Регулятор вакуумметричного тиску
Номер патенту: 49127
Опубліковано: 16.09.2002
Автори: Дмитрів Василь Тарасович, Сиротюк Валерій Миколайович, Сиротюк Сергій Валерійович, Кондур Сергій Миронович
Завантажити PDF файл.
Регулятор вакуумметричного тиску, який містить корпус зі штуцером, запірний елемент, виконаний у вигляді клапана з сідлом і розташований всередині корпуса, та перепускний отвір, який відрізняється тим, що запірний елемент виконаний у вигляді електромагнітного клапана, магнітопровід якого є сідлом клапана, а якір є клапаном, причому якір вільно розташований над сідлом, а перепускний отвір виконано в магнітопроводі Винахід відноситься до регулювальної техніки і може бути використаний у різних галузях сільського господарства, зокрема в засобах для доїння с г тварин ВІДОМІ пристрої [1, 2] котрі можна використати для регулювання вакуумметричного тиску у вакууммапстралях доїльних установок, що складаються з корпуса, під'єднувального патрубка, клапана кінематично зв'язаного із чутливим та задаючим елементами вимірювальної системи регулятора Вони не дозволяють змінювати вакуумметричний тиск у доїльному апараті, стосовно змінної у часі інтенсивності молоковіддачі твариною ВІДОМІ пристрої [3, 4], які містять корпус, мембрану, клапан, пружину, під'єднювальні патрубки Вони дозволяють регулювати вакуумметричний тиск у доїльному апараті стосовно змінної у часі інтенсивності молоковіддачі, їх недоліком є неточність регулювання в силу наявності кінематично з'єднаних вимірюючих, задаючих та виконавчих органів Окрім цього, з часом, пружини та гумові мембрани, що містять дані регулятори змінюють свою жорсткість та пружність, це призводить до зміни початкових характеристик регуляторів та збільшення похибки при регулюванні Найбільш близьким є регулятор вакуума який містить корпус із штуцером, запірний елемент, що виконаний у вигляді клапана з сідлом і розташований в середині корпуса, та перепускний отвір [5] Крім цього він містить мембрану зі штоком, пружину, молокозливну трубку Дана конструкція регулятора вакуума не дозволяє здійснювати дистанційне керування проце сом доїння Наявність в даній конструкції кінематичних з'єднань між деталями регулятора (мембраною, штоком, клапаном, пружиною) суттєво впливає на чутливість регулятора Окрім цього, з часом, гумова мембрана та пружина змінюють свою жорсткість та пружність, це призводить до зміни початкових характеристик регулятора та збільшення похибки при регулюванні Розглянута конструкція також недосконала з точки зору ГІГІЄНИ, оскільки у цьому пристрої відбувається безпосередній контакт молока із деталями регулятора, що може вплинути на його якість Після закінчення процесу доїння регулятор необхідно промивати В основу винаходу поставлена задача створення такого регулятора, в якому нове виконання запірного органа і його привода дозволить здійснювати дистанційне керування процесом доїння, підвищить чутливість, знизить похибку при регулюванні та виключить проведення операцій пов'язаних із його промиванням Поставлена задача вирішується тим, що в регуляторі вакуумметричного тиску, що містить корпус зі штуцером, запірний елемент виконаний у вигляді клапана з сідлом і розташований в середині корпуса та перепускний отвір, згідно винаходу запірний елемент виконаний у вигляді електромагнітного клапана, магнітопровід якого є сідлом клапана, а якір є клапаном, причому якір вільно розташований над сідлом, а перепускний отвір виконано у магнітопроводі Використання у якості тягового елемента електромагніта дозволяє здійснювати дистанційне о> 49127 керування процесом регулювання вакуумметричного тиску, відсутність кінематичних з'єднань між деталями регулятора, а також відсутність у конструкції регулятора пружин, мембран та ш дозволяє підвищити його чутливість та знизити похибку при регулюванні, відсутність контакту деталей регулятора з молоком виключає необхідність його промивання по закінченню процесу доїння Окрім цього винахід знижує імовірність травмування вим'я тварин Сутність винаходу пояснюється кресленням, де на фіг 1 показано загальний вигляд вакуумного регулятора, на фіг 2 - схему положення клапана (паралельно сідлу) при роботі регулятора, на фіг З - схему положення клапана (із дотиком у деякій точці А) при роботі регулятора, на фіг 4 - експериментальну залежність вакуумметричного тиску у доїльному бідоні від струму живлення котушки електромагніта, де 1 - корпус, 2 - магнітопровід, 3 котушка електромагніта, 4 - якір, 5 - штуцер, 6 доїльний бідон, 7 - кришка доїльного бідона, 8 молочний шланг Регулятор містить корпус 1 зі штуцером 5, та запірний елемент виконаний у вигляді клапана з сідлом, що розташований в середині корпуса Запірний елемент виконаний у вигляді електромагнітного клапана, що складається з магнітопровода 2, котушки електромагніта 3, та якоря 4 При чому магнітопровід 2 є сідлом клапана, а якір 4 є клапаном Якір вільно розташований над сідлом, а перепускний отвір виконано в магнітопроводі Регулятор кріпиться на кришці 7 доїльного бідона 6 у який через молочний шланг 8 надходить молоко З'ясуєм принцип роботи регулятора розглянувши основні теоретичні залежності, які описують процес регулювання вакуумметричного тиску у доїльному бідоні запропонованою конструкцією електромагнітного регулятора вакуума Величину вакуумметричного тиску на виході вакуумного регулятора можна визначити скориставшись рівнянням (1) Р.=РМ-&Р-&Р„ F. 2 2(§Щ w де I W - ампер-витки електромагніта, SM - сумарна площа магнітопровода, м2, Цо - магнітна проникність у вакуумі, Гн/м, 5 - початковий зазор, м, h - висота підйому якоря, м У випадку роботи регулятора (див фіг 3), коли якір 4 переміщається у вертикальній площині лише одним кінцем, другий його кінець постійно дотикається до магнітопроводу 2 у деякій точці А значення моменту від дії електромагнітної сили виразиться як Ък-ж-R . ,. Д-У+Vl-* ^ P w = 0 , 5 ' • £ • ~ •+ДР_ (2) де Fe, Frp, Ffl - сили електромагнітна, гравітаційна і динамічного тиску, ВІДПОВІДНО, Н, SK - площа клапана, м, APw - місцеві втрати тиску, Па З врахуванням рівняння (2) величину вакуумметричного тиску на виході вакуумного регулятора визначимо як V • р rn, па ( Т І \і / де ^ - зведений коефіцієнт місцевих втрат вакуумметричного тиску, рп - густина повітря, кг/м3, Vna - швидкість повітря у зазорі між якорем і магнітопроводом, м/с Швидкість повітря у зазорі 5 між якорем 4 та магнітопроводом 2 обчислюється за формулою л 2 •% -r S. (5) де R - ЗОВНІШНІЙ радіус магнітопроводу, м, г - радіус отвору, м, hi - товщина зовнішнього кільця магнітопровоДУ, м, гі2- товщина внутрішнього кільця магнітопроводу, м, а - кут нахилу якоря Місцеві втрати тиску у регуляторі можна визначити як па АР. —ДР. - Д Р . Під час здійснення процесу регулювання вакуумметричного тиску можливі наступні випадки роботи регулятора із рухом якоря 4 паралельно магнітопроводу 2, та при не плоскопаралельному його русі стосовно магнітопровода 2 Для випадку роботи регулятора із положенням якоря 4 паралельно магнітопроводу 2 (ідеальний випадок див фіг 2) величину електромагнітної сили Fe визначаємо як A де Рв - вакуумметричний тиск на виході вакуумного регулятора, Па, Рм - магістральний вакуумметричний тиск, Па, АР, - втрати тиску у арматурі доїльного апарата, Па, ДР - перепад вакуумметричного тиску на регуляторі, Па Перепад вакуумметричного тиску ДР на регуляторі (див фіг 1) визначається як F+F.-R р _ р і . -n (8) ' де W a - витрата повітря доїльним апаратом, м3/с, Перепускний отвір регулятора для подачі вакуумметричного тиску у доїльний бідон 6 повинен мати площу поперечного перетину, яка б забезпечувала необхідну пропускну здатність пристрою Знаючи витрату повітря доїльним апаратом, площу поперечного перетину сідла S якоря 6 визначаємо скориставшись формулою 49127 де ц, - коефіцієнт витрати повітря Виходячи із цього радіус перепускного отвору буде и 0) 0 Силу гравітації, що діє на якір 4 визначаєм як F* = m,-gt (її) де гпя - маса якоря, кг, g - прискорення земного тяжіння, м/с Сила динамічного тиску потоку повітря на якір 4 визначається як де Кобт - коефіцієнт обтічності З метою перевірки роботоздатності пристрою було проведено ряд експериментальних досліджень [6, 7] Теоретичний аналіз формул (1 - 12) та результати експериментальних досліджень роботи регулятора (див фіг 4) підтверджують можливість регулювання вакуумметричного тиску у доїльному апараті в залежності від інтенсивності молоковіддачі запропонованою конструкцією регулятора Регулятор вакуума кріпиться на кришці молочного бідона 7 Через штуцер 5 регулятора, що розміщений на корпусі 1, вакуумним шлангом доїльний апарат приєднується до вакуумпровода Фіг.1 Інтенсивність потоку молока у молочному шланзі 8 вимірюється давачем інтенсивності молоковіддачі (на рисунку не показано) ВІДПОВІДНО ДО ЙОГО сиг налу автоматично змінюється напруга живлення котушки 3 електромагніта і як наслідок встановлюється і підтримується на певному заданому рівні величина вакуумметричного тиску у доїльному бідоні 6 а ВІДПОВІДНО і у ПІДДІЙКОВИХ просторах доїльних стаканів залежно від біжучого значення інтенсивності молоковіддачі твариною Джерела інформації 1 Ас СССР № 793505, кп A01J7/00, 1981 2 Ас СССР №728794, KnA01J7/00, 1981 3 Ас СССР №1192737, KnO1J7/OO, 1985 4 С А Соловьев, Е М Асманкин Доильный апарат с автоматическим регулятором вакуума Техника в сельском хозяйстве, № 1,1991, с 17-18 5 Ас СССР № 1308272, кп A01J7/00, 1987 6 В Сиротюк, С Кондур Результати експериментальних досліджень електромагнітного регулятора вакуумметричного тиску для доїльного апарата - Вісник ЛЬВІВСЬКОГО державного аграрного університету Агроінженерні дослідження № 1 Львів ЛЬВІВ, держагроуніверситет, 1997 38 - 43 с 7 В Сиротюк, С Кондур Дослідження втрат тиску в електромагнітному регуляторі вакуума Сільськогосподарські машини 36 наук статей, вип З -Луцьк ВВІАУ, 1997 1 6 1 - 1 6 6 с 49127 Фіг. 2 А ФІг. З Інтенсивність молоковіддачі 40 _ф™ ЗО -•— q=l,63 л/хв щ 20 10 О І, мА 0 G,05 ОД 0,15 Фіг. 4 0,2 q=0,4 J^XB 0Д5 49127 10 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна (044) 456 - 20 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71
Назва патенту англійською
Vacuum-gauge pressure regulator
Автори англійською
Syrotiuk Valerii Mykolaiovych, Syrotiuk Serhii Valeriiovych, Dmytriv Vasyl Tarasovych, Kondur Serhii Myronovych
Назва патенту російською
Регулятор вакуумметрического давления
Автори російською
Сиротюк Валерий Николаевич, Сиротюк Сергей Валериевич, Дмитрив Василий Тарасович, Кондур Сергей Миронович
МПК / Мітки
МПК: A01J 7/00
Мітки: вакуумметричного, регулятор, тиску
Формула / Реферат
Регулятор вакуумметричного тиску, який містить корпус зі штуцером, запірний елемент, виконаний у вигляді клапана з сідлом і розташований всередині корпуса, та перепускний отвір, який відрізняється тим, що запірний елемент виконаний у вигляді електромагнітного клапана, магнітопровід якого є сідлом клапана, а якір є клапаном, причому якір вільно розташований над сідлом, а перепускний отвір виконано в магнітопроводі.
Код посилання
Регулятор вакуумметричного тиску
Попередній патент: Індукційно-термооптичний перетворювач струму
Наступний патент: Подрібнювач сої “шкув”
Випадковий патент: Пристрій для електровимірювальної оцінки іскробезпечності індуктивних електричних ланцюгів