Simulation of design parameters of a milking cup with an extended service life

• Autorzy: Čėsna Jonas , Medvedskyi Oleksandr , Postol Yulia , Kukharets Valentina , Zayets Maksym , Hrudovij Roman , Pantsyr Yuriy , Zarajczyk Janusz , Daniel Zbigniew

Identyfikatory

DOI

10.2478/agriceng-2022-0019

Warianty tytułu

PL

Symulacja parametrów projektowych kubka udojowego o przedłużonej żywotności

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Modern milking machines need some additional studies to meet the requirements as to milking equipment. An imperfect design of a teatcup results in an incomplete milking of cows. The availability of devices for milk flow stimulation promotes an increase in a cow milk yielding capacity. But here arises a problem of an uncontrolled axial motion of a teatcup on a teat. As a result, a full milkflow is reduced, particularly at the final stages of milking. There is an effect of an increase in an inner diameter of a liner barrel, which causes that teatcups fall down. A scientific problem of the mitigation of some negative developments with the view to improve the efficiency of a teatcup arises. In a teatcup shell a liner is in a detended position during milking and resting periods. Thus, it under constant stretching. It results in a loss of elasticity irrespective of the material, as well as in reduction ofthe period of service maintenance. The use of a device for supporting a liner which is in a stretched state only during the milkflow, will result in an increase of a teatcup efficiency. The suggested automatic pneumatic mechanism releases a liner from the load during the resting period. The dependence of a tension force of a liner from the surface area of an annular membrane has been established. It has been proven that the membrane surface of 0.00065 m2 provides tension for a mechanism performance irrespective of operating vacuum pressure. The regression equation which connects geometrical parameters of an operating system with the efforts directed at the opening of a leading membrane has been received. A suitability of operation of using a pneumatic tightening device has been substantiated. An insignificant axial motion of a liner during a cycle of milking creates a stimulating effect. As a result, a completeness of miliking increases by 3-8%.

PL

Współczesne maszyny udojowe wymagają prowadzenia dalszych badań, aby sprostać wymaganiom sprzętu udojowego. Nieidealny projekt kubka udojowego wpływa na niezupełny wydój krów. Dostępność urządzeń do stymulacji przepływu mleka zwiększa wydajność udoju. Jednak, pojawia się problem niekontrolowanego ruchu osiowego kubka udojowego na strzyku krowy. W rezultacie, przepływ mleka jest zmniejszony, szczególnie na końcowych etapach udoju. Dochodzi do zwiększenia wewnętrznej średnicy gumy strzykowej co powoduje odpadanie kubków udojowych. Pojawia się kwestia złagodzenia niektórych negatywnych skutków aby ulepszyć wydajność kubków udojowych. W kubku udojowym, guma strzykowa znajduje się w pozycji odprężenia podczas dojenia i spoczynku. Dlatego podlega ciągłemu rozciąganiu. Powoduje to zmniejszenie elastyczności bez względu na materiał a także skrócenie okresu serwisowego. Zastosowanie urządzenia do potrzymania gumy, która znajduje się w stanie rozciągnięcia tylko podczas przepływu mleka, spowoduje zwiększenie wydajności kubka udojowego. Zaproponowany automatyczny mechanizm pneumatyczny zwalnia gumę od obciążenia podczas okresu spoczynku. Ustalono zależność siły napięcia gumy od powierzchni membrany pierścieniowej. Udowodniono, że powierzchnia membrany 0.00065 m2 dostarcza napięcia mechanizmowi bez względu na podciśnienie robocze. Otrzymano równanie regresji, które łączy parametry geometryczne systemu roboczego z wysiłkiem skierowanym na otwarcie membrany. Potwierdzono odpowiedniość działania przy zastosowaniu pneumatycznego urządzenia zacieśniającego. Nieznaczący ruch osiowy gumy podczas dojenia stwarza efekt stymulujący. W rezultacie kompletność udoju zwiększa się o 3-8%.

Słowa kluczowe

EN

milking; teat cup; cow; milk

PL

dojenie; kubek udojowy; krowa; mleko

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Inżynierii Rolniczej
• Czasopismo: Agricultural Engineering
• Rocznik: 2022
• Tom: Vol. 26, No. 1
• Strony: 243--252
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys.

Twórcy

autor

Čėsna Jonas

• Departament of Mechanical, Energy and Biotechnology Engineering, Agriculture Academy, Vytautas Magnus University, Studentų str. 11 Akademija Kaunas distr, Lithuania

• https://orcid.org/0000-0003-1811-7023

autor

Medvedskyi Oleksandr

• Department Machines Processes and Agroengineering Equipment, Polissia National University, Staryi Blvd 7, 10-008 Zhytomyr, Ukraine

• https://orcid.org/0000-0001-7458-5337

autor

Postol Yulia

• Department of Power Engineering and Electrical Technologies, Faculty of Energy and Computer Technology, Dmytro Motornyi Tavria State Agrotechnological University Ukraine

• https://orcid.org/0000-0002-0749-3771

autor

Kukharets Valentina

• Departament of Mechanical, Energy and Biotechnology Engineering, Faculty of Engineering, Vytautas Magnus University Agriculture Academy, Studentų str. 11 Akademija Kaunas distr. Lithuania

• https://orcid.org/0000-0001-5218-7936

autor

Zayets Maksym

• Faculty of Engineering and Energy, Polissia National University, 7, Staryi Blvd., 10008, Zhytomyr, Ukraine

• https://orcid.org/0000-0002-229091892

autor

Hrudovij Roman

• Faculty of Engineering and Energy, Polissia National University, 7, Staryi Blvd., 10008, Zhytomyr, Ukraine

• https://orcid.org/0000-0002-7273-9432

autor

Pantsyr Yuriy

• Faculty of Engineering and Technology, Higher Educational Institution "Podillia State University", Kamianets-Podilskyi, Ukraine

• https://orcid.org/0000-0003-2969-1936

autor

Zarajczyk Janusz

• Faculty of Production Engineering, University of Life Sciences in Lublin, Poland

• https://orcid.org/0000-0001-5954-6575

autor

Daniel Zbigniew

• Department of Production Engineering, Logistics and Applied Computer Science, Faculty of Production and Power Engineering, University of Agriculture in Kraków, Balicka 116B, 30-149 Kraków, Poland

• https://orcid.org/0000-0001-5507-8911

Bibliografia

• Besier, J., & Bruckmaier, R. (2016). Vacuum levels and milk-flow-dependent vacuum drops affect machine milking performance and teat condition in dairy cows. Journal of Dairy Science 99, 3096-3102.
• Esin, A. (2021). Fluid mechanics in food process engineering. Engineering Principles of Unit Operations in Food Processing. Woodhead Publishing, 167-247. https://doi.org/10.1016/B978-0- 12-818473-8.00001-3.
• Gleeson, E., O’Callaghan, E., & Myles, R. (2004). Effect of liner design, pulsator setting, and vacuum level on bovine teat tissue changes and milking characteristics as measured by ultrasonography. Irish Veterinary Journal 57(5), 289-296.
• Golub G., Medvedskyi O., Achkevych V., & Achkevych O. (2018). Establishing rational structuraltechnological parameters of the milking machine collector. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 91, 12-17.
• Gutsol, T.D., Cherenkov, A.D., Avrunin, O.G., & Semenets, V.V. (2019). Analysis of high-power narrowband interference suppression system in radiometric receiver. Telecommunications and Radio Engineering (English translation of Elektrosvyaz and Radiotekhnika), 78(3), 251-260.
• Holst, G., Adrion, F., Umstätter, C., & Bruckmaier, R. (2021). Type of teat cup liner and cluster ventilation affect vacuum conditions in the liner and milking performance in dairy cows. Journal of Dairy Science, 104(4), 4775-4786.
• Khort, D., Kutyrev, A., Kiktev, N., Hutsol, T., Glowacki, S., Kuboń, M., Nurek, T., Rud, A., & GródekSzost, Z. (2022). Automated Mobile Hot Mist Generator: A Quest for Effectiveness in Fruit Horticulture. Sensors, 22(9), 3164.
• Kiktev, N., Lendiel, T., Vasilenkov, V., Kapralуuk, O., Hutsol, T., Glowacki, S., Kuboń, M., & Kowalczyk, Z. (2021). Automated Microclimate Regulation in Agricultural Facilities Using the Air Curtain System. Sensors, 21, 8182.
• Medvedskyi, O., Kukharets, S., Golub, G., & Dmytriv, V. (2018). Installation of equilibrium pressure of milking machine vacuum system. International Scientific Conference Engineering for Rural Development: conference proceedings. Jelgava: Latvia University of Life Sciences and Technologies, 17, 143-148.
• Patent 95214 Ukraine. (2011). Teatcup: Patent 95214 Ukraine. 11.07.2011. vol. 13. (In Ukrainian).
• Penry, J., Upton, J., Leonard, S., Thompson, P., & Reinemann, D. (2018). A method for assessing teatcup liner performance during the peak milk flow period. Journal of Dairy Science, 101, 649-660.
• Peychev, K., & Dineva, G. (2020). Study on the effect of the teat reaction on the time components of the pulsogram in various types of milking liners. Research in Agricultural Engineering, 66, 27-32.
• Reinemann, D.J. (2019). Milking Machines and Milking Parlors. Handbook of Farm, Dairy and Food Machinery Engineering (Third Edition), Academic Press, 225-243.
• Upton, J., Penry, J., Rasmussen, M., Thompson, P., Reinemann, D. (2016). Effect of pulsation rest phase duration on teat end congestion. Journal of Dairy Science, 99, 3958-3965.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).