Повышение эффективности рабочего процесса вакуумного насоса доильной установки за счет оптимизации его конструктивных и технологических параметров

• Автор: Пяткин, Дмитрий Борисович
• Шифр специальности: 05.20.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Великие Луки
• Количество страниц: 143 с. : ил.

1 Общая характеристика изучаемого вопроса

1.1 Краткая классификация вакуумных насосов

1.2 Основные параметры и характеристики вакуумных насосов.

1.3 Обзор основных типов отечественных вакуумных насосов

1.4 Вакуумные насосы зарубежного производства.

1.5 Анализ выполненных научных исследований по повышению эффективности вакуумного насоса доильных установок
1.6 Выводы

2 Теоретическое исследование процесса создания разрежения вакуумным насосом.

2.1 Теоретическое обоснование влияния параметров впускного отверстия

в насосе на его выходные характеристики.

2.2 Проводимость элементов различной формы

2.3 Энергетическая оценка пластинчатого вакуумного насоса.
2.5 Выводы
3 Программа и методика экспериментальных исследований рабочего процесса вакуумного насоса в лабораторных
условиях
3.1 Программа экспериментальных исследований
3.2 Методика экспериментальных исследований.
3.2.1 Методика исследования влияния площади поперечного сечения впускного отверстия насоса
3.2.2 Методика исследования влияния формы впускного отверстия.
3.2.3 Методика исследования влияния частоты вращения
вала ротора насоса
3.3 Измерительные приборы.
4. Результаты экспериментальных исследований .
4.1 Определение оптимальных значений исследуемых факторов.
4.1.1 Определение площади сечения впускного отверстия.
4.1.2 Оценка формы впускного отверстия
4.1.3 Оценка частоты вращения вала ротора насоса
4.2 Определение влияния оптимальных значений исследуемых факторов
на выходные параметры насоса
4.2.1 Действительная производительность вакуумного насоса.
4.2.2 Действительная потребная мощности для привода насоса
4.2.3 Величина разрежения в системе.
4.2.4 Коэффициент подачи насоса заполнения камеры всасывания
4.3 Выводы
5 Расчет экономической эффективности.
5.1 Исходные данные для расчета
5.2 Методика расчета.
5.3 Определение затрат на изготовление модернизированного насоса
5.4 Результаты расчета экономической эффективности.
6 Общие выводы и предложения.
Список использованной литерату ры
Приложения.
Введение


При большом различии в принципах действия и конструкциях, обусловленном многообразием требований к оборудованию, во всех вакуумных насосах, доильных установок используется принцип перемещения воздуха за счет приложения к нему механических сил в некотором месте вакуумной системы, откуда он выталкивается. Все вакуумные насосы можно классифицировать по конструктивнотехнологическим параметрам рисунок 1. В зависимости от физических закономерностей, положенных в основу работы, вакуумные насосы доильных установок относятся к насосам объемного действия. В основу работы данных машин положен принцип перемещения воздуха за счет периодического изменения объема рабочей камеры. Насосы данного типа появились раньше других и получили широкое распространение. Основные конструктивные варианты поршневые, жидкостнокольцевые и ротационные рисунок 1. В настоящее время ведутся работы по изучению струйного способа откачки, как нетрадиционного при использовании в доильных установках. К данному принципу относятся водоструйные насосы захватывающие воздух непрерывно истекающей струей рабочей жидкости . Помимо насосов объемного действия, а также струйных насосов отечественной промышленностью выпускается целый ряд принципиально различных машин, которые не нашли применения в сельском хозяйстве и поэтому в дальнейшем не рассмотрены в анализе. Данные насосы характеризуются следующим способом откачки связывание газа путем сорбций, химических реакций или конденсации обычно в замкнутой вакуумной системе. Сюда можно отнести такие насосы как молекулярные и турбомолекулярные, сорбционные, конденсационные, криогенные и т. Эти машины используются в основном промышленностью при получении высокого и сверхвысокого вакуума , , 0, 9, 0, 1. По области действия диапазону создаваемого разрежения вакуумные насосы делятся на насосы низкого, среднего и высокого вакуума. В зависимости от назначения они могут быть сухие отсасывать газ и мокрые отсасывать газ в смеси с жидкостью. У мокрых насосов размеры пространства между выпускным патрубком и местом соприкосновения ротора с корпусом насоса несколько больше, чем у сухих и поэтому они создают меньшее разрежение . По количеству ступеней откачки вакуумные насосы бывают одно и двухступенчатые. Рисунок 1. Опираясь на краткий классификационный анализ, проведенный нами, можно сказать, что основным типом насосов, используемых в доильных установках, являются объемные насосы, так как их параметры и характеристики удовлетворяют всем техникоэкономическим требованиям. Для расчета вакуумных систем и правильного выбора вакуумных насосов необходимо знать их параметры. Основными параметрами любого вакуумного насоса являются наибольшее давление запуска, наибольшее выпускное давление, наименьшее рабочее давление вакуумного насоса, наибольшее рабочее давление, предельное остаточное давление, быстрота действия и производительность. Наибольшим впускным давлением риач. Не все насосы способны начинать работу с атмосферного давления для некоторых необходимо предварительное разрежение форвакуум. Давление запуска обычно заметно превышает наибольшее рабочее давление . Наибольшим выпускным давлением рнаиб. Все насосы, у которых наибольшее выпускное давление ниже атмосферного, должны иметь на выходе так называемый форвакуумный насос. В качестве форвакуумных насосов чаще всего используются насосы механические насосы объемного действия . Наименьшее рабочее давление вакуумного насоса рм это минимальное давление, при котором насос длительное время сохраняет номинальную быстроту действия. Наименьшее рабочее давление примерно на порядок выше предельного давления. Использование насоса для работы при давлениях между предельным и наименьшим рабочим экономически не оправдано изза ухудшения его удельных характеристик ,. Наибольшим рабочим давлением рраб. Рабочие диапазоны давлений вакуумных насосов в основном определяются их принципом действия и приближенно показаны на рисунке 1. Предельным остаточным давлением р0ГГ. Невозможность беспредельного понижения давления обусловлена тем, что в каждом реальном насосе существуют перетекания газа из полости нагнетания в полость всасывания. Обратный поток может также состоять из газов, выделяющихся из конструкционных материалов, и газов, натекающих из окружающей среды через неплотности.