Статья № 20

Создание и развитие производства

водокольцевых вакуумных насосов и установок

для машинного доения коров

Христинин Н.М.

Ведущий инженер

ФГБУ «Подольская МИС»

 

С восьмидесятых лет прошлого столетия ФГБУ «Подольская МИС» проводила испытания и способствовала внедрению в механизацию животноводческих процессов сельскохозяйственного производства водокольцевых вакуумных насосов и установок, предназначенных для создания вакуума в системах машинного доения коров.

 

 

          Большую роль в разработке и создании централизованных вакуумных установок сыграл Всероссийский научно-исследовательский институт механизации животноводства (ВНИИМЖ) п. Знамя Октября, Подольского района, Московской области. На базе института в течении ряда лет были разработаны, изготовлены и переданы на государственные испытания ФГБУ «Подольская МИС» установки водокольцевые вакуумные УВВ-Ф-15, УВВ-Ф-45, УВВ-Ф-55, ЦВУ-3/1М,

ЦВУ-6/1М имеющие возможность обеспечивать вакуумметрическим давлением системы и агрегаты машинного доения коров от 10 до 400 голов.

          Результаты испытаний приведены в таблице 1.

 

 

Результаты испытаний установок водокольцевых вакуумных

разработанных институтом ВНИИМЖ

 

Таблица 1

Показатели Значение показателя по:
ТУ, НД данным испытаний
УВВ-Ф-15 УВВ-Ф-45 УВВ-Ф-55 ЦВУ-3/1М

ЦВУ-6/1М

 

1 2 3 4 5 6

7

Тип Стационарный Стационарный

Стационарный

Установленная мощность, кВт. от 2,2 до 15,0 2,2 5,5 4,0 7,5 15,0
Производительность при давлении всасывания 50кПа, приведенная к нормальным условиям, м3/ч.

от 15±10%

до 180

18,6 51,6 58,2

96,6

189,6

Количество персонала обслуживающего агрегат, чл.

 

1 1 1 1 1 1

Общая масса в комплектации поставки, кг

от 250 до 860 197 267 130 480 860

Удельная энергоёмкость, кВт.ч/м3

до 0,098 0,096 0,072 0,067 0,070 0,79
Уровень звукового давления 80 74 79 82 85 82
Наработка, часы основной работы 1500 1532 1550 1216 1606 1001
Коэффициент готовности Не менее 0,98 1,0 0,99 0,98 0,99 0,99

          На базе разработок ВНИИМЖ и результатов испытаний водокольцевых вакуумных установок отечественными производителями было освоено производство установок для оснащения доильных агрегатов с молокопроводом с целью замены вакуумных установок с пластинчато-роторными вакуумными насосами имеющими низкую надежность и не отвечающими экологическим требованиям.

На протяжении ряда лет ФГБУ «Подольская МИС» Минсельхоза Российской Федерации проводила испытания водокольцевых вакуумных установок представленных на испытания отечественными производителями.

          В таблице 2 приведен перечень обследованных машин образующих типоразмерный ряд водокольцевых вакуумных установок изготовленных отечественными производителями.

 

 

Перечень обследованных машин

 

Таблица 2

 

№ п/п Марка Завод-изготовитель

Объем работ, ч

 

1 ВВН1-1,5СХ

ООО ПКП «Пензагроремонт»

г. Пенза

1071
2 ВВН1-3СХ

ООО ПКП «Пензагроремонт»

г. Пенза

 

1386
3 ВВН1-6СХ

ООО ПКП «Пензагроремонт»

г. Пенза

1435
4 ВВН1-12СХ

ООО ПКП «Пензагроремонт»

г. Пенза

1017
5 УВВ-Ф-90

Авторемонтный завод

г. Сухиничи

 

736
6 4ВВН1-1,5

ОАО «Тульский патронный

завод» г. Тула

620
7 2УВВ-Ф-180 Предприятие «Тульский комбайновый завод» г. Тула 2010
8 УВВ-Ф-60Д

ОАО «Фирма «Ремтехмаш»

г. Орехово-Зуево

 

1385

 

                   

 

          Для определения номенклатуры показателей и потребительских свойств, характеризующих техническое совершенство оцениваемых установок, в качестве базовых значений были приняты показатели назначения и надежности указанные в Технических условиях.

          Водокольцевые вакуумные насосы и установки ВВН1-1,5СХ; ВВН1-3СХ; ВВН1-6СХ; ВВН1-12СХ; УВВ-Ф-90; 2УВВ-Ф-180; 4ВВН1-1,5; УВВ-Ф-60Д предназначены для обеспечения вакуумом доильных систем и агрегатов на молочных фермах с машинным доением коров.

          Все установки стационарного типа имеют идентичную конструкцию (рис. 1, 2) и состоят из рамы на которой болтами крепятся электродвигатель и водокольцевой насос. Насос и электродвигатель соединены между собой муфтой, закрытой защитными кожухами. Всасывающий патрубок насоса через обратный клапан соединен с вакуум-баллоном. Для обеспечения водой водокольцевого вакуумного насоса существует рециркуляционная система, состоящая из емкости и соединительного трубопровода с краном. Вакуум-баллон оснащен вакуумметром и стабилизатором вакуума.

 

1 001

 

Рисунок 1. Водокольцевой вакуумный насос ВВН1-12СХ

 

 

2 001


Рисунок 2. Водокольцевые вакуумные установки ВВН-Ф-60Д

         установленные на молочно-товарной ферме

 

          Технологический процесс насоса происходит следующим образом: во время работы насоса лопатки колеса (ротора) отбрасывают воду, поступающую из емкости для воды, к стенкам корпуса, образуя при этом вращающееся водяное кольцо. Поскольку колесо расположено ассиметрично корпуса, то на протяжении первого полуоборота колеса внутренняя поверхность водяного колеса постепенно удаляется от ступицы, при этом образуется свободный объем между лопатками колеса, который заполняется воздухом из всасывающего патрубка насоса. На протяжении второго полуоборота колеса внутренняя поверхность водяного кольца приближается к ступице, при этом воздух находящийся между лопатками сначала сжимается, а затем вытесняется в выхлопной трубопровод. Вакуумметрическое давление стабилизируется регулятором вакуума, а контролируется вакуумметром.

          Условия работы при испытаниях установок соответствовали параметрам требований технических условия: температура окружающей среды находилась в пределахот+5оС до +40оС, влажность не превышала 85%, установленное давление всасывания от 48 кПа до 49 кПа, барометрическое давление находилось в пределах от 98 кПа до 100 кПа, жесткость циркулирующей воды не превышала 7мг/экв/л.

          В данных условиях, при испытаниях, были получены основные показатели назначения и потребительских свойств, которые отражены в таблице 3.


         

Результаты испытаний типоразмерного ряда водокольцевых вакуумных установок и насосов

отечественных предприятий изготовителей

 

Таблица 3

Показатель

Значение показателя по :
ТУ, НД

данным испытаний

ВВН1-1,5СХ ВВН1-3СХ ВВН1-6СХ ВВН1-12СХ УВВ-Ф-90 2УВВ-Ф-180 4ВВН1-1,5

4ВВ-Ф-60Д

 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Тип Стационарный Стационарный Стационарный Стационарный Стационарный

Установленная мощность, кВт

от 4,0

до 30,0

5,5 7,5 15,0 30,0 7,5 7,5 4,0 5,5

Производительность, нм3/мин.

 

от 1,5±0,15 1,62 3,2 6,3 11,5 3,18 3,22 1,60 1,92
Производительность при давлении всасывания 50кПа, приведенная к нормальным условиям, м3/ч. от 55 до 360 57,0 96,0 181,0 345,0 95,8 96,6 483,0 57,6
Количество обслуживающего персонала, чел. 1 1 1 1 1 1 1 1 1

Общая масса в комплектации поставки, кг

от 110

до 820

105 215 455 820 385 320 55,5 110
Объем емкости для воды, м3

от 0,05

до 1,0

Отсутствует Отсутствует 0,8 0,8 Отсутствует 0,05

Удельная энергоемкость, кВт.ч/м3

до 0,09 0,075 0,070 0,072 0,078 0,070 0,070 0,083 0,08

Средняя наработка на отказ, ч

2500 более 1071 более 1386 более 1435 более 1017 более 736 более 2010 более 620 более 1385
Коэффициент готовности 0,98 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0

Уровень звукового давления, дБА

Не более 80 78 80 80 80 6,9 80 70 69


Состав и комплектность каждой машины соответствовала ТУ. Качество изготовления узлов и деталей каждой машины удовлетворительное. Вращение насосов происходило плавно без посторонних шумов и стуков. Резьбовые соединения затянуты. Течи воды в соединениях не наблюдалось. Окраска поверхностей установок соответствовали ГОСТ 6572. Технологический процесс машин происходил без нарушений.

          Техническая документация на водокольцевые вакуумные установки представлена в полном объеме. Качество печати и полнота информации позволяет обеспечивать правильную эксплуатацию и техническое обслуживание установок на месте их применения. Ни у одного изделия замечаний по качеству изготовления и технических отказов не выявлено. Недостатком комплектации установок производства ООО ПКП «Пензагроремонт» и ОАО «Тульский патронный завод» явилось отсутствия емкости для воды и вакуум-баллона, не предусмотренных технической документацией. Доукомплектация машин осуществлялась силами хозяйств на месте их применения.

          Производительность водокольцевых вакуумных установок приведенная к нормальным условиям определялась на стенде. Полученная производительность каждой установки соответствовала требованиям ТУ. Основным показателем энергетической оценки каждой установки является удельная энергоемкость на 1м3. Техническими условиями этот показатель определен 0,09 кВт.ч/м3. Из таблицы видно, что самую низкую удельную энергоемкость имеет водокольцевой вакуумный насос ВВН1-3СХ и установка 2УВВ-Ф-180 – 0,070 кВт.ч/м3, самую высокую – 4ВВН1-1,5 ­– 0,083 кВт.ч/м3. Полученный диапазон показателей удельной энергоемкости всех машин оказался ниже требований ТУ (0,09 кВт.ч/м3).

          Особо следует отметить, что у изделий ВВН1-1,5СХ; ВВН1-3СХ;

ВВН1-6СХ; ВВН1-12СХ; 4ВВН1-1,5 не предусмотрена комплектация пускозащитной аппаратурой, а изделия 2УВВ-Ф-180 и ВВН-Ф-60Д имеют неправильно подобранную пускозащитную аппаратуру (тепловые реле завышены по току и занижена кратность отсечки тока). Данные недостатки изделий осложняют монтаж на месте их применения.

          Техническими условиями, по эксплуатационно-технологическим показателям предусмотрены значения коэффициента надежности технологического процессе – не менее 0,98, автоматически поддержива6мое вакуумметрическое давление – 48кПа, количество обслуживаемого персонала – 1 человек. Все испытанные машины имеют показатели работы соответствующие ТУ.

          Показатель надежности выраженный коэффициентом готовности, который должен быть не менее 0,98 по ТУ, у всех без исключения машин составил 1,0. Средняя наработка на отказ у всех машин была выше наработки предусмотренной планом испытаний.

          По результатам испытаний все вышеперечисленные машины были рекомендованы Подольской МИС в серийное производство после устранения выявленных отдельных недостатков.