Стенд для исследования воздействий молока и моющего раствора на внутреннюю поверхность криволинейного участка молокопровода
Владельцы патента RU 2450507:
Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Оренбургский государственный аграрный университет" (RU)
Изобретение относится к области сельского хозяйства. Предложенный стенд содержит емкость, трубопровод, насос, регистрирующее устройство с датчиками давления, перепада давления, температуры и устройство для моделирования криволинейного участка молокопровода, которое позволяет выполнить модель поворота молокопровода с различными радиусами кривизны: постоянным, переменным, с постоянно увеличивающимся радиусом и постоянно уменьшающимся. Стеклянная поверхность устройства моделирования криволинейного участка молокопровода позволяет наблюдать за движением жидкости при заданных конструктивно-режимных параметрах, а также проводить скоростную фото- и видеосъемку. Изобретение обеспечивает легкость применения, точность результатов исследований. 2 ил.
Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к устройствам для исследования молокопроводов доильных установок.
Известен Стенд для испытания молочного насоса (патент RU 2321773, 10.04.2008, бюл. №10), содержащий емкость, трубопровод, насос, регистрирующее устройство с датчиками давления, перепада давления температуры.
Стенд для испытания молочного насоса является наиболее близким по своей сущности, поэтому и выбран за прототип.
Недостатком выше отмеченного стенда является невозможность его использования для исследования чистоты промывки молочной линии, в частности для исследования воздействий молока и моющего раствора на внутреннюю поверхность криволинейного участка молокопровода.
Задача изобретения - изучение закономерностей воздействий молока и моющего раствора на внутреннюю поверхность криволинейных участков молокопровода, с целью получения возможности для оптимизации их геометрических параметров и режимов промывки, что обеспечит улучшение санитарно-гигиенического состояния молокопровода доильной установки и, как следствие, приведет к повышению качества молока.
Технический результат достигается тем, что в стенд для исследования молокопровода доильной установки вмонтировано устройство для моделирования криволинейного участка молокопровода, признаки и конструктивные особенности которого позволяют установить закономерности воздействий молока и моющего раствора на внутреннюю поверхность непрямолинейных участков молокопровода, а именно:
- возможность легко выполнить модель поворота молокопровода с различным радиусом кривизны: постоянным, переменным, с постоянно увеличивающимся радиусом и постоянно уменьшающимся, это позволяет определить при каких геометрических параметрах криволинейного участка молокопровода, в частности радиуса кривизны, будет обеспечиваться его наилучшее санитарно гигиеническое состояние;
- стеклянная поверхность устройства позволяет визуально наблюдать за движением жидкости при заданных конструктивно-режимных параметрах, а также проводить скоростную фото- и видеосъемку, что необходимо для того, чтобы определить характер движения жидкости на конкретном участке поворота, например ламинарное движение или турбулентное, а также возможность проведения скоростной фото- и видеосъемки позволяет точно определять место и интенсивность образования загрязнения на криволинейном участке, к тому же делает процесс изучения и оптимизации более наглядным и легким к восприятию.
На фиг.1 представлена структурная схема стенда;
На фиг.2 представлена конструкция, устройства для моделирования криволинейного участка молокопровода.
Стенд для исследования воздействий молока и моющего раствора на внутреннюю поверхность криволинейного участка молокопровода представляет собой закольцованную систему молокопровода, содержащую последовательно соединенные емкость 1 (фиг.1), молокопроводы 2, которые соединены с кранами 3, 4 и 5, тройники 6 и 7. За тройником 6 установлено загрузочное устройство 8 с краном 9. Здесь же установлен диафрагменный элемент (регистрирующее устройство) 10 с датчиками давления, перепада давления, температуры.
Далее на участке молокопровода смонтировано устройство 11 для моделирования криволинейного участка молокопровода, выход которого соединен с приемной емкостью 12, снабженной датчиком уровня жидкости 13. При наполнении емкости 12 датчик 13 подает сигнал через пульт управления на молочный насос 14, который включается в работу и выводит жидкость в емкость 1. Сигналы датчиков передаются в измерительный блок 15, полученные данные обрабатываются персональным компьютером 16. Кран 17 служит для слива жидкости из системы.
Устройство 11 содержит пенопластовый квадрат 18 (фиг.2), вырезанный в нем по траектории поворота канал 19 является моделью криволинейного участка молокопровода. На грани разреза обеих частей наклеен уплотнитель 20; на внутреннюю поверхность канала наклеены две пластиковые ленты 21, получившийся канал накрывается сверху и снизу двумя листами стекла 22. Для того чтобы канал был герметичным и не допускал утечек жидкости через уплотнители, стекла прижимают к пенопласту струбцинами 23. Для подачи и отвода жидкости устройство снабжено двумя штуцерами 24. Для определения скоростных характеристик движения жидкости через криволинейный участок молокопровода в пенопластовом квадрате 18 выполнены каналы 25, обеспечивающие установку измерительной аппаратуры.
Стенд работает следующим образом.
Как известно, жидкость по молокопроводу во время эксплуатации протекает в двух режимах:
1 - режим транспортировки молока по молокопроводу;
2 - режим прохождения моющего раствора по молокопроводу в процессе мойки.
Стенд тоже может работать в двух режимах, моделируя оба варианта.
Для исследования первого режима движения жидкости открывают на стенде краны 3 и 4, а кран 5 закрывают, движение происходит по большому кругу обращения.
Жидкость из емкости 1 проходит по молокопроводу 2, через кран 3, диафрагменный элемент (регистрирующее устройство) 10, устройство 11 и попадает в емкость 12. При определенном уровне жидкости в емкости 12 срабатывает датчик 13 и включает насос 14, он вновь подает жидкость в емкость 1.
При втором варианте движения жидкости краны 3 и 4 закрыты, а кран 5 открыт. В данном случае датчик 13 отключают, насос работает постоянно, и жидкость из емкости 12 подается под давлением, создаваемым насосом 14, по малому кругу - от насоса через кран 5, диафрагменный элемент (регистрирующее устройство) 10, устройство 11, в емкость 12 и т.д.
Суть экспериментов сводится к тому, чтобы определить закономерности воздействий молока и моющего раствора на внутреннюю поверхность непрямолинейных участков молокопровода при определенных конструктивно-режимных параметрах и найти зоны, в которых:
- при первом режиме циркуляции: поток молока более интенсивно воздействует на стенки поворота, а значит, его структурные составляющие травмируются и, как следствие, подчиняясь искомым законам, откладываются в виде сложноудалимых загрязнений на пластиковых лентах 21 (фиг.2), устройства 11 (фиг.1), загрязняя их, затем, определив эти закономерности и зоны отложения загрязнений, с помощью возможностей устройства для моделирования криволинейных участков молокопровода задавать повороту разный радиус кривизны, корректируют геометрическую форму криволинейного участка молокопровода, чтобы добиться такой конфигурации, при которой отложения загрязнений минимальны, а чистота пластин максимальна;
- при втором режиме циркуляции задача сводится к определению законов наибольшего воздействия моющего раствора на стенки поворота, а значит, наилучшей очистки этой зоны, после чего с помощью разных режимов работы насоса оптимизируют режим движения промывочной жидкости по молокопроводу таким образом, чтобы положительный эффект от промывки криволинейного участка и чистота пластиковых лент были максимальными.
Установить описанные законы воздействий и оптимизировать геометрическую форму и режим промывки поворота молокопроводящих путей с целью улучшения санитарно-гигиенического состояния рассматриваемых зон и, как следствие, повышения качества молока нам позволяют конструктивные особенности устройства для моделирования криволинейного участка молокопровода 11 (фиг.1).
В пенопластовом квадрате 18 (фиг.2) имеется канал - модель поворота, который изготавливают для каждого опыта с различным радиусом кривизны: постоянным, переменным, с постоянно увeличивaющимcя радиусом и постоянно уменьшающимся. Если исследуется воздействие молока и моющего раствора на внутреннюю поверхностью канала переменного радиуса, например, постоянно возрастающего по какому-либо закону, то для исследования канала с постоянно уменьшающимся по тому же закону радиусом достаточно перевернуть конструкцию устройства, т.е. поменять вход и выход местами. В этом случае получается, что жидкость через устройство будет двигаться в направлении, обратном предыдущему. Эти свойства нашего устройства необходимы для изменения и оптимизации геометрических параметров криволинейного участка таким образом, чтобы количество загрязнений в нем было минимальным, а во время промывки он очищался максимально. Это позволит значительно улучшить санитарно-гигиеническое состояние молокопровода, что в свою очередь приведет к повышению качества молока.
Исследование облегчается тем, что конструкция устройства для моделирования криволинейного участка молокопровода позволяет легко снять пластиковые ленты и более детально изучить картину воздействия жидкости на стенки канала под микроскопом и проверить пластиковые ленты на наличие и количество загрязнений. Стеклянная поверхность 22 устройства позволяет визуально наблюдать за движением жидкости при заданных конструктивно-режимных параметрах, а также проводить скоростную фото- и видеосъемку, что необходимо для того, чтобы определить характер движения жидкости на конкретном участке поворота, например ламинарное движение или турбулентное, а также возможность проведения скоростной фото- и видеосъемки позволяет точно определять место и интенсивность образования загрязнения на криволинейном участке, к тому же делает процесс изучения и оптимизации более наглядным и легким к восприятию.
При помощи насоса меняют и оптимизируют режимы движения промывочной жидкости, которые фиксируются приборами, расположенными на измерительном блоке 15 стенда (фиг.1).
Стенд для исследования воздействий молока и моющего раствора на внутреннюю поверхность криволинейного участка молокопровода, содержащий емкости, трубопровод, насос, регистрирующее устройство с датчиками давления, перепада давления, температуры, отличающийся тем, что стенд оснащен устройством для моделирования криволинейного участка молокопровода, позволяющим выполнить модель поворота молокопровода с различным радиусом кривизны: постоянным, переменным, с постоянно увеличивающимся радиусом и постоянно уменьшающимся, а стеклянная поверхность устройства позволяет визуально наблюдать за движением жидкости при заданных конструктивно-режимных параметрах, а также проводить скоростную фото и видеосъемку.
