Результаты исследования параметров и режимов работы пневматических пульсаторов Текст научной статьи по специальности «Прочие сельскохозяйственные науки»

ISSN 0131-5226.Теоретический и научно-практический журнал.

ИАЭП. 2017. Вып. 93.

параметров ферм КРС» позволит автоматизировать процесс вычисления, снизить трудоемкость расчетов, повысить оперативность и точность определения показателей.

ЛИТЕРАТУРА

1. Хазанов Е.Е., Еордеев В.В., Хазанов В.Е. Технология и механизация молочного животноводства. Учебное пособие / Под общ. ред. Е.Е. Хазанова. - 2-е изд., стер. - СПб.: Издательство «Лань», 2016. - 352 с.: ил. (+ вклейка, 32 с.) - (Учебники для вузов. Специальная литература).

2. РД-АПК 1.10.01.02-10. Методические рекомендации по технологическому

проектированию ферм и комплексов крупного рогатого скота. Москва, 2011. - 79 с.

3. Test Protocol for Livestock Housing and Management Systems. VERA. Version 2 / 2011-29-08. 55p.

4. Методическое пособие по расчету, нормированию и контролю выбросов

загрязняющих веществ в атмосферный воздух (Дополненное и переработанное), Санкт-Петербург, 2005 г.

5. Методика расчета выделений (выбросов) загрязняющих веществ в атмосферу от животноводческих комплексов и звероферм (по величинам удельных показателей), С-Пб, НИИ Атмосфера, фирма Интеграл, 1997 г.

6. Методическое пособие по расчету, нормированию и контролю выбросов

загрязняющих веществ в атмосферный воздух, С-Пб, НИИ Атмосфера, 2002 г.

УДК 637.116

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ПАРАМЕТРОВ И РЕЖИМОВ РАБОТЫ ПНЕВМАТИЧЕСКИХ ПУЛЬСАТОРОВ

В. Ф.ВТОРЫЙ, д-р техн. наук; С. В.ВТОРЫЙ, канд. техн. наук; Р. М.ИЛЬИН

Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Институт агроинженерных и

экологических проблем сельскохозяйственного производства» (ИАЭП), Санкт-Петербург, Россия

С использованием комплекта лабораторного оборудования и разработанной методики были проведены исследования двух групп пневматических пульсаторов LL-90 и L-80 компании InterPuls (Италия), переданных из хозяйств Ленинградской области. В результате проведенных исследований установлено, что самой распространенной неисправностью пульсаторов является снижение эластичности прокладок, что составляет более 50%. Снижение эластичности ведет к нарушению соотношения тактов и неполному открытию или закрытию каналов. Значительную часть неисправностей составляют износ и механические повреждения диафрагм (26,7%), возникающие по причине загрязнения каналов и деталей пульсатора, и повышенного вакуумметрического давления в системе. При эксплуатации необходимо ежедневно контролировать и настраивать вакуумметрическое давление в системе, а также не реже, чем один раз в квартал проводить контроль соответствия технологических режимов работы пульсатора нормативам, выбирать химические моющие средства, исходя из рекомендации завода-изготовителя оборудования.

Ключевые слова:доение коров; доильная установка; доильный аппарат; пульсатор.

158

Технологии и технические средства механизированного производства продукции

уастениеводстваи животноводства________________________________________

STUDY RESULTS OF PARAMETERS AND OPERATING MODES OF PNEUMATIC PULSATORS

V.F.VTORYI, DSc (Engineering); S.V.VTORYI, Cand. Sc. (Engineering); R.M. YLYIN Federal State Budget Scientific Institution “Institute for Engineering and Environmental Problems in Agricultural Production” (IEEP), Saint Petersburg, Russia

Two groups of pneumatic pulsators LL-90 and L-80, manufactured by InterPuls S.p.A. (Italy) and used on the farms in Leningrad Region, were studied using a set of laboratory equipment and a developed technique. The study demonstrated the most common malfunction of pulsators to be gasket elasticity degradation that accounts for more than 50%. Degraded elasticity leads to a violation of the ratio of cycles and the incomplete opening or closing of channels. A significant part of the malfunctions is fatigue and mechanical damage of the diaphragms (26.7%), caused by dirty channels and parts of the pulsator, and higher vacuum gage pressure in the system. Daily monitoring and vacuum pressure adjustment in the system is needed for efficient pulsator performance. At least once in three months the compliance of its operating modes with the standards is to be checked. The chemical detergents should be chosen following the manufacturer's recommendations.

Keywords :mi\king of cows; milking installation; milking unit; pulsator.

ВВЕДЕНИЕ

Основной задачей любого хозяйства, занимающегося молочным скотоводством, является получение конкурентно способной качественной молочной продукции. От количества и качества получаемого молока напрямую зависит рентабельность предприятия. Но не стоит забывать, что не в последнюю очередь нужно беречь здоровье животного, так как травмированная корова не будет давать молока, а это приносит убытки. Доильный аппарат напрямую контактирует с выменем коровы, и неправильные режимы работы доильного оборудования приводят к его травмированию вымени коровы. Пульсатор -устройство, отвечающее за преобразование постоянного вакуума в переменный. Неисправности пульсатора влекут нарушения режимов доения. Опасность заключается в том, что оператор в большинстве случаев не может визуально определить нарушения работы пульсатора. Тем самым только своевременный и систематический технический контроль пульсаторов может снизить вероятность травмирования животного. Качество изготовления комплектующих пульсатора, их надежность и долговечность играют важную роль. Наряду с этим немаловажную роль играет и правильно выполненное техническое обслуживание пульсаторов. Нарушения при разборке и сборке пульсаторов, применение

низкокачественных химических средств для очистки ведет к выходу из строя некоторых элементов пульсатора, замена которых влечет дополнительные финансовые расходы [1,2].

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ

На исследование в ИАЭП из хозяйств Ленинградской области были предоставлены две группы пульсаторов. Первая группа 15 пульсаторов LL-90, вторая группа 16 пульсаторов L-80, обе группы производства компании InterPuls (Италия). Пульсаторы LL-90 и L-80, мембранного типа, с частотой пульсации изменяемой в пределах от 50 до 180 пульс/мин. Стандартная регулировка (определенная изготовителем) 60 пульс/мин осуществляется при давлении 50 кПа и температуре воздуха 20°С. Основным отличием двух моделей является фильтрующий элемент, который у LL-90 является сменным (рис. 1, а), а у L-80 обслуживаемым (рис. 2, б).

159

ISSN 0131-5226.Теоретический и научно-практический журнал.

ИАЭП. 2017. Вып. 93.

Рис. 1. Фильтрующие элементы пульсаторов: а - сменный фильтр LL-90; б - обслуживаемый фильтр L-80

С точки зрения технического обслуживания, компания изготовитель (InterPuls) указывает в паспорте изделия, необходимость каждые два месяца очищать рабочие детали и корпус пульсатора, используя теплую воду и мягкое моющее средство, с последующей просушкой. Для очистки приставшей грязи рекомендует использовать мягкую неметаллическую щетку. Замену фильтра LL-90 следует производить через каждые 6 месяцев эксплуатации. Рекомендуется, не реже чем один раз в год, проверять частоту пульсации и соотношение циклов при помощи пульсотестера.

Основу комплексной оценки работоспособности пульсатора, блок-схема алгоритма которой представлена на рисунке 2, составляет исследование нормативных показателей. Методикой [3] предусматривается измерение вакуумметрического давления пульсаторов с записью пульсограммы работы, обработка результатов и последующий анализ [4].

Рис. 2. Блок-схема алгоритма процесса оценки работоспособности пульсатора

160

Технологии и технические средства механизированного производства продукции

растениееодстеаи животноводства________________________________________

К основным элементам, которые чаще всего подвержены износу и механическим повреждениям, можно отнести (рисунок 3): 8 - прокладка; 12 - основная диафрагма L80/LL90; 13 - главная пластина (60/40) L80/LL90; 14 - фиксатор главной пластины L80/LL90; 15 - основной шток L80/LL90; 16 - малая диафрагма L80/LL90/L02; 17 - малая пластина; 18 - фиксатор малой пластины L80/LL90; 21 - кольцо уплотнительное.

Рис. 3. Схема пульсатора LL-90 и L-80 в разобранном виде

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

В результате проведенных исследований пульсаторов первой группы было выявленоа что 8 из 15 работают с нарушениями технологических режимов работы, а 7 пульсаторов имеют механические повреждения деталей, препятствую щи е их работе в целом. В таблице 1 приведен перечень неисправностей и их соотношение в первой группе пульсаторов.

Таблица 1

Выявленные неисправности пульсаторов первой группы._________________

№ Неисправность Количество неисправностей %, от общего числа пульсаторов

1 Механические повреждения прокладки (Рис. 3 поз. 8) 2 13,3

2 Разрыв малой диафрагмы (Рис. 3 поз. 16) 3 20

3 Снижение эластичности материала прокладки (Рис. 3 поз. 8) 8 53,3

4 Разрушение штока (Рис. 3 поз. 15) 1 6,7

5 Разрушение втулки скольжения 1 6,7

6 Смещение положения втулки скольжения 1 6,7

7 Износ материала диафрагмы (Рис. 3 поз. 12) 1 6,7

8 Химическая коррозия внутренних деталей пульсатора 3 20

Все выше перечисленные неисправности возникли на фоне сильной загрязненности корпуса и внутренних полостей пульсаторов. На рисунке 4а приведена фотография поломки основного штока, что случается при сильном загрязнении и ослаблении прочности материала со временем.

161

ISSN 0131 -5226.Теоретический и научно-практический журнал ИАЭП. 2017. Вып. 93.

а б

Рис. 4. Неисправности пульсаторов: а - поломка основного штока; б - главная пластина со следами последствий от моющих средств.

Самой распространенной неисправностью, в данной группе, является снижение эластичности материала прокладки 8 (рис. 3). Это говорит о том, что пульсаторы промывали химическими средствами или растворами непригодными для технического обслуживания пульсаторов. На рисунке 46 показана главная пластина, которая подверглась сильному воздействию моющего средства.

По результатам исследований второй группы из 16 пульсаторов, было отобрано только 6 пригодных для дальнейшего восстановления их нормальной работоспособности. Десять пульсаторов были отбракованы со следующими механическими повреждениями: -изломы и деформация патрубков подключения шлангов вакуума;

-механические повреждения корпуса и крышек (рис. 3 поз. 1,2,3);

-износ и изгиб штоков (рис. 1 поз. 15 и 19);

-множественные глубокие царапины на сопряженных поверхностях пластин (рис. 1 поз. 7 и 13).

На рисунке 5 приведена пульсограмма с нарушениями режимов работы, характерная почти для всех работающих пульсаторов обеих групп. Как видно на пульсограмме, в одном из каналов пульсатора вакуумметрическое давление не опускается к нулевой отметке, в результате сокращается режим отдыха, что повлечет за собой заболевания вымени коровы. Так же тестирование пульсатора проводится на давлении 50 кПа (по рекомендации изготовителя) и из рисунка видно, что пульсатор имеет значительный подсос воздуха, это

свидетельствует о не герметичности элементов.

10 11 12 13 14

19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

Время, с

Рис. 5. Пульсограмма пульсатора с нарушениями режимов работы

162

Технологии и технические средства механизированного производства продукции

уастениеводстваи животноводства________________________________________

Промывка, замена сломанных деталей, настройка и повторное тестирование показали, что 14 пульсаторов первой группы соответствуют нормативным показателям по частоте пульсации, соотношению тактов сосания и отдыха. Один пульсатор, подвергшийся воздействию агрессивных химических препаратов, был признан непригодным для дальнейшего использования.

Во второй группе 6 пульсаторов были приведены в рабочее состояние, соответствующее нормативному.

На рисунке 6 приведена пульсограмма пульсатора после технического обслуживания (ТО), включающее в себя: мойку, разборку, дефектовку и сборку. Частота 62 пульсации в минуту, вакуумметрическое давление создаваемое в каналах пульсатора 46 кПа, значение фазы сосания (А+В) находится в рабочем диапазоне 60±5%. Незначительные отклонения от нормы встречающиеся у других пульсаторов не оказывают серьезного влияния на процесс доения и состояние животного.

50,0 ■

4o,U " \ПГ лиг MV лГП Гр r\ [YVV Ml- ^nr Ч”Лг \ r\T мл г

40,11 1 1 i рг 11 му I l 1 " ‘l l yy л Л | лгу 1 ' 1 I

1

4ZjU ■ АП П •

4U,U OQ П ■

оо,и од П ■ rl 1 _L “i— i i

оо,и 1 1 1 i 1 i 1 Y" 4 4- - 1 1 1

о^-,и ■ 1 _L TT .Li i ~~f _ д I 1 1 1 . j. г 1 1 1 Д 1 1 . _L "Г"

OZ,и ■ 1 ' _| 1 1 i i 1 1 !■ 1 T*" Д. Д 1 1 1 1 Д 1 1 1 1

vu oU,U 1 1 1 1 1 | ГГ j - H ■ 1 4 . U ^ 1 I1 Д. Д 1 1 Д ■ i 1 1 1 1 ' T . —1. 1 щ..

^ Zo,U 1 1 ' "Т - г* ■ 1 _i_! ■ 1 ! i ■ и ■ i i _Ll_ 1 Д 2: Д. Д Д •n |_4 1 1 1 1 ' .l! P.

^ ^о,и ■ 1 1 1 1 _jj 1 1 1 1 i i ■ 4 ■ '[Г !' 1 " 4 m ] П 4 Д. Д 1 1 1 1 1 | ‘ 1 . _i H [ 1 Ll .

>, 24,0 ■ 11 1 д , 1 1 г} . |_! 'I 1 | i ■ p-.Li | | i л __Ii il. Д. Д Ll Д n 1 1 1 1 1 Ll

со 1 1 1 1 1 д 1 1 , J 'И"' . i_j_. i .LL i Д. I' l l и 11 _S_h Д 3- 1! Д 1 1 Д 1 1 "П 1 1 J д

zu,u 11 11 д 1 1 1 1 .д Ll. i 11 ! i 1 "Г*" _ Д T" -1-4- и П > ! N h ■I Д -U- _LL. .Li .Ll il p.

1 о,U ■ "П 11 д 11 Д И 11 ГТ . u. ll ll 1 1 и !' ! r.n 5. 1 Д 11 'tl 1 1 1 1 1 1 I 1 1 1 j 1 5.

ю,и ■ ■ Т“Г 11 11 .Li. д 11 1 , р +Т' lL 1 f | | / |T‘ д ■ jT TT" ■ “ - IT- ■ LL . Д I г г P L.ii _li. Д ft ■ Д. "H .Ll П . L_| p I_1 1 1 1 I .u И- Ll ]T

I4-,U 11 1 1 д 1 1 . Ll. 1 И 11 "ГГ ll ll .a. / II i I1 >1 ! Д 11 11 ■ 1 1 1 1 1 1 1 1 1 || 5.

1 z,u ■ "ГГ .и 1 1 | | д 'А 5 +Г J_l_ и 1 |T д. .£ и 11 1 il L :! ГР 3 if Д JT 11 "П .it |T p ■ | 'ГТ' - LL. ' p l_L *~r u yr ,1 i.

iu,u ■ 11 1 1 .lL и тг 1/ и JT |l t ■ i+" .lL_ If 1 |! f ij I 1! Jl Д j 1 и 1 1 1 11 1 1 \ 1 P.

о,и ■ д п ■ т+ _|_1 1 1 || уг T h и !_i_ \T Г ll ll 1 T 1 ■J 3 x .2 7T TT .1! ■Jt 1/ TT +T 11 t.

о,и АП» \| 1 1 д т ±1 !/ И IT ll T/ il. "F . ji "Г" д. II \ it Д il ll и J; ll \ 1 'f |f

4,U тт 44. II д il || T \l 7Г Jl И II 1 !j 1 ^ T , L I ,i ll i! ii ll 11 I l! t

z,u ■ 0,0 ■ -Li 1 1 . AL к JL i il_ Jl Li Д JL. l| -i ЩЩ г T F .11 .1 J, J 4 li 7Г Jj. IL 11 Li _1l I

О 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

Время, с

Рис. 6. Пульсограмма пульсатора после ТО

ВЫВОДЫ

В результате проведенных исследований установлено, что самой распространенной неисправностью пульсаторов является снижение эластичности прокладок (более 50%). Причиной может быть как неправильный выбор моющего средства, так и нарушение регламента технического обслуживания. Снижение эластичности ведет к нарушению соотношения тактов и неполному открытию или закрытию каналов. Значительную часть неисправностей составляют износ и механические повреждения диафрагм - 26,7%,

возникающие по причине загрязнения каналов и деталей пульсатора, и повышенного вакуумметрического давления в системе.

Основной причиной нарушения режимов работы пульсаторов является не своевременное и не качественное техническое обслуживание доильных аппаратов. При эксплуатации необходимо ежедневно контролировать и настраивать вакуумметрическое давление в системе, а также, не реже, чем раз в квартал, проводить контроль соответствия технологических режимов работы пульсатора нормативам. Следует обращать постоянное

163

ISSN 0131-5226.Теоретический и научно-практический журнал.

ИАЭП. 2017. Вып. 93.

внимание на соблюдение периодичности технического обслуживания и выбирать химические моющие средства, исходя из рекомендации завода - изготовителя оборудования.

ЛИТЕРАТУРА

1. Вторый С.В. Исследование характеристик электрического пульсатора попарного доения STIMOPULSAPEXP / С.В. Вторый, Р.М. Ильин // Известия Великолукской государственной сельскохозяйственной академии. - 2016. - №4(16). - С. 34-38.

2. Вторый В. Результаты исследования функционирования пульсаторов доильных аппаратов на молочных фермах КРС / В. Вторый, С. Вторый // Тр. XVIIMiedzynarodowakonferencjaNaukowa, Polish, ITP. - 2011. -С. 276-279.

3. Вторый В.Ф. Методика контроля технического состояния пульсаторов доильных аппаратов / В.Ф. Вторый, С.В. Вторый // Журнал ВНИИМЖ. Механизация, автоматизация и машинные технологии в животноводстве. - 2014. - №4(16). - С. 89-92.

4. Устройство регистрации вакуумметрического давления в доильной установке: пат. 113635 RUU1, МПК A01J7/00 / В.Ф. Вторый, С.В. Вторый; заявитель ЕНУ СЗНИИМЭСХ Россельхозакадемии. - №2011128594/13; заявл. 12.07.2011; опубл. // Изобретения. Полезные модели / Официальный бюллетень ФЕУ ФИПС. - 2012. -№6.

5. Вторый С.В. Опыт мониторинга технологических параметров доильных установок // Научно-технический прогресс в сельскохозяйственном производстве: материалы Междунар. науч.-техн. конф. (Минск, 16-17 окт. 2013 г.). В 3 т. Т.2. - Минск : НПЦ НАН Беларуси по механизации сельского хозяйства, 2014. - С. 69-75.

УДК 631.95

ЭКОЛОЕО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ТЕХНОЛОЕИИ БИОФЕРМЕНТАЦИИ

Р.А.УВАРОВ

Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Институт агроинженерных и экологических проблем сельскохозяйственного производства» (ИАЭП), Санкт-Петербург, Россия

В статье рассматривается оценка эффективности технологии биоферментации в рамках разработки технологического регламента переработки и использования навоза для племенного завода крупного рогатого скота с общим поголовьем 2321 голов. Источниками экономической эффективности являются снижение затрат на закупку и транспортировку подстилочного материала, а также сокращение капитальных и эксплуатационных затрат, связанных с уменьшением площадей и технических средств, задействованных в утилизации производимого навоза. Экологическая эффективность достигается за счет снижения эмиссии азота в ходе внедрения новых вариантов технологии утилизации навоза. Базовая технология, с которой идет сравнение, это технология длительного выдерживания. В качестве проектируемой технологии рассмотрено два варианта: вариант 1 - разделение навоза на фракции и переработка твердой фракции в биоферментационных установках камерного типа с последующей подсушкой части компоста с целью использования в качестве подстилки; вариант 2 - разделение навоза на фракции, переработка части твердой фракции в подстилку в биоферментационной установке барабанного типа, а оставшейся части - в удобрение в

164