Вакуумные системы для механической дойки. Как нужно выбирать доильный аппарат для коров? Выбор по типу насоса

Игорь Николаев

Время на чтение: 3 минуты

А А

Аппараты значительно облегчают ручной труд при доении крупного и мелкого рогатого скота. Конструкция у оборудования простая, использовать его несложно. Каких-либо особых навыков не требуется. Принцип работы все доильных установок – вакуумный. При выборе аппарата всегда учитывают количество поголовья, скорость выдаивания, технические характеристики. Если фермер имеет мини-завод по переработке молока, то доильные установки приобретают с молочной магистралью, по которой сырьё идёт к месту переработки.

Чертеж доильного аппарата для коров

Доильная установка для коров состоит из стационарной и навесной части. Для доения в домашних условиях используют мобильное оборудование. Для его передвижения предусмотрена опорная рама на колёсах. Их два, с широкими или узкими шинами. Для устойчивости предусмотрены ножки.

Предпочтительнее выбирать колёса с широкими шинами, чтобы проходимость установки была выше.

В комплект доильного аппарата входят следующие модули:

• мотор электрический: работает от напряжения 220 В; в некоторых установках предусмотрен бензиновый двигатель: оборудование не зависит от сети; его используют для доения на пастбищах;
• насос;
• шланги вакуумной магистрали;
• вакуумметр;
• регулятор вакуума;
• ёмкость для сбора молока с крышкой; на крышке находится обратный клапан, к ней крепится пульсатор и ресивер;
• пульсатор;
• ресивер;
• коллектор;
• вакуумные и молочные патрубки;
• доильные стаканы.

Производители укомплектовывают оборудование дополнительными запасными частями: сосковой резиной, патрубками молочными и вакуумными, средством для мытья оборудования, ёршиками для очищения шлангов, стаканов и патрубков. При ответе на вопрос, как выбрать обращают внимание на тип насоса, наличие или отсутствие определённых составляющих в установке, качество выдаивания молока.

Выбор по типу насоса

Доильное оборудование работает от электромотора. Он требует напряжения 220 В. Мощность от 550 Вт до 750 Вт. Насос используют вакуумного сухого типа или масляный. Для оператора удобнее вакуумный насос сухого типа. За ним не требуется ухода, обслуживание сводится к ежегодному профилактическому осмотру.

Масляный насос необходимо проверять каждые 3 месяца: смазывать детали, определять состояние прокладки или кожаной манжеты. Для коров удобнее масляная помпа. Она работает не так шумно, как помпа сухого типа. Животные к нему привыкают быстрее.

Если выбирать между масляным или сухим оборудованием, то склоняются к вакуумному насосу сухого типа, но с глушителем.

В системе создаётся вакуумное давление. Оно измеряется вакуумметром. Оптимальное давление 50 кПа. Чтобы отрегулировать, уменьшить или увеличить давление предусмотрен регулятор. Данные составляющие должны быть обязательно в доильной установке. При малом давлении дойка будет неэффективной. При высоком давлении оборудование может прийти в негодность.

Насос для доильного аппарата

Наличие пульсатора

Обращают внимание на наличие в установке пульсатора. Процесс забора молока проходит в определённом режиме. Для того чтобы он был комфортным для животного, доение технологически приближают к естественному кормлению теленка. Он захватывает сосок, высасывает молоко. Пока телёнок глотает молоко, сосок остаётся в состоянии покоя. В минуту телёнок делает 64 сосательных движений и даёт корове отдохнуть.

Похожий режим доения создаёт пульсатор. Он порциями подаёт вакуум в доильные стаканы. Количество импульсов регулируется. В некоторых моделях пульсатора нет. Его заменяет насос. Количество пульсаций зависит от частоты работы поршня или других движущихся элементов. Отрегулировать импульсы невозможно.

Для фермера предпочтительнее оборудование без пульсатора. Оно стоит дешевле. Для коровы доение пройдёт комфортнее с пульсатором.

Выбор доильных стаканов

Навесное оборудование для дойки состоит из коллектора, молочных и вакуумных патрубков, доильных стаканов. Оборудование укрепляют на соски вымени коровы. Для того чтобы животному было комфортнее, выбирают аппараты со специальными приспособлениями, которые помогают удерживать его на вымени.

Доильные стаканы состоят из металлического корпуса и сосковой резины. Между ними находится полость. В неё поступает или выходит вакуум. Пульсатор подаёт воздух в полость, резина сжимается, захватывает сосок – это 1 так доения. Пульсатор забирает воздух, резиновая манжета отходит к стенкам стакана, постепенно отпуская сосок. В это время происходит сцеживание молока – это 2 такт доения. Если давление в вымени, в стакане и молочной трубке одинаковое, то сосок коровы находится в состоянии покоя – это 3 такт доения. Для животного такой режим забора молока более привычен, но оборудование стоит дороже.

Стаканы производят из нержавеющей стали или алюминия. Устройство из алюминия легче, но из стали прочнее. Сосковая манжета выполняется из пищевой резины или силикона. Силикон для коровы комфортнее, он мягче. Обязательно предусматриваются накладки на стаканы, чтобы металл не поранил вымя корове. В некоторых стаканы предусмотрены прозрачные пластиковые вставки. Через них определяют количество молока, которое даёт корова. Если молоко в стаканы не поступает, то доение закончилось.

Производители предлагают доильные аппараты для коров, нетелей, коз. Это разные модели. Размер стаканов у них неодинаковый. Высокие стаканы предназначаются для молочных коров с хорошо разработанным выменем и длинными сосками. Их не рекомендуют использовать для нетелей или для коз, у которых соски короче, чем у коров. В процессе доения стаканы поднимаются. Они могут соприкасаться с выменем и натирать кожу.

Синхронное или асинхронное доение?

Коллектор – это устройство, через которое подаётся вакуум и проходит молоко. В нём находится клапан. При его нажатии, включается доильный аппарат, вакуум начинает поступать в стаканы. Их надевают поочерёдно на вымя и начинают дойку.

При ручной дойке молоко сцеживается сначала с задних двух долей вымени, затем с передних двух долей. Для коровы этот метод доения привычен. Чтобы сохранить методику ручного доения при аппаратном заборе молока используют асинхронную работу стаканов. При этом из коллектора вакуум поступает сначала к 2 задним долям вымени, а затем к передним. Задние доли более развиты у коровы, поэтому процесс доения начинают с них.

При синхронном доении работают одновременно все 4 стакана. Для животного это неестественно, но скорость доения увеличивается. При этом корова может отдавать не всё молоко, требуется дополнительно её додаивать руками. Фермер решает самостоятельно, как проводить дойку, выбирает синхронный или асинхронный доильный аппарат для коров, но при этом необходимо иметь в виду, что для животного удобнее методика «ручной дойки».

Для одной или для двух коров?

В доильном оборудовании может быть один или два доильных аппарата. Процесс забора молока у 1 коровы составляет 6-8 мин. Если в хозяйстве не более 5 голов, то приобретают оборудование с 1 комплектом: 4 стакана, 1 коллектор. Дойка закончится уже через 30-40 мин.

Для поголовья до 30 коров приобретают доильные установки с 2 комплектами для доения. Они позволяют забирать молоко одновременно у 2 коров. Дойка закончится через полтора часа. При этом молоко собирается в 1 или 2 бидона.

Чтобы ускорить процесс, приобретают стационарные установки, которые работают от пульта. Коровы заходят в боксы. В них укреплены доильные аппараты. Оператор надевает стаканы на соски вымени, молоко идёт по магистрали на переработку или в холодильник. На крупных фермах оборудуют доильные залы. В них предусмотрен определённый порядок захода и выхода животных из зала, чтобы они не сталкивались, и оператор не перепутал коров с полным и пустым выменем.

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к вакуумным установкам для доильных машин. Установка содержит насос, нагнетательный и всасывающий патрубки, круговой коллектор, всасывающий трубопровод, жиклер, бак для жидкости, электродвигатель. Для повышения эффективности работы насоса охлаждающая жидкость по трубопроводу через жиклер всасывается и поступает к круговому коллектору. С помощью кругового коллектора она равномерно распределяется по всему объему всасывающего патрубка. Это позволит более эффективно охладить насос и снизить расход жидкости, увеличить производительность насоса и величину создаваемого вакуума, что повышает эффективность работы доильных машин. 3 ил.

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к вакуумным установкам для доильных машин.Известна установка вакуумная унифицированная УВУ-60-45, паспорт УВА.ОО.ООО ПС, изд. 6, 1981, которая предназначена для машинного доения в доильных установках. Однако применение воздушного охлаждения и системы подачи смазывающей жидкости не дают должного эффекта.Известны вакуумные насосы, у которых рабочая часть роторов выполнена из текстолита, например марки ПТК. Однако, как показали экспериментальные исследования, при работе насоса текстолит не выдерживает температуру нагрева свыше +90С.(Волков И.Е. Исследование и разработка доильного аппарата с индивидуальным источником вакуума. Дисс канд. тех. наук., Казанский СХИ. - Казань, 1974). Однако применение воздушного охлаждения не дает должного эффекта. Поэтому для охлаждения целесообразно делать впрыск жидкостно-воздушной смеси.Цель изобретения: повышение эффективности вакуумной установки путем обеспечения дозированной подачи охлаждающей жидкости и равномерного распределения ее в рабочей камере.Это достигается тем, что полость всасывания насоса снабжена системой подачи охлаждающей жидкости в смеси с газовым потоком.На фиг.1 и 2 показана предлагаемая вакуумная установка, а на фиг.3 показан круговой коллектор.Установка вакуумная состоит из насоса 1, нагнетательного 2 и всасывающего 3 патрубков, кругового коллектора 4, всасывающего трубопровода 5, жиклера 6, бака для жидкости 7 и электродвигателя 8.Принцип работы вакуумной установки состоит в следующем.При работе насоса 1, под действием создаваемого им вакуума, по всасывающему трубопроводу 5 через жиклер 6 из бака для жидкости 7 дозировано всасывается жидкость. Затем она поступает к круговому коллектору 4, с помощью которого равномерно распределяется по всему объему всасывающего патрубка 3. Равномерная подача жидкости в смеси с газовым потоком в полости всасывания насоса позволяет более эффективно охлаждать насос, снизить расход жидкости, увеличить производительность насоса и величину создаваемого вакуума. Кроме того, подача охлаждающей жидкости улучшает коэффициент трения трущейся пары рабочей части роторов насоса.

Формула изобретения

Установка вакуумная для машинного доения, содержащая создающий вакуум насос с всасывающим и нагнетательным патрубками и электродвигателями, отличающаяся тем, что она снабжена системой подачи охлаждающей жидкости в смеси с газовым потоком в полость всасывания насоса, состоящей из бака для жидкости, всасывающего трубопровода с жиклером в заборной части, имеющим калиброванное сечение для дозированного всасывания жидкости из бака, и коллектором на входе во всасывающий патрубок насоса, обеспечивающим равномерное распределение жидкости по всему объему всасывающего патрубка.

Вакуумный насос предназначен для создания вакуума (разряжения) в системе за счет откачивания из нее воздуха. Вакуумный насос является движущей силой любого доильного оборудования.

Классификация насосов

Классифицируются вакуумные насосы следующим образом:

1. По конструкции:

2. По величине создаваемого разряжения:

• насосы низкого вакуума;
• насосы среднего вакуума;
• насосы высокого вакуума.

3. По назначению:

• «сухие»(для отсасывания газов);
• «мокрые» (для отсасывания газа вместе с жидкостью).

Пластинчато-роторные (масляные) насосы работают с использованием масла, а для работы водокольцевых насосов применяется вода.

Основными преимуществами водокольцевых насосов являются:

• отсутствие трущихся рабочих органов, т. к. уплотнением между ротором и статором является слой воды.
• экологичность
• компактность
• низкий уровень шума.

Однако водокольцевые насосы обладают более низким производительностью, сложны в эксплуатации и работают только при положительных температурах.

Схема водокольцевого вакуумного насоса

Пластинчато-роторные насосы отличаются высокой эксплуатационной надежностью и
высокой производительностью. Маслянные насосы могут работать при минусовых температурах.
Недостатками пластинчато-роторных насосов можно назвать:

• высокий уровень шума
• сложное сервисное обслуживание
• более высокая цена, по сравнению с водокольцевыми насосами.

Схема пластинчато-роторного насоса

1 - ротор; 2 - корпус; 3 - прямоугольные пластины; 4 и 7 - патрубки; 5 и 6 - рабочая полость насоса. Стрелками указано движение воздуха (области всасывания воздуха и нагнетания вакуума).

Вакуумные станции

Вакуумные станции устанавливаются в доильных системах для создания вакуумметрического давления. Они также применяются в других отраслях народного хозяйства, где требуется создание стабильного вакуума.
Вакуумные станции состоят из емкости для воды и насосного агрегата (вакуумного насоса), установленного на емкости и электродвигателя. В зависимости от требуемой мощности вакуумная станция комплектуется одним, двумя или большим количеством вакуумных насосов.

Для создания разрежения при работе доильной машины используют воздушные установки, состоящие из вакуумного насоса, вакуумного балона-ресивера, вакуум-регулятора, вакууметра, системы трубопроводов с арматурой и двигателя, которые делятся на ротационные, поршневые и эжекторные. В свою очередь ротационные вакуумные насосы подразделяются на лопастные, водокольцевые, типа Рутс и другие. Наибольшее распространение на фермах получили ротационные лопастные вакуумные установки марки УВУ-60/45 и водокольцевые воздушные насосы ВВН-3, ВВН-6, ВВН-12.

Принцип действия эжекторных (струйных) насосов следующий. Когда жидкость (или газ) протекает по трубе, имеющей сужение, давление в сужении оказывается ниже, чем в остальных частях трубы (если при этом скорость потока в сужении не достигает скорости звука). Впервые это было установлено итальянским физиком Дж. Вентури (1746-1822), по имени которого была названа трубка, основанная на данном явлении. Если откачиваемый объем присоединить к трубе в месте ее сужения, то газ из него будет переходить в область пониженного давления и уноситься струей жидкости. Эжекторные (струйные) установки крепятся на выхлопной трубе трактора и разрежение создается за счет скоростного потока выхлопных газов.

Ротационная лопастная вакуумная установка типа УВУ включает в себя (рис. 2.2) электродвигатель 1, вакуумный баллон 3, регулятор вакуума 4, вакууметр 6, вакуумпровод 5, вакуумный насос 2. При частом отключении электроэнергии может комплектоваться резервным двигателем 7 внутреннего сгорания. Унифицированный насос УВУ-60/45 работает при вакууме 53 кПа с воздухопроизводительностью 60 и 40 м 3 /ч. Для получения требуемого расхода изменяют частоту вращения ротора постановкой шкивов разного диаметра на вал электродвигателя.

Рис. 2.2 Общий вид вакуумной установки УВУ 60/45

Насос вакуумный пластинчато-роторный предназначен для эксплуатации в районах с умеренным климатом на открытом воздухе в диапазоне от минус 10 до плюс 40 0С и высоте над уровнем моря не более 1000 м, выпускается в четырех исполнениях.

Внутри чугунного цилиндрического корпуса 22 (рис. 2.3) с ребристой поверхностью для лучшей теплоизоляции вращается ротор 17. Ротор имеет четыре паза, в которых свободно перемещаются текстолитовые лопатки 16. Ротор вращается в шарикоподшипниках 14, установленных в посадочных отверстиях крышек 12 и 19, расположенных эксцентрично относительно оси корпуса. Подшипники со стороны внутренней полости насоса закрыты шайбами 15. Для ориентации крышек относительно корпуса при сборке насоса установлены штифты 5. Направление вращения ротора указано стрелкой на корпусе насоса. В зависимости от исполнения насос имеет один или два выходных конца ротора.

В средней части цилиндрического корпуса имеются выхлопные окна, которые соединяются с выхлопной трубой рамы. На конец выхлопной трубы насаживают глушитель, корпус которого заполнен стекловатой для задержки отработавшей смазки.

Технологический процесс работы вакуумной установки происходит следующим образом. При вращении ротора 17 (рис. 2.3) лопатки 16, под действием центробежных сил прижимаются к корпусу 22, и образуют замкнутые пространства, ограниченные ротором 17, корпусом 22 и торцевыми стенками 12 и 21, объем которых за один оборот сначала увеличивается, создавая разрежение между лопатками на стороне всасывания, а затем уменьшается. При этом воздух сжимается и вытесняется в атмосферу через выпускное отверстие.

Для смазки подшипников и трущихся поверхностей насос снабжен масленкой фитильного типа, которая обеспечивает равномерную и непрерывную подачу масла в насос.

Масленка состоит из двух основных составных частей: стакана 5 (рис. 2.4) вместимостью 0,6 л и чашки 2. Масло заливается в стакан, который закрывается крышкой 7 и фиксируется на чашке дугой 6. Из стакана масло вытекает в чашку до тех пор, пока его уровень не достигнет верхней части клинообразного выреза трубки крышки. Уровень масла в чашке масленки исполнения УВД.10.020 не регулируется. Уровень масла в чашке масленки УВА 12.000 зависит от длины выступающего конца трубки и должен находиться в пределах 13.18 мм. При снижении уровня масла воздух поступает в стакан через вырез в трубке и масло вытекает до тех пор, пока не достигнет установленного уровня.

Процесс смазки происходит следующим образом. Из чашки масло по фитилям 3 поступает в маслопроводящие каналы и под действием разности давлений в масленке и насосе по шлангам 9, отверстиям в крышках 12, 21 (рис. 2.3) насоса поступает в шарикоподшипники 14, через каналы шайб 15 в пазы ротора 17, смазывая поверхности лопаток 16, корпуса и крышек насоса. Далее масло потоком воздуха выбрасывается через выпускное отверстие насоса.

Масленка обеспечивает подачу масла в насос с расходом 0,25.0,4 г/м 3 воздуха, что соответствует истечению масла из стакана при работе установки на величину одного деления в среднем за 1,5 часа работы вакуумной установки производительностью 0,75 м 3 /мин, и в среднем за 1,1 часа для вакуумной установки производительностью 1 м 3 /мин.

Контроль за поступлением масла в подшипники производится визуально через пластмассовые шланги, а общий расход - по делениям на стакане.

Рис. 2.3 Вакуумный насос:
1,20 - болты; 2, 15 - шайбы; 3 - стопорное кольцо; 4 - шкив; 5 - штифт; 6 - шпонка; 7 - винт; 8, 22 - крышки; 9 - пробка; 10,11 - прокладки; 12 - правая крышка; 13 - манжета; 14 - шарикоподшипник; 16 - лопатка; 17 - ротор; 18 - корпус; 19 - левая крышка; 21 - втулка; 22 - корпус

Обеспечение требуемого расхода масла в процессе эксплуатации производится периодической прочисткой маслопроводящих каналов в чашке 2 (рис. 2.4) и пробках 4, промывкой фитилей в дизельном топливе или изменением количества нитей в фитиле, а для масленки УВА 12.000 также изменением длины выступающей части трубки.

Для исключения возможного обратного вращения ротора и поломок лопаток при выключении электродвигателя соединение впускного отверстия насоса с вакуумпроводом осуществляется через предохранительный клапан.

Рис. 2.4 Масленка УВД.10.020:
1 - кронштейн; 2 - чашка; 3 - фитиль; 4 - пробка; 5 - стакан; 6 - дуга; 7 - крышка; 8 - прокладка; 9 - шланг

Рис. 2.5 Вакуум-регулятор

Вакуум-баллон 3 (рис. 2.2) сглаживает пульсацию вакуума, неизбежно возникающую при работе насоса, собирает влагу и молоко, попавшие в вакуум-провод, а также используется как сливная емкость при промывке трубопроводов. При работе насоса крышка вакуумного баллона должна быть плотно закрыта.

Вакуум-регулятор 4 (рис. 2.2) поддерживает стабильный вакуум в вакуум-проводе. Он состоит из клапана 1 (рис. 2.5), пружины 3, набора грузов 4, демпферирующих пластин 5 и индикатора 2.

Вакуум-регулятор работает следующим образом. Сила, действующая на клапан 1 снизу из-за разницы между атмосферным и вакуумметрическим давлением в вакуум-проводе поднимает клапан вверх, преодолевая вес груза 4. В результате этого через индикатор 2 в вакуум-провод начинает поступать атмосферный воздух. Величина разрежения, при котором поднимается клапан 1, устанавливается весом груза 4. Величина расхода воздуха через вакуум-регулятор контролируется по показаниям индикатора 2. При нормальном расходе стрелка индикатора 2 должна находиться в среднем положении. Для смягчения вибрации груза 4, они подвешиваются на пружине 3, а снизу демпферирующие пластины 5 находятся в слое масла.

Водокольцевые машины типа ВВН предназначены для создания вакуума в закрытых аппаратах и системах. Изготавливаются в двух исполнениях: ВВН1 - с номинальным давлением всасывания 0,04 МПа; ВВН2 - с номинальным давлением всасывания 0,02 МПа.

Машины типа ВВН - жидкостно-кольцевые с непосредственным приводом от электродвигателя через упругую муфту.

Водокольцевая установка ВВН-12 состоит из водокольцевой машины 4 (рис. 2.6), имеющей привод от электродвигателя 1 через муфту 2. Все это размещено на фундаментной плите 3.

Водокольцевая машина состоит из корпуса-цилиндра 2 (рис. 2.7), закрытого с торцов крышками-лобовинами. В цилиндре эксцентрично расположено лопастное колесо 1, закрепленное на валу. Выход вала из лобовин уплотняется сальниками с мягкой набивкой. Подаваемая в машину вода питает водяное кольцо 7 и создает гидравлический затвор в сальниках. Вал вращается в подшипниках, расположенных в прикрепленных к лобовинам корпусах.

Перед пуском в работу через всасывающий патрубок 5 машину заполняют примерно до оси вала водой. При пуске жидкость центробежной силой отбрасывается от втулки ротора к корпусу. При этом образуется жидкостное кольцо и серповидной пространство, которое является рабочей полостью. Рабочая полость разделена на отдельные ячейки, ограниченные лопатками, втулкой колеса, лобовинами и внутренней поверхностью жидкостного кольца. При вращении колеса объем ячеек увеличивается (на рис. 2.7 вращение по часовой стрелке) и через всасывающее окно 6 происходит всасывание газа. Затем объем ячеек уменьшается, происходит сжатие и выталкивание газа через нагнетательное окно 3. Через нагнетательный патрубок 4 вместе с газом выбрасывается вода. Для отделения воды от газов и ее сбора непосредственно на нагнетательном патрубке в вакуумных насосах устанавливают водоотделитель с открытой переливной трубой. Для отделения воды от газа в вакуумных насосах ВВН-12 применяется прямоточный сепаратор 5 (рис. 2.6). Прямоточный сепаратор представляет собой неразборный сосуд объемом около 24 литров со встроенной внутри многолопастной решеткой, посредством которой и происходит разделение газо-жидкостной смеси, выбрасываемой из насоса. Он обеспечивает практически полное отделение воды от газа при всех возможных режимах работы.

При использовании машины в качестве компрессора к сливному патрубку сепаратора присоединяется водоотводчик, обеспечивающий слив воды без утечки газа.

Преимуществом водокольцевых вакуумных машин перед лопастными вакуумными насосами является то, что при вращении ротор не касается стенок статора. Однако при вращении ротора происходит повышение температуры воды в статоре насоса, что снижает его подачу. Для повышения устойчивости работы насоса ВВН предусмотрена установка специального охладителя воды.

Рис. 2.6 Общий вид вакуумного насоса ВВН-12

Рис. 2.7 Схема водокольцевой машины

Основные параметры применимости водокольцевых машин представлены в таблице 2.1.

2.1. Показатели водокольцевых вакуумных машин
Показатель	Типоразмер
	ВВН-3	ВВН-6	ВВН-12	ВВН-25
Производительность при номинальном давлении всасывания, м 3 /мин	3 (2,7)	6(5,4)	12 (10,8)	25 (22,5)
Номинальное вакуумерическое давление от барометрического давления, %	60 (80)
Максимальный вакуум от барометрического давления, %	90		96
Удельный расход воды на номинальном режиме, дм 3 /с	0,13 (0,2)	0,3 (0,47)	0,5 (0,75)	1,0 (1,5)
Мощность, кВт	13	22	30	75
Масса, кг	125	215	455	980
Примечание : в скобках даны значения для вакуумных насосов исполнения 2

Рис. 2.8 Общий вид водокольцевой вакуумной установки УВВ-Ф-60Д:
1 - вакуумпровод; 2 - предохранитель; 3 - насос; 4 - емкость для воды; 5 - электродвигатель; 6 - выхлопная труба; 7 - нагнетательный патрубок

Установка вакуумная водокольцевая УВВ-Ф-60Д предназначена для создания вакуума, используется для комплектации доильных установок всех типов. Установка не предназначена для откачки агрессивных газов и паров.

Состоит из водокольцевого вакуумного насоса 3 (рис. 2.8) с приводом от электродвигалея 5 (мощностью 6 кВт), установленного над емкостью для воды 4. Вакуумный насос соединен с вауумпроводом 1 через предохранитель 2. Остаточный воздух вместе с водой по трубопроводу 6 выбрасывается из помещения.

Основные технические характеристики водокольцевой вакуумной установки УВВ-Ф-60Д представлены в табл. 2.2.

2.2 Основные технические характеристики установки УВВ-Ф-60Д
Наименование параметра и единицы измерения	Значение параметра
Производительность при h=50кПа, м 3 /ч	60±6
Мощность, потребляемая при номинальном режиме, кВт	4±0,4
Предельное остаточное давление, кПа	15±5
Габаритные размеры, м	0,65х0,36х0,75
Масса без воды, кг	110
Объем жидкости, заливаемой в водоотделитель, дм 3	50
Условный проход патрубком, мм	40

Для некоторых процессов требуется очень большая быстрота откачки, хотя бы и не при очень низких давлениях. Этим требованиям удовлетворяют двухроторные объемные насосы типа воздуходувки Рутса. Схема такого насоса представлена на рис. 2.9.

Рис. 2.9 Схема двухроторного насоса типа Рутса

Два длинных ротора с поперечным сечением, напоминающим восьмерку, вращаются в противоположных направлениях, не соприкасаясь ни с друг другом, ни со стенками корпуса, так что насос может работать без смазки. Необходимости в масляном уплотнении тоже нет, поскольку очень малы зазоры между подогнанными деталями конструкции.

Ротор вращается с частотой до 50 с -1 , и высокая быстрота откачки поддерживается до давлений порядка одной миллионной атмосферного. Каждый ротор может иметь два или три кулачка.

Хотя такие насосы способны работать с прямым выхлопом в атмосферу, на их выходе обычно устанавливают вспомогательный вращательный масляный насос, который не только понижает их предельное давление, но и повышает КПД, снижая потребляемую мощность, что позволяет обходиться менее сложной системой охлаждения. Вспомогательный насос, пропускающий ту же массу газа, но при более высоких давлениях, может быть сравнительно небольшим.

Вакуумная система доильных установок представляет собой совокупность взаимосвязанных трубопроводов и устройств для создания измерения и регулирования вакуума. Элементами вакуумной системы являются: трубопроводы; резервуар вакуумный баллон; вакуумный насос; приборы для измерения вакуумметр и регулирования вакуума вакуум регулятор. Одним из условий повышения эффективности работы доильных машин является обеспечение в процессе доения стабильности вакуума. Требования к конструкции вакуумной системы: Для уменьшения потерь тем самым...

Поделитесь работой в социальных сетях

Если эта работа Вам не подошла внизу страницы есть список похожих работ. Так же Вы можете воспользоваться кнопкой поиск

ЛЕКЦИЯ № 19

тема: вакуумные системы доильных установок

ПЛАН:

Вакуумные системы доильных установок и элементы их расчета.

Назначение и классификация вакуумных насосов.

Основы расчета ротационного вакуумного насоса.

Уход за доильным оборудованием.

ЛИТЕРАТУРА.

Белянчиков Н.Н. Механизация технологических процессов. - М.: Агропромиздат, 1989, Раздел 2, гл. 7. §5.

1. Вакуумные системы доильных установок и элементы их расчета.

Вакуумная система доильных установок представляет собой совокупность взаимосвязанных трубопроводов и устройств для создания, измерения и регулирования вакуума.

Элементами вакуумной системы являются: трубопроводы; резервуар (вакуумный баллон); вакуумный насос; приборы для измерения (вакуумметр) и регулирования вакуума (вакуум регулятор).

Одним из условий повышения эффективности работы доильных машин является обеспечение в процессе доения стабильности вакуума .

Требования к конструкции вакуумной системы:

Для уменьшения потерь (тем самым уменьшений колебаний вакуума) сеть должна:

иметь наименьшую длину;

иметь минимальные потери давления воздуха в системе за счет наиболее рациональной схемы и оптимального диаметра трубопровода на всех участках сети;

отличаться простотой, надежностью конструкций соединения труб;

иметь наименьшее число поворотов и минимально допустимое количество арматуры (кранов, задвижек и т.д.).

Исследованиями установлено, что чем выше вакуум и объем пространства, и меньше длина вакуумной системы, тем совершеннее конструктивная схема вакуумной системы (с точки зрения стабильности в ней вакуума).

Сопротивления в воздухопроводе делят на распределенные (трение воздуха о стенки) и местные.

Потери давления на преодоление сопротивления от трения воздуха о стенки труб:

Коэффициент сопротивления зависит от характера движения воздуха в трубе:

а) при ламинарном движении

б) при турбулентном движении

Местные потери давления:

Расход воздуха пневмосистемой доильной установки определяется по приближенной формуле:

где 1,35 – коэффициент несовершенства пульсатора и коллектора, допускающих утечки воздуха; – частота пульсаций, пул/с; – начальный объем воздуха при атмосферном давлении, заключенный в камерах и трубах одного доильного аппарата, м 3 ; – коэффициент, учитывающий протечки воздуха из вакуумной системы доильной установки вследствие недостаточной герметичности; n да – количество доильных аппаратов.

Коэффициент определяется по формуле:

где;

– утечки в соединениях труб; – подсосы воздуха между сосковой резиной и соском; – подсосы воздуха через доильные стаканы при их одевании; – подсосы при случайном спадании шлангов и стаканов; – потеря подачи вакуума в жаркое время суток из-за разжижения смазки в насосе; – потеря подачи вакуума из-за повышения температуры насоса при длительной непрерывной работе.

Таким образом – суммарные потери примерно равны по величине расходу воздуха аппаратом. В связи с этим коэффициент увеличения запаса подачи вакуумного насоса принимаем равным 2 – 3, то есть

Степень неравномерности расхода воздуха определяется по формуле:

где – число лопаток.

Насосы типа РВН – (4 лопатки) имеют неравномерность 31 %. Для снижения влияния которой в систему необходимо включить вакуум-баллон емкостью 20 – 25 л.

Диаметр вакуумпровода определяется по формуле:

где – полная длина вакуумпрвода, м; – объем воздуха, протекающего через трубопровод, м 3 /мин.

Потребное количество вакуумных насосов для поддержания устойчивого режима в системе:

где – производительность вакуумного насоса при заданной величине вакуума.

Заслуживает внимания такая система распределения вакуума в доильных установках, при которой каждый вакуумный насос имеет свое назначение и включается в вакуумную линию самостоятельно. Один насос служит для транспортирования молока, другой – для работы доильного аппарата, третий – для автоматизации доильной установки. Такое распределение вакуумных насосов позволяет иметь в системе постоянный уровень вакуума и гарантирует бесперебойную работу оборудования, работающего от вакуума.

2. Назначение и классификация вакуумных насосов.

Вакуумный насос предназначен для создания вакуума (разряжения) в системе за счет откачивания из нее воздуха.

Классифицируются вакуумные насосы следующим образом:

1. По конструкции

Поршневые;

Инжекторные;

Ротационные.

В свою очередь ротационные насосы подразделяются на 4 типа:

Пластинчатые;

Водокольцевые;

С катящимся поршнем;

Двух-роторные.

2. По величине создаваемого разряжения

Насосы низкого вакуума;

Насосы среднего вакуума;

Насосы высокого вакуума.

3. По назначению

- «сухие»(для отсасывания газов);

- «мокрые» (для отсасывания газа вместе с жидкостью).

4. По характеру использования

Стационарные;

Передвижные.

До 1952 года доильные установки в нашей стране комплектовались вакуумными насосами поршневого типа. Они отличались большими размерами и металлоемкостью; имели быстроизнашивающиеся механизмы - кривошипно-шатунный механизм и механизм воздухораспределителя.

В настоящее время на доильных установках получили наибольшее распространение ротационные лопастные насосы марок РВН – 40/350; УВУ – 60/45; ВЦ – 40/130 и другие.

Принципиальная схема ротационного вакуумного насоса.

Такими вакуумными насосами можно получить вакуум порядка 97 – 99 %, механический к.п.д. 0,8 – 0,9.

Производительность РВН – 40/350 при вакууме 50 кПа составляет 11,1 дм 3 /с (40 м 3 /ч).

Унифицированная вакуумная установка УВУ – 60/45 может работать в 2-х режимах: при вакууме 53 кПа обеспечивать производительность 60 или 45 м 3 /ч (достигается изменением частоты вращения ротора путем замены шкива клиноременной передачи на валу электрического двигателя).

Водокольцевой насос (ВВН) с жидкостным поршнем.

1 – выхлопная труба;

2 – вакуумный провод;

3 – ротор;

4 – статор;

5 – водяное кольцо;

6 – охладитель воды.

Здесь смазки не требуется. Уплотнение между ротором и статором достигается слоем воды.

Недостаток : низкий к.п.д. (0,48 – 0,52); работать могут только при положительной температуре.

Основными характеристиками вакуумных насосов являются производительность, металлоемкость и энергоемкость.

3. Основы расчета ротационного вакуумного насоса.

Полезный объем камеры всасывания определяется по формуле:

где – диаметр статора;

– эксцентриситет;

– длина ротора.

При числе лопаток и угловой скорости, производительность лопастного насоса равна:

М 3 /с.

или, м 3 /с.

Наибольшее распространение получили 4-х полостные (=4) вакуумные насосы, при = 90 0 (то есть лопасти перпендикулярны друг другу).

Тогда:

М 3 /с.

Анализ : теоретическая производительность вакуумного насоса прямо пропорциональна его геометрическим размерам и частоте вращения ротора.

Производительность, приведенная к условиям вакуума в системе, будет меньше. Это уменьшение учитывается манометрическим коэффициентом:

где – барометр (атмосферное давление, кПа); – вакуум в системе, кПа.

Чем выше, тем < , а следовательно и меньше производительность.

Кроме того, действительная производительность вакуум–насоса зависит от степени наполнения всасывающей камеры, которая учитывается коэффициентом наполнения. Значение зависит от конструкции насоса и определяется экспериментальным путем.

Тогда, действительная производительность вакуумного насоса (4-х лопастного, при = 90 0 ) равна:

М 3 /с.

так как в доильных установках применяется вакуум от 350 мм.рт.ст. до 500 мм.рт.ст., то; .

Мощность, потребная для привода вакуумного насоса:

КВт или,

где – крутящий момент, обусловленный сопротивлением всасывания, Нм; – угловая скорость ротора, рад/с; – к.п.д. вакуумного насоса и электрического двигателя с передачей (= 0,75 – 0,85); – производительность, м 3 /с; – величина вакуума, Па.

Крутящий момент определяется по формуле:

где – расчетная величина вакуума, Н/м 2 .

Зависимости производительности насоса и потребляемой мощности от угловой скорости ротора

Механическая характеристика вакуум-насоса напоминает характеристику вентилятора, а нагрузочная диаграмма – параллельная прямая оси абсцисс после пуска

Нагрузочная диаграмма.

Потребная на привод насоса мощность зависит от величины вакуума

4. Уход за доильным оборудованием.

С целью поддержания в порядке системы доения необходимо выполнять определенные правила ухода и использовать моющие средства.

Моющие средства.

Требования к ним:

Обладать высокими моющими свойствами;

Быть безвредными для здоровья человека;

Не изменять свойств молока;

Не разрушать материал оборудования;

Быть дешевыми и удобными в эксплуатации.

Моющие средства.

Используются высокощелочные моющие средства (основная часть – едкий натрий NaOH ); умеренно – щелочные моющие средства; нейтральные моющие средства и кислые средства (раствор азотной, соляной и уксусной кислот) для удаления молочного камня.

Дезинфицирующие средства.

1. Хлорная известь;
2. Гипохлорит натрия;
3. Гипохлорит кальция;
4. Хлорамин Б.

Процесс ухода включает следующие операции:

1. Ополаскивание оборудования чистой водой;
2. Промывка моющими растворами;
3. Ополаскивание;
4. Дезинфекция;
5. Ополаскивание.

EMBED CorelDRAW.Graphic.11

EMBED CorelDRAW.Graphic.11

Цель работы состоит в том чтобы рассмотреть своебразие проявления национальных установок и их учет в деятельности ОВД. Задачи работы: - изучить механизмы функционирования и проявления этнопсихологических феноменов; - рассмотреть понятие национальной установки психологический механизм национальных установок влияние национальных установок на деятельность людей; - изучить своеобразие проявления национальных установок в деятельности сотрудников ОВД. 3 Своеобразие проявления национальных установок в деятельности сотрудников ОВД Эффективность... Также за основу для сравнения успешного развития ветроэнергетики мною был взят полуостров Крым т. Проанализировать розу ветров Краснодарского края оценить скорость ветра в разные сезоны порывистость выделить наиболее оптимальные зоны для размещения ВЭС расположенные как на суше так и в акваториях водных бассейнов; 2. Изучить энергетическое законодательство и комфортность законов для строительства зеленых ЭС а также их экономическую рентабельность; Глобальные проблемы энергетики мира и пути их решения В современном мире активно... Анализ научной литературы по проблеме готовности девушек к браку показывает что чаще всего она рассматривается в общем круге вопросов о самоопределении современной молодёжи. То что ребенок в детские годы приобретает в семье он сохраняет в течение всей последующей жизни. Важность семьи как института воспитания обусловлена тем что в ней ребенок находится в течение значительной части своей жизни и по длительности своего воздействия на личность ни один из институтов воспитания не может сравниться с семьей. И так как воспитание детей в...