Водокольцевые вакуумные установки УВВ

Вакуумная установка УВВ-90 состоит из вакуумного насоса, емкости для воды, стабилизатора вакуума, вакуумного регулятора, вакуумметра и других вспомогательных устройств.

Устройствоводокольцевого вакуумного насоса. В цилиндрическом корпусе эксцентрично расположен ротор с лопатками, которые при вращении ротора отбрасывают воду к стенке корпуса, образуя вращающееся водяное кольцо. Серповидное пространство между водяным кольцом и ступицей ротора является рабочим объёмом машины. Вверху водяное кольцо касается ступицы ротора и отделяет всасывающую полость от нагнетательной. На протяжении первого полуоборота ротора в направлении стрелки внутренняя поверхность водяного кольца постепенно удаляется от ступицы, при этом образуется свободный объем между лопатками колеса, который заполняется воздухом всасывающего патрубка насоса через всасывающие окна, расположенные в торцевых крышках корпуса насоса. Всасывающие окна расположены в зоне максимального эксцентриситета.

На протяжении второго полуоборота ротора внутренняя поверхность водяного кольца постепенно приближается к ступице, и воздух, находящийся между лопатками, сначала сжимается, а затем вытесняется через нагнетательное окно в нагнетательный патрубок насоса. Нагнетательное окно расположено в зоне минимального эксцентриситета. Таким образом, в водокольцевом вакуумном насосе перекачка воздуха из всасывающего патрубка в нагнетательный совершается непрерывно и равномерно.

Технологический процесс.

При включении вакуумного насоса открывают вентиль подачи воды из бака в насос. Вода создаёт в вакуумном насосе кольцо, а в центральном вакуум-проводе - вакуум; при работе насоса вместе с воздухом выбрасывается в бак вода. При циркуляции рабочей жидкости по сравнению с прямоточной системой подачи воды расход её во много раз снижается.

В водяной бак встроен водяной теплообменник, через который поступающая вода для поения животных отбирает тепло, выделяющееся при работе насоса. От центрального вакуум-провода вакуум распространяется в вакуумные системы доильных установок. Для выравнивания пульсирующего вакуума и контроля разряжения в вакуумной магистрали между ней и вакуум-насосом устанавливают стабилизатор вакуума, вакуум-регулятор и вакуумметр.

С целью исключения поломок и повреждений насоса от обратного вращения ротора при включении электродвигателя и остановки насоса в диэлектрическую вставку вакуум-провода устанавливают обратный клапан. При выключении установки обратный клапан закрывается и препятствует попаданию воды из насоса в центральный вакуум-провод.

Диэлектрическую вставку устанавливают на всасывающем патрубке между вакуум-насосом и вакуум-стабилизатором. Она исключает возможность поражения коров и распространения напряжения по вакуум-проводу к местам подключения доильных аппаратов и другого оборудования в случае пробоя изоляции электродвигателя, приводящего насос в работу.

Вакуум-регулятор служит для поддержания вакуума в заданных пределах при любом числе работающих доильных аппаратов. Регуляторы бывают различных типов. Простейший из них состоит из корпуса, ввернутого в тройник трубопровода, клапана и груза. Для поступления воздуха внутрь системы в корпусе имеются два отверстия. Устанавливают вакуум-регулятор на требуемое значение вакуума увеличением или уменьшением груза при 8...12 одновременно работающих аппаратах.

При отключении одного или нескольких доильных аппаратов количество поступающего воздуха уменьшается и его недостаток компенсируется поступлением через клапан вакуум-регулятора. Это осуществляется следующим образом. При повышении вакуума в вакуум-проводе поднимется клапан, открывает отверстие и впускает необходимое количество воздуха. При снижении вакуума до заданного значения клапан закрывается.

Пропускная способность серийного вакуумного регулятора составляет 100-110 м³/ч, поэтому для нормальной работы вакуумных установок с водокольцевыми насосами их необходимо устанавливать 4 или 8 штук. Параллельная установка вакуумных регуляторов вызывает неустойчивую их работу. Клапаны начинают вибрировать и вызывают колебания вакуума в системе. Кроме того, грузовые вакуумные регуляторы имеют наклонную характеристику, т.е. изменение количества проходящего через них воздуха на 10 м³ вызывает изменение величины вакуума в системе на 0,8 кПа. Поэтому в начале и в конце доения, когда работает малое количество доильных аппаратов, уровень вакуума в системе будет выходить за пределы допустимого и процесс выдаивания коров будет нарушаться.

Для устранения перечисленных выше недостатков во ВНИИМЖе разработан стабилизатор вакуума СВ-6.

Стабилизатор вакуума является автоматическим устройством непрямого действия с командным прибором-регулятором управления, работающий без постороннего источника энергии.

Стабилизатор вакуума состоит из регулятора управления и регулирующего клапана, соединённых между собой и центральным вакуумпроводом вакуумными трубками. Уровень вакуума в центральном вакуумпроводе (по вакуумметру) задаётся упругостью пружины с помощью регулировочной гайки.

При увеличении вакуума в центральном вакуумпроводе мембрана идет вверх, приподнимая клапан. Поступление воздуха от клапана по трубке в подмембранную камеру регулирующего клапана увеличивается, давление в ней повышается, поэтому мембрана пойдёт вверх и будет приподнимать клапан. Выпуск воздуха по патрубку в центральный вакуумпровод будет увеличиваться до тех пор, пока вакуум не уменьшится до заданной величины. Скорость срабатывания устанавливается с помощью жиклёров.

При понижении вакуума в центральном вакуумпроводе движение деталей регулятора будет происходить в противоположном направлении. Таким образом, при любом отклонении заданной величины вакуума в центральном вакуумпроводе, изменение величины вакуума под мембраной вызывает перемещение клапана в новое равновесное положение, при котором величина вакуума в центральном трубопроводе восстанавливается.

Вакуумметр служит для измерения и контроля вакуума в системе. Вакуум-провод в коровнике должен быть проложен вдоль кормушек над стойлами на расстоянии 400 мм от передней кромки с уклоном 0,5...1% в сторону вакуум-насоса на высоте 1800-1600 мм. В самых низких точках должны быть установлены клапаны для спуска конденсата. На вакуум-проводе на два смежных стойла устанавливают один кран (под углом 30⁰ вверх по горизонтали) для подключения доильных аппаратов.

В настоящее время ряд заводов выпускают передвижные агрегаты индивидуального доения типа АИД-1 с одним доильным аппаратом и роторно-лопастным масляным вакуумным насосом для семейных молочных ферм, для крупных ферм - доильные установки также с роторно-лопастным насосами производительностью 45/60 м³/час.