Характеристики и параметры вакуумных пульсаторов для стойловых доильных автоматов - Бахчевников О.Н
Скачать (прямая ссылка):
Итак, в сущности предлагаемого графоаналитического метода рассматривается не положение гистерезисной петли пульсатора, загромождающей график, а ее основы, несущей всю основную информацию - хорды-диагонали с центром X на восходящей экспоненте переходной характеристики.
Разработанный графоаналитический аппарат позволяет определять характеристики и параметры пульсаторов, релейные характеристики которых определяются соотношением эффективных площадей мембран, клапанов и сопл, а временные параметры - проводимостью дросселя и объемом управляющей камеры.
В соответствии со схемой управляемого пульсатора с блоком двух мембран (рисунок 2.6 б) величина вакуума срабатывания определяется по формуле
р _ Р (5 - 5) + Р (5 - 5з)
сР 5
5 . (2.27)
Величина вакуума отпускания
_ Р (5 - 5) + Р( 5 - 52)
Р_. _
5
131 . (2.28)
При Р = Р уравнения (5) и (6) принимают вид
Р _ Р
ср
X 5 Л 1 - ^
V 51У
(2.29)
77
P™_ = P
f — ^ 1 - Г2
S1 У
(2.30)
соответствующий уравнениям (2.18) и (2.19) для неуправляемых пульсаторов. Так как высота гистерезисной петли АР = Рср - Ротп, а согласно [111]
P - P = P
cp omn
А 2 - s 3Л
s,
= const
то при любом размещении в координатном поле АР = const, является ее базой, и петля всегда остается «несжимаемой» по высоте.
Из анализа уравнений (2.29) и (2.30) следует, что при отсутствии у коров молокоотдачи (P= 0) Рср и Ротп будут минимальными, так как любая мембрана с
мягким центром имеет минимальную эффективную площадь. Поэтому обязательным условием работоспособности этого пульсатора является то, что эффективная площадь мягкой мембраны должна быть больше эффективной площади любого клапана, разделяющего камеру переменного вакуума Р2 с постоянным вакуумом системы питания Р и с атмосферой Р0, т.е. должно соблюдаться неравенство
S1 > S > S2 > S3. (2.31)
Промежуточные значения вакуума подпора P обеспечивают плавный переход параметров пульсатора от одного состояния процесса доения к другому.
Для графоаналитического анализа динамики процесса работы пульсатора с управляемой камерой подпора его релейные характеристики (2.27) и (2.28) необходимо представить в относительных единицах
pcp = P
У — Л 1 -— S.
V
+ P
rS - S^
PT = P
f s\ 1 -— S1
V
+ P
—1
s - s
S.
\
1
У
(2.32)
(2.33)
Теоретически численное значение фазы сосания X можно определить из уравнений (2.32) и (2.33), если в выражение
78
Р + Р
гу ср отп
Я = Рл =
2
(2.34)
подставить значения Рср и Ротп (в относительных единицах)
А = Ря= Р
г
1 - -
V
-1
+ Р 2- - -2 - -3 2-і
При Р = Р = 1 выражение (2.35) принимает вид
А = Ря= 1 -
я 2- .
(2.35)
(2.36)
То же самое выражение получается из уравнений (2.18) и (2.19) для неуправляемых пульсаторов, если фазу сосания X в относительных единицах определять как полусумму Рср и Ротп.
На основании формул (2.32), (2.33), (2.35) разработана модель управляемого пульсатора с блоком двух мембран, образующих камеру подпора, выполненного по схеме рисунка 2.6б,
Р = - - -3
'* -
Р = ---2
отп -
Л = Рл = 2 5 - -
2-1
х Р + Р х
г
V
-
Л
-
(2.37)
У
Из нее следует, что все члены ее уравнений, за исключением сигнала Р„ есть величины постоянные, а любое изменение величины этого сигнала вызывает адекватные изменения всех основных рабочих параметров пульсатора. Таким образом, аналоговый сигнал датчика Р как раз и является тем звеном, которое позволяет управлять работой пульсатора.
Эффективная площадь разделительной мембраны ? определяется исходя из условий, когда X = 0,5, а Р = 0 [111]
79
S = Sl + S 2 + S 3 2
(2.38)
мягкой
S.. = D
M
12
а жёсткой по формуле [111, 125]
S, = 12 (D12 + ЭД + dД
(2.39)
(2.40)
где DM, D1 и d1 - диаметры защемлений и жёсткого центра мембран, соответственно, см. В промышленной пневмоавтоматике и в отечественных пульсаторах диаметр жесткого центра d обычно принимается равным 0,7D1 [111].
Для варианта управляемого пульсатора с дополнительной мембраной, выполненного по схеме рисунка 2.6а,
рр = P S+P
Ґ S \
1 - S3
V
V
Ротп = P -f + P
S1
x = P,= P S + P
S1
f 1 _ S±SЛ
V
2 S1
J
(2.41)
(2.42)
(2.43)
На основании формул (2.41), (2.42), (2.43) разработана модель пульсатора с дополнительной мембраной, образующей камеру подпора, выполненного по схеме рисунка 2.6а
P =
cp
V
S1
P =
S 1 _ __2_
v ^
г
х = Px =
V
1 _ S 2 + S3 2S,
Л
J
S
X P + P X — S1
(2.44)
80
На основе полученных теоретических зависимостей разработана методика инженерного расчёта, позволяющая определять параметры управляемых вакуумных пульсаторов доильных автоматов (глава 4).
Преимуществом пульсатора с блоком двух мембран, выполненного по рисунку 2.6б, является компактность и завершенность как пневматического прибора, его недостатком - некоторая сложность эксплуатации, возникающая при разборке и сборке.
Преимущества пульсатора с дополнительной мембраной, выполненного по рисунку 2.6а - простота и удобство эксплуатации, так как мебранно-клапанный узел не требует переделки при переходе от обычного серийного пульсатора к новой управляемой модели. При этом в пульсаторе аппарата АДУ-1 меняется только крышка со стороны клапанного узла, что упрощает использование его в качестве лабораторного образца. Недостатком этого варианта является обязательное соблюдение условия: эффективная площадь мембраны камеры подпора должна быть меньше площади атмосферного клапана по внутреннему диаметру сопла
