Experimental study of energy-saving drive of liquid-packed ring vacuum pump for cow milking in pastures

Russian. Целью исследований являлось повышение эффективности работы доильной установки УДС-3Б. Изучали влияние технологических и конструктивных параметров вакуумной установки для пастбищных комплексов (диаметра вакуум-провода (ДВП), количества одновременно подключенных доильных аппаратов (ЧА), температуры рабочей жидкости) на процесс работы водокольцевого вакуумного насоса с преобразователем частоты. Стояла задача обоснования рационального сочетания технологических и конструктивных параметров, обеспечивающих автоматизированное регулирование частоты питающей сети, а следовательно, и частоты вращения ротора насоса, в зависимости от ЧА с учетом зоотехнических требований. В процессе исследований была разработана установка для автоматизированного регулирования частоты питающей сети и частоты вращения ротора вакуум-насоса в зависимости от ЧА. Данные экспериментальных исследований обрабатывались с применением известных методов математического анализа с использованием программных средств персонального компьютера. В результате получена математическая модель, которая отражает зависимость мощности, затрачиваемой электродвигателем при работе водокольцевого насоса, от ЧА и внутреннего ДВП. Анализ результатов моделирования показал, что наибольшее влияние на мощность, затрачиваемую электродвигателем при работе водокольцевого насоса, оказывает ЧА и ДВП, при уменьшении ЧА с 6 до 2 происходит снижение этой мощности а ее минимальные значения достигаются при наибольшем значении внутреннего ДВП. При одновременном подключении 2-6 доильных аппаратов оптимальное значение температуры рабочей жидкости составило 20–25 град. С, а ДВП – 0,0614 м.

English. The objective of the research is to increase the operation efficiency of milking machine UDS-3B. The impact of technological and design parameters of vacuum apparatus for pasture complexes (diameter of vacuum-pipe, number of simultaneously plugged milking units, temperature of working fluid) on the operational process of the liquid-packed ring vacuum pump with a frequency converter was under study. The task to substantiate the rational combination of technological and design parameters providing automated regulation of power net frequency and therefore the frequency of the pump rotor rotation depending on the number of simultaneously plugged milking units accounting for zootechnic requirements have been solved. During the study a plant for automated regulation of power net frequency and rotation frequency of vacuum-pump rotor depending on the number of plugged milking units was developed. The experimental data obtained were processed by well-known methods of math analysis using computer softwares. Data processing results in math model, which reflects the dependence of power expending by electric motor while liquid-packed ring vacuum pump operating from the number of simultaneously plugged milking units and inside diameter of vacuum-pipe. The analysis of simulating results showed that the greatest impact on power expending by electric motor at the vacuum pump operating had the number of simultaneously plugged milking units and inside diameter of vacuum-pipe. If the number of plugged milking units decreased from six to two, the power expending by electric motor also decreased, and minimal values of power were achieved at the greatest values of inside diameter of vacuum-pipe. In case of simultaneous plugging of two to six milking units an optimal temperature of working fluid was 20–25 deg. С, and diameter – 0.0614 m.