Устройство для фильтрации молока

Сельскохозяйственные машины - Содержание

1. Обзор существующих технических средств для очистки молока
2. Выполнение патентного поиска
3. Устройство и принцип действия предлагаемой конструкции устройства для фильтрации молока
4. Конструкторский расчет устройства для фильтрации молока
5. Технико-экономические показатели модернизированного устройства для фильтрации молока

Сельскохозяйственные машины - Описание

Проектная работа посвящена разработке усовершенствованного устройства для фильтрации молока, направленной на повышение качества продукции и оптимизацию процессов очистки в молочном производстве.

Основная часть

Конструкторская работа начинается с детального обзора существующих технических средств для очистки молока, подчёркивая актуальность своевременного удаления механических примесей. В тексте поясняется, что загрязнения, такие как соринки и частицы корма, попадающие в молоко во время доения, способствуют размножению микроорганизмов, ухудшая его качество. Для решения этой проблемы традиционно применяются фильтрация через пористые перегородки и центробежные молокоочистители. Автор приводит пример пастбищного комплекса ЗАО «Великолукское», где используется доильная установка УДС-3Б с последующим охлаждением молока в танках отечественного производства. Однако указывается, что серийные фильтры не всегда обеспечивают высокое качество очистки, особенно при пастбищном содержании, что и определило задачу разработки новой конструкции.

Следующий раздел посвящён патентному поиску, выполненному на базе фондов ВГСХА. Его цель — выявить аналоги и прототип для модернизированного устройства. Студент провёл анализ патентов, таких как двухступенчатый молочный фильтр (SU 2454859) и фильтр от ООО «Эльф 4М» (№ 84670), определив их ограничительные признаки, например, сложность конструкции или недостаточную эффективность микрофильтрации. В качестве прототипа выбрано устройство, обеспечивающее интенсификацию процесса очистки при снижении металлоёмкости, что стало отправной точкой для создания собственной разработки с отличительными характеристиками.

Основное внимание в конструкторской части ВКР уделено описанию устройства и принципа действия предлагаемого фильтра. Аппарат с напорными сменными фильтр-пакетами предназначен для микрофильтрации молока при температуре не ниже 30°C и давлении 100 Па. Такая технология позволяет удалять примеси размером до 0,1 мм, сохраняя витамины и исключая необходимость пастеризации, что предотвращает коагуляцию белка. Устройство включает стойку, тройник, соединительные муфты, трубы и клапаны, а его общий вид представлен на чертежах, выполненных в программе «Компас». Стоит отметить, что установка фильтра сразу после молочного насоса обеспечивает оптимальное давление, повышая эффективность процесса.

Конструкторский расчёт сосредоточен на проверке прочности крепления фильтра к корпусу. Используя формулу напряжений σ_из, автор определяет момент сопротивления для трубчатых элементов с наружным диаметром 25 мм и внутренним 20 мм (W=905,2 мм³), а также для трубы меньшего сечения (W=138,2 мм³). Расчёты показывают, что напряжения (11,7 МПа и 36,9 МПа) не превышают допускаемого значения 160 МПа, подтверждая надёжность конструкции. Эпюра моментов, также выполненная в графической части, иллюстрирует распределение нагрузок, демонстрируя тщательность подхода к проектированию.

Заключительный раздел оценивает технико-экономические показатели модернизированного устройства. Стоимость изготовления рассчитана с учётом затрат на материалы (например, стойка — 52,11 кг по 48 руб/кг), труд рабочих (7796,89 руб.) и покупные изделия (69414 руб.), итого — 92465,69 руб. При этом внедрение фильтра повышает сортность молока с первого до высшего, увеличивая цену с 10,12 до 13,8 руб/кг. Для хозяйства с годовым объёмом 600 тонн это даёт прирост прибыли в 2208 тыс. руб., что подчёркивает экономическую целесообразность проекта. Таким образом, работа решает задачу повышения качества молока и оптимизации затрат.

Рекомендации

Проектная работа полезна студентам как пример детального анализа и расчётов в конструкторской разработке. Её стоит использовать как шаблон для изучения методов фильтрации и экономического обоснования технических решений.

Сельскохозяйственные машины - Чертежи

1. Записка пояснительная;
2. Чертежи:
   • Фильтр молочный чертеж общего вида;
   • Труба с резьбой;
   • Технико-экономические показатели;
   • Технологическая карта;
   • ПТЛ доения и первичной обработки молока;
   • Патентный поиск фильтров молока
   • Доильно-молочный блок;
   • Чертежи деталей;
   • Спецификации.