• Гідрологія і Гідрометрія
• Господарське право
• Економіка будівництва
• Економіка природокористування
• Економічна теорія
• Земельне право
• Історія України
• Кримінально виконавче право
• Медична радіологія
• Методи аналізу
• Міжнародне приватне право
• Міжнародний маркетинг
• Основи екології
• Предмет Політологія
• Соціальне страхування
• Технічні засоби організації дорожнього руху
• Товарознавство продовольчих товарів

Силовий аналіз роботи колектора

Для проведення розрахунків параметрів приводимо короткий аналіз роботи колектора.

Пульсуючий вакуум передається з пульсатора в камеру 4 колектори. В мить, коли у верхній камері колектора вакуум (рисунок 5.8.8, а), на мембрану діє сила, рівна

, Н (5.8.16)

де – величина вакууму, =48-50кПа;

– площа мембрани колектора, =0,0011-0,0013м²;

– коефіцієнт активності мембрани, =0,3.

Одночасно на верхній клапан діє сила зверху донизу, що є рівною

, Н (5.8.17)

де – площа верхнього клапану колектора, м².

Рисунок. 5.8.8 – Схема взаємодії колектора і доїльних стаканів: а – такт смоктання; б – такт стиснення; в – такт відпочинку; 1,2,3 і 4 – камери;
5 – міжстінний простір.

Оскільки сила в декілька разів більше сили верхній клапан надійно закрито, а нижній відкрито. Під сосками корів – вакуум, відбувається такт сосання.

Потім в камеру 4 колектори з пульсатора поступає повітря, і вакуум в ній знижується. Цей процес за часом відбувається по вже відомій логарифмічній кривій, одержаній для пульсатора, а саме:

, с (5.8.18)

де – час заповнення повітрям камери 4 колектора та міжстінного просторів доїльних стаканів, с;

– величина вакууму, =48-50кПа;

– коефіцієнт пропорційності;

– величина вакууму, при якій сили, діючі на мембрану та верхній клапан, стають рівними, після чого відбувається перемикання клапанів, =10,4кПа.

Перетини трубок, через які камери колектора і міжстінний простір доїльних стаканів заповнюються повітрям, значно більше, ніж перетини аналогічних трубок в пульсаторі, а тому тут процес протікає значно скоріше. При цьому до моменту, поки не наступить рівність сил, діючих на мембрану і верхній клапан, останній буде закритий.

Для моменту рівності сил можна написати наступне рівняння:

або , Н (5.8.19)

звідки:

, кПа (5.8.20)

При діаметрах мембрани =0,04м (верхнього клапану =0,01м, =0,3 та =50кПа)

, кПа.

Завдяки цьому до перемикання клапанів вакуум у камері 4 колектора і міжстінному просторі доїльних стаканів зменшується до 10,5кПа, і в цей час соскова резина піддається стисненню (сплющенню) (див. рисунок 5.8.8, б).

Після перемикання клапанів (рисунок 5.8.8, в) через відкрившийся верхній клапан повітря заповнює камеру 2 і всі підсоскові простори доїльних стаканів – наступає такт відпочинку. При такті стиснення молоко встигає стекти з молочних трубок в колектор, а тому, коли підсосковий простір заповнюється повітрям, молоко з ним не зустрічається.

Виходячи із виразу (5.8.20) можемо розрахувати геометричні параметри діаметра верхнього клапану колектора:

, м² (5.8.21)

та діаметра мембрани колектора:

, м² (5.8.22)

Тривалість стиснення соскової гуми, можна визначити з виразу:

, с (5.8.23)

Перший доданок правої частини рівняння — це час заповнення міжстінного простору доїльних стаканів, починаючи з вакууму, рівного – 13,2кПа, до моменту перемикання клапанів; другий складовий час заповнення повітрям простору під сосками до вакууму 13,2кПа, після чого стиснення гуми припиняється, і наступає такт відпочинку при випрямленій сосковій гумі.

Мінімальна різниця тиску на соскову гуму зовні всередину, необхідна для її стиснення, складає 13,2кПа. Ця величина була встановлена експериментально.

Коефіцієнти та відрізняються один від одного, оскільки величина кожного з них визначається величиною заповнюваного об'єму і перетином каналу, по якому поступає повітря.

Як видно з виразу (5.8.23), тривалість такту стиснення можна в деякій мірі змінювати, міняючи перетини трубок і каналів, по яких поступає повітря, або іноді вдаючись до дроселю.

У тритактних доїльних апаратах ніякого регулювання перетину трубок і каналів для впускання повітря не застосовується. Тому тривалість такту стиснення по абсолютній величині практично не змінюється. Це важливо враховувати при аналізі впливу зміни числа пульсацій на відносну тривалість тактів. При збільшенні числа пульсацій відносна тривалість такту смоктання залишається приблизно постійною, відносна тривалість такту стиснення збільшується, а такту відпочинку – зменшується. При деякому критичному числі пульсацій такт відпочинку буде рівний нулю.

При нормальному числі пульсацій тривалість такту відпочинку визначається в основному тривалістю другого такту пульсатора. Якщо з тривалості другого такту пульсатора відняти тривалість такту стиснення в доїльних стаканах, то вийде тривалість такту відпочинку.

Проте тут слід внести поправку, оскільки фактично такт відпочинку подовжується за рахунок часу, протягом якого відбувається перемикання клапанів (нижній відкривається, а верхній закривається). Нижній клапан може відкриватися тільки після того, як наступить момент рівності.

(5.8.24)

де – площа нижнього клапану колектора, м²;

– величина вакууму в камері 4 колектора, кПа.

Звідси

(5.8.25)

З моменту перемикання клапанів до утворення вакууму під сосками корови також проходить якийсь час. В результаті соскова гума на момент піддається розширенню (із середини назовні). Потім наступає такт смоктання, який, звісно, дещо скорочується за рахунок подовження такту відпочинку.

При роботі апарату у взаємодії клапанів і мембрани в певні моменти буває рівновага сил, що виникають від різниці тиску (рисунок 5.8.9) Їх легко визначити, якщо умовно рахувати вагу клапанів рівним нулю і виключити вплив пружності мембрани 8.

Перед відкриттям верхнього клапана вакуум в камері 2 буде мати номінальне значення , у камері 3 він матиме дещо менше значення обумовлене тим, що площа мембрани більше площі клапана 6. Тому можна записати:

(5.8.26)

де – площа мембрани, =0,0011-0,0013м²;

– площа верхнього клапану м².

Площа клапана 5 більше площі клапана 6. Коли клапан 5 закриється, над ним встановлюється атмосферний тиск, і на нього діятиме сила вниз. При відсмоктуванні повітря з камери 3 наступає момент рівноваги сил, діючих на мембрану вгору і на клапан 5 вниз. Цьому положенню відповідає наступне рівняння:

(5.8.427)

де – площа нижнього клапану, м²;

– вакуум у камері 3 в момент рівноваги сил, який можна розрахувати як:

, кПа (5.8.28)

Рис. 5.8.9 – Колектор із мембраною: 1 та 3 – камери пульсуючого вакууму;
2 – камера постійного ва­кууму; 4 – стрижень; 5 – нижній клапан; 6 – верхній клапан; 7 – ос­нова стрижня; 8 – мембрана; 9 – патрубок постійного вакууму;
10 – молочний патрубок; 11 – головка стрижня.

Ці два рівняння дозволяють орієнтовно визначити основні розміри клапанів і мембрани колектора, необхідні для його конструювання, виходячи із заданих параметрів колектора, з деякими поправками на вагу клапанів і пружність мембрани. А саме, перетворивши вираз (5.8.27) для визначення діаметра нижнього клапану колектора маємо:

, м (5.8.29)

Читайте також:

1. ABC-XYZ аналіз
2. I етап. Аналіз впливу типів ринку на цінову політику.
3. I. Аналіз контрольної роботи.
4. II. Багатофакторний дискримінантний аналіз.
5. II. Вимоги безпеки перед початком роботи
6. II. Вимоги безпеки праці перед початком роботи
7. II.ТЕОРЕТИЧНІ ПИТАННЯ КУРСОВОЇ РОБОТИ
8. III етап. Аналіз факторів, що визначають цінову політику підприємства.
9. III. Вимоги безпеки під час виконання роботи
10. III. Вимоги безпеки під час виконання роботи
11. III. Вимоги безпеки під час виконання роботи
12. III. ПОРЯДОК ПРОВЕДЕННЯ РОЗРАХУНКІВ КУРСОВОЇ РОБОТИ

Переглядів: 578