一款新型挤奶车的设计

【前言】一款新型挤奶车的设计由文秘帮小编整理而成，但愿对你的学习工作带来帮助。为满足中、小型乳牛场、牛奶收购站、及个体乳牛养殖挤奶的需要，东风汽车股份有限公司经过内蒙古、河北等地调研，支持国家奶站建设，结合目前中国乳业实际情况，自行设计、研制出一种集挤奶、计量、冷藏、运输等功能于一体的新型挤奶设备――东风牌DFA5060XJN型挤奶车...

[摘 要]介绍了一款新型挤奶车的开发背景、整车结构设计及其技术参数，分析了主要技术特点。重点分析了上装各个子系的设计原理、设计过程及重要零部件的技术指标。将挤奶设备、发电设备、清洗设备巧妙的布置在汽车厢体内部，气路、水路、电路一体化设计，相互协调自动化工作。整车集挤奶、计量、收集、冷藏、清洗、运输功能于一体，功能强大，使用方便，深受用户好评。

[关键词]挤奶车；剂量瓶；发电机组；脉动器

中图分类号：S817.2+1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）42-0047-02

1.立项背景

目前一般的大型乳牛场都采用固定奶台式或管道式挤奶设备进行挤奶，这样不仅提高了挤奶的功效，而且达到了国家规定的牛奶卫生标准。中小型的乳牛场和个体乳牛养殖户因为经济实力和场地等所限，仍无法设置固定的挤奶台。人工挤奶或单个挤奶器挤奶过程中，牛奶在接触空气后就会受到一定污染，因而存在严重的卫生不达标、细菌含量超标等诸多隐患，极易造成的损失。

为满足中、小型乳牛场、牛奶收购站、及个体乳牛养殖挤奶的需要，东风汽车股份有限公司经过内蒙古、河北等地调研，支持国家奶站建设，结合目前中国乳业实际情况，自行设计、研制出一种集挤奶、计量、冷藏、运输等功能于一体的新型挤奶设备――东风牌DFA5060XJN型挤奶车。

2.整车结构设计

2.1 整车结构设计

东风移动式挤奶机采用整车一体化设计，采用东风成熟底盘EQ1060TJ20D3、真空泵机组、进口伺服式真空调节器、8套240 CC挤奶杯组、中央电子脉动控制器、70升不锈钢集乳罐、10升不锈钢奶水分离器、奶泵、8套透明玻璃牛奶计量杯组、2吨冷藏罐、SUS304食品级不锈钢管，开普发电机组KDE16EA3、100升不锈钢清洗槽组成。

2.2 产品功能

整车集挤奶、计量、冷藏、清洗、运输等功能于一体。操作简单方便，计量准确，全自动清洗、可靠性高，维修性好。所有的输奶管道、弯头均采用SUS304食品级不锈钢，确保鲜奶达到卫生质量标准。

3、底盘选择

根据市场调研，东风挤奶车的目标客户是满足中、小型乳牛场、牛奶收购站、及个体乳牛养殖挤奶的需要，设计为同时为8头奶牛挤奶，一次供120头奶牛挤奶。直冷罐容积设计为2000L，根据计算，选定东风载质量3.2吨的成熟底盘EQ1060TJ20D3。

4、工作原理

4.1 挤奶工作原理图

4.2 挤奶工作原理

挤奶部分由动力部分和挤奶器两大部分组成，动力系统由真空泵给挤奶器部分提供负压。给挤奶时，集乳器套在奶牛的上，真空泵的负压通过真空管道、隔离罐、稳压罐、气液分离器、集乳瓶、计量瓶，最后通过集乳器作用在奶杯上，脉动器通过脉动管道提供仿生脉动，模拟犊牛自然吸奶动作。集乳器利用负压挤奶，牛奶通过奶管进入计量瓶暂时储存并计量。调节器用于调节整个系统负压值，保证负压在一个合适的数值。计量瓶中的奶计量完毕后，进入集乳瓶，由排奶泵输送到制冷罐保存。

5.各子系统的设计

挤奶车由真空稳压系统、管路系统、挤奶及收集系统、清洗系统、制冷系统、控制系统、厢体组成，实现自动挤奶、收集奶、设备清洗功能。

5.1 真空稳压系统的设计

5.1.1 真空稳压系统组成

整车动力源由真空泵提供，主真空管道、隔离罐、稳压罐、调节器、真空表、气液分离器组成。由原理图2可以看出，

真空泵产生负压，提供挤奶系统的动力，真空隔离罐可防止水和赃物等进入真空泵，稳压罐保证整个挤奶系统真空度的稳定，真空调节器用来能调节系统真空稳定，防止受到高真空或真空不稳的损害，真空表安装在真空调节阀与挤奶计量杯组之间，监控及调节挤奶工作真空度。

5.1.2 真空泵的选择

1、真空泵生产能力计算

真空泵应该能够抽出挤奶设备中的所有空气，不论是储备用量、进气量、泄漏量、还是用于运转脉动器或其他用途。根据GB8186-2005计算真空泵对应于大气压力100KPa，真空度为50KPa条件下，真空泵的最小额定生产能力必须为1269L/min。

2、真空泵抽排气管路内径计算

d=20×[10×S/（π×Vi×n）]1/2

式中：d------抽排管内径，mm； S------真空泵有效抽速，L/s；

Vi-----排气口流速，一般为20m/s-30m/s； n------排气口数

d=20×[10×12.22/（π×30×1）] 1/2=22.8（mm）

根据实际选用真空泵抽排气管内径50mmPVC管。

综合计算数据，选用瑞士技术生产的DL76型真空泵，抽气量大于1350升/分，低速、低噪音，大排量，完全可以满足系统要求。

5.2 管路系统设计

管路系统将空稳压系统、挤奶及收集系统、制冷系统、清洗系统、控制系统等全部连接起来，同时安装5个阀门，通过不同阀门的开启和关闭，以实现整个系统的挤奶动作、收集动作、清洗动作。管路系统均由食品级不锈钢组成。管路连接原理图见图2。

5.3 挤奶及收集系统设计

挤奶系统负责挤奶动作，收集系统将挤的奶收集储藏。

5.3.1 挤奶系统设计

根据挤奶原理，挤奶系统设计为由240挤奶杯组，包括240CC集乳器、不锈钢奶杯、奶衬、奶管以及脉动管组成。

从图3管路系统可以看出挤奶动作，打开阀①⑤，关闭阀②③④。挤奶时集乳器从托盘上拿下并套在奶牛的上。集乳器的负压来自计量瓶（脉动器通过管道提供仿生脉动），计量瓶的负压通过管道由真空泵经稳压罐奶水分离器提供。集乳器利用负压挤奶，牛奶通过管道进入计量瓶7暂时储存并计量，所述计量瓶为容量计量瓶。所述奶水分离器用于过滤负压吸入的空气，防止空气中的水分被吸入稳压罐中。

5.3.2 脉动系统设计

脉动系统主要作用是提供仿生脉动，模拟犊牛自然吸奶动作。它由中央电子控制系统控制其脉动特性，是一种电子延迟脉动系统，可控制2×2双脉动。其主控程序中含有一个依次启动脉动系统，可将脉动管路的真空波动减小到最低。每个脉动器同时控制两套奶杯组工作，其脉动频率相当稳定，脉动频率60次/分钟。

5.3.3 收集系统设计

牛奶收集系统主要有牛奶接收罐、奶泵、不锈钢止回阀、液位控制器、自动控制开关、奶水分离器、牛奶过滤器、排污阀等组成。牛奶接收罐为70升不锈钢，外表美观，容易清洗。

玻璃瓶牛奶计量系统采用透明玻璃牛奶计量瓶，表面有清晰的计量刻度，牛奶计量直观，准确，精度达98%。

图3的管路系统可清楚的看到牛奶收集原理。打开阀④，关闭阀②③⑤，计量瓶的牛奶由负压吸入，通过管道进入集乳罐，当集乳罐里的牛奶量达到预定液位后，启动奶泵，将牛奶通过过滤器、三通阀输送到直冷罐。此时，计量瓶的负压通过管道由真空泵经稳压罐、奶水分离器、集乳罐提供。所述过滤器用于过滤牛奶中可能存在固体物质，进一步保证牛奶的品质。牛奶进入直冷罐后，可启动制冷设备，制冷设备可装有智能控制器，以实现制冷的智能化。

5.4 制冷系统的设计

5.4.1 制冷系统的结构设计

制冷式奶罐保持鲜奶24小时内不变质。直冷式罐体可使加奶、排奶都很方便，罐体和机组采用分体式，自动控温，管道上奶，自动清洗。制冷机组为风冷式，自动停机、自动开机，定时搅拌。

根据总体结构布置，制冷罐设计成2吨方型冷藏罐，采用SUS304食品级不锈钢双层保温罐，顶部装有250W搅拌器2台，6P风冷式散热器一台，5P涡旋式压机一台，数显温度配电柜一台，耗电量低，降温速度快。

5.5 清洗系统设计

图3的管路系统清楚的描述了清洗系统的工作原理。打开阀②③④⑤，关闭阀①。清洗时集乳器放置在清洗托盘上，计量瓶的负压来自集乳罐，集乳罐的负压由真空泵经稳压罐及奶水分离器提供。水槽中的水被负压吸入，通过管道分别进入计量瓶和清洗托盘，清洗托盘中的水也通过集乳器进入计量瓶，计量瓶中的水通过管道进入集乳罐，当集乳罐里的水达到预定液位后启动奶泵，控制三通阀使过滤器与直冷罐的管路关闭，过滤器与水槽的管路开放，奶泵将集乳罐内的水经过滤器、直接送回水槽，这样即使当直冷罐中存放有牛奶时，也可直接对除直冷罐外的其它挤奶设备及管路进行清洗；或者控制三通阀使过滤器与直冷罐的管路开放，过滤器与水槽的管路关闭，水经由过滤器、直冷罐送回水槽。

通过通路上各阀门开闭，从而开放不同的通路，实现挤奶设备中水的循环，从而达到对挤奶设备全部或部分的循环清洗。

5、挤奶车实物图片（如图3、4）

6.小结

东风DFA5060XJN挤奶车填补了国内空白，具有以下创新点：

（1）将挤奶设备巧妙合理安装到汽车上，创新实现移动挤奶。

（2）充分利用汽车厢体空间，高度集成制冷机组、2立方直冷罐、8套挤奶系统及计量系统等。整车实现集挤奶、计量、冷藏、运输等功能于一体。

（3）厢体创新采用卷帘门，相对于对开门操作更加方便，减小了挤奶机使用场所的占地面积，灵活性好。

（4）采用两台小功率电机替代一台大功率电机搅拌，在不增加使用功率的情况下，增大了搅拌面积，提高了制冷效率，减小了奶液对制冷罐的冲击，降低了搅拌产生的噪音。

（5）在真空泵的出口处增设消声器，大大的降低了挤奶机的使用噪音。

参考文献

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