Подставим в выражение (7) равенства (5) и (6) и найдем объем воздуха, приведенный к атмосферному давлению, откачиваемый за один пульс
V ц.прив = Vah p б . (8)
Из формулы (8) следует, что при вакууме, равном 52 кПа, необходимо откачать около половины всего воздуха, находящегося в камерах стаканов и в шлангах переменного вакуума доильного аппарата.
Объем аппарата "Волга" составляет 0,7 дм3 , тогда при вакууме 52 кПа расход воздуха за один цикл составит 0,35 дм3 . При частоте пульсаций 1 Гц и работе 10 аппаратов расход составит 0,0035 м3 /с. По результатам экспериментальных данных действительный расход воздуха превосходит теоретический на 35 % и составит 0,0047 м3 /с.
Приближенно потребный расход воздуха, Q , м3 /с, вакуумной системой можно определить по формуле, рекомендованной ВИЭСХом, Q = ,135 ν Va ( 1 + A ) ,
где 1,35 – коэффициент, учитывающий несовершенство конструкций пульсатора и коллектора, выражающееся в протечке воздуха, при переключении клапанов; ν – частота пульсаций, Гц; Va – начальный объем воздуха при атмосферном давлении, заключенный в камерах и трубках одного доильного аппарата, м3 ; А – коэффициент, учитывающий протечки воздуха из вакуумной системы вследствие ее недостаточной герметичности.
Коэффициент А находится по формуле
A = ( 100 + ∑ α) 100 ,
где ∑ α – суммарные потери, которые составляют по экспериментальным данным: α 1 = 10 % – утечки воздуха через зазоры в соединениях труб и в кранах; α 2 = 5 % – подсосы воздуха через зазоры между сосками вымени и сосковой резиной стаканов; α 3 = 20 % – подсосы воздуха через доильные стаканы при надевании их на соски; α 4 = 25 % – подсосы воздуха при случайном спадании шлангов с воздушных кранов вакуумпровода и обусловленном им спадании стаканов; α 5 = 20 % – потеря подачи из-за перегрева насоса при длительной работе.
2.2. ВАКУУМНЫЕ УСТАНОВКИ
Для создания разрежения при работе доильной машины используют воздушные установки, состоящие из вакуумного насоса, вакуумного балона-ресивера, вакуум-регулятора, вакууметра, системы трубопроводов с арматурой и двигателя, которые делятся на ротационные, поршневые и эжекторные. В свою очередь ротационные вакуумные насосы подразделяются на лопастные, водокольцевые, типа Рутс и другие. Наи-
большее распространение на фермах получили ротационные лопастные вакуумные установки марки УВУ-60/45 и водокольцевые воздушные насосы ВВН-3, ВВН-6, ВВН-12.
Принцип действия эжекторных (струйных) насосов следующий. Когда жидкость (или газ) протекает по трубе, имеющей сужение, давление в сужении оказывается ниже, чем в остальных частях трубы (если при этом скорость потока в сужении не достигает скорости звука). Впервые это было установлено итальянским физиком Дж. Вентури (1746–1822), по имени которого была названа трубка, основанная на данном явлении. Если откачиваемый объем присоединить к трубе в месте ее сужения, то газ из него будет переходить в область пониженного давления и уноситься струей жидкости. Эжекторные (струйные) установки крепятся на выхлопной трубе трактора и разрежение создается за счет скоростного потока выхлопных газов.
Ротационная лопастная вакуумная установка типа УВУ включает в себя (рис. 2.2) электродвигатель 1 , вакуумный баллон 3 , регулятор вакуума 4 , вакууметр 6 , вакуумпровод 5 , вакуумный насос 2 . При частом отключении электроэнергии может комплектоваться резервным двигателем 7 внутреннего сгорания. Унифицированный насос УВУ-60/45 работает при вакууме 53 кПа с воздухопроизводительностью 60 и 40 м3 /ч. Для получения требуемого расхода изменяют частоту вращения ротора постановкой шкивов разного диаметра на вал электродвигателя.
Насос вакуумный пластинчато-роторный предназначен для эксплуатации в районах с умеренным климатом на открытом воздухе в диапазоне температур от минус 10 ° до плюс 40 ° С и высоте над уровнем моря не более 1000 м, выпускается в четырех исполнениях.
Внутри чугунного цилиндрического корпуса 22 (рис. 2.3) с ребристой поверхностью для лучшей теплоизоляции вращается ротор 17 . Ротор имеет четыре паза, в которых свободно перемещаются текстолитовые лопатки 16 . Ротор вращается в шарикоподшипниках 14 , установленных в посадочных отверстиях крышек 12 и 19 , расположенных эксцентрично относительно оси корпуса. Подшипники со стороны внутренней полости насоса закрыты шайбами 15 . Для ориентации крышек относительно корпуса при сборке насоса установлены штифты 5 . Направление вращения ротора указано стрелкой на корпусе насоса. В зависимости от исполнения насос имеет один или два выходных конца ротора.
В средней части цилиндрического корпуса имеются выхлопные окна, которые соединяются с выхлопной трубой рамы. На конец выхлопной трубы насаживают глушитель, корпус которого заполнен стекловатой для задержки отработавшей смазки.
Технологический процесс работы вакуумной установки происходит следующим образом. При вращении ротора 17 (рис. 2.3) лопатки 16 , под действием центробежных сил прижимаются к корпусу 22 , и образуют замкнутые пространства, ограниченные ротором 17 , корпусом 22 и торцевыми стенками 12 и 21 , объем которых за один оборот сначала увеличивается, создавая разрежение между лопатками на стороне всасывания, а затем уменьшается. При этом воздух сжимается и вытесняется в атмосферу через выпускное отверстие.
Для смазки подшипников и трущихся поверхностей насос снабжен масленкой фитильного типа, которая обеспечивает равномерную и непрерывную подачу масла в насос.
Масленка состоит из двух основных составных частей: стакана 5 (рис. 2.4) вместимостью 0,6 л и чашки 2 . Масло заливается в стакан, который закрывается крышкой 7 и фиксируется на чашке дугой 6 . Из стакана масло вытекает в чашку до тех пор, пока его уровень не достигнет верхней части клинообразного выреза трубки крышки. Уровень масла в чашке масленки исполнения УВД.10.020 не регулируется. Уровень масла в чашке масленки УВА 12.000 зависит от длины выступающего конца трубки и должен находиться в пределах 13…18 мм. При снижении уровня масла воздух поступает в стакан через вырез в трубке и масло вытекает до тех пор, пока не достигнет установленного уровня.
