Характеристики и параметры вакуумных пульсаторов для стойловых доильных автоматов - Бахчевников О.Н
Скачать (прямая ссылка):
S1 > S 2 > S 3 > S
Из математической модели (4.1) и условия (4.2) следует, что все члены правых частей ее уравнений, за исключением аналогового управляющего сигнала р есть величины постоянные, а поэтому все параметры и положения в координатном поле гистерезисных характеристик пульсатора, являющихся алгоритмами его функционирования, зависят только от величины управляющего сигнала P
При P = 0 гистерезисная петля в координатном поле занимает самое низкое положение, и параметры пульсатора при этом соответствуют параметрам неуправляемого пульсатора, а при увеличении управляющего сигнала P параметры Рср, Ротп и X, увеличиваясь всегда на одну и ту же величину, по оси ординат остаются постоянными («несжимаемыми») с базой АР = Рср - Ротп = const. При максимальном значении P ^ 1 гистерезисная петля стремиться занять самое верхнее положение, но, в соответствии с условиями, в правой части всех уравнений от 1 всегда отнимаются величины большие, чем прибавляются, и поэтому Рср и, тем более, Ротп и X меньше единицы, а быстрое увеличение фазы сосания X вверху объясняется более резким изменением длины и направления
128
хорды-диагонали от вертикального к горизонтальному положению, где она быстрее приближается к горизонтали на более искривленной верхней части экспоненты, и гистерезисная петля при этом быстро расширяется во времени при постоянной базе АР = Рср - Ротп = const.
1,0 “
Si Рі^ Vi 1
S2 I 3
\| у
V Is 4
S3 5 5
S X 2
P
Р2
0,1
0
0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 Ґ
1 - основная управляющая камера; 2 - камера управляемого подпора; 3 - камера постоянного вакуума; 4 - камера переменного вакуума; 5 - камера атмосферного давления; Р0 - атмосферное давление; Р - величина вакуума в системе питания; Р1 - величина вакуума в управляющей камере; Р2 - переменный выходной вакуум; Р - величина вакуума в камере управляемого подпора;
V - емкость управляющей камеры; а - проводимость дросселя; ? - эффективная площадь мембраны камеры подпора; ?1 - эффективная площадь мембраны управляющей камеры; ?2 - площадь вакуумного клапана; ?3 - площадь атмосферного клапана.
Рисунок 4.15 - Различные положения на экспоненте 0Б1Б2Б3К2 гистерезисных характеристик А (Х1, Х2, Х3) управляемого пульсатора Б
Переходный процесс формирования экспоненты считается практически завершенным через промежуток времени ^ = 3Т, когда по ординате она достигает
129
значения 0,97Р, в дальнейшем к 1 она приближается асимптотически, т.е. в бесконечности, практически по горизонтали, на которой зафиксировать во времени завершение любого события, например, Рср, становится уже невозможным.
Графический метод определения параметров пульсатора представлен на рисунке 4.15 А. Основным параметром пульсатора является фаза сосания Х = р/Тц, чем она больше, тем продолжительнее такт сосания, тем выше пропускная способность доильного аппарата, а в трехтактном режиме - тем выше средняя действующая величина вакуума под соском Рс = ХР. По результатам исследований ученых-физиологов максимальное соотношение тактов в доильных аппаратах может быть равным 4:1, т.е. X = 0,8. На графике (рисунок 4.15А) это точка Х3 гистерезисной петли г (выделена точечным пунктиром).
Пульсатор, как любое релейное устройство, работает тем устойчивее, чем больший рабочий перепад вакуума действует в его управляющей камере АР = Рср - Ротп, но в соответствии с изложенным выше, максимальная величина срабатывания реле Рср на экспоненте в реальности не может быть больше 0,97Р. К тому же, учитывая значительные допустимые колебания вакуума в системах питания доильных установок (±5%), практически максимально допустимое значение Рср < 0,95Р. В связи с тем, что точка Х3 является центром гистерезисной петли, величина вакуума отпускания Ротп должна отстоять от ее центра на таком же расстоянии АР/2, как Рср, но отсчитываемое в противоположную сторону - не вверх, а вниз, т.е. для данного положения центра Х3 должно быть Ротп = 0,65. Таким образом, перепад вакуума АР = Рср - Ротп = 0,3 является величиной постоянной для данного пульсатора, в какой бы точке координатной плоскости центр X гистерезисной петли не находился. Например, если центр Х2 находится на средней линии координатной плоскости, пересекающей ось ординат (Р, Х) в точке 0,50, фаза сосания при этом будет Х = 0,50 или 1:1 - это нижнее значение соотношения тактов, которое желали бы иметь в пульсаторах физиологи, Рср = 0,65, а Ротп = 0,35. Но это не предел. Предельным будет нижнее положение гистерезисной петли с центром Х1, которому соответствует значение Х = 0,20. Соотношение тактов при этом будет 1:4, Рср = 0,35, Ротп = 0,05. Средняя
130
действующая величина вакуума в управляющей камере во всех случаях соответствует положениям центров для Х1: РХ1 = 0,2Р, для Х2: РХ2 = 0,5Р и для Х3: РХ3 = 0,8Р.
При работе в трехтактном режиме средняя действующая величина вакуума в подсосковых камерах доильных стаканов определяется по формуле Рс = ХР и будет, соответственно, равна для Х1: Рс1 = 0,2Р, для Х2: Рс2 = 0,5Р и для Х3: Рс3 = 0,8Р. При дальнейшем увеличении интенсивности молоковыведения аппарат скачком переключается с трехтактного на двухтактный режим с повышением величины вакуума под соском до максимального значения, соответствующего уровню вакуума в системе питания доильной установки.
