При работе в трехтактном режиме средняя действующая величина вакуума в подсосковых камерах доильных стаканов определяется по формуле Р с = λ∙ Р и будет, соответственно, равна для λ1 Р с1 = 0,2 Р , для λ2 Р с2 = 0,5 Р и λ3 Р с3 = 0,8 Р . 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.
Для раскрытия этой гипотезы необходимо расширить и продолжить исследования, начиная с установления математических зависимостей для определения параметров пульсатора.
Если частота работы пульсатора задана заранее, то время цикла определяется по известной формуле
1
T ц = f ,
где f – частота работы пульсатора, Гц.
Время такта сосания t 1 определяется из гистерезисной петли по точкам А и В восходящей экспоненты:
−
1 P
o т п
t 1 = T ⋅ l n − , (5.23)
1 P
cp
где P ср – величина вакуума срабатывания по восходящей экспоненте; P отп – величина вакуума отпускания по нисходящей экспоненте.
Время такта сжатия t 2 определяется из гистерезисной петли по точкам В и А ΄ нисходящей экспоненты:
P
t = T ⋅ l n сp .
2 (5.24)
P
o т п
Продолжительность цикла работы пульсатора Т ц можно определить из гистерезисной петли по точкам А и А ΄ , или как сумму продолжительности тактов сосания и сжатия:
T = t + t
ц 1 2 . (5.25)
После подстановки в уравнение (5.25) значений (5.23) и (5.24) получаем выражение
−
P 1 P
T ц = T ⋅ ln P cp ⋅ 1 − P o т п . (5.26)
o т п cp
Точное значение постоянной времени Т можно найти по известным параметрам, входящим в любое из уравнений (5.23), (5.24) и (5.26).
Анализ графиков рисунка 5.8 подтверждает то, что во всех случаях соотношение тактов цикла работы доильного аппарата определяется длиной и
хорды-диагонали с центром λ гистерезисной петли пульсатора на восходящей экспоненте координатной плоскости Р – t . Это дает основание считать, что с помощью этих графиков можно оптимизировать характеристики и параметры пульсатора по основным его показателям, а именно, по такту сосания t 1, если значение фазы сосания λ = t 1/ Т ц, как и величину вакуума питания пульсатора Р , в относительных единицах отложить по оси ординат, а по оси абсцисс отложить время в долях постоянной времени Т его управляющей камеры.
Таким образом, все основные характеристики и параметры пульсатора зависят от длины и положения хорды-диагонали с центром λ на восходящей экспоненте переходной характеристики его управляющей камеры: чем меньше угол ее наклона к горизонту, тем больше ее значение.
Итак, в сущности предлагаемого графоаналитического метода рассматривается не положение гистерезисной петли, загромождающей график, а ее основы, несущей всю основную информацию – хорды-диагонали с центром λ на восходящей экспоненте.
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 (рисунок 5.6 б ) величина вакуума срабатывания определяется по формуле
P P ( S 1 − S ) + P ( S − S 3 )
P ср = S . (5.27)
1
Величина вакуума отпускания
− −
P P ( S 1 S ) + P ( S S 2 )
. P отп = . (5.28)
S
1
При P = Р уравнения (5.27) и (5.28) принимают вид, соответствующий уравнениям (5.18) и (5.19) для неуправляемых пульсаторов:
S
P ср = P 1 − 3 , (5.29)
S
1
S
P отп = P 1 − 2 . (5.30)
S
1
Так как высота гистерезисной петли ∆ Р = Р ср – Р отп, а
−
S S
P ср − P отп = P 2 3 = const ,
S
1
то при любом размещении в координатном поле ∆ Р = const, является ее базой, и петля всегда остается «несжимаемой» по высоте.
Из анализа уравнений (5.29) и (5.30) следует, что при отсутствии у коров молокоотдачи ( P = 0) Р ср и Р отп 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 Р 2 с постоянным вакуумом P системы питания и с атмосферой Р 0, т.е. должно соблюдаться неравенство
1 = S 1 > S > S 2 > S 3. (5.31)<br><!-- End of picture text -->
Промежуточные значения 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 (5.27) и (5.28) необходимо представить в относительных единицах:
P ср = P P 1 − S + P 1 − S − S 3 , (5.32)
S S
1 1
.
−
P = P 1 − S + P 1 − S S 2 .
отп P (5.33)
S S
1 1
Численное значение λ можно определить из уравнений (5.32) и (5.33), если в выражение
P + P
ср отп
λ =
, (5.34)
2
подставим значения Р ср и Р отп (в относительных единицах):
− −
S 2 S S S
λ= P λ = PP 1 − + . P 2 3 . (5.35)
S 2 S
1 1
