Характеристики и параметры вакуумных пульсаторов для стойловых доильных автоматов - Бахчевников О.Н
Скачать (прямая ссылка):
(1 - Е)
36
этому динамика работы доильных аппаратов и их взаимодействие с выменем коровы остаются неизученными.
Рисунок 1.5 - График изменения величины вакуума в управляющей камере (1) и в камере переменного вакуума (2) пульсатора
Применение классических методов исследования динамических систем, а именно, теории систем автоматического регулирования, существенно упрощает процедуру теоретического обоснования процессов, при этом почти не требуется их экспериментальная проверка. Так, например, чтобы получить графики изменения вакуума в управляющей камере пульсатора (рисунок 1.5), достаточно изучить физику процесса, установить типы исследуемых звеньев (в данном случае камер пульсатора), записать их стандартные переходные функции, определить объёмы камер, предельные величины рабочего вакуума в них, проводимости дросселей и постоянные времени [4, 17].
Так как любая пневматическая ёмкость, имеющая хотя бы один вход и выход, является апериодическим звеном первого порядка, то переходная функция для этих камер будет иметь стандартный вид [13]:
г
Н(г) = К(1 - е т) • 1(г), (1.1)
где К - максимальный перепад вакуума на дросселе, кПа; г - текущее время, с;
Т - постоянная времени камеры, с:
37
т _ -
Я в а (12)
где - - объем камеры, м3;
Я - универсальная газовая постоянная, Н-м/(кг -°К);
© - абсолютная температура, К; а - проводимость дросселя (канала) камеры, м /с.
Для того, чтобы построить теоретическую переходную характеристику, определять постоянную времени Т вовсе необязательно. Для этого достаточно текущее время ? выразить в долях постоянной времени, например: 6 = 0,1 Т; ^ = 0,3Т; 13 = 0,5Т; и = 0,7Т и т.д.
Преимущества средств вакуумной пневмоавтоматики в доении перед другими средствами автоматизации состоят в том, что они работают от вакуумного насоса доильной установки и не требуют дополнительного источника питания, им не нужны усилители и преобразователи сигналов [4]. В отличие от промышленной пневмоавтоматики, работающей на сжатом воздухе, в вакуумных средствах исключается скопление воды при засасывании из атмосферы влажного воздуха и даже влаги. При вакууммировании влажность воздуха резко снижается, обеспечивается отсос влаги и сушка вакуумной системы. Более чем столетний опыт работы вакуумных доильных аппаратов показал их высокую надежность, по простоте, надежности и стоимости им альтернативы нет [4, 17]. Кроме того вакуумная пневмоавтоматика, имея неограниченные функциональные возможности, обеспечивает необходимые в доении плавность и мягкость хода рабочих органов, что позволило создать простейшие автоматизированные доильные аппараты и манипуляторы, обеспечивающие в процессе работы массаж вымени, контроль за процессом доения, своевременное и качественное машинное додаивание, отключение, снятие и вывод доильных стаканов из-под вымени коров даже при доении их в стойлах [37, 66].
Принципиальная схема работы двухрежимного двух-трехтактного доильного аппарата представлена на рисунке 1.6 [13].
38
нормальный сосок длинный сосок
-Л/1
? ? * * |\
“Л
/ '\
ТРЕХТАКТНЫЙ
Такты: а - сосание; б - сжатие; в - отдых; камеры: 1 - атмосферного давления; 2 - переменного вакуума; 3 - постоянного вакуума Р; 4 - управляющая; 5 - мембрана; 6 - клапаны; а1, а2 - дроссели; Д - датчик; ^рез1, ^рез2 - результирующие силы, действующие на сосок
Рисунок 1.6 - Принципиальная схема работы двухрежимного двух-трехтактного доильного аппарата
Как уже отмечалось, отечественный трехтактный доильный аппарат ДА-3М «Волга», в отличие от двухтактного, имеет такт отдыха, во время которого в подсосковые камеры доильных стаканов из коллектора впускается воздух, в ре-
39
зультате чего в них устанавливается почти атмосферное давление, выталкивающее из стакана сосок, втянутый в него вакуумом в такте сосания, поэтому перекрытие межцистернальных молочных протоков вымени по сравнению с доением двухтактным доильным аппаратом в этом случае менее вероятно [37].
Благодаря действию в такте отдыха в подсосковой камере доильного стакана атмосферного давления среднее действующее значение вакуума под соском снижается до величины, примерно равной «щадящему» значению вакуума (33 кПа) доильного аппарата «Биоуас 300» [37].
Однако, трехтактный «щадящий» режим работы доильного аппарата, в отличие от режима аппарата «Биоуас 300», является активным, так как в тактах «сосания» и «сжатия» под соском периодически действует рабочий вакуум (53 кПа), обеспечивающий лучшие условия вывода молока из вымени с меньшей зависимостью от размеров сосков, формы вымени и тугодойности коровы [4, 37]. Поэтому в период интенсивного молоковыведения целесообразнее переходить на непрерывный отсос молока путем перевода трехтактного доильного аппарата на двухтактный режим работы [4, 17].
Для устранения указанных выше недостатков двухтактных и трехтактного доильных аппаратов во ВНИПТИМЭСХ (СКНИИМЭСХ) под руководством
д.т.н. И.К.Винникова был разработан автоматизированный доильный аппарат, обеспечивающий в процессе интенсивного молоковыведения (б > 10 - 12 г/с) переход на двухтактный режим работы с непрерывным отсосом молока из вымени (рисунок 1.7) [37, 66, 67]. При снижении интенсивности молоковыведения (б < 6,5 г/с) аппарат переходит на более безопасный «щадящий» трехтактный режим работы, а при падении интенсивности молоковыведения до 3,5 г/с он отключается, и доильные стаканы снимаются с сосков и выводятся из-под вымени коровы съемником. В двухрежимных доильных аппаратах более эффективным является не снижение вакуума под соском до 33 кПа в начале и в конце доения, а перевод их на трехтактный режим работы, обеспечивающий интенсивный массаж сосков и вымени в начале доения, безопасность доения и более эффективное додаивание без применения манипуляторов [4, 37].
