От амфоры до тетрапака
Шрифт:
Теперь представим: из замкнутого сосуда откачали воздух. Тогда давление на его стенки изнутри понизится, а наружное, оставшись прежним, окажется избыточным, значит, равновесие нарушится. Если стенки достаточно прочные, то форма сосуда не изменится; если же изготовлены из гибкого эластичного материала, например тонкой резины, то прогнутся внутрь. Когда же такой сосуд вновь будет сообщен с атмосферой, в него тотчас попадет воздух, давления изнутри и снаружи выравниваются и форма восстановится.
Вот так, используя действие периодически поступающего воздуха в предварительно вакуумированное пространство, и работают все современные молокоотсасывающие доильные аппараты. В сущности, они имитируют процесс сосания молока теленком.
Сегодня на любой молочной ферме или комплексе доение животных осуществляется при помощи специальных установок различных типов, рабочими органами которых служат доильные аппараты, работающие в автоматическом режиме. Но то, что на современной ферме выглядит обыкновенным и будничным, формировалось многими десятилетиями, а иногда и веками. Об этом никак нельзя забывать. Ведь, чтобы появились первые более или менее работоспособные доильные аппараты и установки, потребовались огромные усилия изобретателей, ученых, конструкторов и практиков разных поколений из многих стран мира. Машинное доение сельскохозяйственных животных прошло долгий путь развития, оно жадно вбирало в себя достижения научно-технического прогресса. Это не простой и отнюдь не гладкий путь. Но, пожалуй, тем интереснее пустить по нему «машину времени», делая хотя бы краткие остановки у самых известных и знаменательных вех.
Рис. 8. Первые доильные аппараты, использующие принцип отсасывания молока:
а — доильный чехол, б — доильный аппарат Колвила со стаканами для каждого соска.
Первый молокоотсасывающий доильный аппарат английских изобретателей Годжеса и Бронердена, изготовленный в 1851 году, был выполнен в виде резинового доильного чехла, надеваемого на вымя коровы и соединяемого резиновым шлангом с ручным вакуумным насосом (рис. 8, а). Благодаря разрежению, создаваемому между чехлом и выменем коровы, происходил отсос молока. Спустя девять лет американец Колвил заменил общий чехол четырьмя резиновыми стаканами, которые надевались на каждый сосок вымени (рис. 8, б). В одной из его же конструкций промывка системы велась просасываемой через аппарат водой, то есть в принципе так же, как это делают и сейчас.
Однако только изобретение новой вакуумной машины, которую в 1889 году запатентовал шотландский паяльщик В. Марчленд, ознаменовало собой переход к практической механизации доильного дела. В машине Марчленда имелись однокамерные доильные стаканы, в которых помещался резиновый чулок, открытый с нижнего конца. Выдоенное молоко стекало в специальное ведро, подвешенное на ремнях к телу коровы. Вакуумная система состояла из ручного насоса, трубопровода, смонтированного вдоль стойл над кормушками, с определенным количеством кранов (один на две коровы), резиновых шлангов и доильных аппаратов. В этой системе поддерживалось постоянное разрежение около 275 миллиметров ртутного столба. К сожалению, использование машины нередко вызывало раздражение и воспаление сосков вымени. Со временем изобретатель внес усовершенствования: применил вакуумный насос с механическим приводам и даже сделал попытку транспортировать выдоенное молоко в специально для того предназначенное отделение коровника (рис. 9).
Благодаря работам В. Марчленда и его последователей
Рис. 9. Доильная машина Марчленда с механическим приводом вакуумного насоса и с молокопроводом.
Рис. 10. Доильные чашечки Шилдса (а), однокамерный (б), двухтактный двухкамерный (в), трехтактный двухкамерный (г) доильные стаканы: 1 — сосковая резина, 2 — корпус, 3,4 — соединительные кольца, 5 — смотровой корпус; 6 — молочный патрубок
Этот серьезный недостаток во многом удалось устранить доктору А. Шилдсу из Глазго, который сконструировал и запатентовал доильную машину, удостоенную в 1895 году серебряной медали на выставке в Дармингтоне. В его машине действовало разрежение, периодически изменяющееся в пределах 115-375 миллиметров ртутного столба, что достигалось за счет специального устройства — пульсатора, автоматический клапан которого в определенные моменты впускал воздух в вакуумный трубопровод и тем самым кратковременно устранял вакуум в доильных чашечках (рис. 10, а). В фазе разрежения каждая из четырех эластичных чашечек аппарата сжималась, отсасывая и выжимая молоко из сосков. Когда же пульсатор впускал воздух в систему, действие вакуума прекращалось, упругие резиновые чашечки восстанавливали свою первоначальную форму, в соски из вымени поступало молоко, и в них восстанавливалось нарушенное кровообращение.
Последовательное совершенствование конструкции Шилдса привело к созданию однокамерных доильных стаканов (рис. 10, б). Их конусообразные стенки, выполненные из твердого материала, при доении не деформировались. Под действием вакуума, периодически создаваемого в нижней части стакана, каждый сосок удлинялся, перекрывал конусную часть стенок, предотвращая дальнейшее увеличение разрежения. В это время из соска выделялось молоко. Когда вслед за тем в стакан поступал воздух, в нем устанавливалось атмосферное давление, сосок сокращался до нормальных размеров, истечение молока прекращалось. Как видим, соски вымени подвергались своеобразному массажу, а рабочие периоды чередовались с периодами отдыха. Но опять-таки, поскольку размеры сосков у коров весьма различны, пришлось выпускать доильные стаканы нескольких габаритов. Это существенно осложнило эксплуатацию, и поэтому машины с однокамерными стаканами не получили широкого распространения.
Английские изобретатели Халберт и Ларк в 1902 году и чуть позже австралийский фермер Джилье предложили доильный стакан с двумя камерами, в одной из которых вакуум периодически изменялся от нуля до 380 миллиметров ртутного столба. Тем самым был сделан недостающий шаг к современным принципам машинного доения. Так создали доильный аппарат, который с полным правом можно назвать «механическим теленком». В результате долгих и трудных поисков конструкторам все же удалось достичь того, что от природы дано обыкновенному теленку...