Jak funguje pulzátor dojicího stroje?

Při analýze klíčových vlastností pulzátorů stojí za zmínku, že jsou nejdůležitější součástí moderních dojicích strojů. Hlavní funkcí takových zařízení je přeměnit konstantní vakuum na proměnné vakuum. Právě díky tomuto transformačnímu procesu dochází k automatizovanému dojení krav. Je však důležité vzít v úvahu, že všechny v současné době existující modely pulzátorů pro dojící stroje jsou klasifikovány s ohledem na provozní schéma, složitost zařízení a účinnost.

Zařízení a princip činnosti

Ve svém jádru je jakýkoli pulzátor, který je součástí dojicího stroje, automatické zařízení, které slouží ke spínání tlaku. Kvalita takových mechanismů přímo určuje účinek gumových trysek na vemena krav. V zásadě se bavíme o funkčnosti zařízení jako celku.

Dnes je jedním z nejběžnějších domácích modelů pulzátor typu ADU-02.100, který nevyžaduje seřízení. Tato zařízení jsou vybavena dojícími stroji „AID“, „Burenka“, „Doyarochka“ a „Beryozka“. Princip činnosti push-pull zařízení spočívá v tom, že mléko je odsáváno současně ze všech 4 bradavek. V tomto případě je prvním krokem stlačení pryžové trysky podtlakem a během druhého se vzduch uzavře a provede se čerpání (současně se opře vemeno).

Na tělese pulzátoru jsou dvě trubky, z nichž jedna je určena k dodávání konstantního podtlaku. Uvnitř zařízení se přemění na variabilní a vystupuje druhým potrubím. Provozní nastavení zařízení (pulzační frekvence) je v tomto případě tovární nastavení a není upraveno.

Samotné pouzdro je vyrobeno z poměrně odolného plastu a skládá se ze základny a víka. Uvnitř je gumová membrána, která funguje jako ventil.

Zobrazit přehled

S ohledem na jejich provozní vlastnosti se pulsátory dělí na kuličkové, membránové, pístové a elektromagnetické. Kromě, zařízení jsou nastavitelná a nenastavitelná a jsou také klasifikována podle typu dojení (současné nebo párové).

Pokud jde o schopnost přizpůsobit mechanismy, je obtížné definitivně odpovědět, co je lepší. Je důležité vzít v úvahu, že stabilní frekvence pulzace je považována za nejlepší možnost.

Pokud vezmeme v úvahu stroje pro párové a synchronní (simultánní) dojení, pak stojí za to zdůraznit následující jasné výhody prvního.

Provozní algoritmus takových zařízení je co nejblíže ručnímu způsobu získávání mléka.

Při dojení v páru mají stroje menší dopad na vemeno, což minimalizuje riziko poranění a rozvoje mastitidy.

Zařízení se vyznačuje stabilitou, odolností a také snadnou obsluhou, údržbou a v případě potřeby opravou.

Ale navzdory všem výše uvedeným výhodám jsou v Ruské federaci běžnější pulzátory zaměřené na synchronní dojící stroje.

Z hlediska principu činnosti jsou vakuové spínače, jak bylo uvedeno, rozděleny do následujících čtyř kategorií.

Reciproční – pulzátory, jejichž činnost se dá srovnat s nejjednodušším miniaturním parním strojem. Pod vlivem vzduchu a vakua se píst pohybuje doleva a doprava. V důsledku toho se potrubí střídavě dostává do kontaktu s jedním a druhým médiem. Hlavní nevýhodou je zde zvýšená citlivost zařízení.

• Membrána – zařízení, ve kterých funkci pístu plní membrána poháněná tlakovými rozdíly a tím posouvá tyč se dvěma ventily.

• Elektromagnetické – zařízení, která ke svému provozu vyžadují střídavý nebo stejnosměrný proud o napětí 12 V. Konstrukce obsahuje feromagnetickou tyč, která blokuje proudění vzduchu. Když je napájení vypnuto, systém funguje obráceně.

• Propiska, instalované hlavně na dojicích strojích, jejichž konstrukce zajišťuje přítomnost pulzátoru pro každý z pohárků. Hlavní výhodou takových modelů je jejich maximální jednoduchost.

Oblíbené modely

V současné době řada zahraničních i tuzemských výrobců prezentuje své výrobky v příslušném segmentu trhu. Současně se náklady na pulzátory v závislosti na jejich konstrukci, kvalitě a funkčnosti liší v poměrně širokém rozmezí. Cenová kategorie rozpočtu tedy zahrnuje nejjednodušší pneumatická zařízení, která jsou určena pro současné dojení. Řeč je o modelech DD 4-1 a DD-4101.

Pneumatické pulzátory pro zařízení fungující na principu párového dojení, stejně jako membránové mechanismy, budou dražší. Patří sem:

Modernější digitální modely jsou složitější. Takové jednotky pro dojící zařízení jsou samozřejmě mnohem dražší, ale zároveň mají vysoké ukazatele výkonu. Vedoucí pozice v hodnocení nejoblíbenějších příkladů takového elektronického zařízení zaujímají pulzátory Inversa-24D, CV-30 a L-02.

Jak sestavit a nakonfigurovat?

Výkon celé dojící jednotky závisí na tom, jak správně je pulzátor sestaven. Funkce sestavy této jednotky můžete zvážit na příkladu modelu membrány. Zde je postup následující.

Vložte těsnicí prvek ve formě pryžového kroužku do pouzdra.

Připojte ventil k podložce tak, aby menší část byla dole.

Vezměte samotnou membránu stranou dovnitř tak, aby otvory lícovaly.

Nasaďte plastový kroužek.

Dobře upněte pryžové těsnění s kamerou zařízení a v konečné fázi instalace utáhněte matici.

Po připojení zařízení je jednotka připravena k dalšímu použití. Jak již bylo uvedeno, moderní zařízení používají nastavitelné popsané mechanismy a jejich modely, které nevyžadují nastavení.

ve druhém případě u dvoutaktních a třítaktních zařízení je pracovní frekvence od 2 do 3 a 75 (poměr sání, mačkání a klidu 85:60:60) kontrakcí za minutu. Zároveň se nedoporučuje zkoušet seřizovat pulzátory sami bez dostatečných zkušeností a znalostí.

Pulzátor ovládá střídavé nasávání atmosférického vzduchu a podtlaku do prostoru mezi návlekem strukového násadce a stěnou gumy struku, což zajišťuje otevírání a zavírání gumy struku.

Pulzační cyklus je rozdělen do čtyř fází: A, B, C a D.

Parametry zvlnění jsou měřeny jako rychlost pulzace za minutu a poměr tepů.

Pulzační frekvence je definována jako počet úplných pulzačních cyklů za minutu.

Vztah zahrnuje vztah mezi trváním fází A + B a fází C + D.

Změna frekvence pulsace změní dobu trvání fází B a D, ale nezmění dobu trvání fází A a C.

Pulzační systém má mnoho proměnných pro přizpůsobení široké škále systémů a specifickým cílům a záměrům.

Základní principy pulsace

Pulzační systém se skládá z dvoukomorového strukového násadce (vložka a vložka) napojeného na pulzační zařízení (pulzátor), které střídá stupně podtlaku a nasávání atmosférického vzduchu (stupeň nastává při atmosférickém tlaku) v pulzační komoře.

Pulzační komora je oblast mezi vnější stranou pryžové bradavky a vnitřním povrchem objímky. Pulzační komora je během dojení vystavena atmosférickému vzduchu a vakuu.
Když je na pulzační komoru aplikováno vakuum, vložka bradavky se otevře, aby shromáždila mléko a umožnila mléku vytékat z kanálku bradavky. Proces opouštění mléka z bradavky vlivem podtlaku sběrače na špičce bradavky v okamžiku, kdy je guma bradavky otevřená, je také doprovázena otokem bradavky. Špička bradavky zcela nabobtná 0,5-1 sekundy po otevření gumičky bradavky. Dlouhodobý otok způsobuje podráždění na špičce bradavky a snižuje tvorbu mléka.
Pulzátor uzavírá vložku bradavky, aby se snížil otok vytvořený podtlakem pod bradavkou. Když atmosférický vzduch vstoupí do pulzační komory, vložka vsuvky se smrští a stlačí špičku vsuvky, což snižuje bobtnání způsobené podtlakem při otevření vložky.
Tato fáze se nazývá masážní fáze.

Pulzační systém

Pulzátor ovládá střídavý přívod atmosférického vzduchu a podtlaku do pulzační komory strukového násadce, čímž je zajištěno otevírání a zavírání strukové pryže.
Na trhu jsou dostupné následující typy pulzátorů:
1) Podle typu pohonu
• Elektrické, lze ovládat jednotlivě (samostatná ovládací deska pro každý pulzátor) nebo centrálním ovládacím panelem (jedna elektronická deska ovládá skupinu pulzátorů).
• Autonomní pulzátory nevyžadující elektřinu s pneumatickým pohonem.
2) Podle typu dojení
• Pulzátory pro současné dojení: všechny čtyři strukové gumy se otevírají a zavírají najednou, cykly pulzování jsou u všech 4 strukových násadců stejné.
• Párové pulzátory dojení: otevírání dvou gumiček struků a zavírání dvou gumiček struků současně.
Kromě pulzátorů obsahuje pulzační systém regulátor pulzace, dlouhou pulzační (vakuovou) hadici, rozdělovač vzduchu, krátké pulzační (vakuové) hadičky a sadu strukových násadců (guma + objímka).
Každá z těchto složek ovlivňuje schopnost systému
ovládat otevírání a zavírání gumy vsuvky.

Krevní oběh v bradavce

Chlopně v žilách umožňují proudění krve pouze jedním směrem. Vakuum v potrubí způsobuje bobtnání bradavky, takže masážní účinek gumy bradavky během stlačování je nutný k nasměrování krve zpět nahoru od špičky bradavky.

Čtyři fáze pulsace

Čtyři fáze pulsace spojené s oblastmi produkce mléka, přechodu a masáže.

Fáze – A

Během fáze „A“ se úroveň podtlaku v pulzační komoře zvyšuje, čímž se v ní převádí stav z atmosférického tlaku na evakuaci.

To způsobí, že se struková vložka přesune z uzavřené polohy (masážní poloha) do otevřené polohy (dojná poloha). Tato fáze začíná zahájením produkce mléka a je považována za začátek fáze dojení. Přesný začátek fáze dojení závisí na typu a tvaru strukové vložky a také na úrovni podtlaku. Fáze dojení však obvykle zabírá 20–40 % celkového času fáze A.

V současné době ISO (mezinárodní normy) neurčují konkrétní normy trvání pro fázi „A“.

Doba trvání fáze „A“ závisí na:

• Typ a provedení spojení mezi pulzátorem a podtlakovým vedením.

• Délka a průměr dlouhé podtlakové hadice.

• Krátké podtlakové hadice.

• Kompatibilita použitého návleku a savičky.

• Design a velikost gumy bradavek.

Kombinace těchto složek ve spojení s úrovní vakua systému ovlivňuje množství času potřebného k odsátí vzduchu a dosažení požadovaného stavu vakua v pulzační komoře.

V závislosti na konstrukci systému, průměru a délce dlouhé podtlakové hadice a konstrukci systému připojení pulzátoru GEA doporučuje trvání fáze „A“ 80–160 ms, aby se podpořil správný pohyb vložky během fáze otevírání vložky.

Celkově tato řada dává chovatelům mléka možnost dosáhnout všech cílů bezpečného, ​​šetrného, ​​rychlého a kompletního sběru mléka. Je však třeba poznamenat, že na některých dojicích strojích se může v závislosti na poloze pulzátoru, velikosti pulzační komory, typu pryže struku a dalších faktorech zkrátit trvání fáze „A“

Fáze – B

Během fáze „B“ je vložka plně otevřena, což znamená, že tato fáze po fázi „A“ je součástí celkové fáze dojení a dojení. V tomto okamžiku je úroveň vakua v pulzační komoře na maximu. Předpisy ISO naznačují, že fáze „B“ by měla být alespoň 30 % celého pulzačního cyklu (bez ohledu na skutečnou délku cyklu).

Roky experimentů a výzkumu ukázaly, že počáteční vrchol toku mléka přetrvává po dobu přibližně 500 ms, když je vložka bradavky otevřena (to však může být velmi závislé na nastavení vložky a podtlaku).

Po 500 ms se průtok mléka sníží na 60 % původní úrovně (opět v závislosti na gumě savičky a úrovni podtlaku).

Delší doba otevření gumičky bradavek (více než jedna sekunda na cyklus) vede k postupnému snižování toku mléka a vzniku otoků bradavek.

S ohledem na tuto skutečnost GEA doporučuje dobu otevření vložky (doba trvání fáze B) v rozsahu 500 až 650 ms pro optimalizaci toku mléka a rychlosti dojení. Dobrých výsledků se obvykle dosáhne, když fáze „B“ pulzačního cyklu trvá 450–525 ms (nezapomeňte, že na konci fáze „A“ a na začátku fáze „C“ je struková vložka otevřená).

Procesy během fáze dojení

Podtlak vstupuje do gumy bradavky a působí na špičku bradavky.

• Pulzační komora obsahuje také vakuum.

• Úroveň podtlaku je stejná na každé straně vložky vsuvky.

• Kanál bradavky (otvor bradavky) je otevřený a mléko se uvolňuje.

• Krev a tělesné tekutiny mají sklon ke špičce bradavky a způsobují otoky.

Fáze – C

Fáze “C” je uzavírací fáze strukové vložky v pulzačním cyklu.

Během této doby se pulzátor přesune z vakuového stupně do stupně, který se vyskytuje při atmosférickém tlaku (snížení vakua).

To způsobí, že úroveň podtlaku v pulzační komoře se sníží, protože pulzátor nyní vpouští vzduch, dokud komora nedosáhne požadovaného atmosférického tlaku.

To způsobí, že se struková vložka zavře, čímž se sníží průtok mléka, dokud se úplně nezastaví na konci fáze „C“. Přísun mléka je obvykle snížen o 50–75 % během fáze C v důsledku stlačení strukové vložky.

Guma vsuvky se uzavře v důsledku rozdílu podtlaku uvnitř gumy vsuvky (podtlak kolektoru na špičce vsuvky a atmosférický tlak vně gumy vsuvky (atmosférický vzduch vpuštěný pulsátorem do komory).

Jedním z indikátorů gumy vsuvky je velikost tlakového rozdílu potřebného k uzavření gumičky vsuvky (TPPD) – jedná se o tlakový rozdíl potřebný k uzavření gumičky vsuvky (jinými slovy ukazatel tuhosti gumy).

Tento indikátor se u různých modelů gumy liší a ovlivní dobu, po kterou se gumička bradavky uzavře, a dobu, po kterou se komprese skutečně aplikuje na špičku bradavky. Celková doba trvání fáze „C“ také není regulována normami ISO

Trvání fáze „C“ je ovlivněno:

• Průměry vstupních otvorů pulzátoru, které přijímají atmosférický vzduch.

• Délka a průměr dlouhé podtlakové hadice. • Konstrukce rozdělovače vzduchu.

• Krátké podtlakové hadice.

• Kompatibilita použitého návleku a savičky.

• Design a velikost gumy bradavek. Stejně jako u fáze „A“ ovlivňuje kombinace těchto složek v kombinaci s úrovní podtlaku systému dobu potřebnou k vpuštění vzduchu do pulzační komory. Konstrukce systému, průměr a délka všech komponent ovlivní dobu trvání fází „A“ a „C“. Změna frekvence pulsací neovlivní trvání těchto fází. GEA doporučuje dobu trvání fáze „C“ 90–180 ms.

Celkově tato řada poskytuje chovatelům mléka možnost dosáhnout většiny cílů pro bezpečný, šetrný, rychlý a kompletní sběr mléka.

Je však třeba poznamenat, že na některých dojicích strojích může být v závislosti na umístění pulzátoru, velikosti pulzační komory, typu vložky a dalších systémových faktorech doba trvání fáze „C“ kratší.

Fáze – D

Čtvrtá a poslední fáze, fáze “D”, je fáze pulzačního cyklu, ve kterém je pryž zcela uzavřena. V tomto okamžiku je pulzační komora pod atmosférickým tlakem a pryžová vsuvka musí být v plně uzavřené poloze.

Pryž bradavky stlačuje tkáň v blízkosti špičky bradavky, čímž odstraňuje otok a nahromadění tekutiny, ke kterému dochází v blízkosti špičky bradavky v důsledku podtlaku aplikovaného, ​​když je pryž otevřená.

Procesy během fáze masáže

Výkonové normy ISO doporučují minimální trvání fáze „D“ 150 ms.

Doba potřebná k odstranění tekutin ze strukové špičky souvisí s celkovou dobou uzavření strukové vložky.

GEA doporučuje celkovou dobu uzavření vložky 225–275 ms. Pro splnění tohoto indikátoru považuje GEA za optimální dobu trvání fáze „D“ 200–250 ms.

Špička struku je vystavena podtlaku (jeho hladina je o něco nižší než ve fázi dojení).

• V pulzační komoře (mezi stěnou pryžové vsuvky a stěnou objímky) je atmosférický tlak. V důsledku rozdílu tlaku uvnitř a vně stěn gumičky vsuvky dochází ke kontrakci.

• Stlačení gumy bradavky vede ke stlačení špičky bradavky (masáž, která napomáhá otevření kapilárních chlopní).

• Díky masáži se kanálek ​​bradavky uzavře a otok na špičce bradavky zmizí.

Vložka bradavky stlačuje tkáně špičky bradavky, což usnadňuje zvedání nahromaděných tekutin, ke kterým dochází v blízkosti špičky bradavky v důsledku podtlaku, když je vložka otevřená.

Změna frekvence zvlnění a poměru hodinového cyklu

Parametry pulzace jsou obvykle měřeny frekvencí cyklů za minutu a poměrem trvání fáze. Frekvence pulsací je počet úplných cyklů pulsace za minutu od otevření do zavření gumy vsuvky, například 60 cyklů za minutu.

Poměr je procento času v každém cyklu, kdy je v pulzační komoře aplikováno vakuum, k době, kdy je aplikován atmosférický vzduch, například běžný poměr je 60/40.

Poměr trvání fáze

Fáze “A” + “B” určují první číslo týkající se trvání fází. V příkladu 60/40 je “60” 60%, což je procento trvání “A” + “B” z celkové doby cyklu.

Fáze “C” + “D” určují druhé číslo týkající se trvání fází. V příkladu 60/40 je “40” 40%, což je procento trvání “C” + “D” z celkové doby cyklu.

Mnoho lidí označuje poměr trvání fáze jako poměr dojení/masáž nebo dojení/odpočinek, ale to je technicky nesprávné.

Poměr dojení/masáž nebo dojení/odpočinek je poměr doby, kdy je vložka otevřena s nastaveným průtokem mléka, k době, kdy je vložka uzavřena a stlačuje savičku pro masáž, nikoli pouze poměr doby vystavení podtlaku a okolního prostředí. vzduch.

Trvání otevřeného a zavřeného stavu strukové pryže je ovlivněno nastavením pulzátorů, úrovní podtlaku, typem strukové pryže a v důsledku toho poměr trvání fází není skutečný poměr pojmů „dojení/masáž“.

Postoje ovlivňuje mnoho faktorů. Dokud nebudou v konkrétním stádě stanoveny všechny faktory a jejich skutečné hodnoty, je doporučen výchozí poměr 60/40. GEA doporučuje udržovat poměr trvání fáze mezi 55/45 nebo 65/35.

Pulzační frekvence

Frekvence je definována jako počet úplných pulzačních cyklů za minutu. Frekvence pulzování neboli počet cyklů za minutu je nastavitelné nastavení u pulzátorů.

Standardní rozsah pro pulzní cykly za minutu je 45–65 cyklů. GEA navrhuje používat 60krát za minutu jako výchozí rychlost pro všechny nové systémy, dokud nebude prozkoumána celá řada faktorů.

Doby otevírání a zavírání vložky vsuvky ovlivní doporučenou frekvenci pulzace. Frekvence pulsací je obvykle nastavena na 55–65 cyklů za minutu.

Vzhledem k charakteristikám otevírání a zavírání strukové vložky to bude optimální nastavení pro vysoce výkonný a přitom šetrný odběr mléka.

Výkonové normy ISO specifikují, že počet cyklů za minutu pro každý jednotlivý pulzátor v celém systému musí být v rozmezí +/- tří cyklů od nastavení systému. Tento standard je obvykle dosažitelný systémy využívajícími pulzátory ovládané samostatnou vlnovou deskou.

Výběr co nejkratších dlouhých podtlakových hadic a jejich přizpůsobení každému jednotlivému dojicímu stroji pomůže zajistit, aby pulzní systém fungoval v přijatelném rozsahu.

Pro zachování provozní funkčnosti pulzačního systému je také nutná pravidelná údržba pulzátorů a výměna krátkých a dlouhých podtlakových hadic, GEA doporučuje, aby byl pulzátor během fází C a D zásobován pouze filtrovaným vzduchem.

Toho je dosaženo instalací filtračních trubek.

Přizpůsobené nastavení pulzace pro dosažení individuálních cílů

Systém zvlnění má mnoho proměnných, které lze přizpůsobit široké škále systémů a individuálním cílům a záměrům. Nastavení pulzace musí být přizpůsobeno konkrétnímu mlékárenskému zařízení a také cílům zákazníka.

Nastavení se bude lišit v závislosti na úrovni podtlaku různých dojících systémů, typu použité vložky a dalších proměnných, jako jsou přání a potřeby zákazníka.

Zajištění kvalitního sběru mléka bude do značné míry záviset na nastavení pulzace a komponentech použitých v pulzním systému.

Zkušenosti GEA ukazují, že správné nastavení pulzace lze provést pouze po seznámení se s typem strukové vložky a úrovní podtlaku používaného v procesu sběru mléka.