Характеристики и параметры вакуумных пульсаторов для стойловых доильных автоматов - Бахчевников О.Н
Скачать (прямая ссылка):
Кроме того, исследованиями [4, 48, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63] установлено, что в вакуумной пневмоавтоматике достаточное соответствие с опытом дают расчеты, основанные на принятии ряда упрощающих допущений, приемлемых для исследования средств промышленной пневмоавтоматики.
Промышленная пневмоавтоматика работает на положительных перепадах давления, представляющих собой разницу давлений на входе и выходе воздуха [111]. Рабочий перепад избыточного давления всегда положителен и обозначается буквой Р. В вакуумных системах доильных установок рабочий перепад равен разнице атмосферного давления Р0 и величине вакуума к. В некоторых учебниках [102, 112] перепад вакуума записывается как разность двух его зна-
53
чений, а графики интерпретируются в четвертом квадранте на оси абсцисс, по которой откладываются значения атмосферного давления. Такая условность с позиций физики нагляднее и больше соответствует действительности, но при рассмотрении динамических процессов с использованием передаточных функций, где значение вакуума приходится возводить в высшие степени, применение двучленов затрудняет и даже делает невозможным использование основного математического аппарата теории систем автоматического регулирования. Поэтому в наших исследованиях, как и в промышленной пневмоавтоматике, рабочий перепад вакуума положителен, обозначается буквой Р, и графики вакуумных динамических процессов тоже изображаются в положительном квадранте системы координат.
Для струй, дросселей и пневматических камер, работающих в доении на низком вакууме, в которых истечение воздуха происходит при малых перепадах давлений, не учитывается влияние на их характеристики изменения плотности воздуха, связанного с изменением давлений [4]. Истечение считается преимущественно ламинарным и происходит в докритических режимах (Р/Ратм < 0,53).
Считается, что расходные характеристики дросселей в неустановившихся режимах работы такие же, как и в установившихся. Принимается, что во всех случаях каждой данной разности давлений до и после дросселя соответствует один и тот же расход воздуха (условия квазистационарности течения) [4].
Берутся средние для любой пневмокамеры величины давлений: считается, что давление не меняется от одной точки камеры до другой [4].
Вводятся упрощающие допущения в отношении процессов изменения состояния воздуха в камерах (эти процессы зависят от условий теплопередачи через их стенки): исследования проводятся лишь для предельных условий, когда процесс состояния воздуха изотермический или адиабатический [4].
На основании принятых допущений и многочисленных проведенных ранее во ВНИПТИМЭСХ (СКНИИМЭСХ) исследований динамики процессов вакуумных элементов и доильных систем [48, 57, 60, 61, 64, 65], установлено, что
54
все они преимущественно линейные или легко линеаризуемые. Поэтому основным научным принципом (исходным положением) настоящих исследований является линейность вакуумных доильных систем, т.е. динамические процессы в них можно исследовать классическими методами теории систем автоматического регулирования [126, 127].
2.2. Обоснование элементов и схем управляемых доильных аппаратов
Для обоснованного выбора элементов и схемы рационально управляемого доильного аппарата, прежде всего, необходимо рассмотреть и проанализировать все возможные варианты его работы. Проще всего это можно сделать при сравнительном анализе блок-схем доильных аппаратов (рисунок 2.1).
Здесь и далее в вакуумных пневматических схемах приняты условные обозначения, представленные в таблице 2.1.
Таблица 2.1 - Условные обозначения в вакуумных пневматических схемах
Условное обозначение Наименование Условное обозначение Наименование
• О входа°й1 пневмовыходной 1 каналы © 4) пневмоем кости: - постоянная - регулируемая
сброс в атмосферу
<-р потоки: жидкость (молоко) вакуум постоянный вакуум пер еменный
р <. —< вакуум р давление атмосфера питание:
— с мягким центром 1 мембраны: с жестким —ОРО— —ОРО— пневмоконтакты: нормально-открытый нормально-закрытый
нерегулируемое сопротивление -Я- регулируемое сопротивление
55
2-
Р
а
2-
б
2-
Р
Рг
с
7
Рг
3^
7
8"
^Е^НИ!
г 11
с <-
в
4
ВЫМЯ
V V V V
V V V V
5'
6
а
4
ВЫМЯ
V V V V
V V V V
5'
а
6-
ч
4
ВЫМЯ
V V V V
Рг ^
1 г
V V V V
5'
а
6-
ч
7^8'
а - двухтактный доильный аппарат; б - трехтактный доильный аппарат; в - двухрежимный двух-трехтактный автоматизированный доильный аппарат; 1 - источник постоянного вакуума; 2 - пульсатор; 3 - распределитель переменного вакуума; 4 - вымя; 5 - доильные стаканы; 6 - коллектор; 7 - молокосбор-ник; 8 - мембранно-клапанный механизм коллектора; 9 - датчик интенсивности молочного потока; 10 - управляющее устройство; 11 - звено чистого запаздывания сигнала управления коллектором
Рисунок 2.1 - Блок-схемы доильных аппаратов
1
1
1
56
Блок-схема (рисунок 2.1а) двухтактного доильного аппарата отличается предельной простотой. Трехтактный доильный аппарат (рисунок 2.1 б) сложнее двухтактного, так как в его коллекторе имеется мембранно-клапанный механизм, обеспечивающий в процессе доения в подсосковых камерах третий такт, так называемый такт «отдыха», в результате которого под соском действует почти атмосферное давление, выталкивающее из стакана втянутый в такте сосания сосок, что обеспечивает удовлетворительное выдаивание коров без машинного додаивания.
