Приложение 2. Расчет вакуумной линии доильной установки

Во время работы установки часто нарушается режим работы доильной аппаратуры, спадают стаканы с сосков. Иногда подача вакуумного насоса не соответствует пропускной способности магистрального вакуумного трубопровода и во время работы доильных установок вакуум в конце трубопровода недостаточен, а непосредственно у вакуумного насоса он очень высокий. Поэтому перед монтажом доильных установок необходимо провести расчет вакуумной линии.

В зависимости от типа доильной установки вакуумные трубопроводы располагают вдоль стойл коровника или станков доильного зала. Расход воздуха одним аппаратом, приведенный к нормальному атмосферному давлению, зависит от рабочего вакуума, числа пульсов и вместимости тех камер и трубок, в которых действует переменный вакуум:

где V - суммарный объем всех камер и трубок доильного аппарата, из которых в процессе работы отсасывается воздух, л; Р_ат - атмосферное давление, паскали; Р_раб - рабочий вакуум, паскали; n - число пульсов аппарата в минуту.

Фактический расход воздуха аппаратом несколько больше теоретического, так как при перемещении клапанов пульсатора и коллектора подсасывается воздух. Кроме того, воздух подсасывается через соединения деталей аппарата. Таким образом, фактический расход воздуха при работе правильно отрегулированных доильных аппаратов на 30-40% больше, чем теоретический:

V'_ф=(1,3÷1,4)V_прив. Подача насоса будет соответственно равна Q=(2,0÷2,5)V_ф.

На трубопроводе линейной доильной установки расположено несколько десятков различных кранов, через которые в систему может подсасываться воздух, он подсасывается между соском и сосковой резиной. Если же учесть и аварийное попадание воздуха в аппарат (неумелое надевание аппарата и т. д.), падение подачи насоса вследствие разжижения смазки, износа трущихся деталей и действия других факторов, то окажется, что расход воздуха в два-три раза больше теоретического. По фактическому расходу воздуха можно подобрать соответствующий вакуумный насос, а затем определить размеры вакуумного трубопровода.

На работу доильной установки влияет не только подача вакуумного насоса, но и длина трубопровода и его диаметр.

Исходя из схемы расположения трубопровода и характеристики его фасонных деталей, определяют длину вакуумного трубопровода, а затем рассчитывают суммарное сопротивление фасонных частей для каждого участка:

где ξ - коэффициент сопротивления угольника (для угловых муфт диаметром 30-40 мм ξ=3,5-4,5); N - количество угольников; d - диаметр труб, мм; Я - коэффициент сопротивления трению труб (d/λ=0,3).

По заданному перепаду на концах рабочих участков вакуумных трубопроводов рассчитывают потери давления на единицу длины трубопровода:

В этом выражении h не должна превышать 20 мм рт. ст. (270 мм вод. ст.). Зная величину потерь i, определяют диаметр трубопровода:

Ниже приведен расчет вакуумной линии доильной установки в двухрядном коровнике при доении в стойлах (общая длина вакуумного трубопровода 220 м, одновременно работают 10 доильных аппаратов "Волга", отрегулированных на 60 пульсов в минуту). Расход воздуха при работе десяти доильных аппаратов равен:

Подставив в это выражение V=0,7 л; Р_раб=380 мм рт. ст. и Р_ат=760 мм рт. ст., получим:

Фактический же расход воздуха составит

Подача вакуумного насоса при одновременной работе 10 доильных аппаратов (с учетом подсосов в трубопроводе и падении подачи насоса)

Такую подачу может обеспечить вакуумная установка УВУ. Затем определяем эквивалентную длину вакуумного трубопровода:

Потери давления на единицу длины (м) трубопровода (табл. 24) рассчитаем по формуле

Зная подачу насоса и потери давления, можно определить и диаметр трубопровода:

Таблица 24. Показатели вакуумных трубопроводов различных установок