Определение производительности вакуум-насоса доильной установки при помощи приборов КИ-4840 и КИ-1413
СОДЕРЖАНИЕ: Ознакомление с предназначением, техническими характеристиками, устройством и принципом работы приборов КИ-4840 и КИ-1413. Определение производительности вакуум-насоса с вакуумной системой и без нее, проверка неплотности и засоренности вакуумной системы.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
QА =n*К (1)
Подставив в формулу (1) значения n= 2,38 и К=20 имеем
QА = 2,38*20 = 47,6 м3 / ч.
Далее находим среднее значение производительности (Qн. 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 (QБ ) 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 QБ =59 м3 /ч, а в результате проверки по пункту А индикатор показал производительность QА =47,6 м3 /ч.
Тогда неплотность системы (QВ ) определится вычитанием
QВ = QБ -QА (2)
и будет равна
QБ = 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 (QТ ) с учетом засоренности вакуумной линии.
4. Определяем потери на засоренность (QЗ ) вакуумной линии путем вычитания из результата проверки по пункту А результата проверки по пункту Г.
В результате проверки по пункту А получена производительность QА = 47,6 м3 /ч, а в результате проверка по пункту Г - 24,1 м3 /ч.
Тогда потери на засоренность (QЗ ) определятся вычитанием
QЗ = QА -QГ (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 (Рв =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 Qн(1) (м3 /ч) подсчитывается по формуле
Qн(1) =(Q*3600)/ t, (4)
Qн(1) - производительность насоса по данному опыту при вакууме Рв =30 кПа (Рв =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 Рв =3О кПа (Рв =0,3 кгс/см2 ) подсчитывается по формуле
Qн ср = (Qн(1) +Qн(2) +Qн(3) )/3
где Qн ср производительность насоса при вакууме Рв =3О кПа (Рв =0,3 кгс/см2 ), м3 /ч;
Qн (1) -производительность насоса по первому опыту при вакууме Рв =30 кПа (Рв =0,3 кгс/см2 ), м3 /ч;
Qн (2) -производительность насоса по второму опыту при вакуум Рв =3О кПа (PB =0,3 кгс/см2 ), м3 /ч;
Qн (3) -производительность насоса по третьему опыту при вакууме Рв Рв =30 кПа (Рв =0,3 кгс/см2 ), м3 /ч.
Допустим, что при величине вакуума Рв =30 кПа (Рв =0,3 кгс/см2 ) в первом опыте мы имеем величину Q =0,5 м3 , а время t = 23 с.
Тогда (формула 4)
Qн (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)
Qн (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)
Qн (3) =0,4*3600/23=62,6 м3 /ч.
Средняя величина производительности насоса из трёх наблюдений при вакууме Рв =30 кПа (Рв =0,3 кгс/см2 ) определится по формуле (5)
Qн (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
| Повторяемость опыта | Вакуум Рв , кПа (кгс/см2 ) | ||||
| 20 (0,2) | 30 (0,3) | 40 (0,4) | 50 (0,5) | 60 (0,6) | |
| t, с | 24 | 23 | 21 | 19 | 16 |
| Первая Q,м | 0,5 | 0,5 | 0,4 | 0,3 | 0,2 |
| Qн (1) , м3 /ч | 75 | 78,3 | 68,6 | 56,8 | 45 |
| t, с | 24 | 23 | 21 | 19 | 16 |
| вторая Q,м | 0,7 | 0,6 | 0,3 | 0,3 | 0,1 |
| Qн (2) , м3 /ч | 105 | 93,9 | 51,4 | 56,8 | 22,5 |
| t, с | 24 | 23 | 21 | 19 | 16 |
| третья Q,м | 0,6 | 0,4 | 0,4 | 0,2 | 0,2 |
| Qн (3) , м3 /ч | 90 | 62,6 | 68,6 | 37,9 | 45 |
| Qн (1) +Qн (2) +Qн (3) | 270 | 234,8 | 188,6 | 151,5 | 112,5 |
| Qн ср , м3 /ч | 90 | 78,3 | 62,8 | 50,5 | 37,5 |
По результатам опытов построить навигационную характеристику. Качественный график кавигационной характеристики показан на рисунке 5.
Анализируя график видим, что при рабочем вакууме РВ =53...54 кПа (Рв =0,53...0,54 кгс/см2 ) производительность насоса Qi=45 м3 /ч.
Производительность вакуумного насоса типа УВУ при разряжении РВ =53...54 кПа (Рв =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.