奶廳真空系統ISO 6690測試方法研究

文/秦 林 李 鑫

（以色列阿菲金農業合作公司）

眾所周知，汽車需要進行出廠檢測和年檢，同樣，對新建或新升級的擠奶設備也需要進行全面測試，并在投入使用后對其進行定期檢測，以保障設備良好運轉。如何對奶廳真空系統進行檢測呢？通常使用ISO 6690檢測方法給真空系統做全面體檢[1]，該系統能反映出真空系統的合理性布局、輸奶管道匹配度、真空管道匹配度、真空調節器、脈動器等方面的情況。ISO 6690：2007是目前最新版本的國際檢測標準。

1 測試準備工作

1.1 主要測量儀器

測量真空儀器，精度為±0.2 k P a；空氣流量計，精度為5%；脈動器，頻率精度為1%；轉速計，精度為2%。

1.2 設備預熱

在正式測試前需要提前15 min開啟真空泵預熱真空系統。在開始檢測之前，還需要先了解用于連接測試儀器的各檢測點位置，如圖1所示。

2 ISO 6690測試

2.1 真空表測試

2.1.1 目的

測試真空系統的真空表是否準確。

2.1.2 方法

比較儀器測得的壓力與真空表顯示的壓力。當兩者差值超過1 kPa，則認為真空表不準，需要更換或校準真空表（圖2）。

2.1.3 真空表安裝位置要求

安裝在擠奶員擠奶時能看到的地方；盡量接近集乳罐；水平管路要安裝在頂端，如果管路是豎直的，需要安置1 個90°的彎管，保持真空表盤豎直向上；最好在真空調節器處也可以看到真空表讀數；如果有必要可以增加真空表個數，但檢測時所有真空表都要檢測。

2.2 真空偏差測試

2.2.1 目的

檢查真空系統工作時的真空值是否合格。

2.2.2 方法

測量集乳罐處的真空值，并與系統設定的真空值進行比較，當兩者的差值超過1 kPa，則認為系統的真空未達標，原因可能是真空罐密封件漏氣[2]。通常認為集乳罐處的真空值即為系統工作時的真空值。

圖1 各測試位點示意圖

圖2 真空表測試實例圖

圖3 真空調節性能測試結果

2.3 真空調節靈敏度測試

2.3.1 目的

檢測在擠奶狀態和脫杯狀態下系統的真空穩定性。

2.3.2 方法

分別在擠奶狀態（打開全部擠奶點）和脫杯狀態（關閉全部擠奶點）兩種狀態下測定Vm測試點（該測試點在集乳罐附近）處的真空值，這兩種狀態下的真空值差應小于1 kPa。

2.4 真空調節性能測試

2.4.1 目的

檢測擠奶狀態下套杯和脫杯過程中的系統真空穩定性。它與2.3的區別：真空調節性能測試是檢測套杯過程的穩定性，而靈敏度測試是檢測杯組全部套杯狀態下的穩定性。

2.4.2 方法

測定在所有杯組插入假乳頭狀態下（模擬擠奶）的真空值；測定拔掉1 個杯組的假乳頭（模擬掉杯）過程中的真空值；將拔掉的假乳頭再插上，并測定這一過程中的真空值。以上三步獲得的真空變化如圖3所示。真空陡降和真空突增均小于2 kPa時，則真空調節系統性能測試合格。

2.4.3 注意事項

如果掉杯檢測滿足標準要求，則套杯檢測可以不用進行；選取離集乳罐最遠一端的杯組進行測試；每32 個杯組需要打開1 個杯組進氣進行測試，不足32 個時按32 個計算，如：2×24的48位并列擠奶機，需要打開2 個杯組。

2.5 主管路壓降測試

2.5.1 目的

檢測從集乳罐到真空調節器及真空泵的管路是否合格。

2.5.2 方法

在集乳罐處進氣使真空降低2 kPa，測定集乳罐真空值Vm、真空調節器真空值Vr、真空泵真空值Vp。集乳罐到真空調節器的壓降：Vm-Vr＜1 kPa，集乳罐到真空泵的壓降：Vm-Vp＜3 kPa。注意：真空調節器要盡量接近Vm測試點，否則即使Vm-Vp合格，Vm-Vr也有可能不合格。

2.6 有效儲備測試

2.6.1 目的

檢測擠奶時真空儲備是否充足。如果有效籌備不足，真空壓力波動大，會影響擠奶效率。

2.6.2 方法

開啟真空調節器，用空氣流量記錄從A1點（集乳罐處測試點）進氣，記錄集乳罐真空值下降2 kPa時的空氣流量計值。

當擠奶位n≤10時，空氣流量應不低于200+30n；當n＞10時，空氣流量應不低于500+10×（n-10），如：2×20的40位并列式奶廳，有效儲備應≥500+10×（40-10）=800 L/min。

2.6.3 注意事項

真空儲備分為清洗真空儲備和擠奶真空儲備，以上為擠奶真空儲備的檢測方法；擠奶真空有效儲備是在保障正常擠奶真空需求后（保障擠奶點所需真空量，且系統真空壓降＜2 kPa）預留給滑杯、掉杯、杯組異常漏氣、收杯等的真空量。

2.7 真空調節器損耗測試

2.7.1 目的

檢測真空調節器的性能及真空調節器到集乳罐之間的管路泄漏情況。

2.7.2 方法

關閉真空調節器，測得從A1處進氣使集乳罐真空值下降2 kPa時的空氣流量值（實際儲備），實際儲備與有效儲備之差即為真空調節器損耗。真空調節器損耗應小于35 L/min或小于系統有效儲備的10%。

2.7.3 注意事項

有2 個集乳罐的奶廳，可以2個集乳罐同時進氣；提桶式擠奶設備不需要進行此項測試。

2.8 真空調節器泄露測試

2.8.1 目的

測試真空調節器的真空泄漏量。

2.8.2 方法

在關閉和開啟真空調節器的兩種狀態下，從A1處進氣使真空調節器處真空值下降2 kPa，并分別記錄兩次的空氣流量，兩者之差即為真空調節器泄漏量。測定標準為：小于35 L/min或者手動儲備量的5%。

2.8.3 注意事項

如果調節系統損耗測試合格，則不需要泄漏測試；如果調節系統損耗測試不合格，則可通過該測試檢查問題是在調節系統管路還是在調節器。

2.9 擠奶系統泄露測試

2.9.1 目的

檢測擠奶系統的真空泄露量。嚴重的擠奶系統泄露可直接通過漏氣聲判斷，但微量泄露（如密封圈老化引起的泄露）只能通過設備進行檢測。

2.9.2 方法

所有擠奶點處于待機狀態，真空泵全速運轉，關閉真空調節器，在擠奶系統連接和斷開兩種狀態下，并分別記錄（A2）測試點（真空泵附近檢測點）的空氣流量，兩者的差值即為擠奶系統泄露量。該值應小于10+2×擠奶點數L/min。

2.9.3 注意事項

此處檢測的擠奶系統包含集乳罐、主輸奶管路以及輸奶管路上各個連接點到各個擠奶點的真空關閉閥等部位；在實際測試中，通常在集乳罐奶水分離器的上端安裝一個截止閥來控制擠奶系統的連接和斷開。

2.10 真空泵性能測試

2.1 0.1 目的

測試真空泵排氣量是否與標稱值相符。

2.1 0.2 方法

在真空泵達到額定真空值的狀態下，在（A2）測試點檢測其排氣量。真空泵性能標準是：排氣量性能達到95%以上。

2.1 0.3 真空泵的安裝注意事項

圖4 脈動系統測試各指標示意圖

圖5 脈動系統測試實例圖

如果擠奶設備安裝有多個真空泵，應用截止閥將未運行的泵與系統隔開；測定時應考慮海拔高度的影響，真空泵抽氣速率隨海拔增高而減小；排氣管路上不應有阻礙氣體排出的急轉彎頭、三通或者不適宜的消音器等；使用潤滑油的真空泵，其排氣管路上應安裝潤滑油回收或循環系統；真空泵應配備自動防護裝置，防止空氣倒流造成輸奶系統污染。也可避免真空泵停機時反轉損壞泵頭。

2.11 脈動系統測試

2.1 1.1 目的

測試每個脈動器運轉是否正常以及脈動器主管路真空穩定性。系統真空的穩定性、擠奶單元性能以及奶襯性能等因素決定著擠奶機脈動系統的性能狀況[3]。

2.1 1.2 方法

用假乳頭堵住4 個杯組，在集乳器與短脈動管間通過T型接頭連接專用的測試儀器，測定其真空穩定性（圖4）。

2.1 1.3 檢測標準

B項（tb）的時間不小于1 個脈動周期的30%；D項（td）的時間不小于1 個脈動周期的15%；脈動頻率偏差相不超過5%，如脈動頻率60 Hz，則57～63 Hz為合理范圍；脈動比率誤差與設定值之差小于5；所有脈動器最大真空值之間的差值小于2 kPa。測試實例如圖5。

圖5為兩根主脈動管控制四個擠奶杯組的異步脈動器。其中傷感器（Sensor）1：最大真空43.5 kPa，最小真空-0.3 kPa。A項占比15.4%，B項占比47.3%；C項占比10.7%，D項占比26.7%。脈動周期1 001 ms，脈動頻率59.9次/min；Sensor2：最大真空43.3 kPa，最小真空-0.4 kPa。A項占比14.9%，B項占比47.8%，C項占比10.9%，D項占比26.4%。脈動周期1 000 ms，脈動頻率60 次/min；不對稱性（Limp）是Sensor1的A+B項與Sensor2的A+B項之差。Limp（s）=627-627=0，Limp（%）= 62.6%- 62.7%=-0.1%。

3 小結

ISO 6690檢測的標準值是對設備檢測的一個基本線。在實際的測試過程中，一些指標實際測得結果往往遠高于ISO 6690。對測試過程中發現的不合格項目，技術人員一定要引起重視，及時處理排查出來的問題。因為雖然表面上測定的數據稍不達標，但設備的實際性能可能已經下降了很多。嚴格按照要求進行設備保養是ISO 6690測試合格的前提。