Лабораторная работа: Определение производительности вакуум-насоса доильной установки при помощи приборов КИ-4840 и КИ-1413

ВГСХА

Кафедра технологического и энергетического оборудования

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4

ТЕМА: "ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ВАКУУМ-НАСОСА ДОИЛЬНОЙ УСТАНОВКИ ПРИ ПОМОЩИ ПРИБОРОВ КИ-4840 И КИ-1413"

Киров-2008

Цель работы: Изучить методику и освоить технику определения производительности вакуум-насоса с вакуумной системой, проверки неплотностей к засоренности вакуумной системы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1. Изучить устройство приборов КИ-4840 и КИ-1413 для определения производительности вакуумных насосов и методику пользования ими.

2. Определить опытным путем производительность вакуум-насоса с вакуумной системой и без нее, проверить неплотности вакуумной системы и засоренность, пользуясь приборами КИ-4840 и КИ-1413.

НЕОБХОДИМОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

1. Вакуумный насос с вакуумной системой.

2. Приборы контроля КИ 4840 и КМ-1413.

3. Секундомер.

4. Миллиметровая бумага.

5. Ключи, необходимые для подсоединения приборов.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

Эффективность работы доильной установки зависят в первую очередь от надежной работы вакуумных насосов. Стабильность вакуума под соском, постоянство числа пульсаций и соотношения тактов - одно из главнейших требований к машинному доение. При изменении величины вакуума изменяется частота пульсаций. На изменение числа пульсаций животное отзывается так же, как на замену дояра. Например, увеличенье пульсации с 60 до 80 в минуту (у трехтактных доильных аппаратов) снижается продуктивность животных на 15... 16%. Вакуум выше допустимого приводит к наползанию доильных стаканов на соски, что снижает скорость доения или даже прерывает доение. Низкий вакуум приводит к спаданию доильных стаканов с сосков или к прекращению доения. Изменение величины вакуума приводит к колебаниям соотношения тактов, числа пульсаций и нарушает процесс доения.

В процессе работы снижение производительности вакуумного насоса происходит главным образом за счет увеличения зазоров: осевого - межроторами и крышками; радиального - между ротором и корпусом; зазор между лопатками, и пазами ротора. Увеличение зазоров приводит к повышенному расходу масла. Для контроля производительности применяются приборы "КИ-4840" и "КИ-1413".

ПРИБОР КИ-4840

Индикатор производительности вакуум-насосов "КИ-484 предназначен:

1. Для определения производительности вакуум-насосных доильных установок при рабочем вакууме Р = -52000 Н/м² ; или (-0,53 кгс\см²); или (-52кПа),или (390мм. рт. ст.)

2. Позволяет определить неплотность вакуумной системы и засоренности вакуумной линии доильных установок после монтажа, наладки и во время эксплуатации.

Областью применения индикатора являются молочные фермы хозяйства эксплуатирующих доильные установки, а также ремонтно-монтажные другие предприятия, занимающиеся техническим сервисом (обслуживанием, ремонтом и монтажом доильных установок).

ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА "КИ-4840"

ОПИСАНИЕ "КИ-4840"

Конструкция индикатора основана на методе определения производительности вакуумных насосов при фиксированной величине вакуума Р=53...54 кПа (Р=0,53...0,54 кгс/см²) за сужающимся устройством - кольцевой переменной щелью.

Устройство индикатора и взаимодействие его деталей можно представить но рисункам 1 и 2.

На цилиндрической поверхности корпуса 1 нанесена шкала 7 отсчета целых условных единиц расхода, градуированная от 0 до 5 (цифра 5 соответствует максимальному сечению кольцевой переменной щели).

Одна целая условная единица расхода соответствует одному обороту барабана 2, что соответствует осевому перемещению шпинделя на 1 мм.

На барабане 2 неподвижно закреплена шкала 8, с помощью которой можно отсчитать десятые и сотые доли условных единиц расхода.

Па вакуумметре 3 нанесена риска красного цвета, соответствующая пению рабочего вакуума, равного Р=53...54 кПа (Р=0,53...0,54 см²).

ЭКСПЛУАТАЦИЯ "КИ-4840"

Перед вводом "КИ-4840" в эксплуатацию необходимо тщательно ознакомиться с руководством (инструкцией); очистить индикатор и его принадлежности от антикоррозийных покрытий соответствует максимальному сечению кольцевой щели). Для установки максимального сечения кольцевой щели необходимо барабан 2 повернуть против часовой стрелки на 5 оборотов, что будет соответствовать 5 делениям по шкале 7 корпуса.

После выполнения пунктов 1 и 2 можно присоединять "КИ-4840" в любом участке вакуумной линии и проверять вакуумную систему или вакуум-насос.

Рисунок 1. Индикатор КИ 4840: 1- корпус индикатора КИ-4840; 2-регулировочная гайка (барабан); 3- вакуумметр; 4- соединительная гайка (переходник); 5- ручка; 6- трубка; 7 - шкала делений на корпусе (вертикальная) - обозначает только целые единицы; 8- шкала делений на барабане (горизонтальная) - обозначает десятые и сотые доли единицы. Постоянная прибора КИ 4840 ровна 20 (К—20).

А. Порядок проверки вакуумного насоса с вакуумной системой

1. Индикатор "КИ-4840" присоединяется в вакуумную линию (рисунок 3) посредством одного из переходников к резьбовому гнезду, предварительно вывернутого вакуум регулятора (стрелка У, рисунок 3). Для уплотнения резьбового соединения используются льняные волокна.7,3,9- краны перекрытия вакуумной линии.

2. Вращая барабан 2 против часовой стрелки на 5 оборотов, установить число 5, соответствующее максимальному сечению кольцевой переменной щели.

3. Включить в работу вакуум-насос, который предварительно должен выведен на номинальный температурный режим работы.

Рисунок 2. Схема прибора КИ-4840 для определения производительности вакуумных насосов: 1- корпус индикатора; 2- регулировочная гайка (барабан); 3- вакуумметр; 4- соединительная гайка (переходник); 5- ручка; 6 - губка; 7- шкала делений на корпусе (вертикальная) - обозначает только целые единицы; 8- шкала делений на барабане (горизонтальная) - обозначает десятые и сотые доли единицы, Постоянная прибора КИ-4840 равна 20 (К-20).

Рис. 3. Схема вакуумной линии: 1- вакуум-насос; 2- вакуум-баллон; 3-регулятор вакуума; 4- вакуумметр; 5- краны разборные; 6- вакуум-провод;

4. Вращая барабан 2 по часовой стрелке, установить рабочий вакуум Р=53...54 кПа (Р=0,53...0,54 кгс/см²). Прочитать показания по шкале корпуса и шкале барабана. Полученное значение умножить на К=20 постоянная индикатора, нанесенная на корпус). Это значение будет определяться производительностью вакуум-насоса (м³/ч) в, вакуумной системе доильной установки.

При вакууме Р=53…54кПа (Р=0,53…0,54кгс/см2),

Установлением по вакуумметру 3 индикатора, на шкале 7 корпуса получаю два делания и на шкале 8 барабана 38 делений, то есть n =2,38. В этом случае производительность (QA) вакуум-насоса в системе доильной установки будет равна

Q_А =n*К (1)

Подставив в формулу (1) значения n= 2,38 и К=20 имеем

Q_А = 2,38*20 = 47,6 м³/ ч.

Далее находим среднее значение производительности (Q_{н. ср} ) насоса и этому значению делаем заключение (вывод) о пригодности вакуум-насоса.

Б. Порядок проверки вакуумного насоса без вакуумной системы

Краном 7 (рис. 3) перекрыть вакуумную линию.

Далее подключается индикатор "КИ-4840" и измерения ведутся аналогично изложенному выше (см. "Порядок проверки вакуумного насоса с вакуумной системой") положения 1,2,3,4. В результате измерений получим производительность вакуумного насоса (Q_Б) в м³/ч.

В. Порядок проверки неплотное вакуумной системы

Провести проверку вакуумного насоса с вакуумной системой (пункт "А", положения 1,2,3,4).

Провести проверку вакуумного насоса без вакуумной системы (пункт "Б", положения 1,2).

3. Для определения неплотности вакуумной системы необходимо из результата проверки по пункту "Б" вычесть результат проверки по В результате проверки по пункту "Б" индикатор показал производительность Q_Б =59 м³/ч, а в результате проверки по пункту "А" индикатор показал производительность Q_А =47,6 м³/ч.

Тогда неплотность системы (Q_В) определится вычитанием

Q_В = Q_Б -Q_А         (2)

и будет равна

Q_Б = 59 - 47,6 = 11,4 м3/ч.

При значительной неплотности ее следует найти и устранить.

Г. Порядок проверки вакуумной линии на засоренность

1. Индикатор присоединить в конце вакуумной линии (точки М и N, рисунок 3).

2. Вакуум-регулятор 3- (рисунок 3) необходимо выключить (догрузить его грузом 3...4 кг).

3. Провести проверку вакуумного насоса с вакуумной системой аналогично (пункт "А", положения 2,3,4). В результате проверки получим производительность вакуумного насоса (Q_Т) с учетом засоренности вакуумной линии.

4. Определяем потери на засоренность (Q_З) вакуумной линии путем вычитания из результата проверки по пункту "А" результата проверки по пункту "Г".

В результате проверки по пункту "А" получена производительность Q_А = 47,6 м³/ч, а в результате проверка по пункту "Г" - 24,1 м³/ч.

Тогда потери на засоренность (Q_З) определятся вычитанием

Q_З = Q_А -Q_Г         (3)

и будут равны

Q₃= 47,6 - 24,1 = 23,5 м³/ч.

По результатам проверки вакуумной линии нужно сделать заключение о годности вакуум-насоса и всей вакуумной системы для дальнейшей эксплуатации.

ПРИБОР КИ-1413

Установка "КИ-1413" предназначена для определения Производительности вакуумных насосов и герметичности вакуумной системы доильных установок.

Область применения прибора та же, что и индикатора "КИ-4840".

ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА "КИ-ШЗ"

ОПИСАНИЕ "КИ-1413"

1. Установка (рисунок 4) состоит из следующих основных узлов и деталей: 1-ротащюнного газового счетчика РС-4С, предназначенного для подсчета количества воздуха (в м³), прокачиваемого вакуумным насосом; 2-вакуумметра; 3- крана-дросселя; 4- заглушки (место поступления воздуха при опытах); 5- воздуховода.

ЭКСПЛУАТАЦИЯ "КИ-1413"

Установку для определения производительности вакуумных насосов (Рисунок 4) необходимо поставить вблизи вакуумного насоса на пол и выверить 10 уровню (находится на корпусе прибора). Затем подключить к вакуум трубопроводу на место вакуум регулятора (вакуум-регулятор на время испытаний вывернуть). Включать вакуумный насос можно только при закрытом кране (3) прибора.

Далее необходимо закрыть крышку вакуум-баллона и постепенно открывать кран установки (3). Установить на вакуумметре (2) вакуум в пределах (-40 кПа); или,(- 37ОД Н/м²); или (- 0,40 кгс/см²); или (300 мм рт. ст.); дать поработать насосу 10... 15 минут для прогрева, после чего Приступить к замерам для снятия кавитационной характеристики вакуумного насоса с вакуумной системой.

Рис. 4. Схема прибора КИ-1413 для определения производительности вакуумных насосов

ПРИМЕЧАНИЕ: Кавитационной характеристикой насоса называется зависимость производительности от вакуума при постоянных оборотах ротора, давления нагнетают и температуры воздуха.

Порядок снятия замеров

Для снятия характеристики краном (3) прибора КИ-1413

устанавливают изменение вакуума (смотрим по вакуумметру 2) создаваемого насосом. Вакуум устанавливаем 20; 30; 40; 50; 60; 70 кПа (0,2; 0,3; 0,1;0,5; 0,6; 0.7 кгс/см²) (шесть ступеней - точек). На каждой ступени замеряют расход воздуха по ротационному газовому счетчику (1). В качестве действительного значения производительности берется средняя ели чипа из трех наблюдений.

Например. Устанавливаем вакуум Рв=30 кПа (Р_в=0,3 кгс/см²). Далее определяем по ротационному газовому счетчику за какой промежуток времени t (в секундах) проходит определенное количество воздуха Q' (в м³). Производительность насоса по данному опыту Q'_н(1) (м³/ч) подсчитывается по формуле

Q_н(1) = (Q'*3600)/ t, (4)

Q'_н(1) - производительность насоса по данному опыту при вакууме Р_в=30 кПа (Р_в=0,3 кгс/см²), м3/ч; Q' - количество воздуха прошедшее через счетчик за время опыта, м³; t - время опыта, с. Опыт проделываем трижды, меняя каждый paз величину Q'.

Средняя величина из трех наблюдений по производительности насоса при вакууме Р_в=3О кПа (Р_в=0,3 кгс/см²) подсчитывается по формуле

Q'_{н ср} = (Q'_н(1) +Q'_н(2)+Q'_н(3))/3

где Q'_{н ср} производительность насоса при вакууме Р_в=3О кПа (Р_в=0,3 кгс/см²), м³/ч;

Q'_{н (1)} -производительность насоса по первому опыту при вакууме Р_в=30 кПа (Р_в=0,3 кгс/см²), м³/ч;

Q'_{н (2)} -производительность насоса по второму опыту при вакуум Р_в=3О кПа (P_B=0,3 кгс/см²), м³/ч;

Q'_{н (3)} -производительность насоса по третьему опыту при вакууме Рв Р_в=30 кПа (Р_в=0,3 кгс/см²), м³/ч.

Допустим, что при величине вакуума Р_в=30 кПа (Р_в=0,3 кгс/см²) в первом опыте мы имеем величину Q' =0,5 м³, а время t = 23 с.

Тогда (формула 4)

Q'_{н (1)} =0,5*3600/23=78,3м³/ч

Во втором опыте мы имеем величину

Q' = 0,6 м³, a t = 23 с.

Тогда (формула 4)

Q'_{н (2)} =0,6*3600/23=93,9 м³/ч.

В третьем опыте мы имеем величину

Q' = 0,4 м³, a t = 23 с.

Тогда (формула 4)

Q'_{н (3)} =0,4*3600/23=62,6 м³/ч.

Средняя величина производительности насоса из трёх наблюдений при вакууме Р_в=30 кПа (Р_в=0,3 кгс/см²) определится по формуле (5)

Q'_{н (ср) =}(78,3+93,9+62,6)/3=78,3м³/ч.

Все экспериментальные и расчетные данные заносим в таблицу.      

Таблица Результаты опытов, полученные При помощи прибора КИ-1413

По результатам опытов построить навигационную характеристику. Качественный график кавигационной характеристики показан на рисунке 5.

Анализируя график видим, что при рабочем вакууме Р_В=53...54 кПа (Р_в=0,53...0,54 кгс/см²) производительность насоса Q'i=45 м³/ч.

Производительность вакуумного насоса типа УВУ при разряжении Р_В=53...54 кПа (Р_в=0,53...0,54 кгс/см²) должна быть не менее 35 м³/ч, у нас 45 м³/ч, то есть вакуумный насос может быть применен в эксплуатации.