ВГСХА
Кафедратехнологического и энергетического оборудования
ЛАБОРАТОРНАЯРАБОТА № 4
ТЕМА: «ОПРЕДЕЛЕНИЕПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ВАКУУМ-НАСОСА ДОИЛЬНОЙ УСТАНОВКИ ПРИ ПОМОЩИ ПРИБОРОВ КИ-4840И КИ-1413»
Киров-2008
Цель работы: Изучить методикуи освоить технику определения производительности вакуум-насоса с вакуумнойсистемой, проверки неплотностей к засоренности вакуумной системы.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
1. Изучить устройствоприборов КИ-4840 и КИ-1413 для определения производительности вакуумных насосови методику пользования ими.
2. Определить опытным путемпроизводительность вакуум-насоса с вакуумной системой и без нее, проверитьнеплотности вакуумной системы и засоренность, пользуясь приборами КИ-4840 иКИ-1413.
НЕОБХОДИМОЕ ОБОРУДОВАНИЕ
1. Вакуумный насос свакуумной системой.
2. Приборы контроля КИ4840 и КМ-1413.
3. Секундомер.
4. Миллиметровая бумага.
5. Ключи, необходимые дляподсоединения приборов.
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
Эффективность работыдоильной установки зависят в первую очередь от надежной работы вакуумных насосов.Стабильность вакуума под соском, постоянство числа пульсаций и соотношениятактов — одно из главнейших требований к машинному доение. При изменениивеличины вакуума изменяется частота пульсаций. На изменение числа пульсацийживотное отзывается так же, как на замену дояра. Например, увеличенье пульсациис 60 до 80 в минуту (у трехтактных доильных аппаратов) снижается продуктивностьживотных на 15… 16%. Вакуум выше допустимого приводит к наползанию доильныхстаканов на соски, что снижает скорость доения или даже прерывает доение. Низкийвакуум приводит к спаданию доильных стаканов с сосков или к прекращению доения.Изменение величины вакуума приводит к колебаниям соотношения тактов, числа пульсацийи нарушает процесс доения.
В процессе работы снижениепроизводительности вакуумного насоса происходит главным образом за счет увеличениязазоров: осевого — межроторами и крышками; радиального — между ротором икорпусом; зазор между лопатками, и пазами ротора. Увеличение зазоров приводит кповышенному расходу масла. Для контроля производительности применяются приборы «КИ-4840»и «КИ-1413».
ПРИБОР КИ-4840
Индикатор производительностивакуум-насосов «КИ-484 предназначен:
1. Для определения производительностивакуум-насосных доильных установок при рабочем вакууме Р = -52000 Н/м2; или (-0,53 кгс\см2); или (-52кПа), или (390мм. рт. ст.)
2. Позволяет определитьнеплотность вакуумной системы и засоренности вакуумной линии доильных установокпосле монтажа, наладки и во время эксплуатации.
Областью примененияиндикатора являются молочные фермы хозяйства эксплуатирующих доильные установки,а также ремонтно-монтажные другие предприятия, занимающиеся техническим сервисом(обслуживанием, ремонтом и монтажом доильных установок).
ТЕХНИЧЕСКАЯХАРАКТЕРИСТИКА „КИ-4840“
/>
ОПИСАНИЕ „КИ-4840“
Конструкция индикатораоснована на методе определения производительности вакуумных насосов прификсированной величине вакуума Р=53...54 кПа (Р=0,53...0,54 кгс/см2)за сужающимся устройством — кольцевой переменной щелью.
Устройство индикатора ивзаимодействие его деталей можно представить но рисункам 1 и 2.
На цилиндрическойповерхности корпуса 1 нанесена шкала 7 отсчета целых условных единиц расхода,градуированная от 0 до 5 (цифра 5 соответствует максимальному сечению кольцевойпеременной щели).
Одна целая условная единицарасхода соответствует одному обороту барабана 2, что соответствует осевомуперемещению шпинделя на 1 мм.
На барабане 2 неподвижнозакреплена шкала 8, с помощью которой можно отсчитать десятые и сотые долиусловных единиц расхода.
Па вакуумметре 3 нанесенариска красного цвета, соответствующая пению рабочего вакуума, равного Р=53...54кПа (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 покрытийсоответствует максимальному сечению кольцевой щели). Для установкимаксимального сечения кольцевой щели необходимо барабан 2 повернуть противчасовой стрелки на 5 оборотов, что будет соответствовать 5 делениям по шкале 7корпуса.
После выполнения пунктов1 и 2 можно присоединять „КИ-4840“ в любом участке вакуумной линии ипроверять вакуумную систему или вакуум-насос.
/>
Рисунок 1. Индикатор КИ4840: 1- корпус индикатора КИ-4840; 2-регулировочная гайка (барабан); 3-вакуумметр; 4- соединительная гайка (переходник); 5- ручка; 6- трубка; 7 — шкаладелений на корпусе (вертикальная) — обозначает только целые единицы; 8- шкаладелений на барабане (горизонтальная) — обозначает десятые и сотые доли единицы.Постоянная прибора КИ 4840 ровна 20 (К—20).
А. Порядок проверкивакуумного насоса с вакуумной системой
1. Индикатор „КИ-4840“присоединяется в вакуумную линию (рисунок 3) посредством одного из переходниковк резьбовому гнезду, предварительно вывернутого вакуум регулятора (стрелка У,рисунок 3). Для уплотнения резьбового соединения используются льняныеволокна.7,3,9- краны перекрытия вакуумной линии.
2. Вращая барабан 2против часовой стрелки на 5 оборотов, установить число 5, соответствующеемаксимальному сечению кольцевой переменной щели.
3. Включить в работу вакуум-насос,который предварительно должен выведен на номинальный температурный режимработы.
/>
Рисунок 2. Схема прибораКИ-4840 для определения производительности вакуумных насосов: 1- корпусиндикатора; 2- регулировочная гайка (барабан); 3- вакуумметр; 4- соединительнаягайка (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 прибораКИ-4840 равна 20 (К-20).
/>
Рис. 3. Схема вакуумнойлинии: 1- вакуум-насос; 2- вакуум-баллон; 3-регулятор вакуума; 4- вакуумметр;5- краны разборные; 6- вакуум-провод;
4. Вращая барабан 2 почасовой стрелке, установить рабочий вакуум Р=53...54 кПа (Р=0,53...0,54 кгс/см2).Прочитать показания по шкале корпуса и шкале барабана. Полученное значениеумножить на К=20 постоянная индикатора, нанесенная на корпус). Это значениебудет определяться производительностью вакуум-насоса (м3/ч) в,вакуумной системе доильной установки.
При вакууме Р=53…54кПа(Р=0,53…0,54кгс/см2),
Установлением повакуумметру 3 индикатора, на шкале 7 корпуса получаю два делания и на шкале 8барабана 38 делений, то есть n =2,38. В этом случаепроизводительность (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 среднеезначение производительности (Qн.ср ) насоса и этомузначению делаем заключение (вывод) о пригодности вакуум-насоса.
Б. Порядок проверкивакуумного насоса без вакуумной системы
Краном 7 (рис. 3)перекрыть вакуумную линию.
Далее подключаетсяиндикатор „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 вакуумногонасоса (QБ) в м3/ч.
В. Порядок проверкинеплотное вакуумной системы
Провести проверкувакуумного насоса с вакуумной системой (пункт „А“, положения1,2,3,4).
Провести проверкувакуумного насоса без вакуумной системы (пункт „Б“, положения 1,2).
3. Для определениянеплотности 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 врезультате проверки по пункту „А“ индикатор показалпроизводительность 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 неплотностиее следует найти и устранить.
Г. Порядок проверкивакуумной линии на засоренность
1. Индикатор присоединитьв 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 проверкувакуумного насоса с вакуумной системой аналогично (пункт „А“, положения2,3,4). В результате проверки получим производительность вакуумного насоса (QТ)с учетом засоренности вакуумной линии.
4. Определяем потери назасоренность (QЗ) вакуумной линии путем вычитания из результатапроверки по пункту „А“ результата проверки по пункту „Г“.
В результате проверки попункту „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 проверкивакуумной линии нужно сделать заключение о годности вакуум-насоса и всейвакуумной системы для дальнейшей эксплуатации.
ПРИБОР КИ-1413
Установка „КИ-1413“предназначена для определения Производительности вакуумных насосов и герметичностивакуумной системы доильных установок.
Область примененияприбора та же, что и индикатора „КИ-4840“.
ТЕХНИЧЕСКАЯХАРАКТЕРИСТИКА „КИ-ШЗ“
/>
ОПИСАНИЕ „КИ-1413“
1. Установка (рисунок 4)состоит из следующих основных узлов и деталей: 1-ротащюнного газового счетчикаРС-4С, предназначенного для подсчета количества воздуха (в м3), прокачиваемоговакуумным насосом; 2-вакуумметра; 3- крана-дросселя; 4- заглушки (местопоступления воздуха при опытах); 5- воздуховода.
ЭКСПЛУАТАЦИЯ „КИ-1413“
Установку для определенияпроизводительности вакуумных насосов (Рисунок 4) необходимо поставить вблизивакуумного насоса на пол и выверить 10 уровню (находится на корпусе прибора).Затем подключить к вакуум трубопроводу на место вакуум регулятора (вакуум-регуляторна время испытаний вывернуть). Включать вакуумный насос можно только призакрытом кране (3) прибора.
Далее необходимо закрытькрышку вакуум-баллона и постепенно открывать кран установки (3). Установить навакуумметре (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 кавитационнойхарактеристики вакуумного насоса с вакуумной системой.
/>
Рис. 4. Схема прибораКИ-1413 для определения производительности вакуумных насосов
ПРИМЕЧАНИЕ: Кавитационнойхарактеристикой насоса называется зависимость производительности от вакуума припостоянных оборотах ротора, давления нагнетают и температуры воздуха.
Порядок снятия замеров
Для снятия характеристикикраном (3) прибора КИ-1413
устанавливают изменениевакуума (смотрим по вакуумметру 2) создаваемого насосом. Вакуум устанавливаем20; 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 ротационномугазовому счетчику (1). В качестве действительного значения производительностиберется средняя ели чипа из трех наблюдений.
Например. Устанавливаемвакуум Рв=30 кПа (Рв=0,3 кгс/см2). Далее определяем поротационному газовому счетчику за какой промежуток времени t (в секундах)проходит определенное количество воздуха Q' (в м3). Производительностьнасоса по данному опыту Q'н(1) (м3/ч) подсчитывается поформуле
Qн(1) =(Q'*3600)/t, (4)
Q'н(1) — производительность насоса по данному опыту при вакууме Рв=30 кПа (Рв=0,3кгс/см2), м3/ч; Q' — количество воздуха прошедшее через счетчик завремя опыта, м3; t — время опыта, с. Опыт проделываем трижды, меняякаждый paз величину Q'.
Средняя величина из трехнаблюдений по производительности насоса при вакууме Рв=3О кПа (Рв=0,3кгс/см2) подсчитывается по формуле
Q'н ср = (Q'н(1) +Q'н(2)+Q'н(3))/3
где Q'н ср производительностьнасоса при вакууме Рв=3О кПа (Рв=0,3 кгс/см2),м3/ч;
Q'н (1) -производительностьнасоса по первому опыту при вакууме Рв=30 кПа (Рв=0,3 кгс/см2),м3/ч;
Q'н (2) -производительностьнасоса по второму опыту при вакуум Рв=3О кПа (PB=0,3кгс/см2), м3/ч;
Q'н (3) -производительностьнасоса по третьему опыту при вакууме Рв Рв=30 кПа (Рв=0,3кгс/см2), м3/ч.
Допустим, что привеличине вакуума Рв=30 кПа (Рв=0,3 кгс/см2) впервом 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 имеемвеличину
Q' = 0,6 м3, at = 23 с.
Тогда (формула 4)
Q'н (2) =0,6*3600/23=93,9м3/ч.
В третьем опыте мы имеемвеличину
Q' = 0,4 м3, at = 23 с.
Тогда (формула 4)
Q'н (3) =0,4*3600/23=62,6м3/ч.
Средняя величинапроизводительности насоса из трёх наблюдений при вакууме Рв=30 кПа(Рв=0,3 кгс/см2) определится по формуле (5)
Q'н (ср) =(78,3+93,9+62,6)/3=78,3м3/ч.
Все экспериментальные ирасчетные данные заносим в таблицу.
Таблица Результатыопытов, полученные При помощи прибора КИ-1413Повторяемость 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
Q'н (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
Q'н (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
Q'н (3), м3/ч 90 62,6 68,6 37,9 45
Q'н (1) +Q'н (2) +Q'н (3) 270 234,8 188,6 151,5 112,5
Q'н ср, м3/ч 90 78,3 62,8 50,5 37,5
По результатам опытовпостроить навигационную характеристику. Качественный график кавигационнойхарактеристики показан на рисунке 5.
Анализируя график видим,что при рабочем вакууме РВ=53...54 кПа (Рв=0,53...0,54кгс/см2) производительность насоса Q'i=45 м3/ч.
Производительностьвакуумного насоса типа УВУ при разряжении РВ=53...54 кПа (Рв=0,53...0,54кгс/см2) должна быть не менее 35 м3/ч, у нас 45 м3/ч,то есть вакуумный насос может быть применен в эксплуатации.