДІЛ 2
ТЕОРЕТИЧНЕ ДОСЛІДЖЕННЯ ПАРАМЕТРІВ РЕЛІЗЕРНОГО ПРИСТРОЮ ДЛЯ ДОЇЛЬНОГО АПАРАТА
Молокопровідна лінія доїльного апарата у загальному випадку складається з піддійкових камер доїльних стаканів, молочної камери колектора, молочного шланга та вакуумованого молокозбірника. Для забезпечення виведення молока у невакуумовану молокозбірну ємкість в процесі доїння в конструкцію доїльного апарата включений релізерний пристрій. В основу його конструкції покладено пневматичний дозуючий механізм поплавкового типу з об'ємним формуванням доз. Незважаючи на суттєві переваги даного типу механізму йому властива низька стабільність роботи при переключеннях [73, 75]. Це пов'язано з недостатнім теоретичним вивченням взаємозв'язку між його робочим процесом, конструкційними параметрами поплавково-клапанного вузла та робочим вакуумметричним тиском у приймальній камері.
Процес роботи таких механізмів характеризується значним миттєвим підвищенням тиску в приймальній камері при переключеннях на наповнення дозуючої камери (відкривання відсічного клапана), які поширюються на молокопровідну лінію апарата, в піддійкові простори доїльних стаканів, а також на вакуумпровід, що негативно впливає на вим'я корів, режими роботи доїльного обладнання і режим транспортування молока. Крім того, через об'єм молока, яке знаходиться в приймальній камері проходить повітря, що призводить до негативних змін його мікроструктури, піноутворення та утворення масляних конгломератів. При цьому кількість повітря, яке проникає крізь молоко та амплітуда підвищення тиску прямо пропорційні різниці тисків у дозуючій та приймальній камерах на момент переключення клапанів.
Таким чином, при теоретичному досліджені пневматичного релізера для доїльного апарата необхідно вирішити наступні задачі:
- розробити конструкційно-технологічну схему пневматичного релізера для доїльного апарата;
- встановити взаємозв'язок між конструкційними параметрами поплавково-клапанного вузла та робочими параметрами пневматичного релізера;
- встановити взаємозв'язок між складовими циклу роботи та конструкційними параметрами пневматичного релізера;
- встановити взаємозв'язок між конструкційними параметрами пневматичного релізера і величиною підвищення тиску в його приймальній камері в момент відкривання відсічного клапана.
2.1. Конструкційно-технологічна схема пневматичного релізера для доїльного апарата
Пневматичниий релізер для доїльного апарату (рис. 2.1) [76, 77] призначений для виведення молока у невакуумовану молокозбірну ємність в процесі доїння. За рахунок цього максимально зменшується довжина молокопровідних комунікацій і відповідно площа контакту молока з доїльним обладнанням та тривалість знаходження молока під дією вакуумметричного тиску, що забезпечує збереження нативних якостей молока.
Включений у молокопровідну лінію доїльного апарата пневматичний релізер забезпечує порційне зливання молока, яке надходить з молокопровідного шланга доїльного апарата. Працює пневматичний релізер наступним чином. При підключенні апарата до вакуумпровода 19 вакуумметричний тиск розповсюджується на приймальну камеру 4 та дозуючу камеру 5. Під дією різниці вакуумметричного і атмосферного тиску зливний клапан 11 закривається і молоко з молокозбірної камери колектора 2 через молочний шланг 3 заповнює дозуючу камеру 5 і приймальну камеру 4.
Одночасно з цим вакуумметричний тиск через порожнину штока 7 розповсюджується на камеру змінного тиску пневматичного реле 13 і з неї через дросель 18 на керуючу камеру пневматичного реле 12, тиски, які діють на клапани пневматичного реле вирівнюються, вакуумний клапан 14 займає нейтральне положення і утримується закритим за рахунок жорсткості пружини 17. Рівень молока в приймальній камері 4 піднімається і через деякий проміжок часу поплавок 9 спливає, переміщуючи у верхнє положення шток 7 і відсічний клапан 10. При цьому шток 7 через радіальний отвір 8 сполучається з атмосферою і атмосферний тиск розповсюджується на камеру змінного тиску пневматичного реле 13 і дозуючу камеру 5. Під дією різниці тисків відсічний клапан 10 щільно закривається і молоко під дією власної ваги відкриває зливний клапан 11 і зливається у невакуумовану молокозбірну ємність 6. Одночасно з цим під дією різниці тисків, що діють на клапан мембрани 15 з сторони камери змінного тиску 13 та керуючої камери 14 вакуумний клапан 14 щільно закривається, а атмосферний тиск з камери змінного тиску 13 через дросель 18 поступово розповсюджується на керуючу камеру пневматичного реле 12. Через певний проміжок часу (достатній для спорожнення дозуючої камери 5, який регулюється дроселем 18) тиск в керуючій камері 12 та камері змінного тиску пневматичного реле 13 вирівнюється і під дією різниці тисків, які діють на вакуумний клапан 14 з сторони камери змінного тиску пневматичного реле 13 та приймальної камери 4 вакуумний клапан 14 відкривається і сполучає приймальну камеру 4 та камеру змінного тиску пневматичного реле 13 вакуумметричний тиск через шток 7 розповсюджується на дозуючу камеру 5, під дією різниці тисків зливний клапан 11 закривається, тиск в дозуючій камері 5 та приймальній камері 4 вирівнюється і шток 7 з поплавком 9 і відсічним клапаном 10 під дією власної ваги та ваги молока опускається в нижнє положення, відсічний клапан 10 відкривається, зв'язок радіального отвору штока 8 з атмосферою припиняється і молоко з приймальної камери 4 через відсічний клапан 10 заповнює дозуючу камеру 5, цикл роботи релізера повторюється.
Аналіз досліджень [10, 11, 23, 57, 78] дозволяє оцінити переваги від використання доїльного апарата з пневматичним релізерним пристроєм у порівнянні із доїнням у молокопровід та переносні доїльні відра (табл. 2.1).
Таблиця 2.1
Порівняльна оцінка доїльного апарата з релізерним пристроєм
ПоказникПереваги використання апаратапорівняно із доїнням у молокопровідпорівняно із доїнням у переносний бідонВміст вільних жирних кислот
зменшення
в 1,5...1,6 раза?Кількість дестабілізованого жиру