В статье описан принцип работы пульсаторов, применяемых в дольных установках,а так же рассмотрены наиболее актуальные модели зарубежного и отечественного производства. Дана историческая справка о развитии машинного доения. Материалы статьи могут быть полезными для преподавателей, которые интересуются современными моделями пульсаторов, представленных на рынке, а так же студентам для общего расширения кругозора в области машинного доения.
 
 

Животноводство – отрасль сельского хозяйства, занимающаяся разведением сельскохозяйственных животных для производства животноводческой продукции. В нашей стране наиболее развитым является молочное производство, так как с давних времен корова является кормилицей человека. Сегодня молочная промышленность вырабатывает свыше 500 видов молочных продуктов, среди которых более 200 цельномолочных. В Ставропольском крае для получения молока выращивают красный степной и черно-пестрый скот, продуктивность которого колеблется от 2,6 до 6 тыс. кг в год. При молочной продуктивности 4…6 тыс. кг в год корова выделяет с молоком 114…220 кг белка, 150…500 кг жира, 200…300 кг лактозы, 6…9 кг кальция и 4,5…7 кг фосфора.

Для получения высоких удоев на молочных производствах используется машинное доение, которое появилось в 19 веке и уже достигло огромных успехов. Первый аппарат машинного доения коров был предложен в 1859 году Джоном Кингманом, а через год Л.О. Колвином. Для доения эти устройства использовали вакуум, но широкого распространения не получили. Наиболее успешной разработкой доильного аппарата стала – вакуумная доильная установка «Чертополох», которую предложил в 1889 году шотландец Уильям Мерчленд. С тех пор принцип доения с помощью вакуума стал единственным и самым эффективным в машинном доении.

Основной частью доильной установки является доильный аппарат, который реализует наиболее благоприятные физиологические условия для рефлекса молоковыделения – кратковременность и диффузный характер, т.е. выдаивание одновременно сразу всех четвертей вымени. Это необходимо для полного выдаивания коровы, поскольку процесс молокоотдачи продолжается в течение 4 – 5 минут, после чего мышцы вымени расслабляются и процесс прекращается.

В современных доильных аппаратах встречаются однокамерные, двухкамерные и трехкамерные доильные стаканы. Двухкамерный доильный стакан включает в себя два цилиндра, которые образуют две камеры – межстенную и подсосковую. В момент наступления в камерах разряжения, сосковая резина не испытывает деформаций и молоко под действием разности давлений струей вытекает в подсосковую камеру, а из нее по молочному шлангу отводится в молокоприемник. Происходит такт сосания.

Затем действие разрежения в межстенной камере прекращается и давление повышается до атмосферного. Благодаря разности давлений в камерах сосковая резина сжимается, сфинкер соска закрывается, вытекание молока прекращается. Происходит такт сжатия. Рабочий цикл на этом завершается, после чего этот процесс снова повторяется. Такие доильные машины называются двухтактными (рис. 1, а).

В трехтактной машине в конце такта сжатия в подсосковую камеру подается воздух, в ней создается атмосферное давление, благодаря чему сосковая резина расправляется,а сосок не испытывает раздражения. Истечения молока в этот момент не происходит, сосок отдыхает, и в нем восстанавливается нормальный ток крови. Происходит такт отдыха (рис. 1, б).

Схема работы и устройство двухкамерных доильных стаканов 

Рисунок 1 – Схема работы и устройство двухкамерных доильных стаканов: 
а – двухтактное доение; б – трехтактное доение; 1 – стакан; 2 – резина сосковая; 3 – кольцо; 4 – патрубок молочный 

Смена тактов сосания, сжатия и отдыха обеспечивается работой пульсатора. Пульсатор доильного аппарата – это устройство, обеспечивающее преобразование постоянного вакуума в переменный, а так же отвечающее за основные параметры доильного аппарата: расход воздуха, частота пульсаций и соотношение тактов. В общем виде пульсатор состоит из простого клапана, подающего попеременно воздух и вакуум в камеру пульсации доильного аппарата, при этом создавая частоту пульсаций 45 – 65 циклов в минуту. Пульсаторы могут работать синхронно или попеременно. Под синхронной пульсацией понимается такой процесс, когда все камеры доильного аппарата находятся в одном состоянии (фаза сжатия, сосания или отдыха). При попеременной пульсации одна пара доильных стаканов находятся в такте сжатия, а другая пара в такте сосания. 

Больших успехов в области разработки пульсаторов добились зарубежные компании. Фирма «Вестфалия» оснащает свои доильные аппараты пульсатором с электромагнитным приводом (рис. 2).

Пульсатор с электромагнитным приводом

Рисунок 2 – Пульсатор с электромагнитным приводом: 
1 – корпус; 2 – крышка; 3 – блок электронного управления в комплекте; 4 – пускатель дистанционный в комплекте; 5 – электромагнит клапана; 6 – поршень

Фирма "GASCOIGNE MELOTTE" из Нидерландов комплектует свои доильные установки двумя типами пульсаторов – электронным и пневматическим (рис. 3). Электронный пульсатор "LECTRON" имеет программируемую скорость пульсаций от 30 до 120 мин-1, а также различные соотношения тактов для передних и задних сосков: 55/45 для передних сосков; 60/40 - для задних. 

Рисунок 3 – Пульсаторы фиормы  "GASCOIGNE MELOTTE": слева – электронный; справа – пневматический 

Рисунок 3 – Пульсаторы фиормы "GASCOIGNE MELOTTE": 
слева – электронный; справа – пневматический 

Доильные аппараты фирмы «SAC» оборудуются гидравлическим или электронным пульсатором (рис. 4). Пульсаторы «UNIPULS 2» и «UNIPULS ELEKTRONIC» работают при вакууме от 34 до 54 кПа. Выпускаются в двух исполнениях: 50/50 частота пульсаций 50 мин-1; и 60/40 частота пульсаций 60 мин-1. Выполняются во влагозащитных корпусах. Рабочая температура от -5 до +45 °С.

Большой выбор пульсаторов предлагают отечественные производители. ОАО «Челно-Вершинский машиностроительный завод» устанавливает четыре вида пульсаторов:

1. Пульсатор попарного доения (60/40) ППД 2.00.000 – обеспечивают быстрое и комфортное доение, стабильную пульсацию и минимальный стресс для животного.

2. Пульсатор АДУ 02.100 – с не регулируемой (заданной) частотой пульсаций - 65 тактов в мин., применяется в 2-х такный доильной аппаратуре «Майга».

3. Пульсатор ДД 4-1 – с регулируемой частотой пульсаций, применяется в 2-х тактной доильной аппаратуре «Майга».

4. Пульсатор Пульсатор СБ14 – с регулируемой частотой пульсаций, применяется в 3-х тактной доильной аппаратуре «Волга». 

ООО «АгроТрейд» производит пульсаторы попарного доения ППД 70/30 и ППД 60/40. 

Рисунок 5 – Пульсатор доильного аппарата на основе линейного электродвигателя 

Рисунок 5 – Пульсатор доильного аппарата на основе линейного электродвигателя: 
1 – корпус; 2 – перегородка; 3 – отверстие; 4 – камера постоянного вакуума; 5 – камера переменного вакуума; 6 – шток; 7 – якорь; 8 – диски магнитопроводящие; 9 – немагнитная прослойка; 10 – магнитопроводы; 11, 12 – катушки намагничивающие; 13 – выводы катушек; 14 – ввод кабельный; 15 – клапан конусный; 16 – клапан тарельчатый; 17 – упор; 18 – патрубок постоянного вакуума; 19 – патрубок переменного вакуума; 20 – атмосферный канал; 21 – фильтр; 22 – крышка

Огромный вклад в этой области внесли сотрудники СтГАУ (кафедра «Применение электроэнергии в сельском хозяйстве» и «Машины и технологии в животноводстве»), разработав электропульсатор доильного аппарата с приводом от линейного двигателя (рис. 5). Уникальность данного пульсатора в том, что в нем использован линейный электродвигатель новой конструкции, соединенный с оригинальным клапанным механизмом.

Таким образом работа доильных установок полностью зависит от пульсаторов. Они обеспечивают работу доильных стаканов, создавая при этом комфортные условия для животного. А большой выбор самых различных видов и конструкций пульсаторов, создает площадку для совершенствования доильных аппаратов, вплоть до полной автоматизации процесса доения, без участия человека.