Характеристики и параметры вакуумных пульсаторов для стойловых доильных автоматов - Бахчевников О.Н
Скачать (прямая ссылка):
- при включённом УУ 7 и при наличии аналогового сигнала в камере подпора 10 аппарат работает в комбинированном режиме с плавно изменяющимися параметрами в зависимости от интенсивности и фазы молоковыведения с переключением на двухтактный режим при бурной молокоотдаче и автоматическим отключением в конце доения.
Исходя из этого и были проведены теоретические исследования и обоснование характеристик и параметров пульсатора.
Имея исходные данные и гистерезисную характеристику пульсатора, можно исследовать его не как исполнительный орган, а как управляющее звено, формирующее команды на основе реализации поступающих сигналов, для синтеза автоматизированной системы любой сложности: от стойлового доильного
автомата до робота.
70
Р - величина вакуума в аналоговой управляющей камере подпора; Р0 - атмосферное давление; Р - величина вакуума в системе питания; Р1 - давление в управляющей камере пульсатора; Р2 - давление в камере переменного вакуума; а - проводимость дросселя пульсатора; У1 - объем управляющей камеры пульсатора; ? - эффективная площадь мембраны управляющей камеры подпора; ?1 - эффективная площадь мембраны пульсатора; ?2, ?3 - площади клапанов; 1 - коллектор; 2 - доильный стакан; 3 - пневмосъёмник; 4 - пульсатор; 5 - пневмодроссель; 6, 11 - логические элементы ИЛИ; 7 - сильфонное управляющее устройство (УУ); 8 - обратный клапан; 9 - магнитоструйный датчик вакуумных сигналов; 10 - управляющая камера подпора
Рисунок 2.7 - Пневматическая схема доильного аппарата с изменяющимися в зависимости от интенсивности и фазы молоковыведения параметрами
71
Исследования проведены с использованием элементов теории систем автоматического регулирования, а именно - графоаналитических методов исследования динамических систем по безразмерным обобщенным параметрам в относительных единицах.
На рисунке 2.8 показан график, на котором представлены переходные характеристики управляющей камеры пульсатора и различные положения на них его гистерезисной петли. При этом на оси абсцисс откладывается время в долях постоянной времени управляющей камеры пульсатора Т, а по оси ординат -уровень вакуума в долях уровня вакуума питания в системе, который принимается за единицу (Рдит = 1).
Рисунок 2.8 - Различные положения на переходной характеристике управляющей камеры гистерезисных характеристик (а, б, в, г)
управляемого пульсатора
Переходные характеристики управляющей камеры пульсатора представляют собой восходящие и нисходящие экспоненты и строятся на графике по известным формулам: восходящая
72
г
Рвсх (г) = к (1 - ) • 1(г), (2.20)
нисходящая
г
Рнсх (г) = к • е* • 1( г), (2.21)
где К - коэффициент усиления, для глухих управляющих камер пульсатора К = 1 [13, 117].
При этом мы полагаем, что входное воздействие [1(г)] постоянно до выхода работы звена на установившийся режим (г = 3Т). Переходный процесс формирования экспоненты считаем практически завершенным через промежуток времени гп = 3Т, когда по ординате она достигает значения 0,97Р, в дальнейшем к единице (Р = 1) экспонента приближается асимптотически, т.е. в бесконечности, практически по горизонтали, на которой зафиксировать во времени завершение любого события, например, срабатывание Рср, становится уже невозможным. Из-за допустимых колебаний вакуума в питающей системе доильного аппарата (±5%) установившееся значение вакуума принимаем равным 0,95Р.
Постоянная времени Т определяется по формуле (2.12). Как уже отмечалось, сложность такого определения состоит в том, что для этого должны быть известны емкость У1 и проводимость дросселя а управляющей камеры пульсатора, которые обычно бывают неизвестны на этапе его проектирования и, особенно, при разработке зоотехнических и исходных требований к создаваемому доильному аппарату. В этом случае с достаточной степенью точности постоянную времени Т можно определить по касательной к экспоненте управляющей камеры пульсатора.
На восходящей переходной характеристике построены релейные (гистере-зисные) характеристики пульсатора, представляющие собой прямоугольники АДВС с центром X и расположенными на восходящей экспоненте характерными точками начала процесса А, срабатывания В, а также точкой отпускания А', расположенной на нисходящей экспоненте.
Если из точки срабатывания В опустить вертикаль, делящую подэкспонен-
73
циальное пространство координатной плоскости на участки, то их проекции на ось абсцисс образуют горизонтальные отрезки: X - время сосания и ґ2 - время сжатия соска, сумма которых равна времени цикла Тц = X + ґ2. Отрезок Тц является нижней стороной гистерезисной петли пульсатора. По мере опускания отрезка Тц по экспоненте петля «растет», доля X в цикле уменьшается, а доля ґ2 увеличивается.
Основным параметром любого пульсатора является фаза сосания X = Х/Тц , чем она больше, тем продолжительнее такт сосания, тем выше пропускная способность аппарата, а в трехтактном режиме - тем выше средняя действующая величина вакуума под соском Рс = ХР. Кроме того, изменение фазы сосания вызывает изменение частоты пульсаций и соотношения тактов. Поэтому исследователей доильных аппаратов больше всего интересует именно этот параметр: от чего он зависит и можно ли в процессе доения управлять изменением фазы сосания? Ответ на этот вопрос можно получить только на основе новых знаний о работе пульсатора с камерой переменного подпора как вакуумного релейного устройства.
