奶牛挤奶设备milking equipment for dairy cattle

挤集牛奶所用的机械设备的总称。通常包括挤奶器、真空装置和其他附属设备。
发展简史 第一台使用真空压力吸取牛奶的挤奶机于1860年在英国首次获得专利。1878年后在欧洲和北美又有了模仿手工挤奶方式的正压式挤奶机，由于机构笨重，不易接近奶牛乳房，挤出的牛奶卫生质量差，未能得到推广。1903年具有双室式挤奶杯的提桶式两节拍真空挤奶机在英国问世，为挤奶机奠定了工作基础。20年代后世界许多国家相继对提高挤奶机的劳动生产率和改善奶的卫生质量进行了研究。如1922年澳大利亚研制成具有管道式挤奶机雏形的移动式挤奶栏。1941年美国的埃利(F.Ely)、彼得逊(W.E.Peterson)和米勒(K.Miler)3人进一步阐明了挤奶机的理论，使挤奶机设计和应用的研究范围日趋扩大。50年代苏联研制了三节拍挤奶机，但未能在国际上推广。60年代管道式挤奶机和牛奶冷却贮存罐得到推广，配合电子自动装置，进一步提高了挤奶机械化和自动化水平。70年代初以来，又研制了较符合挤奶生理要求的挤奶机。如英美等国研制了能自动摘卸挤奶杯的装置，瑞典生产了真空度、脉动频率均能随奶流速度自动调节的挤奶机，新西兰设计了在吸吮节拍中挤奶杯脉动室压力略大于乳头室压力的挤奶机，促使橡皮内套紧密包住乳头，减少挤奶杯向上爬的现象。
主要组成部分 有挤奶器、真空装置、牛奶计量器和挤奶杯摘卸装置等，其中挤奶器和真空装置又是挤奶设备的基本部分。
真空装置 为挤奶设备提供所需的稳定真空压力(50～54千帕)。主要由以下几部分组成：❶真空泵，使真空管路内形成固定的真空。有旋片式、水环式等类型。真空泵的抽气量应包括维持管路真空所必须的抽气量和克服额外空气进入管路所必须的贮备量。每套挤奶器真空泵的抽气量可按60升/分计算。
❷真空罐，是一铁制容器，安装在真空泵进气管与真空管路之间，用来减少真空波动，防止将管路中的泥垢和液体等杂物吸入泵内。真空罐的最小容量不应小于15升。
❸真空表，安装在靠近真空泵的真空管路上，用来指示真空管路内的真空度，以指针的转角大小表示。指针的刻度范围为0～100千帕。0表示管内无真空压力（即为大气压力）,100千帕表示管内接近绝对真空。
❹真空调节器，有重力式和弹簧式两类。它通过重力（或弹簧）自动控制一个阀门，使管道内的真空度始终保持在规定的范围内。管内规定的真空度可分别用增减阀门重量或改变弹簧压力来调整。调试合格的调节器应保证：仅有一套挤奶器工作时和全部挤奶器工作时的管路真空度差值不大于2千帕；在低于正常工作真空度2千帕时，通过调节器的空气泄漏量不得超过35升/分(或相当泵容量的8%)。
❺真空管路，通常为镀锌钢管，它将真空泵产生的真空压力输送和分配到各个挤奶点上。由于气流在管路内流动形成的阻力，在不同的管路点上产生真空压力差，压力差与管道内径有关，故其内径应与真空泵的抽气量相适应，以减少各点的压力差。在抽气量小于300升/分时管径为25毫米，300～600升/分为32毫米，600～1 000升/分为38毫米，大于1 000升/分为51毫米。
牛奶计量器 用来计量各头奶牛一次的挤奶量。常是一个有刻度的玻璃罐，容量不小于23升，每一刻度间隔为0.2千克。容器应能承受102千帕真空压力。它安装在集乳器与集奶设备之间，由阀门机构控制罐内阀门的启闭。计量时，打开与真空管路接通的真空阀，同时关闭与集奶设备接通的排奶阀；挤奶结束后可读出该牛的挤奶量，此时关闭真空阀，使空气进入罐内，再打开排奶阀，牛奶即从计量罐排入集奶设备，有的计量器兼有取出部分牛奶作为检测样品的功能。取出的样品重约为挤奶量的2.5%，精确度可达5%，脂肪含量精确度为0.1%。
挤奶杯自动摘卸装置 在奶牛挤奶过程中，当奶流量减少到临界值以下时，能自动摘卸套在乳头上的挤奶杯，防止对乳头空挤造成的危害。它是一个内有浮子的控制器，挤集的牛奶流经控制器，当奶流量较大时，流入量大于流出量，小室内的浮子升起[图(a)]；当流量降低到不足0.2升/分时，浮子下降，关闭通往挤奶杯的真空，并使真空通向缸筒活塞装置，活塞在缸筒两边的大气和真空压力差的作用下，被推向缸筒一端，经绳索和滑轮系将挤奶杯摘下并收取在一定位置上[图(b)]。

挤奶杯自动摘卸装置工作简图

类型与结构 根据挤奶设备的结构特点和使用方式的不同可分为：

小车式挤奶机 将挤奶器、集奶桶（或罐）和真空装置组装在一手推小车上，可直接推到奶牛处同时对1～2头奶牛挤奶。真空装置产生的真空同时通入脉动器和集奶桶，使集奶桶成为真空容器，并经输奶管将真空引向集乳器的集乳室，再分配到各挤奶杯的乳头室；脉动器产生的脉动真空由集乳器的脉动分配室，送往各挤奶杯的脉动室。挤下的牛奶由集乳器汇集后，经输奶管进入车上的奶桶。移动式挤奶机的脉动器容量较大，可供两套挤奶杯使用。中国生产的移动式挤奶机可同时挤两头牛的奶，真空度为43～50千帕，脉动频率50～60次/分。
移动式挤奶栏 挤奶栏装设在流动车上。由内燃机、发电机、真空装置、挤奶器、牛奶冷却器、牛奶贮存罐、热水器等组成。用拖拉机直接牵引到放牧场。奶牛分批进入挤奶栏挤奶，并在挤奶的同时补喂精料，挤集的牛奶经输奶管路流入牛奶冷却器，冷却后再进入贮存罐。适用于经营粗放的山地牧场。移动式挤奶栏使奶牛不必走较远的路程去挤奶间挤奶，避免粪便扩散到居民点，但在恶劣的气候条件下工作较困难。
提桶式挤奶机 最早发展的挤奶设备中的一种类型。由可携带的奶桶、挤奶器和固定在牛舍隔间内的真空装置组成。真空管路沿挤奶栏安装，挤奶时打开真空管路上的开关，将真空通入奶桶和脉动器，挤出的牛奶由集乳器汇集后流入奶桶，再由人工倒入集奶罐。奶桶通常放在地上，也有用肚带悬挂在牛肚下方，让牛奶直接流入，可不用集乳器，并可借助奶桶的部分重力对挤奶杯产生向下的拉力，以减少挤奶杯的向上爬动，有利于将乳房中的奶挤尽。使用提桶式挤奶机维持管路正常真空所必须的抽气量为50+60n升/分；克服挤奶器转移时额外空气进入管路所必须的贮备量为40+25n升/分(式中n为同时开动的挤奶器数)，所用真空泵的抽气量应为上述两者之和。
提桶式挤奶机需要较多的手工操作，劳动生产率不易提高，牛奶易受舍内空气污染，在奶牛业发达的国家正逐渐被管道式挤奶机所替代。
管道式挤奶机 见管道式挤奶机。
发展趋势 挤奶杯自动摘卸装置将成为挤奶设备中的基本装置，以防止挤奶结束时不能及时卸下挤奶杯而引起对乳头的空挤；在挤奶设备中，增设检测乳房炎征兆的仪器，以及时发现并采取预防措施；挤奶间管道式挤奶机将得到广泛应用。