Автоматизація доїльних установок

В залежності від способу утримання корів в зимовий і літній періоди, а також від прийнятої системи організації машинного доїння застосовують різні доїльні установки, які можна розділити на три основних типи: стаціонарні для доїння в стійлах (доїльні апарати переміщають від корови до корови); стаціонарні для доїння на площадках (корови переміщаються до доїльних апаратів); універсальні пересувні для доїння на пасовищах (корови переміщаються до доїльних апаратів).

Як об’єкт автоматизації доїльні установки являють собою складні технологічні системи, на яких реалізуються цілий ряд взаємопов'язаних технологічних процесів і окремих операцій. Це підготовка вимені до доїння, стимуляція молоковіддачі, доїння, збір молока з попереднім очищенням та обліком, миття доїльної апаратури і ін.

Головним і найбільш складним та відповідальним є процес доїння. Його складність пов’язана з біологічною основою. Враховуючи фізіологічні особливості тварин було досліджено, що в процесі доїння корови молоковіддача проходить нерівномірно. Спочатку молоковіддача проходить по зростанню, а через 40…45с досягає максимального значення. Потім протягом 3…4хв проходить інтенсивна віддача, а подальше молоковіддача різко знижується.

Із машинних способів доїння в нинішній час використовують в основному спосіб відсмоктування молока при допомозі вакууму (можливий спосіб механічного вижимання).

Будова та принцип дії доїльних апаратів інших типів мають незначні відмінності. Для механізації та автоматизації процесів доїння при утриманні корів на прив’язі використовують доїльні установки з доїнням у відра ДАС-2Б і АД-100Б, а також молокопровідні доїльні агрегати АДМ-8. Для обслуговування тварин при безприв’язному їх утриманні й доїнні в доїльних залах – доїльні установки, "Тандем-автомат" УДА-8А, "Ялинка-автомат" УДА-16А та "Карусель" УДА-100. Доїння в літніх таборах та на пасовищах здійснюється доїльними установками УДС-3Б і ін.

Установка "Тандем-автомат" УДА-8А призначена для машинного доїння корів у доїльних станках ( на 8 місць) з індивідуальним впуском тварин, транспортування молока в молочне відділення, його фільтрації та охолодження.

Установка "Ялинка-автомат" УДА-16А призначена для машинного доїння корів у групових доїльних станках і первинної обробки молока. Складається вона з двох секцій, кожна на вісім корів.

Установка "Карусель" УДА-100 призначена для машинного доїння корів на конвеєрі в індивідуальних станках, первинної обробки молока. Вона може обслуговувати до 800 голів. Пропускна здатність – 104 голови за год.

Установка УДС-3Б являє собою доїльний майданчик зі станками паралельно-прохідного типу, яка забезпечує доїння корів, збір молока та його охолодження, а також підкормку тварин.

Доїльні апарати установок машинного доїння корів уніфіковані. Як і в апараті АДУ управління змінним вакуумом в них здійснюється пульсатором (регулятор прямої дії). Підтримання параметрів вакууму вакуумнасосу виконується також регуляторами вакууму прямої дії. Отже при доїнні у відра принципи керування доїльною установкою зводиться до забезпечення прямого пуску асинхронного двигуна вакуумнасосу та його захисту.

При доїнні в молокопровід та в індивідуальних і групових доїльних станках крім процесу доїння передбачають, збір молока з попереднім очищенням та обліком, миття доїльної апаратури, годівлю тварин і інші технологічні операції. Це вимагає впровадження принципів програмного керування послідовністю та тривалістю здійснення операції, проведення індивідуального та групового обліку молока, контролю проходження процесів. Для прикладу детально розглянемо роботу доїльного автомату МД-Ф-1 та доїльного агрегату АДМ8А-1.

Доїльний маніпулятор МД-Ф-1 (рисунок 2.5.1) призначений для підтримки доїльного апарату в неробочому положенні, полегшення надівання доїльних стаканів на вим'я корови, і пристосуванню підвісної частини апарату до різних розмірів та форм вимені корів, автоматичного контролю інтенсивності виведення молока з вимені, автоматичного виконання машинного додоювання, відключення апарата від джерела вакууму, зняття стаканів з дійок і виведення апарата з-під корови. Виконавчий механізм маніпулятора підтримує підвісну частину доїльної апаратури при надіванні доїльних стаканів на вим'я корови, а також автоматично виконує операції за командами апарата керування. Автомат керування контролює інтенсивність молоковіддачі і подає сигнали на пневмоциліндри виконавчого механізму маніпулятора.

Рисунок 2.5.1. Принципова конструктивна схема маніпулятора МД-Ф-1:

1 - циліндр додоювання; 2 - циліндр виведення доїльного апарата з-під корови; 3 - кран: 4 - пневмодатчик; 5 - головка; 6 - скоба; 7 - клапан; 8 - поплавок: 9 - калібрований отвір; 10 - затискач; 11- пульсатор; 12 - доїльний апарат; а і б - штуцери підведення вакууму до циліндрів; І - повітропровід чистого повітря; II - силовий вакуумпровід; III - молокопровід; IV- технологічний вакуумпровід

Основним функціональним вузлом автомата керування є пневмодатчик 4. Працює пневмодатчик так: вихідне положення, коли головка 5 знаходиться на скобі 6 і молоко надходить до його камери, а виливається через калібрований отвір 9. Із збільшенням інтенсивності молоковіддачі поплавок 8 спливає і звільнює скобу 6, яка під дією власної маси перекидається і починається автоматичний контроль процесу доїння. Основна маса молока витікає через обвідний канал у молокопровід. При зменшенні інтенсивності молоковіддачі до 400 г/хв. молоко виводиться лише через калібрований отвір 9, поплавок 8, з'єднана з ним головка опускається вниз, отвір каналу штуцера і головки з'єднується з постійним вакуумом циліндра додоювання, який через важіль маніпулятора відтягує доїльні стакани вниз, що забезпечує механічне додоювання. При інтенсивності молоковіддачі менше 200 г/хв., поплавок опускається ще нижче, клапан 7 відключає доїльні стакани від молокопроводу, у піддійкові камери через отвори в колекторі надходить атмосферний тиск, канал штуцера 6 головки підключає до циліндрів зняття і піднімання маніпулятора вакуумметричний тиск. Доїльні стакани знімаються і виводяться з-під корови. Кран 3 призначений для примусового включення підйому й підтримання доїльних стаканів при їх одіванні на вим'я. Встановлюється маніпулятор на вертикальному стояку станка або на додатково змонтованій опорі.

Доїльний агрегат АДМ- 8А-1 призначений для машинного доїння корів в стійлах, транспортування видоєного молока в молочне відділення, групового обліку видоєного молока від 50 корів, фільтрації, охолодження і збору його в резервуар для зберігання. Для охолодження і зберігання молока рекомендується використовувати в комплекті з агрегатом: резервуари-охолоджувачі; холодильну установку. Для отримання гарячої води рекомендується використовувати електроводонагрівачі ємністю 400л.

Загальний вигляд розміщення доїльного агрегату показано на рисунку 2.5.2. Доїльний агрегат складається з скляного молокопроводу і вакуумпроводу, встановлених над стійлами корівника. Доїльні апарати з’єднуються з молокопроводом та вакуумпроводом при допомозі молочно-вакуумних кранів. В приміщенні молочної змонтована система первинної обробки молока та система промивки агрегату.

Робота доїльного агрегату складається з наступних етапів: підготовка доїльного агрегату до доїння; підготовка вимені корів до доїння і установка доїльних апаратів; доїння; замір молока, надоєного від кожної корови(при контрольному доїнні); транспортування молока в молочне відділення; замір видоєного молока від групи корів; фільтрація молока; охолодження молока; подача молока до резервуара для зберігання; промивка і дизинфікування доїльного агрегату.

Підготовка доїльного агрегату до доїння включає в себе переддоїльне полоскання та переддоїльну сушку агрегату. Під час переддоїльного полоскання відбувається пуск холодної води в бак, регулювання рівня рідини, полоскання доїльних апаратів та молокопроводів. Вода при цьому проходить по шляху через нижній відсмоктувальний патрубок на доїльні апарати через молокопровід і при допомозі молочного насоса і крана циркуляційної промивки в каналізацію. Переддоїльна сушка агрегату здійснюється через перемикач шляхом введення в молокопровід губки, яка забезпечує видалення залишків води. Операції полоскання і сушки здійснюються під дією вакууму.

Підготовка вимені корів до доїння і установка доїльних апаратів здійснюється оператором в такій послідовності: доїльні апарати під’єднують до молочно-вакуумних кранів; перевіряють роботу доїльних апаратів; проводять підготовку вимені; установлюють доїльний апарат на вим’я корови.

Доїння корів здійснюється у відповідному режимі роботи доїльного агрегату. Доїння побудоване на принципі відсмоктування молока доїльним апаратом з цистерни соска корови під дією вакууму, створеного в системі трубопроводів вакуумними насосами.. Молоко з доїльного апарата направляється в пристрій зоотехнічного обліку (при контрольному доїнні) чи безпосередньо в молокопровід. По молокопроводу воно транспортується в молочне відділення. Необхідне розрідження в системі забезпечується одним вакуумним насосом і вакуумним регулятором.

Рисунок 2.5.2. Розміщення обладнання доїльного агрегату АДМ-8: 1- вакуумпровод; 2-перемикач; 3-молокопровод; 4-пристрій підйому; 5-пробка колекторної труби; 6-молочний кран; 7-пристрій промивки; 8-пристрій УЗМ-1; 9-доїльна апаратура; 10-апарат промивки; 11-молокоприймач; 12-молочний насос;13-молочний фільтр; 14-дозатор; 15-охолоджувач; 16-шафа запасних частин; 17-вакуумна установка; 18-електроводонагрівач.

Принципова електрична схема керування доїльним агрегатом АДМ-8А-1 (рисунок 2.5.3) забезпечує управління: переддоїльною підготовкою агрегату до роботи (полоскання, сушка); доїнням та подальшою подачею молока у резервуари для зберігання; післядоїльною промивкою агрегату (полоскання, циркуляція, полоскання, сушка). Подача напруги на принципову електричну схему управління агрегатом здійснюється автоматичним вимикачем QF. Управління вакуумним насосом М2 в процесі роботи здійснюється кнопками S2.1 та S2.2, молочним насосом М1 - блоком SMM 301/0, автомат промивки - блоком SRM 421. Підготовка до роботи блоків SMM 301/0 та SRM 421 виконується відповідно вимикачами SA1та SA2.

Робота блока управління автоматом промивки виконується в два етапи: промивка перед доїнням; промивка після доїння, які в свою чергу також поділяються на етапи згідно програми командного пристрою автомата промивки (рисунок 2.5.4).

Рисунок 2.5.3. Принципова електрична схема доїльного агрегату АДМ – 8А-1

Рисунок 2.5.4. Програми командного пристрою доїльного агрегату АДМ – 8А-1

Запуск автомата промивки здійснюється натисканням кнопки S9. При цьому через контакти 24 і 23 пускача К1 запускається двигун М привода командних дисків. Пускач блокується через контакти 34 і 33 та контакти 1 і 4 кінцевого вимикача S2. Після повороту валика програмних дисків до поділки 23 перший диск (зі сторони двигуна) перемикає кінцевий вимикач S1. При цьому двигун живиться додатково через контакти 1 і 2 кінцевого вимикача S1. При поділці 25 другого диска кінцевим вимикачем S2 обезживлюється пускач К1. Двигун продовжує працювати до поділки 32 першого диску, де відбувається його вимкнення кінцевим вимикачем S1. Програма зупиняється до наступного пуску кнопкою S9 при післядоїльному митті. Кінцеві вимикачі S3, S5, S7 служать для управління електропневматичними вентилями Y1, Y2, Y3, які видають пневмосигнал на виконавчі органи відповідно циркуляції води, подачі холодної та гарячої води. Кінцевий вимикач S6 служить для дистанційного управління молочним насосом в кінці промивки, а S4 забезпечує роботу кола живлення пускача вакуумного насоса КМ2. S8 залишається не задіяним, тобто резервним.

Молоко при доїнні (мийний розчин при промивці) з молокопроводу поступає в молокозбірник і накопичується в ньому. По мірі заповнення молокозбірника поплавок з магнітом підіймається і діє на магнітоуправляємі контакти Max (рисунок 2.5.3) і подається сигнал на управління та вмикає магнітний пускач КМ1 електродвигуна молочного насоса М1. При зниженні рівня молока в молокозбірнику до Min поплавковий датчик здійснює відключення електромагнітного пускача КМ1 електродвигуна молочного насоса.

Датчик включення молочного насоса працює таким чином, щоб певна порція молока завжди знаходилася в молокозбірнику, забезпечуючи при цьому неможливість попадання повітря в молочний насос. Ручне керування молочним насосом здійснюється натисканням кнопки S1, блока SMM 301/0. Молочний насос в даному випадку працює поки кнопка S1 знаходиться в замкненому стані. Живлення плати управління здійснюється від блока живлення виконаного на трансформаторі Т1.