автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.03, диссертация на тему:Очистка трубопроводов перерабатывающих предприятий АПК моечными машинами высокого давления

На правах рукописи

ПЕТРИЩЕВ Николай Алексеевич

ОЧИСТКА ТРУБОПРОВОДОВ ПЕРЕРАБАТЫВАЮЩИХ ПРЕДПРИЯТИЙ АПК МОЕЧНЫМИ МАШИНАМИ ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ

Специальность05.20.03 - Технологии и средства технического

обслуживания в сельском хозяйстве

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 2004

Работа выполнена в ГНУ «Всероссийский научно-исследовательский технологический институт ремонта и эксплуатации машинно-тракторного парка (ГОСНИТИ)»

Научный руководитель- академик РАСХН, доктор технических

наук, профессор

Черноиванов Вячеслав Иванович

Официальные оппоненты - доктор технических наук, профессор

Михлин Владимир Матвеевич;

кандидат технических наук, старший

научный сотрудник

Садовский Анатолий Петрович

Ведущая организация - ФГОУ ВПО «Московский

государственный агроинженерный университет им. В.П. Горячкина»

Защита «_Л£_» СИПр^Яф 2004 г. в 10 часов на заседании диссертационного совета ДбОб.034.01 при ГОСНИТИ по адресу: 109428, г. Москва, 1-й Институтский проезд, д. 1

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОСНИТИ

Автореферат разослан « 2. » \sL4XLpYflGL

2004 г.

Ученый секретарь диссертационногосовета

Соловьев Р.Ю.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Функционирование технологических процессов перерабатывающих предприятий АПК и объектов окружающей инфраструктуры тесно связано с использованием жидкостей, эмульсий, суспензий, которые транспортируются по технологическим трубопроводам. Жидкие продукты перемещаются по транспортным продуктопроводам, а отходы производства удаляются по системам производственной канализации. В процессе эксплуатации на внутренних поверхностях трубопроводов накапливаются разнообразные специфические загрязнения - от адгезионно-связанных до прочно (глубинно) связанных (I...III групп), окат зывающие существенное влияние на операции при переработке продукции, обслуживании и ремонте оборудования.

Существующие при очистке продуктопроводов методы удаления загрязнений, такие как циркуляционная очистка, не всегда обеспечивают требуемое качество чистоты поверхности вследствии высоких адгезионно-ко-гезионных свойств загрязнений, слабой турбулентности (Re<30000) и низкой температуры (менее 77 °С) потока очищающей жидкости. Поэтому необходима дополнительная периодическая (не реже одного раза в неделю) разборка и очистка трубопроводов вручную с помощью щеток и ершей. Величина затрат на эти операции в молокоперерабатывающих предприятиях достигают 20...30 % от общей трудоёмкости обслуживания, поэтому ими нередко пренебрегают, что приводит к ухудшению качества молочных продуктов- кефира, стерилизованного молока, сметаны и др.

Второй проблемой перерабатывающих предприятий является очистка систем трубопроводов производственной канализации. Профилактическое удаление накапливающихся в процессе работы загрязнений вообще не проводится и как следствие - большое количество (до 10...30 в год) аварий (засоров). Для их устранения применяют низкопроизводительные механические способы (тросы, спирали), позволяющие восстанавливать пропускное сечение эксплуатируемого трубопровода лишь на 20...50 %. Такая ситуация нарушает проектные показатели канализационных систем, приводит к задержке, а иногда и к срыву технологических циклов переработки продукции, низкому санитарному состоянию всего перерабатывающего предприятия, высоким непроизводственным затратам.

В настоящее время наиболее качественным и эффективным способом удаления загрязнений является гидродинамический, реализуемый моечными машинами высокого давления. Многочисленные отечественные исследования ГНУ ГОСНИТИ; ФГОУ ВПО МГАУ им. В.П. Горячкина, РГАЗУ и других организаций, а также опыт зарубежных стран показали, что проблема качественной очистки наружных поверхностей машин, оборудования при техническом сервисе, уборке производственных помещений и др. успешно решается с помощью мониторных моечных машин высокого давления в сочетании с биоразлагаемыми очищающими средствами.

1 РОС НАЦИОНАЛЬНАЯ

БИБЛИОТЕКА

На сегодняшний день зарубежные и отечественные предприятия выпускают широкую номенклатуру моечных машин высокого давления, отличающихся по типоразмеру; основным показателям - развиваемое давление - 100...200 бар, производительность насоса - 0,4... 1,3 м3/ч, мощность привода -1,2...8 кВт, нагрев воды - 80... 155 °С; количеству и ассортименту дополнительного оборудования и приспособлений. В комплект аксессуаров к большинству моечных машин входит гибкий шланг со специальным насадком позволяющим удалять загрязнения из вентиляционных систем, гофрированных рукавов, разнообразных трубопроводов. Однако, технологические и практические рекомендации по его применению отсутствуют, что не позволяет эффективно использовать моечные машины, сдерживает внедрение на предприятиях АПК прогрессивных технологических процессов очистки оборудования

Основная особенность очистки трубопроводов - необходимость не только очистки рабочих поверхностей, но и удаления загрязнений из полости трубопровода. Процесс очистки реализуется комплексным механическим и физико-химическим воздействием на загрязнения высоконапорных мелкодисперсных струй нагретого очищающего раствора требуемой формы и размера, формируемых специальными насадками, перемещающимися в трубопроводе под действием реактивных сил. Струи размывают, разбивают, измельчают загрязнения и перемещают их по трубопроводу. При обратном ходе насадка загрязнения удаляются из полости трубопровода.

Внедрение нового ресурсосберегающего процесса очистки технологических трубопроводов на предприятиях АПК позволит достичь требуемой степени чистоты рабочих поверхностей и обеспечить сохранность качества производимой продукции, повысить производительность, культуру труда и санитарное состояние предприятия, расширить сферу использования моечных машин высокого давления.

Цель исследования. Разработка технологического процесса очистки рабочих поверхностей трубопроводов перерабатывающих предприятий АПК моечными машинами высокого давления, обеспечивающего повышение качества очистки при снижении затрат и трудоемкости работ.

Объекты исследования. Технологические трубопроводы малотоннажных молокоперерабатывающих предприятий (транспортные продуктоп-роводы, производственная канализация), эксплуатационные загрязнения, моечные машины высокого давления со специальными насадками и очищающими средствами.

Предмет исследования. Влияние на качество очистки трех групп факторов, характеризующих свойства загрязнений, конструктивно-технологические параметры трубопроводов и показатели процесса очистки

Методы исследования. Методы математической статистики и многофакторного корреляционно-регрессионного анализа, методы моделирования и оптимизации сложных систем.

Научная новизна работы заключается в установлении закономерностей гидродинамического воздействия высоконапорных мелкодисперсных струй очищающего раствора на рабочие поверхности технологических трубопроводов; разработке математической модели процесса удаления загрязнений моечными машинами высокого давления, учитывающей комплексное воздействие на качество очистки трёх основных групп факторов - параметров процесса очистки, свойств загрязнений и показателей трубопроводов.

Практическая значимость работы. Разработан ресурсосберегающий технологический процесс, позволяющий оптимизировать параметры процесса очистки в зависимости от требуемой степени чистоты рабочих поверхностей трубопроводов; предложен новый тип насадка ОМ-28130 к мониторным моечным машинам. Внедрение нового процесса позволяет не только повысить качество очистки трубопроводов, но и расширить сферу и эффективность использования на перерабатывающих предприятиях АПК моечных машин высокого давления.

Реализация результатов исследований. Основные результаты исследования внедрены на предприятиях АПК: АООТ «Рязмолоко», ВСТИСП, СЗАО «Ленинское», ГУП НИИЖБ, включены в методические рекомендации по изучению курса «Технический сервис машин и оборудования в АПК» в ФГОУ ВПО МГАУ им. В.П. Горячкина, ОрелГАУ и других ВУЗах страны.

Апробация работы. Основные положения и результаты исследования доложены, обсуждены и одобрены на научно-технических конференциях ГНУ ГОСНИТИ; ФГОУ ВПО МГАУ им. В.П. Горячкина, Орел ГАУ, Брянской ГСХА в 1998...2003 гг.

Публикации. По теме диссертации опубликовано девять работ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, библиографического списка и приложений. Работа изложена на 196 страницах машинописного текста, включая 77 рисунков, 35 таблиц, библиографический список из 104 наименований и 33 страниц приложений.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение включает обоснование темы диссертации, цель работы и краткое изложение её основного содержания.

В первой главе «Анализ состояния вопроса и задачи исследования» на основании ранее выполненных работ и накопленного практического опыта приведены основные показатели технологических трубопроводов АПК, исследованы процессы накопления эксплуатационных загрязнений и существующие способы их удаления.

Теоретическим и экспериментальным исследованиям в области очистки машин и оборудования посвящены работы Тельнова Н.Ф., Дегтерева Г.П.,

Черноиванова В.И., Рождественского В.Х., Балыгина В.В., Петрищева А.Н., Брагиной А.Е., Пучина ЕА, Савченко В.И., Садовского А.П., Цоя Ю.А., Иванова В.П., Быстрицкой А.П., Юдина В М., Яруллина М.Г. и других ученых.

Изучение и анализ существующих на предприятиях АПК способов и оборудования для очистки транспортных продуктопроводов и канализационных систем показали необходимость их совершенствования. Степень чистоты трубопроводов молокоперерабатывающих предприятий не соответствует предъявляемым требованиям, в результате наблюдается ухудшение качества (сортности) транспортируемых продуктов, возникновение аварийных ситуаций (засоров) в системе производственной канализации.

Загрязнения технологических трубопроводов различаются по природе образования, условиям формирования, адгезионно-когезионным характеристикам. Они представляют собой продукты органических и неорганических соединений, накапливающихся на рабочих поверхностях в виде комплексов разнообразных загрязнений, несвоевременное и некачественное удаление которых способствует переходу их в более плотные трудноудаляемые белково-жировые и минеральные отложения (загрязнения II, III групп). Наиболее характерными загрязнениями молокопере-рабатывающих предприятий являются: молочная пленка, пастообразные осадки молочного жира, «молочный камень» - для транспортных продуктопроводов; грязь, ил, песок, рыхлые и плотные минеральные и белково-жировые отложения - для канализационных систем.

Существующие способы очистки трубопроводов с помощью пыжей, скребков, ножей, циркуляции очищающих растворов трудоёмки и не обеспечивают требуемую степень чистоты рабочих поверхностей. На перерабатывающих предприятиях АПК наиболее целесообразным направлением является использование гидродинамического способа (с интенсификацией процесса нагревом очищающего раствора и применением современных биоразлагаемых очищающих средств), как высокопроизводительного, обеспечивающего удаление различных групп загрязнений и достижение требуемого качества очистки.

Анализ выпускаемого современного оборудования показал, что перспективные технологические решения очистки трубопроводов должны быть основаны на использовании мониторных моечных машин высокого давления со специальными насадками, позволяющими формировать струи очищающего раствора требуемой формы и размера.

В связи с необходимостью совершенствования технологического процесса очистки трубопроводов на перерабатывающих предприятиях АПК в работе поставлены следующие задачи:

1. Разработать математическую модель ресурсосберегающего процесса очистки технологических трубопроводов мониторными моечными машинами высокого давления.

2. Провести моделирование процесса удаления загрязнений с рабочих поверхностей трубопроводов в лабораторных условиях и выявить факторы, влияющие на качество очистки.

3. Разработать технологический процесс очистки трубопроводов мо-ниторными моечными машинами, обосновать типоразмер, основные параметры и режимы работы моечной машины.

4. Провести опытно-производственную проверку и технико-экономическую оценку результатов исследования.

Вторая глава «Программа и методика исследований» включает комплекс теоретических и экспериментальных (в лабораторных и производственных условиях) исследований, в том числе: изучение типов загрязнений и их связи с очищаемой поверхностью; обоснование способа очистки и типоразмера моечной машины; разработку и изготовление экспериментальной установки для моделирования процесса очистки; исследование струй жидкости, формируемых специальными насадками (проходной, ротационный, щелевой); изучение методов оценки степени чистоты поверхности; разработку математической модели и установление влияния основных параметров процесса на качество очистки; разработку технологического процесса очистки трубопроводов применительно к реальному процессу переработки продукции на малотоннажных молокопере-рабатывающих предприятиях; опытно-производственную проверку и технико-экономическую оценку результатов исследования.

Изложены методики экспериментальных исследований, расчёта количества наблюдений и обработки данных по методу многофакторного корреляционно-регрессионного анализа.

Третья глава «Теоретическое обоснование параметров процесса очистки рабочих поверхностей технологических трубопроводов» посвящена изучению основных показателей, влияющих на качество процесса очистки. Процесс рассматривается в виде сложной системы (рис. 1), состоящей из трех основных групп факторов, характеризующих технологические трубопроводы (1 группа), эксплуатационные загрязнения рабочих поверхностей (2 группа) и параметры процесса очистки, реализуемого моечными машинами высокого давления со специальными насадками и очищающими растворами (3 группа). Исследование проводилось методом моделирования, в основном на загрязнениях транспортных молоко-проводов, и включало разработку содержательного описания, формализованной схемы и математической модели процесса.

Формализация процесса накопления и удаления загрязнений выполнялась по теоретическим положениям Дарси-Вейсбаха, Рейнольдса, Сто-кса, ЗимонаАД, Тельнова Н.Ф. Установлено, что основным фактором, препятствующим очистке и транспортированию загрязнений с рабочих поверхностей, являются адгезионно-когезионнные силы загрязнений (Ракс) и достижение требуемого качества очистки (К) требует приложения значительных интенсифицирующих воздействий.

При использовании моечных машин качество очистки обуславливает ся результирующим вектором (М,) воздействия 3-х основных факторов: гидродинамического - М,, термического - М2, химического - М3:

Гидродинамическое воздействие (М,) можно представить:

где Рх - сила гидродинамического удара струи о загрязнения, зависящая от расстояния (х) до очищаемой поверхности, Н.

Основное условие гидродинамической очистки:

(3)

Р_тт

> Р

Х - г»ге •

где - наименьшая из адгезионно-когезионных сил характеризующих группу загрязнений, Н.

В зависимости от группы загрязнений (рис. 2) адгезионно-когезион-ные силы могут изменяться в широком диапазоне - от 0,1 до 100 Н. В тоже время максимальная сила удара струи (зона 1) ограничена конст-

руктивными параметрами моечной машины, поэтому для достяжения требуемого качества очистки необходимо использовать дополнительные средства, интенсифицирующие процесс очистки (зона 2).

Рис. 2. Влияние силы удара струи на качество очистки: I - адгезионно-связанные, II • поверхностно адсорбционно-связанные, III - прочно (глубинно) связанные загрязнения

Выявлено, что сила удара струи (Рх, Н) изменяется не только в зависимости от расстояния до очищаемой поверхности (х, м); средней скорости жидкости при встрече с очищаемой поверхностью (Vx, м/с); секундной массы жидкости (т, кг/с); угла встречи струи с поверхностью (а, °), но и от угла (р, °) между касательной к очищаемой поверхности (на границе пятна контакта) и осью струи, который характеризует кривизну очищаемой поверхности. При воздействии на рабочую поверхность (рис. 3) эффективность силы удара струи (Кэ) по сравнению с плоской поверхностью возрастает в (1+cosp) раз, а её величина теоретически стремится к 2.

Плоская поверхность Криволинейная поверхность

Рис. 3. Зависимость силы удара струи от её наклона и формы очищаемой поверхности

Чтобы найти коэффициент эффективности воспользуемся данными гидродинамики об обратной пропорциональности между силой удара струи и расстоянием от начала струи до очищаемой поверхности. С учетом реальных геометрических размеров трубопровода и насадка (рис. 4) величину К, можно определить

где L - среднее расстояние от начала струи до плоской поверхности развёртки трубопровода, м; R, г - радиусы трубопровода и насадка, м; в - показатель степени падения скорости струи (1 ...5).

Рис. 4. Схема к расчёту коэффициента эффективности силы удара струи Среднее расстояние от начала струи до плоской развертки трубопро-

где Ri - радиус инерции развёртки элементарного кольца трубопровода с шириной равной диаметру струи, м.

Радиус вычисляется по прямоугольнику шириной И и длиной Ь:

' V 12

, м.

(6)

Учитывая, что диаметр струи значительно меньше диаметра трубопровода, величиной можно пренебречь:

Откуда

Подставив формулу (8) в формулу (4), получим:

Для очистки трубопроводов обоснованы и рекомендованы три типа струй (табл. 1) - кинжальная, веерная и ротационно-точечная, реализуемые соответствующими насадками - проходным, щелевым и ротационным. Изменение силы удара струи (Рх) обуславливается расстоянием до очищаемой поверхности (х) и параметрами насадка (А и а - степень аэрации струи при выходе из насадка и у очищаемой поверхности).

Изменение силы удара струи в зависимости от типа насадка (О и расстояния до очищаемой поверхности (х) определяется:

Х| а, + х В случае, когдах-> min,те. а-*А:

_ 100 • А,.%

* \ .

(10)

(11)

А, + х 9

где А, - конструктивный параметр используемого иго насадка. Параметр насадка с учётом силы удара струи и заданного расстояния (х) определяется:

Термическое воздействие (М2) на загрязнения трубопроводов струями высокого давления подогретыми до температуры 20... 155 0С позволяет существенно улучшить качество очистки. В результате теплового воздействия уменьшаются суммарные адгезинно-когезионных силы загрязнений, происходит тепловая деформация, повышается скорость реакции омыления жиров. Переход загрязнений из твёрдого состояния в жидкое (изменение агрегатного состояния) при повышении температуры очищающей жидкости показан на рис. 5 на примере свежего молочного жира с температурой плавления 27...34 °С и температурой застывания 17...21 °С.

Рис. 5. Схема изменения суммарных адгезионно-когезионных сил (Р<<с) при повышении температуры (^ очищающей жидкости (К, А - точки фазового перехода загрязнений)

Химическое воздействие (М3) очищающих средств является неотъемлемой частью технологического процесса очистки трубопроводов. Взаимодействуя с загрязнениями они снижают силу поверхностного натяжения на очищаемой поверхности, обеспечивают расклинивающее воздействие между очищаемой поверхностью и загрязнением, образуют легкос-мываемые эмульсии. В современных условиях наиболее целесообразно использовать безопасные для окружающей среды биоразлагаемые очищающие средства типа: МСЖ, Кемакс, Ребаунд.

Как показало проведенное исследование отдельные элементы системы очистки трубопроводов описываются сложными аналитическими, графическими и другими зависимостями, причем не всегда однозначными, но результирующий показатель (качество очистки) - не поддается

строгому математическому описанию. И сколько бы ни дифференцировать процесс, адекватность его математической интерпретации не усиливается. Поэтому в качестве метода получения математической модели, отражающей зависимость качества очистки трубопроводов от многочисленных факторов, принят метод «черного ящика». При оценке качества очистки изучались следующие факторы:

Для раскрытия неопределенности использовался метод многофакторного корреляционно-регрессионного анализа с определенными допущениями и ограничениями.

В четвертой главе «Результаты и анализ исследований» на основании теоретических и экспериментальных (в лабораторных и производственных условиях) исследований приведены результаты изучения процесса воздействия гидродинамических струй очищающего раствора на эффективность удаления модельных и эксплуатационных загрязнений технологических трубопроводов. Очистка проводилась с помощью мони-торных моечных машин высокого давления моделей ОМ-25028М, ОМ-35447, КМпе11-453НЕ, параметры которых (рабочее давление -100... 160 бар, производительность - 450... 1100 л/ч) соответствовали типоразмерам рекомендуемого параметрического ряда. Требуемая степень чистоты поверхности обеспечивалась комплексным механическим и физико-химическим воздействием на загрязнения мелкодисперсных струй очищающего раствора (рис. 6), формируемых специальными насадками к машинам.

12 3 4

Рис. 6. Схема процесса очистки трубопровода струями высокого давления: 1 - очищаемый трубопровод, 2 - насадок, 3 - струи очищающего раствора, 4 - рукав высокого давления; Рх - сила удара струи <(РХ<; и РЛ- нормальная и касательная составляющие силы)

В режиме «холостого хода» насадок самостоятельно продвигается вперед, отталкиваясь от поверхности трубопровода под действием реактивных сил струи. Одновременно воздействие касательных составляющих (Рй) сил удара нагретых струй очищающего раствора обеспечивает скалывание и измельчение загрязнений, изменение их реологических свойств и частичное омыление. В режиме «рабочего хода» рукав высоко-

го давления вместе с насадком вытаскивают из трубопровода. Во время принудительного перемещения рукава скопившиеся загрязнения в виде эмульсии, суспензии транспортируются по трубопроводу под действием нормальной составляющей (РХз) силы удара струи (Рх).

Установлено, что сила удара струи зависит от типа насадка, давления развиваемого насосом моечной машины и диаметра очищаемого трубопровода. На рис. 7 показано влияние величины давления (Р) на нормальные (Р^) и касательные (РХ;) составляющие силы удара струи (Рх) при очистке трубопровода диаметром 100 мм.

100 но 120 130 140 ISO р.бар 100 1,0 110 "О 140 150 р.бар

а б

Рис. 7. Зависимость нормальных и касательных составляющих силы

удара струи от давления развиваемого насосом моечной машины: а - моечная машина ОМ-35477, б - моечная машина Klinett - 453HE;

нормальные силы (PxJ; -Д- - касательные силы (Рх,); - проходной насадок, _ _ - ротационный насадок,

В результате проведенных экспериментов было подтверждено теоретическое положение об интенсификации гидродинамического воздействия струй при очистке криволинейных поверхностей и определены числовые значения коэффициента эффективности Kg (формула 9), учитывающего степень кривизны поверхности. Для трубопроводов диаметром от 38 до 150 мм величина коэффициента составляет 1,36...1,20.

При проведении экспериментов качество очистки определялось визуальным и весовым способами с использованием видеодиагностического комплекса KD-200M; эндоскопа модели ТЭ1М; люминесцентного анализа, основанного на ультрафиолетовом (УФ) облучении контрольных вставок, установленных в продуктопровод ультрахимоскопом модели КД-ЗЗЛ (с длиной волны 300...400 нм) и взвешивании их на весах ВЛР-1. Качество очистки устанавливали по разработанной методике визуальной оценки степени чистоты трубопроводов, в основу которой положена разработанная ГОСНИТИ 10-и балльная система оценки чистоты металлических поверхностей сельскохозяйственной техники. Для оценки чистоты рабочих поверхностей рекомендована 10-и балльная шкала, в кото-

рой количеству остаточных загрязнений соответствует определенное количество баллов.

Для повышения качества очистки разработан и изготовлен новый тип насадка - щелевой (модель ОМ-28130), обеспечивающий равномерное распределение струй. Экспериментальные исследования выполненные с тремя типами насадков при удалении загрязнений различных групп и видов показали, что формируемые насадками струи имеют различные площади контакта с очищаемой поверхностью и «слепых зон» (табл. 3).

Таблица 3

Влияние типа насадка на качество очистки

Тип насадка Внешний вид насадка и струй Площадь контакта струи с загрязнением, % Вид остаточных загрязнений на контрольных вставках под УФ облучением Качество очистки, балл

Проходной 35...80 7...8

№

Ротационный 95 ..100 ММ 8...9

Щелевой ОМ-28130 аз 100 ша 9...10

Установлено, что наилучшей очищающей способностью обладают ротационный и щелевой насадки, которые имеют наибольшую площадь контакта струи с поверхностью и наименьшее количество «слепых зон». Поэтому при очистке продуктопроводов целесообразно использовать ротационный (при температуре очищающего раствора до 80 °С) или щелевой (ОМ-28130), а для очистки канализационных систем - проходной.

Определены числовые значения конструктивных параметров насадков (А), характеризующие степень аэрации струи (формула 11): проходной - 283,3, ротационный - 136,6 и щелевой - 50,2.

В результате изучения комплексного воздействия трех групп факторов на результирующий показатель, получены статистические данные (табл. 4), характеризующие процесс очистки рабочих поверхностей трубопроводов моечными машинами высокого давления.

Таблица 4

Статистическая оценка факторов, влияющих на чистоту рабочих поверхностей трубоп роводов

Наименование факторов Ед Параметры распределения

и результирующего изме- Размах Среднее Средне- Коэф-

показателя рения выборки. значение, квадра- фици-

X ...X тическое ент

х, или у. отклоне- вариа-

ние, а«. ции, V*,

1 группа факторов

Внутренний диаметр, d мм 38.. 150 83,57 29,65 0,35

Шероховатость, 6 мкм 6...200 82,14 69,36 0,84

Уклон трубопровода, i sin |а| 0,01... 0,70 0,13 0,13 1,00

2 группа факторов

Степень загрязнения, ip % 4.. 45 16,93 11,70 0,69

Плотность загрязнений, р г/см5 0,5 .2,0 1,36 0,46 0,34

3 группа фактороз

Расход, я л/ч 450... 1100 678,57 207,02 0,30

Давление, Р бар 100.. 160 127,86 21,06 0,17

Температура раствора, ( •с 20...155 65,00 37,96 0,58

Концентрация

очищающего средства, с г/л 3 ..15 7,50 2,8 0,37

Поступательная скорость

движения насадка внутри см/мин 50... 175 127,14 34,42 0,27

трубопровода, V

Результирующий показатель (К)

Качество очистки балл 5...10 7,68 1,36 0,18

Полученные статистические данные были обработаны на персональном компьютере методом многофакторного корреляционно-регрессионного анализа с применением пакета прикладных программ "SPSS 11", "Statistica 6.0". В результате получена математическая модель процесса очистки технологических трубо-проводов:

К = 7,34 - 0,021 • d - 0,037- 8 + 0,022 • i + 0,043 • <p -1,506 • р + + 0,057- Р + 0,0003 ■ q + 0,028 • t + 0,227 • с - 0,0093- v, балл. (14)

Математическая модель процесса очистки характеризуется средней относительной ошибкой - 7,1 %; коэффициентом множественной корре-

ляции - 0,82; коэффициентом детерминации - 0,67. На долю неучтенных факторов приходится 33,3 % от теоретически возможных. Адекватность полученной модели по критерию Фишера при (РАСМ - 3,4, FTa6jl -2,4, доверительной вероятности - 0,95 и степенях свободы f, -10, f2 -17) показала соответствие процесса принятым условиям.

Установлено, что наибольшее влияние на качество очистки оказывают параметры процесса (3-я группа факторов) - 41,1 %, в том числе давление, развиваемое моечной машиной - 24,4 %; затем 1-я группа факторов -16,2 % и 2-я группа факторов - 9,4 %.

Для очистки трубопроводов перерабатывающих предприятий АПК от эксплуатационных загрязнений (L.III групп) обоснован параметрический ряд из трех типоразмеров серийно выпускаемых моечных машин (рис. 8) с рабочим давлением соответственно: №1 - 190 бар, №2 - 160 бар, №3-110 бар.

I

И

=> 2,0 А г-

'J _

S 5

9 =

о о

Рис. 8. Схема к обоснованию параметрического ряда моечных машин высокого давления: А - производительность при удалении загрязнений I, II групп; Б - производительность при удалении загрязнений III группы

Определен максимальный диаметр очищаемого трубопровода (при условии достижения требуемого качества очистки): №1 - до 150 мм, №2 - до 100 мм, №3 - до 50 мм.

В пятой главе «Опытно-производственная проверка и технико-экономическая оценка результатов работы» на основании результатов исследований разработан технологический процесс очистки трубопроводов мониторными моечными машинами высокого давления. В ходе опытно-производственной проверки на предприятиях АПК проведена его корректировка и оптимизация. В качестве критерия принято достижение требуемой степени чистоты поверхности при условии максимального ресурсосбережения.

А 2 Б ч t ' Г,

Л 3 "у- ' 7\

1 75 100 1 1. « . 10 125 150 1 ЛИ 4-»- ;0 175 1» ■Yül •«->

Давление моечной машины, бяр

Внедрение нового технологического процесса проводилось на малотоннажных молокоперерабатывающих предприятиях г Москвы, Московской и Рязанской областей - ВСТИСП, СЗАО «Ленинское», АООТ «Рязмо-локо» при удалении загрязнений из транспортных продуктопроводов и систем производственной канализации (рис 9)

До очистки После очистки

Рис. 9. Вид рабочей поверхности трубопровода производственной канализации на СЗАО «Ленинское» (контроль качества очистки выполнен с помощью видеодиагностического комплекса)

Использование предложенного процесса позволило повысить производительность труда - до 7 раз, уменьшить расход воды - до 10 раз, электроэнергии - до 11 раз, очищающих средств - до 5 раз

Расчет экономической эффективности проводился с применением программного обеспечения «Ресурсная смета» и сметных норм (МТСН 81-98) Годовой экономический эффект от использования нового технологического процесса очистки трубопроводов составил в среднем на 1 погонный метр трубопровода - 75,6 руб

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. На малотоннажных перерабатывающих предприятиях АПК рекомендуется использовать моечные машины высокого давления с набором дополнительных аксессуаров, специальных насадков и очищающих средств, что позволит механизировать процесс удаления разнообразных видов загрязнений (I. Ill групп) с наружных и внутренних поверхностей оборудования (включая технологические трубопроводы), обеспечить высокое качество очистки, экономию материальных и трудовых ресурсов и поддерживать предприятие в требуемом санитарном состоянии

2. Особенность процесса очистки трубопроводов - необходимость не только удаления с рабочих поверхностей загрязнений, но и транспортирования их из полости трубопровода При использовании моечных машин высокого давления процесс очистки реализуется комплексным механическим и физико-химическим воздействием на загрязнения высоконапор-

ных (до 190 бар) мелкодисперсных струй нагретого очищающего раствора требуемой формы и размера, формируемых специальными насадками, перемещающимися в трубопроводе под действием реактивных сил.

3. На основании проведённых (в экспериментальных и производственных условиях) исследований выявлены и определены числовые значения многочисленных факторов, влияющих на качество очистки. Факторы выделены в три основные группы, характеризующие: 1-я группа - конструктивные особенности трубопроводов (диаметр - 38... 150 мм, шероховатость - 6...200 мкм, уклон - 0,1 ...45 °); 2-я группа - свойства загрязнений (плотность - 0,5...2,0 г/см3, степень загрязнённости по поперечному сечению - 4...45 %); 3-я группа - показатели процесса очистки (давление -100... 160 бар, производительность насоса - 450...1100 л/ч, поступательная скорость движения насадка - 0,5...1,8 м/мин, концентрация очищающих средств - 3...15 г/л, температура раствора - 20... 155 °С).

4. Разработана математическая модель процесса очистки рабочих поверхностей трубопроводов, представленная в виде сложной системы, основной результирующий показатель которой - качество очистки (К) обусловливается совокупностью воздействия трех групп факторов. Для исследования взаимосвязей составляющих системы использован метод многофакторного корреляционно-регрессионного анализа.

Между качеством очистки и исследуемыми факторами выявлена тесная взаимосвязь: коэффициент множественной корреляции составил 0,82, коэффициент детерминации - 0,67, средняя относительная ошибка не превысила 7,1 %. При этом среди исследуемых групп факторов наибольшее влияние на качество очистки оказывает 3-я - 41,1 %, затем последовательно 1-я - 16,2 % и 2-я - 9,4 %, остальные - 33,3 % относятся к неучтенным от теоретически возможных.

Адекватность модели реальному процессу оценивалась по критерию Фишера и показала соответствие принятым условиям с доверительной вероятностью - 0,95.

5. Разработан и изготовлен новый тип насадка - щелевой (модель ОМ-28130), отличающийся наличием конической концентрической регулируемой щели, обеспечивающей одновременное равномерное распределение струй, что позволяет повысить качество очистки, избежать «слепых зон» при удалении из продукто про водов специфических загрязнений, например молочной пленки, белково-жировых отложений и др. По сравнению с ротационным насадком предложенная модель отличается низкой стоимостью, простотой в изготовлении и обслуживании, отсутствием ограничений по температуре используемого очищающего раствора.

6. Исследовано три типа специальных насадков и в зависимости от требуемой степени чистоты рабочих поверхностей технологических трубопроводов определены области их использования. Установлено, что наилучшей очищающей способностью обладают ротационный и щелевой насадки, которые имеют наибольшую площадь контакта струи с поверхностью - 95... 100 % и наименьшее количество «слепых зон» (5...0 %).

При очистке продуктопроводов рекомендуется применять ротационный или щелевой насадки, позволяющие достичь чистоты поверхности 9... 10 баллов, систем производственной канализации - проходной (достигаемая степень чистоты - не ниже 7 баллов).

7. Обосновано влияние формы очищаемой поверхности на силу удара струи жидкости (Рх): при очистке криволинейных рабочих поверхностей трубопроводов эффективность (К3) силы удара (по сравнению с плоской поверхностью) возрастает Кэ * 1,20...1,36. Установлены эмпирические зависимости силы удара струи (Рх) от типа и конструктивных параметров насадков (А) - 283,3...50,2, характеризующих степень аэрации струи у очищаемой поверхности.

8. Для удаления загрязнений из трубопроводов обоснован и рекомендован параметрический ряд, охватывающий три типоразмера отечественных и зарубежных серийно выпускаемых моечных машин высокого давления:

9. Разработан новый высокоэффективный процесс гидродинамической очистки рабочих поверхностей трубопроводов перерабатывающих предприятий АПК, позволяющий обеспечить требуемую степень чистоты поверхностей, сохранить качество производимой продукции при снижении продолжительности и трудоёмкости работ в 3...5 раз.

10. Экономический эффект от внедрения разработанного технологического процесса достигается за счёт повышения производительности труда - до 7 раз; экономии: воды - до 10 раз, электроэнергии - до 11 раз, очищающих средств - до 5 раз, при этом обеспечивается требуемое качество очистки. Величина годового экономического эффекта, полученного при очистке технологических тр-бопроводов молокоперерабаты-вающих предприятий АООТ «Рязмолоко», ВСТИСП, СЗАО «Ленинское» составила в среднем - 75,6 руб. на 1 погонный метр эксплуатируемого трубопровода.

Основные положения диссертации изложены в следующих работах:

1. Петрищев Н.А. Технологический процесс очистки трубопроводов мониторными моечными машинами высокого давления на предприятиях АПК. - М.: ГОСНИТИ, 2003. - 32 с.

2. Петрищев Н.А. Использование мониторных моечных машин высокого давления в АПК для очистки технологических трубопроводов: Тез. докл. международ, науч.-технич. конф. «Научные проблемы и перспективы развития ремонта, обслуживания машин и восстановления деталей». - М.: ГОСНИТИ, 2003. - С. 67-68.

3. Петрищев Н.А. Теоретическое обоснование параметров очистки технологических трубопроводов на перерабатывающих предприятиях АПК. Очистка в ремонтно-обслуживающем производстве агропромышленного комплекса. Сб. науч. тр./МГАУ им. В.П. Горячкина /Отв. ред. Е.А. Пучин. - М.: ФГОУ ВПО МГАУ, 2003. - С. 118-126.

4. Петрищев Н.А. Расчет параметров очистки трубопроводов АПК /Диагностика, надежность и ремонт машин: Сб. науч. тр7МГАУ/Отв. ред. Е.А. Пучин. - М.: МГАУ, 2001, - С. 106-108.

5. Пучин Е.А., Петрищев Н.А. Очистка технологических трубопроводов. // Техника и оборудование для села. - 2000. №6. - С. 24.

6. Пучин Е.А., Петрищев НА, Станкунас А.В. Оценка факторов, влияющих на качество очистки трубопроводов: Тез. докл. межДунар. науч.-прак-тич. конф. «Наука и образование - возрождению сельского хозяйства России в XXI веке». - Брянск: Брянская ГСХА, -2000. - С. 449-450.

7. Пучин Е.А., Петрищев НА Очистка технологических трубопроводов АПК: Тез. докл. международ, науч.-практич. конф. «Инженерно-техническое обеспечение АПК и машинно-технологических станций в условиях реформирования», (т. 2). - Орел, ОрелГАУ, 2000. - С. 37-40.

8. Пучин Е.А., Лебедев СМ., Петрищев Н.А. и др. Очистка деталей, сборочных единиц и машин. Методическое указание по выполнению лабораторной работы. - М.: МГАУ, 2000, -15 с.

9. Пучин Е.А., Петрищев Н.А. Моечная машина ОМ-28025М. // МТС -1998. - №6, - С. 46-47.

Подписано в печать 20 02 2004 г. Печать офсетная. Гарнитура "Ариэль". Формат 60x84/16. Объем 1,0 п л. Тираж 100 экз Заказ 614.

ГОСНИТИ

109428, Москва, 1-й Институтский пр., д. 1.

» - 500 6

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ

ИССЛЕДОВАНИЯ;.

1.1. Основные сведенья о технологических трубопроводах АПК.

1.2. Описание процесса накопления загрязнений.

1.3. Требования к очистке технологических трубопроводов.

1.4. Анализ существующих способов и оборудования для очистки трубопроводов.

1.4.1. Механические способы очистки.

1.4.2. Гидродинамические способы очистки.

1.5. Задачи исследования.

ГЛАВА 2. ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ.

2.1. Программа исследований.

2.2. Общая методика исследований.

2.3. Методика экспериментальных исследований.

2.3.1.Экспериментальная установка и оборудование для физического моделирования процесса очистки рабочих поверхностей трубопроводов.

2.3.2. Методика определения характеристик трубопроводов и моделирования загрязнений.

2.3.3. Методика определения текущих значений технологических параметров очистки.

2.3.4. Методика определения качества очистки.

2.3.5. Методика построения и оценки корреляционных зависимостей.

2.3.6. Методика опытно-производственной проверки результатов исследования.

ГЛАВА 3. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ ПРОЦЕССА ОЧИСТКИ РАБОЧИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ТРУБОПРОВОДОВ.

3.1. Содержательное описание процесса.

3.1.1. Продуктопроводы, как средства транспортирования.

3.1.2. Характеристика загрязнений рабочих поверхностей трубопроводов.

3.1.3. Основные факторы, влияющие на эффективность очистки.

3.2. Формализация процесса очистки трубопроводов.

3.3. Математическая модель процесса очистки трубопроводов.

3.4. Допущения и ограничения, принятые при разработке и реализации математической модели.

ГЛАВА 4. РЕЗУЛЬТАТЫ И АНАЛИЗ ИССЛЕДОВАНИЙ.

4.1. Результаты физического моделирования процесса очистки трубопроводов.

4.2. Анализ парных взаимодействий факторов на качество очистки.

4.3. Математическая модель процесса очистки трубопроводов и ее оценка.

4.4. Зависимости для расчета параметров очистки трубопроводов.

4.5. Обоснование типоразмеров мониторных моечных машин для очистки трубопроводов.

ГЛАВА 5. ОПЫТНО-ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ ПРОВЕРКА И

ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ.

5.1. Технологический процесс очистки трубопроводов мониторными моечными машинами высокого давления.

5.2. Результаты производственной проверки работы и её технико-экономическая оценка.

Функционирование технологических процессов на перерабатывающих • предприятиях агропромышленного комплекса (АПК) и объектов окружающей инфраструктуры связано с использованием жидкостей, эмульсий, суспензий, и их транспортированием по отводящим коммуникациям, к которым относятся технологические трубопроводы - транспортные продуктопроводы и производственная канализация. Эксплуатация трубопроводов сопряжена с накоплением загрязнений на рабочих поверхностях, что оказывает отрицательное воздействие на протекание технологических процессов в животноводстве, качество производства продуктов питания, выполнение операций технического обслуживания и ремонта оборудования.

Анализ отечественных и зарубежных исследований [1.9] и практический опыт эксплуатации показывают, что существующие методы удаления загрязнений из трубопроводов, такие как циркуляционная очистка продуктопро-водов не всегда обеспечивает требуемое качество чистоты поверхности вследствие слабой (Re<30000) турбулентности, низкой температуры (менее 77 °С) потока очищающей жидкости. Поэтому необходима дополнительная периодическая (не реже одного раза в неделю) разборка и очистка их вручную с помощью щеток и ершей, так как остатки загрязнений являются источником возникновения и питательной средой для развития болезнетворных микроорганизмов, очагами повышения кислотности и появление пороков-переработанной молочной продукции [10. .15]. Величина затрат на операции по разборке и очистки на моло-коперерабатывающих предприятиях достигают 20.30 % от общей трудоёмкости обслуживания, поэтому этими операциями зачастую пренебрегают, что приводит к ухудшению качества молочных продуктов - кефира, стерилизованного Ш'' молока, йогурта, сметаны и др.

Второй проблемой перерабатывающих предприятий АПК является отсутствие высокоэффективных ресурсосберегающих технологий профилактической очистки систем производственной канализации от эксплуатационных загрязнений и, как следствие — большое количество (10.30 в год) аварий (засоров). Для их устранения применяют низкопроизводительные механические способы очистки (тросы, спирали), восстанавливающие пропускное сечение эксплуатируемого трубопровода лишь на 20.50 %. Такая ситуация нарушает проектные характеристики канализационной системы, приводит к задержке, а иногда и к срыву технологических циклов переработки, низкому санитарному состоянию всего перерабатывающего предприятия.

Очистка поверхностей от загрязнений является сложной задачей, успешное решение которой возможно лишь на основе глубоких научных исследований: Улучшение качества очистки, высокая эффективность и экономичность возможны при всестороннем изучении этого процесса. С рассматриваемой точки зрения существенное значение имеет определение степени загрязнённости (чистота поверхности), выбор метода очистки и вида очищающего средства, его концентрации, величина давления очищающего раствора, а также разнообраз-щ. ные факторы, определяющие конструктивные и геометрические особенности поверхностей, подвергаемых очистке.

В настоящее время наиболее качественным и эффективным способом удаления загрязнений является гидродинамический, реализуемый моечными машинами высокого давления [ 16. .21]. Многочисленные отечественные исследования ГНУ ГОСНИТИ; ФГОУ ВПО МГАУ им. В.П. Горячкина, РГАЗУ и других организаций [17, 22, 23, 24], а также опыт зарубежных страншоказали, что проблема качественной очистки наружных поверхностей машин, оборудования при техническом сервисе, уборке производственных помещений-и др. успешно решается с помощью мониторных моечных машин высокого давления в сочетании с биоразлагаемыми очищающими средствами.

На сегодняшний день зарубежные и отечественные предприятия выпус

• кают широкую номенклатуру моечных машин высокого давления, отличающихся по типоразмеру; основным показателям — развиваемое давление -100.200 бар, производительность насоса - 0,4. 1,3 м3/ч, мощность привода -1,2.8 кВт, нагрев воды - 80. 155 °С; количеству и ассортименту дополнительного оборудования и приспособлений. В комплект аксессуаров к большинству моечных машин входит гибкий шланг со специальным насадком позволяющим удалять загрязнения из вентиляционных систем, гофрированных рукавов, раз-• i нообразных трубопроводов. Однако, технологические и практические рекомендации по его применению отсутствуют, что не позволяет эффективно использовать моечные машины, сдерживает внедрение на предприятиях АПК прогрессивных технологических процессов очистки оборудования.

Основная особенность очистки трубопроводов - необходимость не только очистки рабочих поверхностей, но и удаления загрязнений из полости трубопровода. Процесс очистки реализуется комплексным механическим и физико-химическим воздействием на загрязнения; высоконапорных мелкодисперсных струй нагретого очищающего раствора требуемой формы и размера, формируемых специальными насадками к моечным машинам, перемещающимся в трубопроводе под действием реактивных сил. Струи размывают,. разбивают, ( измельчают загрязнения и перемещают их по трубопроводу. При обратном ходе насадка загрязнения удаляются из полости.трубопровода.

Внедрение нового ресурсосберегающего процесса очистки технологических трубопроводов на предприятиях АПК позволит достичь требуемой степени чистоты рабочих поверхностей и обеспечить сохранность качества производимой продукции; повысить производительность, культуру труда и санитарное состояние предприятия, расширить сферу использования. моечных машин высокого давления.

В основу рабочей гипотезы положен поиск и выявление возможности повышения качества очистки рабочих поверхностей трубопроводов путём использования мониторных моечных машин ? высокого давления i с набором специальных насадков.

•> Целью исследования является разработка технологического процесса очистки рабочих поверхностей трубопроводов перерабатывающих предприятий АПК моечными машинами высокого давления, обеспечивающего повышение качества очистки при снижении затрат и трудоёмкости работ.

Научная новизна работы заключается в установлении закономерностей гидродинамического воздействия высоконапорных мелкодисперсных струй * очищающего раствора на рабочие поверхности технологических трубопроводов; разработке математической модели процесса удаления загрязнений моечными машинами высокого давления, учитывающей комплексное воздействие на качество очистки трёх основных групп факторов — параметров процесса очистки, свойств загрязнений и показателей трубопроводов.

Объектами исследования являются технологические трубопроводы малотоннажных молокоперерабатывающих предприятий (транспортные продукто-проводы, производственная канализация), эксплуатационные загрязнения, моечные машины высокого давления со специальными насадками и очищающие средства.

Реализация результатов исследований. Основные результаты исследова-^ ния внедрены на предприятиях АПК: АООТ «Рязмолоко», ВСТИСП,

СЗАО «Ленинское», ГУЛ НИИЖБ, включены в методические рекомендации по изучению курса «Технический сервис машин и оборудования в АПК» в ФГОУ ВПО МГАУ им. В.П. Горячкина, ОрелГАУ и других ВУЗах страны.

Апробация работы. Основные положения и результаты исследования доложены, обсуждены и одобрены на научно-технических конференциях ГНУ ГОСНИТИ; ФГОУ ВПО МГАУ им. В.П. Горячкина, ОрелГАУ, Брянской ГСХА в 1998.2003 гг.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. На малотоннажных перерабатывающих предприятиях АПК рекомендуется использовать моечные машины высокого давления с набором дополнительных аксессуаров, специальных насадков и очищающих средств, что позволит механизировать процесс удаления, разнообразных видов загрязнений (I.III групп) с наружных и внутренних поверхностей оборудования (включая: технологические трубопроводы); обеспечить высокое качество очистки, экономию материальных и трудовых ресурсов и поддерживать предприятие в требуемом санитарном состоянии.

2. Особенность процесса очистки трубопроводов — необходимость не только удаления с рабочих поверхностей загрязнений, но и транспортирования их из полости трубопровода. При использовании моечных машин высокого давления процесс очистки реализуется комплексным механическим и физико-химическим воздействием на загрязнения высоконапорных (до 190 бар) мелкодисперсных струй нагретого очищающего раствора требуемой формы и размера, формируемых специальными насадками, перемещающимися в трубопроводе под действием реактивных сил.

3; На основании проведённых (в экспериментальных и производственных условиях) исследований выявлены и определены числовые значения многочисленных факторов, влияющих на качество очистки. Факторы выделены в три основные группы, характеризующие: 1-я группа - конструктивные особенности трубопроводов (диаметр - 38. 150 мм, шероховатость — 6.200 мкм, уклон - 0Д.45 °); 2-я группа - свойства загрязнений (плотность - 0,5.2,0 г/см3, степень загрязнённости по поперечному сечению - А\. .45 %); 3-я группа - показатели процесса очистки (давление - 100. .160 бар, производительность насоса - 4501. .1100 л/ч, поступательная скорость движения насадка - 0,5. 1,8 м/мин, концентрация очищающих средств - 3. 15 г/л, температура раствора - 20.155 °С).

4. Разработана математическая модель процесса очистки рабочих поверхностей трубопроводов, представленная в виде сложной системы, основной результирующий показатель которой - качество очистки (К) обусловливается совокупностью воздействия трех групп факторов. Для исследования взаимосвязей составляющих системы использован метод многофакторного корреляционно-регрессионного анализа.

Между качеством очистки и исследуемыми факторами выявлена тесная взаимосвязь: коэффициент множественной корреляции составил 0,82, коэффициент детерминации - 0,67, средняя относительная ошибка не превысила 7,1 %. При этом среди исследуемых групп факторов наибольшее влияние на качество очистки оказывает 3-я - 41,1 %, затем последовательно 1-я - 16,2 % и 2-я — 9,4 %, остальные — 33,3 % относятся к неучтенным от теоретически возможных.

Адекватность модели реальному процессу оценивалась по критерию Фишера и показала соответствие принятым условиям с доверительной вероятностью—0,95.

5. Разработан и изготовлен новый тип насадка - щелевой (модель ОМ-28130), отличающийся наличием конической концентрической регулируемой щели, обеспечивающей одновременное равномерное распределение струй, что позволяет повысить качество очистки, избежать «слепых зон» при удалении из продуктопроводов специфических загрязнений, например молочной пленки, белково-жировых отложений и др. По сравнению с ротационным насадком предложенная модель отличается низкой стоимостью, простотой в изготовлении и обслуживании, отсутствием ограничений по температуре используемого очищающего раствора.

6. Исследовано три типа специальных насадков и в зависимости от требуемой степени чистоты рабочих поверхностей технологических трубопроводов определены области их использования. Установлено, что наилучшей очищающей способностью обладают ротационный и щелевой насадки, которые имеют наибольшую площадь контакта струи с поверхностью - 95. 100 % и наименьшее количество «слепых зон» (5.0 %).

При очистке продуктопроводов рекомендуется применять ротационный или щелевой насадки, позволяющие достичь чистоты поверхности 9. 10 баллов, систем производственной канализации - проходной (достигаемая степень чистоты - не ниже 7 баллов).

7. Обосновано влияние формы очищаемой поверхности на силу удара струи жидкости (Рх): при очистке криволинейных рабочих поверхностей трубопроводов эффективность (Кэ) силы удара (по сравнению с плоской поверхностью) возрастает Кэ « 1,20.1,36. Установлены эмпирические зависимости силы удара струи (Рх) от типа и конструктивных параметров насадков (А) - 283,3.50,2, характеризующих степень аэрации струи у очищаемой поверхности.

8. Для удаления загрязнений из трубопроводов обоснован и рекомендован 1 параметрический ряд, охватывающий три типоразмера отечественных и зарубежных серийно выпускаемых моечных машин высокого давления:

Рабочее давление, бар 110 160 190;

Диаметр трубопровода, мм 38.50 38.100 38.150

9. Разработан новый высокоэффективный процесс гидродинамической; очистки рабочих поверхностей трубопроводов перерабатывающих предприятий АПК, позволяющий>обеспечить требуемую степень чистоты поверхностей, сохранить качество производимой продукции при снижении продолжительности и трудоёмкости работ в 3.5 раз.

10. Экономический эффект от внедрения разработанного технологического процесса достигается за счёт повышения производительности труда - до 7 раз; экономии: воды - до 10 раз, электроэнергии - до 11 раз, очищающих средств - до 5 раз, при этом обеспечивается требуемое качество очистки. Величина годового экономического эффекта, полученного при очистке технологических трубопроводов молокоперерабатывающих предприятий АООТ «Ряз-молоко», ВСТИСП; СЗАО «Ленинское» составила в среднем - 75,6 руб. на 1 погонный метр эксплуатируемого трубопровода.

1. Рождественский В.Х. Разработка методов расчёта рабочих органов нового типа машин для прочистки канализационных сетей гидромеханическим способом. Сб. науч. трудов./ ВНИЭКИМ/ 1984. - Вып. 124. - с. 125-132.

2. Рабцф М. Очистка трубопроводов гидромеханическим методом //Джунаменто, 1975. - № 17, с. 34-37.

3. Шмаков Г.Н. Эксплуатация сетей водоотведения. М.: МИСИ, 1986. -423 с.

4. Балыгин В.В. Организация эксплуатации водопроводно-канализационного хозяйства. Новосибирск: Энергия, 1986, - 256 с.

5. Бошару Т. Особенности гидравлического расчёта бытовых сетей водоотведения с учётом изменения расхода сточных вод: Автореф. дис. канд. техн:. наук. С-П., 1999.-24 с.

6. Карюхина Т.А. Химия воды и микробиология: — М.: Стойиздат, 1986, -256 с.

7. Справочник по эксплуатации систем водоснабжения, канализации и газоснабжения. Под ред. Шифрина С.М., Л.: Стройиздат, 1981. - 399 с.

8. Евлевич А.З. Ошибки в эксплуатации водопроводов и канализации. — Л.: Издательство литературы по строительству, 1972. — 112 с.

9. Молоков М.В. Эксплуатация водопровода; и канализации в жилых домах.- Л.: Издательство литературы по строительству, 1971. — 265 с.

10. ГОСТ 13264. Молоко коровье. Требования при закупках. М.: Издательство стандартов, 1988.

11. Гигиена молока. Всемирная организация здравоохранения. Пер. с английского. — Женева, 1963. —141 с.

12. Дегтерев Г.П. Механизм очистки загрязнённых поверхностей молочного оборудования // Молочная промышленность. 1999. -№7. с. 35;.37.

13. Рекин A.M. Повышение санитарно-гигиенических показателей качества получаемого молока путём разработки технологии санитарной обработки доильного оборудования: Автореф. дис. канд. сельскохоз. наук. М., 2001. -21 с.

14. Брагина А.Е. Исследование циркуляционной мойки сложных молоко-проводов на животноводческих фермах: Автореф.дис.канд. сельскохоз. наук. Ростов на Дону, 1972. - 23 с.

15. Мор В. Мойка и дезинфекция в молочном деле. — М.: Пищепромиздат. 1957. 158 с.

16. Юдин В.М. Применение современных ресурсосберегающих технологий очистки машин и оборудования в сельском хозяйстве. М.: Информагротех, 1998.-48 с.

17. Дегтерев Г.П. Применение моющих средств. — М.: Колос, 1981. -201 с.

18. Дегтерев Г.П. Методические рекомендации по применению моюще-дезинфицирующих средств типа МСЖ. — М.: Типография ТСХА, 1989. — 27 с.

19. Farm Supply Alfa-Loval, P.O. Box. 39. S - 14700 Tumba Sweden.

20. Савченко В.И. Рекомендации по применению синтетических моющих средств для очистки ремонтируемых объектов. -М.: ЦНТИПиР, 1987. -12с.

21. Исследовать и разработать технологические основы применения мониторных моечных машин высокого давления: отчёт /ГОСНИТИ М.: ГОСНИТИ, 1997, - 73 с.

22. Садовский А.П. Очистка деталей гидравлическими струями при ремонте тракторов, автомобилей и сельскохозяйственных машин: Автореф. дис. канд. тех. наук. М., 1972. - 21 с.

23. Черноиванов В.И., Лосев В.Н., Быстрицая А.П: Очистка и мойка машин и оборудования. М.: ГОСНИТИ, 1998. - 99 с.

24. Иванов В.П. Основы ремонта машин. Новополоцк: ПГУ, 2000, -245 с.

25. Цой Ю.А. Молочные линии животноводческих ферм и комплексов. — М.: Колос, 1982. -239 с.

26. Зубков. Б.В. Трубопроводный транспорт. М.: Знание, 1967.- 198 с.

27. Клюев В.В. Водоснабжение и водоотведение. — М.: Машиностроение, 1964.-448 с.

28. Василенко А.И. Канализация. Киев: Вища школа, 1975. -206 с.

29. Буренин А.И. Канализация предприятий пищевой промышленности. — М.: ВЗИПП, 1985.-125 с.

30. Жуков А.И. Канализация промышленных предприятий. М.: Стройиз-дат, 1962.-234 с.

31. Цой Ю.А. Тенденции развития доильного оборудования. М.: Росинфор-магротех, 2000. -75 с.

32. Машошин B.JI. Исследование и разработка технологического процесса очистки сосковой резины доильных аппаратов: Автореф. дис. канд. тех. наук. — М., 2000.-21 с.

33. Краснокутский Ю.В. Машины и оборудование для получения цельномолочной продукции. М.: Росагропромиздат, 1990. - 63 с.

34. Артаментов А.Г. Совершенствование первичной обработки молока: — М.: Агропромиздат, 1990. 63 с.

35. Шварц М.Э. Средства очистки трубопроводов. М.: ЦНИИТЭМС, 1969. -40с.

36. Проспект фирмы ООО «Экомирт», 2001. 5 с.

37. Thomas О. Edwards. Pipe-line cleaner. Патент США №2289109.

38. Estel О. Wheaton. Method of cleaning pipe lines. Патент США № 2367946.

39. Проспект фирмы « Ридж ТУЛ», 2000. 42 с.

40. Проспект фирмы «Ротенбергер», 2001. 56 с.

41. Проспект фирмы «Керхер», 2002. — 48 с

42. Проспект фирмы «Вап», 1997. — 12 с.

43. Симудзу Т. Машина для промывки под давлением, промывка трубопроводов. //Хайкан гидсюдзу. 1976. - т. 18. №11. - С. 157-165.

44. Силиджяускас А. Мойка молочных шлангов // Zemesukis. 1986,- №10. -С. 24-26.

45. Вильвальд А.П. Исследование и разработка вихревого устройства для механизированного удаления осадка из городской канализационной сети: Ав-тореф. дис. канд. тех.наук. JI., 1982. - 24 с.

46. Кирсанов В.В. Как улучшить промывку молокопроводов доильных установок //Достижение науки и техники в АПК. 2000. - №6. - С. 34.

47. Галаов К.Н., Доронин Б.А. Повышение надёжности доильных установок: Сб. науч. тр. / Ставропольский сельскохозяйственный институт. — 1982. — Вып. 123. Т. 6.-С. 68-70.

48. Проспект фирмы «Доркомтехника», 2001. — 6 с.

49. Проспект фирмы « Водинстрой», 2002. 4 с.

50. Тельнов Н.Ф. Технология очистки сельскохозяйственной техники. — М.: Колос, 1983.-256 с.

51. Батищев А.Н. Направление развимтие ресурсосберегающих технологий при ремонте и ТО техники в современных условиях: Тез. докл. науч.-практич. конф. Орёл: ОрелГАУ,1998. С. 43-45.

52. Савченко В.И. Ресурсосберегающие технологии очистки сельскохозяйственной техники. М.: ВИПК Минсельхоза РФ, 1992. - 52 с.

53. Афанасенков Ю.И. Проектирование моечно-очисного оборудования авторемонтных предприятий, М.: Транспорт, 1987. - 231 с.

54. Козлов Ю.С. Очистка автомобилей при ремонте. М.:.Транспорт, 1981. -151с.

55. Универсальное средство для очистки //Automotor und Zubehor. 1972. -№7.-S. 342-348.

56. Кожемякин А.А. Исследование процессов струйной мойки грузовых ов-томобилей: Автореф. дис. канд. тех.наук. М., 1987. - 21 с.

57. Григорян Н.А. Технологические параметры струйной мойки деталей: Сб. науч. тр. / ГОСНИТИ, -Вып. №9,1958. С. 34-42.

58. Спринг С. Очистка поверхностей металлов. М.: Мир, 1966. 350 с.

59. Методика определения сопротивления трубопроводов с повышенной шероховатостью внутренней поверхности: отчёт / НИИКВОВ М.: НИИКВОВД976, - 87 с.

60. Бусленко Н.П. Моделирование сложных систем. М.: Наука, 1978. -399 с.

61. Соколова К.Ф. Сравнительная оценка средств для очистки и дезинфекции доильных аппаратов: Автореф. дис. канд. тех.наук. — М., 1965. 21 с.

62. Белявский Ю.Н. Индустриализация молочного скотоводства. М.: Рос-сельхозиздат, 1984. -383 с.

63. Правила машинного доения. М.: Колос, 1982. 30 с.

64. Дегтерев Г.П., Рекин A.M. Качество молока в зависимости от санитарного состояния молочного оборудования // Молочная промышленность. -2000. -№10. С. 23-26.

65. Кэмбл Дж. Р. Производство молока. М.: Колос, 1980. — 670 с.

66. Зайченко А.Н. Влияние нарушения правил машинного доения на потери молока // АПК: Наука, техника, практика; 1989. -№10, С. 28-3 Г.

67. Кузнецов М.А. Исследование средств и усовершенствование методов обработки доильного аппарата в целях получения микробиологически чистого молока: Автореф. дис. канд.тех.наук.-Волгода, 1970.-24 с.

68. Справочник по молочному делу. Под. ред. Чеботарёва А.И. М.: Колос, 1968.-335 с.

69. Гринова JI.П. Усовершенствование способов санитарной обработки доильных установок // Ветеринарная наука производству. 1983. - №21, -С. 167-171.

70. Уиттлстоун У .Г. Принципы машинного доения. М.: Колос, 1964. -197 с.

71. Тиняков Г.Г. Микроструктура молока и молочных продуктов. М.: Пищевая промышленность, 1972. — 123 с.

72. Кнооп Е.М. Изучение оболочек жировых шариков посредством электронного микроскопа: Тез. докл. XV международного конгресса по молочному делу. -М.: Пищепромиздат, 1961. 168 с.

73. Зацковский Я.С. Химия и физика молока и молочных продуктов. М.: Пищепромиздат, 1961.-244 с.

74. Фукс Г.И. Исследование в области физикохимии контактных взаимодействий. Уфа: Башкирское книжное издательство, 1971. — 227 с.

75. Зимон А.Д. Адгезия пыли и порошков. М.: Химия, 1976. - 431 с.

76. Беляев Н.М. Сопротивление материалов. М.: Физматгиз, 1965; - 423 с.

77. Воронков И.М. Курс теоретической механики. М;: Наука, 1966. - 352 с.

78. Венцель Е.С. Теория вероятностей, -М.: Наука, 1973; 368с.

79. Длин A.M. Математическая статистика в технике. -М.: Советская наука, 1958.-446 с.

80. Хемельблау Д. Анализ процессов статистическими методами. М.: Мир, 1973.-958 с.

81. Справочник по физике. Под. ред. Яворского Б.М. М.: Наука, 1980. -507 с.

82. Доронин Б.А. Исследование режимов очистки доильно-молочного оборудования и совершенствование технологических средств для их выполнения и контроля: Автореф. дис. канд. тех.наук. Ставрополь, 1982. - 23 с.

83. Проспект фирмы ООО «Кемелайн», 2001. 6 с.

84. Проспект фирмы ОАО «Экохиммаш», 2002. 15 с.

85. Пучин Е. А. Ультразвуковая очистка деталей при ремонте. М.: МГАУ, 2001.-11 с.

86. Черноиванов В.И., Лосев В.Н., Быстрицкая А.П. Мойка и очистка на предприятиях АПК. Типовые технологические карты. М.: ГОСНИТИ, 2001. -37 с.

87. Завьялов С.Н. Мойка автомобилей: Технология и оборудование. -М.: Транспорт, 1994. -176 с.

88. Проспект фирмы ОАО «НИИКВОВ», 2000. 6 с.

89. Хайкин В.П. Корреляция и статистическое моделирование в экономических расчетах. М.: Экономика, 1964. - 489 с.

90. Лукомский Я.Н. Теория корреляции и её применение к анализу производства. М.: Госстандарт, 1961. - 236 с.

91. Лопухов В.Л. Многофакторные корреляционные модели трудоёмкости и себестоимости изготовления машин. — Л.:197Г. — 265 с.

92. Дмитриев С.А. Мыла и новые моющие средства. АН СССР, 1953. 46с.

93. Тельнов Н.Ф. Электрохимическая мойка деталей // Техника в сельском хозяйстве. 1963. - №6. — С. 12-14.

94. Петрищев Н.А. Технологический процесс очистки трубопроводов мониторными моечными машинами высокого давления на предприятиях АПК. -М.: ГОСНИТИ, 2003. 32 с.

95. Инструкция по организации и производству работ повышенной опасности. М.: Информационное научно-производственное агентство, 1997. -36 с.

96. Конкин Ю.А. Организация и планировка производства на ремонтных предприятиях. М.: Колос, 1981. - 376 с.

97. Конкин Ю.А. Методические рекомендации по экономическому обоснованию мероприятий научно-технического процесса в АПК. М.: МГАУ, 1988.-178 с.

98. Основные технические данные мониторных моечных машинвысокого давления№ п-п j I Модель j Рабочее j давление, 5 бар ; Макс, темпера- тура, £ °С Напряже-; ние пита: ния, В ; Мощность, ! кВт k ; Потребление воды, 1 л/ч | Масса, \ кг1 2 3 4 5 6 7 8

99. Бытового и полупрофессионального применения без подогрева воды

100. Gemi Compact 90 60 220 1,8 480 14,01 2 AR 100 TSS 100 50 220 1,3 380 7

101. PT Jetbox 100 50 220 1,8 420 14,0

102. Karcher 390 ПО 40 220 1,7 380 11,5

103. LW Novak ПО 50 220 1,8 450 9,5

104. Karcher 3300 GS 110 60 две 3,8 450 24,0

105. Karcher 520 M 120 50 220 2.0 450 12,5

106. Karcher 502 M 120 50 220 2,0 450 13,0

107. LW LP 20 130 50 220 2,1 480 20,0f 10 PT DS 1900 M 130 50 220 2,3 450 18,0

108. Gemi 208 140 60 220 1,9 520 19,01 12 Wap 9750 140 50 220 2,9 550 25,0

109. Karcher 720 MX 150 50 220 3,0 450 21,0

110. П рофессионального применения без подогрева воды

111. PT Elite 1630 M 110 50 220 3,0 720 44

112. Gerni 118 P 120 60 две 3,4 660 48,0

113. PT Elite 1910 M 130 50 220 3,0 600 44

114. Kranzle 135 135 60 220 2,4 660 32•18 Kranzle 160TST 140 70 220 2,3 720 36

115. Gemi 310 140 60 220 2,6 600 44

116. Karcher HD 650 150 60 220 3,1 550 27

117. LW LMX 120 M 150 60 220 3,3 660 30s 22 Karcher HD690 160 60 380 4,7 700 27•23 Gemi 460A 160 60 380 4,9 540 515 24 Gemi 660A 165 80 380 6,8 660 81

118. Gemi 600P 165 80 две 8,0 980 96

119. LW LMX 150 T 170 60 380 3,7 660 32

120. Wap/Kew 44C3KA 170 85 380 6,7 1100 60

121. Kranzle 195 TST 180 70 220 3,4 800 36

122. Gemi 880 180 60 380 7,0 1680 111

123. PT Diva L2840 T 190 50 220 5,3 780 46

124. Wap/Kew 52C3KA 190 85 380 8,0 1100 65

125. Wap/Kew 1000 195 60 380 4,8 1000 43

126. Karcher HD 895 S 195 60 380 6,5 850 37

127. PT JetDSHH 3175 T 215 50 380 7,0 960 53

128. PT JetDSHH3160T 220 50 380 8,0 1100 58

129. Karcher HD 1050 230 60 две 6,6 930 103

130. Karcher HD 1090 230 85 380 8,4 900 55

131. Профессионального применения с подогревом воды

132. Gemi 3000 100 130 220 2,2 540 66

133. PT Universe DS1610M ПО 120 220 2,7 590 62

134. LW LKX 30 120 140 220 3,2 660 90

135. LW Parana 130 100 220 3,0 570 83

136. PT Universe DS1810M 130 130 220 3,2 600 80

137. Wap/Kew 3830 HA 145 150 220 3,0 570 85

138. Gemi 4500Л 145 130 380 4,0 660 105

139. LW LKX 40 150 140 380 4,0 660 120

140. PT Universe DS2260M 150 140 380 5.3 920 1101 2 3 4 5 6 7 8

141. Kent 1015 150 130 380 5,5 900 150

142. Karcher HDS 795 150 140 380 6,0 760 117

143. Karcher HD 695 VEX 150 140 380 6,4 810 117

144. Karcher HDS 698 С 160 140 380 4,5 650 94

145. PT Golden Jet DS 2360T 160 120 380 5,3 930 130

146. Kent 1016 160 130 380 5,5 840 150

147. Gemi 6000A 160 130 380 6,8 1080 182

148. PT Mistal Profy DS 2575T 165 140 380 7,2 1080 180

149. Karcher HD 895 VEX 170 140 380 6,7 990 13356 (Cent 1018 170 130 380 7,5 1260 175

150. LW LKX 50 180 140 380 5,5 800 150

151. LWTekna 1814 T 180 140 380 5,5 840 160

152. Gemi 4800A 180 130 380 6,0 870 116

153. Karcher HDS 995 180 140 380 6,7 1100 133

154. Gemi 5000A 185 130 380 6,8 930 136

155. Wap/Kew 3840 HA 195 150 380 5,4 960 90

156. PT Mistal Profy DS 2960T 200 140 380 7,2 900 186

157. РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ НАУК

158. ГНУ «ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ РЕМОНТА И ЭКСПЛУАТАЦИИ МАШИННО-ТРАКТОРНОГО ПАРКА1. ГОСНИТИ)»

159. Универсальное приспособление для удаления загрязнений с внутренних поверхностей трубопроводов ОМ-28130 ПС1. Москва 2002

160. НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

161. ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ