Вакуумные управляемые пульсаторы, доильные автоматы и системы

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

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

При P = Р = 1

S + S
λ= P λ = 1 − 2 3 . (5.36)
2 S
1

То же самое получается из уравнений (5.18) и (5.19) для неуправляемых пульсаторов, если фазу сосания λ в относительных единицах определять как полусумму Р ср и Р отп.

На основании формул (5.32), (5.33), (5.35) разработана модель пульсатора, выполненного по схеме рисунка 5.6 б :

−
S S 
3
P = .
ср S 
1

S − S  S 
P отп = 2  × P + P ×  1 − .
   
S S
(5.37) 1   1 
2 S − S − S 
2 3
λ= P λ = 
2 S
1 

Эффективная площадь разделительной мембраны S определяется исходя из условий, когда λ = 0,5, а Р = 0:

S + S + S
1 2 3
S = , (5.38)
2
2
π D
M
S M = , (5.39)
12
π 2 2
S 1 = ( D 1 + D 1 d 1 + d 1 ) , (5.40)
12

мягкой

а жёсткой – по формуле [99]

где D м, D 1 и d 1 – диаметры защемлений и жёсткого центра мембран, соответственно, см.

В промышленной пневмоавтоматике и в отечественных пульсаторах диаметр жесткого центра d обычно принимается равным 0,7 D 1 [99].

Для варианта пульсатора, выполненного по схеме рисунка 5.6 а ,