Механизация водоснабжения животноводческих ферм и комплексов. Ремонт машин и оборудования животноводческих ферм

Ключевые слова

ВОДОСНАБЖЕНИЕ / ЖИВОТНОЕ / КЛАПАН / КОНСТРУКЦИЯ / КОРОВНИК / МОДЕРНИЗАЦИЯ / ПОДДЕРЖАНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ / ПОДОГРЕВ / ПОИЛКА / СИСТЕМА ПОЕНИЯ / APPLYING WATER / ANIMAL / VALVE / CONSTRUCTION / BARN / MODERNIZATION / MAINTAINING TEMPERATURE / HEATING / DRINKING / WATER SYSTEM

Аннотация научной статьи по механике и машиностроению, автор научной работы - Оболенский Николай Васильевич, Шевелев Александр Владимирович

Описано общее состояние систем поения на фермах КРС. Обоснована важность правильного и своевременного поения животных водой, отвечающей зоотехническим требованиям. Произведена классификация применяемых поилок как отечественного, так и импортного производства, рассмотрены наиболее распространенные марки поилок с подробным описанием их устройства и принципа действия. Изучен ряд иностранных производителей оборудования для ферм КРС: ZIMMERMANN Stalltechnik (Германия), «LA BUVETTE» (Франция), «KERBL» (Германия), «Farma» (Дания), «SL» (Польша), «De Boer» (Голландия), Suevia (Германия), Arntjen (Германия), «De Laval» (Швеция), создающих конкуренцию отечественным товаропроизводителям. Рассматривались основные, применяемые на фермах КРС, системы поения , выявлены их преимущества и проблемные места, предложены способы устранения их недостатков. Изучены основные способы подогрева воды в поилках : размещением водонагревателей внутри поилки (локальный нагрев): централизованным нагревом воды с последующей её циркуляцией по всей системе поения ; применением системы «Тёплый родник». Предложен к реализации способ подогрева воды в поилках при помощи индукционного нагревателя. Подробно описана предлагаемая система обеспечения животных теплой водой, ее устройство и принцип действия, отмечены преимущества перед другими способами поддержания оптимальной температуры. Предложены основные направления модернизации систем поения, как-то: 1) применение теплоизоляционных материалов с целью сокращения потерь теплоты; 2) применение электронагревательных элементов с высоким классом электробезопасности в целях избежания возможности получения животными электрического удара; 3) внедрение передовых методов подогрева воды в поилках ; 4) поиск и реализация новых методов поддержания необходимого температурного режима воды в поилках с менее энергозатратными источниками тепловой энергии.

Текст научной работы на тему «Основные направления модернизации систем поения на фермах КРС»

УДК 628.1; 636.2

ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ МОДЕРНИЗАЦИИ СИСТЕМ ПОЕНИЯ НА ФЕРМАХ КРС

Оболенский Николай Васильевич, доктор технических наук, профессор

Шевелев Александр Владимирович, аспирант

Нижегородский государственный инженерно-экономический университет, Княгинино (Россия)

Аннотация. Описано общее состояние систем поения на фермах КРС. Обоснована важность правильного и своевременного поения животных водой, отвечающей зоотехническим требованиям. Произведена классификация применяемых поилок как отечественного, так и импортного производства, рассмотрены наиболее распространенные марки поилок с подробным описанием их устройства и принципа действия. Изучен ряд иностранных производителей оборудования для ферм КРС: ZIMMERMANN Stalltechnik (Германия), «LA BUVETTE» (Франция), «KERBL» (Германия), «Farma» (Дания), «SL» (Польша), «De Boer» (Голландия), Suevia (Германия), Arntjen (Германия), «De Laval» (Швеция), создающих конкуренцию отечественным товаропроизводителям. Рассматривались основные, применяемые на фермах КРС, системы поения, выявлены их преимущества и проблемные места, предложены способы устранения их недостатков. Изучены основные способы подогрева воды в поилках: размещением водонагревателей внутри поилки (локальный нагрев): централизованным нагревом воды с последующей её циркуляцией по всей системе поения; применением системы «Тёплый родник». Предложен к реализации способ подогрева воды в поилках при помощи индукционного нагревателя. Подробно описана предлагаемая система обеспечения животных теплой водой, ее устройство и принцип действия, отмечены преимущества перед другими способами поддержания оптимальной температуры. Предложены основные направления модернизации систем поения, как-то: 1) применение теплоизоляционных материалов с целью сокращения потерь теплоты; 2) применение электронагревательных элементов с высоким классом электробезопасности в целях избежания возможности получения животными электрического удара; 3) внедрение передовых методов подогрева воды в поилках; 4) поиск и реализация новых методов поддержания необходимого температурного режима воды в поилках с менее энергозатратными источниками тепловой энергии.

Ключевые слова: водоснабжение, животное, клапан, конструкция, коровник, модернизация, поддержание температуры, подогрев, поилка, система поения.

THE MAIN DIRECTIONS OF THE MODERNIZATION OF THE WATER SYSTEM ON THE CATTLE FARM

Obolenskiy Nikolay Vasilievich, the doctor of technical sciences, the professor

Nizhniy Novgorod state engineering-economic university, Knyaginino (Russia) Shevelev Aleksandr Vladimirovich, the post-graduate student

Nizhniy Novgorod state engineering-economic university, Knyaginino (Russia)

Annotation. It is described the General condition of the drinking systems on farms cattle. It is substantiated the importance of proper and timely watering animals with water to meet the zoo technical requirements. The classification of drinkers used both domestic and imported, is considered the most common brand of drinkers with a detailed description of their device and principle of action. Studied a number of foreign manufacturers of equipment for cattle farms: ZIMMERMANN Stalltechnik (Germany), «LA BUVETTE» (France), «KERBL» (Germany), «Far-ma»(Denmark), «SL»(Poland), «DeBoer» (Holland), Suevia (Germany), Arntjen (Germany), «De Laval» (Sweden), creating competition with domestic producers. Addressed the main used on farms cattle watering systems, identified their strengths and problem areas, suggested ways of addressing their shortcomings. Studied the main ways of heating water in the drinking bowls: the placement of the heaters inside the troughs (local heating): centralized water heating with the subsequent circulation throughout the drinking system; using the system «Warm spring». It is proposed implementation method of heating water in water troughs by means of the induction heater. Described in detail the proposed system provide the animals with warm water, its structure and principle of operation, advantages over other methods of maintaining optimum temperature. The basic directions of modernization of system of watering, such as: 1) applying insulating materials to reduce heat loss; 2) the use of electric heating elements with high class electrical safety to avoid the possibility of animals receiving electric shock; 3) the introduction of advanced methods of heating

water in the drinkers; 4) the search and realization of new methods of maintaining the desired temperature of the water in the drinkers with less energy sources of thermal energy.

Keywords: applying water, animal, valve, construction, barn, modernization, maintaining temperature, heating, drinking, water system.

Введение

В животноводстве, как и во многих других отраслях сельского хозяйства, огромную роль играет водоснабжение. Вода для животных жизненно необходима, т. к. именно с ее участием в их организме протекают все физиологические процессы. Особую потребность в воде испытывают молочные коровы, поскольку для производства одного литра молока требуется в пять раз больше жидкости. Из этого расчета можно сделать вывод, что на молочных фермах на одну корову в среднем необходимо не менее 80 литров воды в день, в некоторых хозяйствах в летний период эта цифра может достигать 130 литров. Именно поэтому правильное поение является таким же обязательным условием, как и кормление, т. к. несвоевременное и недостаточное поение, а также неправильный подход к этому процессу может отрицательно сказаться на удое .

Оптимальной температурой воды для поения КРС считается +8...+12 °С. Более теплая вода не оказывает на животного освежающего воздействия, а при употреблении воды с температурой свыше 20 °С их организм становится восприимчивие к простудным заболеваниям. Поение холодной водой вызывает у животного переохлаждение организма, появление простудных заболеваний, нарушение пищеварения, а в редких случаях приводит к абортам у беременных маток. Установлено, что перебои в поставке воды животным, а также несоблюдение зоотехнических требований, предъявляемых к воде, способно снизить производительность коров на 10-15 % и увеличить расход кормов на 3-5 % .

В связи с вышесказанным наиважнейшей задачей становится усовершенствование процессов подготовки воды и модернизация имеющихся систем водообеспечения животных. Решением этой проблемы занимались Шупик М. В., Хазанов Е. Е., Мамедов Э. С., Поцелуев А. А. и другие исследователи .

Материалы и методы

Одним из перспективных направлений модернизации систем водоснабжения может стать изготовление автопоилок с подогревом, что обеспечит постоянную оптимальную температуру воды в холодные периоды .

Все используемые на фермах поилки подразделяются на индивидуальные (рис. 1, а) и групповые (рис. 1, б и в). Индивидуальные используются на фермах КРС с привязным содержанием животных в отдельных станках, групповые - при беспривязном содержании. При этом групповые автопоилки могут быть стационарными (применяются на фермах) и передвижными (на пастбищах и в лаге-р ях, удаленных от источника водоснабжения). По конструкции автопоилки бывают клапанные, вакуумные и бесклапанные, работающие по принципу сообщающихся сосудов. В свою очередь, клапанные подразделяются на педальные и поплавковые. Все применяемые групповые автопоилки также можно разделить на 2 типа: обладающие индивидуальным встроенным регулятором уровня и имеющие один регулятор уровня на несколько поилок, к которым можно отнести «уровневые» поилки, используемые для беспривязного содержания КРС .

Рисунок 1 - а) индивидуальная поилка: 1 - корпус; 2 - клапан; 3 - нажимная педаль; 4 - поильная чаша; 5 - резиновый амортизатор; б) групповая передвижная автопоилка: 6 - цистерна; 7 - вакуумрегулятор;

8 - поильные корыта; в) групповая стационарная поилка

В настоящее время поддержание необходимого оптимального значения температуры в системах автопоения осуществляется в основном нагревательными элементами, расположенными в резервуаре, или созданием постоянного протока в питьевом

корыте. В первом случае могут использоваться автоматические водонагревательные термосы типа ВЭТ с объемом резервуара от 200 до 800 литров в зависимости от поголовья КРС. При этом присутствует существенный недостаток - нагретая вода,

поступившая в поилку, со временем остывает, а при сильных заморозках может образоваться обледенение с дальнейшим выходом оборудования из строя. Во втором случае необходима постоянная регулировка подачи воды, а непрерывная ее циркуляция влечет за собой значительный перерасход электроэнергии. В данном случае могут использоваться электронагреватели проточного типа ЭВП-2 или ЭВАН-100, в которых температура воды поддерживается автоматически.

Обсуждение

Для поения крупного рогатого скота используют автопоилки: индивидуальные ПА-1, ПА-1М, ПАВ-9М, АП-1А и групповые АГК-12, АГК-12А, АГК-12Б. Индивидуальная поилка (рис 1, а) состоит из чаши, клапана и нажимной педали, предназначенной для открывания и закрывания клапана. Групповые автопоилки (рис. 1, б и в) представляют собой металлические, реже пластмассовые, корыта с подведенными к ним трубами водоснабжения. Устанавливают и те и другие автопоилки на высоте не более 0,6 м от пола. Такие же автопоилки могут применяться на лошадиных фермах .

По причине развития молочной промышленности, а также строительства новых ферм в рамках национальных проектов возникла резкая необходимость в качественном оборудовании для содержания КРС и внедрении прогрессивных технологий производства молока. Существует целый ряд иностранных производителей оборудования для молочных ферм: ZIMMERMANN Stalltechnik (Германия), «LA BUVETTE» «Франция», «KERBL» (Германия), «Farma» (Дания), «SL» (Польша), «De Boer» (Голландия), Suevia (Германия), Amtjen (Германия), «De

Laval» (Швеция), создающих конкуренцию отечественным товаропроизводителям. Именно поэтому на сегодняшний день актуальной задачей становится разработка и внедрение в производство в России современных автоматических энергосберегающих систем поения, отвечающих зоотехническим требованиям.

Главным зоотехническим требованием является обеспечение животных водой с оптимальной для них температурой, осуществление которого весьма сложная задача в зимнее время при критических отрицательных температурах, особенно в открытых холодных помещениях. Опыт холодных зим 2002, 2006, 2011 и 2012 гг. показал острую необходимость в создании надёжных высокоэффективных систем автоматического подогрева воды для организации процесса поения животных при длительных заморозках.

Одним из способов осуществления подогрева воды в поилках является использование теплоты земли. Такой способ подогрева воды реализован в системе «Тёплый родник» в автопоилках фирмы «Suevia» в моделях 630, 640, 850 и 860 .

Принцип действия системы «Тёплый родник» заключается в следующем (рис. 2): вода к поилке 1 поступает через подводящую трубу, проходящую через заполненную водой шахту 4 (полая бетонная труба), соединённую с водопроводом 5, проложенным в грунте на глубине ниже промерзания (не менее 1,8 метра). Таким образом, вода, поступающая в поилку, нагревается за счет конвективного теплообмена, происходящего между верхними и нижними слоями грунта.

Рисунок 2 - Поилка с системой «Тёплый родник»: 1 - поилка; 2 - бетонный пол; 3 - грунт, земля;

4 - шахта (бетонная труба); 5 - водопровод

Сама поилка оснащена теплоизоляционным материалом, предохраняющим от дополнительных теплопотерь. Как правило, поилки с таким способом подогрева применяются в неотапливаемых коровниках в регионах с «мягкими» зимами. Вода в таких поилках, как заявляет фирма-производитель, не опускается ниже +6 °С, а в летний период не поднимается выше +15 °С. Существенный недостаток поилок с системой «Тёплый родник» - большие капиталовложения на внедрение этой системы в уже построенные фермы КРС. Главное преимущество -отсутствие затрат на электроэнергию, поскольку электронагрев полностью исключён.

Наиболее распространённый и перспективный способ подогрева воды в автопоилках - применение электронагрева путём размещения водонагревателей внутри поилки (локальный нагрев), либо централизованного нагрева воды с обеспечением по-

следующей её циркуляцией по всей системе поения .

Способ локального нагрева реализован в стационарных групповых автопоилках типа АГК-4, АГК-4А, АГК-4Б (рис. 3). Используют их на фермах КРС с беспривязным содержанием. Устройство таких автопоилок следующее: в теплоизоляционный корпус вмонтирована поильная чаша на 4 места, в которой установлен клапанно-поплавковый механизм, служащий для регулировки уровня воды. Обогрев осуществляется тэнами, вмонтированными в подчашечном пространстве. Автоматическое поддержание температуры в диапазоне 5.14 °С осуществляется посредством терморегулятора, установленного в поильной чаше. Работает такая автопоилка от переменного тока с и 220 В. Рассчитана она на 100 голов КРС .

Рисунок 3 - Автопоилка АГК-4А: 1 - корпус; 2 - поильная чаша; 3 - крышка; 4 - клапан; 5 - поплавковый механизм; 6 - разделитель; 7 - терморегулятор; 8 - блок заземления; 9 - электронагревательный элемент (ТЭН); 10 - теплоизоляция; 11 - водоподводящая труба;

12 - утеплительная труба

Автопоилки с локальным обогревом обладают двумя существенными недостатками: 1) повышенная электроопасность за счет возможного возникновения повышенных токов утечки (снижения электрического сопротивления изоляции тэнов) и, как следствие, получение животным электроудара; 2) возможность промерзания трубы подводящего водопровода при низких температурах. Повышение токов утечки устраняется применением высококачественных тэнов с высоким классом электробезопасности. Для предотвращения промерзания подводящих труб используют термошнуры невысокой (20/24 Ватт) мощности .

Более распространёнными для климата России считаются системы поения с циркуляцией воды. При этом возможны три варианта исполнения систем такого рода:

1) нагретая вода циркулирует по системе и поступает в поилки чашечного типа (8иеу1а 303/300);

2) нагретая вода циркулирует при помощи насоса по теплообменникам, расположенным в емкостных поилках, при этом в саму поилку вода поступает при изменении уровня, т. е. при потреблении животными. Таким способом устроена система поения овец КВО-8А/5, КВО-3/12, КВО-8А/24 и КВ0-8А/30. Недостаток - большая энергоёмкость;

3) подогретый теплоноситель циркулирует по трубопроводам системы и проходит теплообменник не попадая в саму поилку. В этом варианте системы к поилке подведены три трубопровода: прямой, обратный и подпитывающий.

В третьем варианте в роли теплоносителя может применяться как вода, так и незамерзающая жидкость, при этом подогрев может осуществляться от системы отопления.

Главный недостаток систем с циркуляцией воды, в сравнении с локальным нагревом, - большие теплопотери. Минимизировать эти потери можно применением теплоизоляционных материа-

лов, что успешно реализуется в автопоилках иностранного производства. Для снижения теплопотерь в трубопроводах можно использовать трубчатые теплозащитные покрытия или термошнуры небольшой мощности .

В последнее время на фермах КРС начали использовать наиболее оптимальный способ подогрева воды - комбинированный (рис. 4). При этом способе подогретая в водонагревателе 8 вода посредством циркуляционного насоса 7 подается в поильную чашу 1, в которой остаётся до употребления, автоматически подогреваясь тэном 6, вмонтированным под чашей. Для поддержания постоянного уровня воды в поильной чаше установлен поплавковый клапан 3, срабатывающий при употреблении воды животными.

их преимущества и недостатки, приходим к выводу, что системы автопоения животных нуждаются в модернизации с целью оптимизации энергозатрат. Одним из направлений модернизации может стать применение ранее не используемых методов нагрева жидкостей.

Одним из вариантов модернизации может стать автопоилка с обогревателем индукционного действия (рис. 5). В такой поилке подогрев воды осуществляется размещением подводящей трубы в магнитном поле катушки.

Рисунок 4 - Групповая автопоилка с подогревом: 1 - поильная чаша; 2 - рама; 3 - клапан поплавковый; 4 - муфта; 5 - стопор; 6 - ТЭН; 7 - циркуляционный насос; 8 - водонагреватель

Результаты

Рассмотрев используемые в настоящее время на фермах КРС модификации автопоилок, изучив существующие методы подогрева воды в поилках,

Рисунок 5 - Принцип действия индукционного нагрева

Принцип действия индукционного нагревателя (рис. 5): электромагнитная катушка, подключенная в сеть, создаёт переменное магнитное поле. При этом во вторичной обмотке, которой в нашем случае являтся подводящая труба, создаются наводящие токи (токи Фуко), разогревающие металл. Поступающая холодная вода, проходя по такой трубе, разогревается и разогревает воду. Преимущество такого подогрева перед тэновым - более высокая электробезопасность и эффективность (КПД до 0,98).

Рисунок 6 - Система поения с индукционным подогревателем: 1 - входная труба; 2 - клапанно-поплавковый механизм; 3 - термодатчик; 4 - шкаф управления; 5 - обратная магистраль водопровода; 6 - циркуляционный насос; 7 - индукционный подогреватель

Принцип действия системы с индукционным подогревателем состоит в следующем: вода заполняет систему через входной патрубок 1. В поильных

корытах установлены клапанно-поплавковый механизм 2 и термодатчик 3. Циркуляция воды в системе обеспечивается насосом 6, установленным на об-

ратной магистрали водопровода. При понижении температуры воды срабатывает термодатчик 3, подающий сигнал в шкаф управления 4, в котором распложены устройства защиты и управления индукционным подогревателем 7.

Для оптимизации расходов электроэнергии необходимо учесть, что если через входную трубу подается уже нагретая вода (от бойлера или водо-нагревательного термоса ВЭТ), то для поддержания её заданной температуры будет достаточно использовать маломощные индукционные нагреватели на 3.5 кВт, работающие от сети 220 В: ВИН-3/5; 8ЛУ-2,5/3; ПИН-3; ЭНАТС-4,7. Если же вода подается холодная, то для нагрева её до оптимальной температуры понадобятся водонагреватели мощностью 6.7 кВт.

Заключение

На фермах КРС для поения применяется отечественное оборудование, нуждающееся в модернизации с целью снижения энергопотребления и повышения электробезопасности. Основным направлением модернизации систем поения является поиск и реализация новых методов поддержания необходимого температурного режима воды в поилках с менее энергозатратными источниками тепловой энергии.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Кавтарашвили А., Шоль В. Качество воды - составляющая успеха // Животноводство России. 2014. № 8. С. 29-31.

2. Вторый В. Ф., Вторый С. В., Зайцев И. С. Мониторинг водопотребления - путь к снижению экологического ущерба при производстве молока. ГНУ Северо-Западный научно-исследовательский институт механизации и электрификации сельского хозяйства Россельхозакадемии. Санкт-Петербург: 2011. С. 104-109.

3. Сёмин А. Комфортная среда обитания коровы - залог хорошего здоровья и продуктивного долголетия // Молочная промышленность. 2013. № 7. С. 20.

4. Хазанов Е. Е., Гордеев В. В., Хазанов В. Е. Модернизация молочных ферм. СПб. : ГНУ СЗНИИМЭСХ Россельхозакадемии, 2008. 380 с.

5. Мамедов Э. С. Разработка методики оптимизации микроклимата в животноводческих и птицеводческих помещениях // Сборник известий. НАНА Гянджинский региональный научный центр. Гянджа: 2012. № 493. С. 65-69.

6. Мамедов Э. С. Тепловлажностный баланс животноводческих помещений // Материалы общереспубликанской конференции. Гянджа: АГАУ, 2013. С.138-140.

7. Хазанов Е. Е., Ревякин Е. Л., Хазанов В. Е., Гордеев В. В. Рекомендации по модернизации и

техническому перевооружению молочных ферм. Москва: ФГНУ«Росинформагротех», 2007. 128 с.

8. Шупик М. В. Скрылев Н. И. Кормление крупного рогатого скота: учебное пособие. Горки: Белорусская государственная сельскохозяйственная академия, 2006. 88 с.

9. Поцелуев А. А. Ресурсосберегающие системы водообеспечения технологических процессов по обслуживанию крупного рогатого скота: диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук. Зерноград, 2011. 441 с.

10. Суюнчалиев Р. С., Сафронова М. П. Система поения животных подогретой водой. Патент на изобретение RUS 2242120 16.06.2003.

11. Разведение с основами частной зоотехники: учебник для вузов / Под общ. ред. проф. Н. М. Костомахина. Санкт-Петербург: Лань, 2006. 488 с.

12. Таран Е. А., Минина Е. С. Классификация групповых автопоилок с термосифонной циркуляцией воды // Вестник аграрной науки Дона. 2013. № 4 (24) С. 14-17.

13. Таран Е. А., Орищенко И. В. Параметры, влияющие на процесс нагрева воды в групповой автопоилке // Вестник аграрной науки Дона. 2013. № 4 (24) С. 18-21.

14. Андреева Е. В. Инженерно-техническое обеспечение АПК // Реферативный журнал. 2013. № 2. С. 563.

15. Тихомиров А. В. Энергоэффективные технические средства и оборудование в системах энергообеспечения объектов животноводства // Всероссийский научно-исследовательский институт механизации животноводства РАСХН, 2011. С. 43-49.

16. Гордиевских М. Л. Коровник с выдвижной доильной установкой // Достижения науки и техники АПК. 2006. № 3. С. 42-43.

17. Скоркин В. К. Современные требования к управлению технологическими процессами на молочных фермах с целью повышения качества продукции // Вестник ВНИИМЖ. 2013. № 3. С. 4-13.

18. Русское поле. Техника по производителю [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.rusfield.ru/technics/firms-zim-krs.shtml

19. Цой Ю. А., Суюнчалиев Р. С., Мансуров А. А. Направления совершенствования энергосберегающих систем поения крупного рогатого скота при беспривязном содержании // Труды международной научно-технической конференции «Энергообеспечение и энергосбережение в сельском хозяйстве». 2006. Т. 3. С. 132-136.

20. Бибарсов В. Ю., Фомин М. Б., Рахим-жанова И. А., Старожуков A. M., Нигматов Л. Г. Разработка и исследование системы бесперебойного автоматического группового поения животных с использованием ВЭУ (автопоилка с подогревом во-

ды от ветроагрегата) // Инновац. электротехнологии и электрооборудование - предприятиям АПК. Ижев. гос. с.-х. акад. Ижевск, 2012. С. 98-103.

21. Коршунов Б. П., Марьяхин Ф., Учеват-кин А. И., Коршунов А. Б., Иванов В. В. Энергосберегающая комбинированная теплохолодильная система для молочных ферм // Инновации в сельском хозяйстве. 2016. № 4 (19). С. 106-110.

22. Коняев Н. В., Назаренко Ю. В. Модернизированная система поения животных // Электрика. 2015. № 9. С. 37-40.

23. Осокин В. Л., Макарова Ю. М. Теоретические предпосылки создания нового устройства водоподготовки в помещениях содержания КРС // Вестник НГИЭИ. 2015. № 4 (47) С. 72-76.

1. Kavtarashvili A., SHol" V. Kachestvo vodi -sostavlyayuschaya uspeha (The water quality component of success), Zgivotnovodstvo Rossii. 2014. No. 8. pp.29-31.

2. Vtoriy V. F., Vtoriy S. V., Zaytsev I. S. Monitoring vodopotrebleniya - put" k snizgeniyu ekologicheskogo uscherba pri proizvodstve moloka (Monitoring of water consumption - reduce environmental damage in the production of milk), GNU Severo-Zapadniy nauchno-issledovatel "skiy institut me-hanizatsii i elektrifikatsii sel"skogo hozyaystva Ros-sel"hozakademii. Sankt-Peterburg: 2011. pp. 104-109.

3. Syomin A. Komfortnaya sreda obitaniya ko-rovi - zalog horoshego zdorov"ya i produktivnogo dol-goletiya (Comfortable living environment cows - the key to good health and productive longevity), Mo-lochnayapromishlennost". 2013. No. 7. pp. 20.

4. Hazanov E. E., Gordeev V. V., Hazanov V. E. Modernizatsiya molochnih ferm (Modernization of dairy farms). SPb. : GNU SZNIIMESH Ros-sel"hozakademii, 2008. 380 p.

5. Mamedov E. S. Razrabotka metodiki optimi-zatsii mikroklimata v zgivotnovodcheskih i ptitsevodcheskih pomescheniyah (Development of methods of optimization of microclimate in livestock and poultry premises), Sbornik izvestiy. NANA Gyandzginskiy regional"niy nauchniy tsentr. Gyandzga: 2012. No. 493. pp. 65-69.

6. Mamedov E. S. Teplovlazgnostniy balans zgivotnovodcheskih pomescheniy (Heat and humidity balance of livestock buildings), Materiali obscherespu-blikanskoy konferentsii. Gyandzga: AGAU, 2013. pp. 138-140.

7. Hazanov E. E., Revyakin E. L., Hazanov V. E., Gordeev V. V. Rekomendatsii po moderni-zatsii i tehnicheskomu perevooruzgeniyu molochnih ferm (Recommendations on modernization and technical re-equipment of dairy farms). Moskva: FGNU«Rosinformagroteh», 2007. 128 p.

8. SHupik M. V. Skrilev N. I. Kormlenie krupnogo rogatogo skota (Feeding cattle) : uchebnoe posobie. Gorki: Belorusskaya gosudarstvennaya sel"skohozyaystvennaya akademiya, 2006. 88 p.

9. Potseluev A. A. Resursosberegayuschie sis-temi vodoobespecheniya tehnologicheskih protsessov po obsluzgivaniyu krupnogo rogatogo skota (Resource-saving water systems of technological processes for maintenance of cattle) : dissertatsiya na soiskanie uchenoy stepeni doktora tehnicheskih nauk. Zerno-grad, 2011. 441 p.

10. Suyunchaliev R. S., Safronova M. P. Sistema poeniya zgivotnih podogretoy vodoy (The watering system of the animal heated water). Patent na izobreten-ie RUS 2242120 16.06.2003.

11. Razvedenie s osnovami chastnoy zootehniki (Breeding with the basics of private livestock) : ucheb-nik dlya vuzov / Pod obsch. red. prof. N. M. Kostoma-hina. Sankt-Peterburg: Lan", 2006. 488 p.

12. Taran E. A., Minina E. S. Klassifikatsiya gruppovih avtopoilok s termosifonnoy tsirkulyatsiey vodi (Classification autopilot group with thermosyphon circulation of water), Vestnik agrarnoy nauki Dona. 2013. No. 4 (24) pp. 14-17.

13. Taran E. A., Orischenko I. V. Parametri, vliyayuschie na protsess nagreva vodi v gruppovoy avtopoilke (The parameters that affect the process of heating the water in a group avtopoilki), Vestnik agrar-noy nauki Dona. 2013. No. 4 (24) pp. 18-21.

14. Andreeva E. V. Inzgenerno-tehnicheskoe obespechenie APK (Engineering APK), Referativniy zgurnal. 2013. No. 2. pp. 563.

15. Tihomirov A. V. Energoeffektivnie tehnich-eskie sredstva i oborudovanie v sistemah energoo-bespecheniya ob""ektov zgivotnovodstva (Energy efficient hardware and equipment in power supply systems of objects of animal husbandry), Vserossiyskiy nauch-no-issledovatel"skiy institut mehanizatsii zgivotnovodstva RASHN. 2011. pp. 43-49,

16. Gordievskih M. L. Korovnik s vidvizgnoy doil"noy ustanovkoy (Barn with retractable milking installation), Dostizgeniya nauki i tehniki APK. 2006. No. 3. pp. 42-43.

17. Skorkin V. K. Sovremennie trebovaniya k upravleniyu tehnologicheskimi protsessami na mo-lochnih fermah s tsel"yu povisheniya kachestva produk-tsii (Modern requirements to the management of technological processes on dairy farms to improve product quality), Vestnik VNIIMZG. 2013. No. 3. pp.4-13.

1 8. Russkoe pole. Tehnika po proizvoditelyu . Rezgim dostupa: http://www.rusfield.ru/technics/firms-zim-krs.shtml

19. TSoy YU. A., Suyunchaliev R. S., Mansurov A. A. Napravleniya sovershenstvovaniya energosberegayuschih sistem poeniya krupnogo rogato-

go skota pri besprivyaznom soderzganii (Directions of perfection of energy-saving systems for watering cattle in loose housing), Trudi mezgdunarodnoy nauchno-tehnicheskoy konferentsii «Energoobespechenie i ener-gosberezgenie v sel"skom hozyaystve». 2006. T. 3. pp.132-136.

20. Bibarsov V. YU., Fomin M. B., Rahim-zganova I. A., Starozgukov A. M., Nigmatov L. G. Raz-rabotka i issledovanie sistemi bespereboynogo avto-maticheskogo gruppovogo poeniya zgivotnih s ispol"zovaniem VEU (avtopoilka s podogrevom vodi ot vetroagregata) (Development and research of the uninterrupted group automatic watering animals using wind turbines (autodrinking heated water from turbine)), In-novats. elektrotehnologii i elektrooborudovanie -predpriyatiyam APK. Izgev. gos. s.-h. akad. Izgevsk, 2012.pp. 98-103.

21. Korshunov B. P., Mar"yahin F., Uchevatkin A. I., Korshunov A. B., Ivanov V. V. Energosberegay-uschaya kombinirovannaya teploholodil"naya sistema dlya molochnih ferm (Energy-saving combined heat-refrigeration system for dairy farms), Innovatsii v sel"skom hozyaystve. 2016. No. 4 (19). pp. 106-110.

22. Konyaev N. V., Nazarenko YU. V. Modern-izirovannaya sistema poeniya zgivotnih (Upgraded the watering system of animals), Elektrika. 2015. No. 9. pp. 37-40.

23. Osokin V. L., Makarova YU. M. Teoretich-eskie predposilki sozdaniya novogo ustroystva vodopodgotovki v pomescheniyah soderzganiya KRS (Theoretical background the creation of a new water treatment device on the premises of the cattle), Vestnik NGIEI. 2015. № 4 (47) pp. 72-76.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru

УРАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Реферат

по дисциплине: « Т ехнология животноводства»

Тема: МЕХАНИЗАЦИЯ ВОДОСНАБЖЕНИЯ ЖИВОТНОВОДЧЕСКИХ ФЕРМ И ПАСТБИЩ

Работу выполнил:

Студент Кириллов И.А.

Общие сведения о воде

Один из наиболее крупных потребителей воды - сельское хозяйство, и в частности животноводство. Потребность в воде животноводства в десятки раз выше, чем населения. Расход воды в сельскохозяйственном производстве очень значителен. Так на получение 1 т молока он составляет 5 ... 10 т, на промывку 1 т соломы при выщелачивании - 50 т, на производство 1 т мяса говядины - 50 т, на выращивание 1 т картофеля - 300 т, на выращивание 1 т пшеницы - 1000 т. вода ферма водозаборный водонапорный

На животноводческих и птицеводческих фермах, фабриках и комплексах вода расходуется на производственно-технические нужды (поение животных и птицы, приготовление кормов, мойку оборудования, уборку помещений, мойку животных и др.), отопление, хозяйственно-питьевые нужды обслуживающего персонала (в бытовых помещениях, умывальнях, душевых, туалетах и др.) и противопожарные мероприятия.

Правильная организация водоснабжения имеет исключительное значение для эффективной работы фермы, так как обеспечивает нормальное выполнение производственно-зоотехнических процессов и противопожарную безопасность, улучшает условия содержания животных, повышает производительность и культуру труда обслуживающего персонала, увеличивает продуктивность животных, улучшает качество продукции и снижает ее себестоимость.

Качество воды в зависимости от назначения должно удовлетворять определенным требованиям. Его оценивают по органолептическим свойствам, а также по химическому и бактериологическому составу воды.

К органолептическим свойствам воды относятся: мутность, цветность, привкус и запах.

Мутность воды зависит от количества находящихся в ней взвешенных веществ и выражается в мг/л.

Цветность воды зависит от имеющихся в ней органических или минеральных механических примесей и выражается в градусах.

Привкус и запах воды вызываются присутствием в ней органических веществ, минеральных солей, а также растворенных газов и определяется по пятибалльной системе.

Химический состав воды характеризуется общей минерализацией, активной реакцией, жесткостью и окисляемостью. Общая минерализация зависит от суммарного количества растворенных в воде минеральных и органических веществ. Жесткость воды обусловлена содержанием растворенных в ней солей кальция и магния.

Бактериологический состав воды характеризуется количеством содержащихся в ней болезнетворных и сапрофитных бактерий.

Требования к качеству питьевой воды изложены в ГОСТах.

Определение потребности фермы в воде

Для выбора размеров и параметров сооружений системы водоснабжения необходимо знать характер и число потребителей нормы суточного расхода воды, а также режим ее потребления в течение суток.

Расход воды в течение суток, летом и зимой неравномерен: днем и летом больше, ночью и зимой меньше.

Для расчета водопроводных сооружений и оборудования необходимо знать максимальные расходы воды: суточный, часовой и секундный.

Максимальный суточный расход воды (м 3) определяют по формуле

Q сут.max =Qсут.ср б сут,

где б сут - коэффициент суточной неравномерности водопотребления (принимают равным 1,3).

Часовые колебания расхода воды учитываются коэффициентом часовой неравномерности бч=2,5. Максимальный часовой расход (м 3)

Q ч.max =Q сут.max б ч /24,

Правильный выбор Q сут.max и Q ч.max имеет важное значение. При повышенных коэффициентах система водоснабжения обходится дорого, а при пониженных - возникают перебои в подаче воды.

Максимальный секундный расход (м 3)

Q с.max =Q ч.max /3600,

По максимальному суточному расходу выбирают вместимость водонапорных баков и резервуаров, оборудование станции первого подъема, по максимальному часовому расходу - оборудование станции второго подъема, по максимальному секундному расходу - диаметр труб.

Расход воды на животноводческих фермах тесно связан с принятой технологией производственных процессов. Так, на распределение суточного расхода воды на фермах по часам большое влияние оказывает кратность кормления и доения, при которой возникают максимальные значения ("пики") водопотребления. При больших колебаниях расхода это создает неблагоприятные условия работы водопроводных сооружений и оборудования. Чем совершеннее организация технологических процессов на ферме, тем лучше сглаживаются неравномерности расхода воды. Для создания оптимальных условий работы системы водоснабжения необходимо составить график потребления воды на ферме с таким расчетом, чтобы изменение расхода воды по отдельным часам суток было достаточно равномерным. Это достигается рациональным распределением по часам суток технологических операций, на которые расходуется вода. Например, такие работы, как гидросмыв навоза и уборку помещений, выполняют по сдвинутому режиму.

Режим водопотребления (колебание расхода воды в часы суток) определяют для расчета сооружений системы водоснабжения. Неравномерность потребления воды в течение суток изображают в виде таблиц или графиков. Расходы воды по часам суток часто выражают в процентах от суточного расхода воды. Такие таблицы или графики составляют на основании многолетних наблюдений, замеряя расход воды в течение суток.

Суточный график водопотребления на одной из животноводческих ферм показан на рисунке

Суточный график водопотребления

На противопожарные нужды расход воды устанавливают, руководствуясь степенью огнестойкости построек. Запас воды должен обеспечивать непрерывную трехчасовую работу пожарных брандспойтов.

Максимальный срок восстановления неприкосновенности противопожарного запаса воды должен быть не более 72 ч.

Водопроводы на фермах обычно рассчитывают только на хозяйственные нужды, а для противопожарного водоснабжения устраивают открытые водоемы или резервуары, где держат неприкосновенный запас воды. Число, вместимость и расположение резервуаров согласуют с инспекцией пожарной охраны.

Состав машин и инженерных сооружений зависит в основном от источника водоснабжения и требований, предъявляемых к качеству воды.

При водоснабжении животноводческих ферм наибольшее распространение получили местные и централизованные хозяйственно-производственные системы водоснабжения с подземными источниками воды и пожаротушения из противопожарных резервуаров мотопомпами или автонасосами.

В свою очередь, централизованные системы могут быть частью группового сельскохозяйственного водопровода, обеспечивающего водой несколько населенных пунктов, ферм и других производственных объектов, расположенных, как правило, на значительном расстоянии друг от друга.

Схема водоснабжения - это технологическая линия, связывающая в той или иной последовательности водопроводные сооружения, предназначенные для добывания, перекачки, улучшения качества и транспортировки воды к пунктам ее потребления. Воду можно подавать к потребителям по различным схемам.

В зависимости от конкретных условий (рельефа местности, мощности источника водоснабжения, надежности электроснабжения и др.) схемы водоснабжения могут иметь один или два подъема воды, предусматривать хранение регулируемого ее количества в водонапорных башнях или подземных резервуарах, подачу противопожарного запаса воды непосредственно из источника и др.

На рисунке показана возможная схема водоснабжения из открытого или подземного источника для животноводческой фермы.

Система механизированного водоснабжения животноводческой фермы (комплекса) состоит из водозабора с насосной станцией, разводящей сети и регулирующего сооружения. В некоторых случаях систему водоснабжения дополняют сооружениями по очистке и обеззараживанию воды. В сельском хозяйстве наибольшее распространение получили локальные системы, когда отдельный объект обслуживается соответствующей системой водоснабжения. Они, как правило, имеют одну ступень подъема.

Представленный па рисунке состав инженерных сооружений непостоянен, его можно изменить в зависимости от качества воды в источнике, рельефа местности и прочих условий.

Например, очистные сооружения, резервуары чистой воды и насосная станция второго подъема могут отсутствовать, если качество воды в источнике соответствует ГОСТу на питьевую воду.

Окончательный выбор той или иной схемы водоснабжения в каждом конкретном случае должен быть обоснован технико-экономическим расчетом. К строительству принимается вариант с наименьшими капитальными и эксплуатационными затратами.

Схема механизированного водоснабжения:

а - из открытого источника; б - из подземного источника;

1 - источник воды; 2 - водозаборное сооружение; 3 - насосная станция первого подъема воды; 4 - очистное сооружение; 5 - резервуар для чистой воды; 6 - насосная станция второго подъема; 7 - напорное сооружение; 5 - внутренний водопровод; 9 - водораздаточные устройства; 10 - внешний водопровод.

Источники водоснабжения и водозаборные сооружения

Источники водоснабжения могут быть поверхностными (реки, озера, водохранилища и др.) и подземными (родниковые, грунтовые и межпластовые воды). Они должны обеспечивать наибольший суточный расход воды потребителями независимо от времени года и условий потребления.

При выборе источника централизованного водоснабжения предпочтение отдают подземным водам по сравнению с поверхностными. Это объясняется повсеместным распространением подземных вод и возможностью использования их без очистки. Поверхностные воды применяют реже, так как они более подвержены загрязнению и перед подачей потребителю нуждаются в специальной очистке.

Подземные воды в зависимости от условий их залегания делятся на грунтовые и межпластовые (см.рис)

Грунтовые подземные воды залегают на первом от поверхности земли водонепроницаемом слое, практически не защищены от загрязнения и имеют резкие колебания дебита. Малые запасы грунтовых вод и их санитарная ненадежность делают их непригодными для использования в качестве источников централизованного водоснабжения. Межпластовые подземные воды (напорные и безнапорные) отличаются высоким качеством. Они расположены в водоносных слоях, имеющих одно или несколько водоупорных перекрытий. Обычно эти воды залегают на значительных глубинах и, фильтруясь через почву, освобождаются от бактериальных загрязнений, а также от взвешенных веществ. Meжпластовые воды, как правило, подают на ферму без очистки, поэтому облегчается эксплуатация такой системы водоснабжения и существенно снижается ее стоимость.

Схема залегания подземных вод:

1 - водоупорные слои; 2 - водоносный горизонт межпластовых напорных вод (артезианских); 3 - водоносный горизонт межпластовых безнапорных вод; 4 - грунтовые воды; 5 - колодец, питающийся грунтовой водой; 6 - колодец, питающийся межпластовой безнапорной водой; 7 - колодец, питающийся артезианской водой; 8 - зоны питания водоносных горизонтов.

Если межпластовых вод недостаточно или они по качественному составу не могут использоваться для хозяйственно-питьевого водоснабжения, устраивают водопроводы из открытых водоемов (рек, озер, водохранилищ). В южных районах страны источниками централизованного водоснабжения могут служить оросительно-обводнительные каналы. Место водозабора необходимо располагать выше населенного пункта по течению реки или канала. Водопой скота устраивают на водоемах, не используемых для водоснабжения населения. Если таких водоемов нет, делают лотки, отводящие воду из водоема к местам водопоя. При выборе источника водоснабжения необходимо учитывать технико-экономические показатели: стоимость сооружений и оборудования для подъема, обработки и транспортировки воды, затраты на эксплуатацию и ремонт и др. Например, стоимость 1 м 3 воды из поверхностных источников с устройством очистки примерно в 3 ... 5 раз выше, чем стоимость воды из межпластовых источников, которую можно использовать без очистки.

Иногда в качестве источника водоснабжения используют атмосферные осадки (дождь или снег).

Источник водоснабжения выбирают в соответствии с требованиями ГОСТа и согласовывают с органами Государственного санитарного надзора. Выбрав источник водоснабжения, определяют его подачу.

Подачей (дебитом) источника называют объем жидкости, поступающей из него в единицу времени.

Водозаборные сооружения служат для забора воды из источника. Для забора воды из поверхностных (открытых) источников устраивают береговые колодцы или простейшие водозаборы, а для забора воды из подземных (закрытых) источников - шахтные, буровые (трубчатые) и мелкотрубчатые колодцы. Подземные воды, выходящие на поверхность, собирают в каптажные колодцы.

Шахтные колодцы (см.рис) служат для забора подземных грунтовых вод, залегающих на глубине до 30 ... 40 м при толще водоносного слоя 5 ... 8 м. Шахтный колодец состоит из оголовка 4, шахты 2 и водоприемной части 1.

Оголовок (верхняя, надземная часть колодца) защищает колодец от попадания загрязненных поверхностных вод. Вокруг оголовка устраивают глиняный замок 5 шириной 1 м и глубиной не менее 1,5 м, а в радиусе 2 ... 2,5 м делают булыжную отмостку по песчаному основанию с уклоном от оголовка 0,05 ... 0,10.

Водоприемная (нижняя) часть заглубляется в водоносный слой не менее чем на 2 ... 2,5 м. В зависимости от глубины погружения водоприемной части шахтные колодцы разделяют на полные (совершенные) и неполные (несовершенные).

Водоприемная часть полного шахтного колодца опущена на всю глубину водоносного слоя и опирается на водонепроницаемый пласт. Водоприемная часть неполного шахтного колодца только частично погружена в водоносный слой и не достигает водонепроницаемого пласта.

Водозаборные сооружения:

а - шахтный колодец: 1 - водоприеминя часть; 2 - шахта (ствол); 3 - вентиляционная труба; 4 - оголовок; 5 - глиняный замок; б - буровая скважина: 1 - устье; 2 - эксплуатационная колонна; 3 - фильтр; 4 - отстойник.

Если один шахтный колодец не обеспечивает потребность в воде, то устраивают групповой шахтный колодец. При этом воду забирают из центрального колодца, соединенного с остальными самотечными или другими трубами. Расстояние между колодцами колеблется в пределах 10 ... 60 м в зависимости от толщины водоносного слоя и его фильтрующей способности.

Буровые (трубчатые) колодцы устраивают для забора воды из обильных водоносных пластов, залегающих на большой глубине (50 ... 150 м). Скважина состоит из устья 1 эксплуатационной колонны 2, фильтра 3 и отстойника 4.

Стенки скважины предохраняют от обрушения, укрепляя их обсадными трубами, соединяемыми муфтами. Такие трубы изолируют водоносные горизонты, непригодные для водоснабжения.

Тип фильтра выбирают в зависимости от гранулометрического состава водоносных пород. Фильтры должны обладать хорошей пропускной способностью.

Подача шахтных и буровых (трубчатых) колодцев не должна превышать дебита источника. Для определения подачи колодцев проводят пробную откачку, во время которой контролируют изменение уровня воды в колодце при помощи приборов.

Зона санитарной охраны вокруг места водозабора включает в себя территорию, на которой расположены водозаборные сооружения, и водопроводную станцию. В нее входит также участок водоема на расстоянии 200 м выше и ниже места водозабора. Этот участок задерживает поступление загрязнений с берега непосредственно к водозабору.

На территории зоны санитарной охраны разрешается строительство только тех сооружений, которые непосредственно связаны с нуждами водопровода.

Подземные источники водоснабжения окружают зонами санитарной охраны. В такую зону входит территория, на которой расположен водозабор, и все головные водопроводные сооружения (скважины и каптажи, насосные станции, установки для обработки воды, резервуары). Например, зона санитарной охраны артезианских скважин составляет около 0,25 га, причем радиус территории должен быть не менее 30 м вокруг скважины. При использовании грунтовых вод размеры зоны санитарной охраны увеличиваются до 1 га при радиусе 50 м.

На территории зоны санитарной охраны разрешается строительство только тех сооружений, которые непосредственно связаны с нуждами водопровода. Вся территория зоны планируется так, чтобы поверхностный сток отводился за границы этой территории и поступал в водоем за пределами ее нижней границы.

На участке водоема, входящем в зону санитарной охраны, запрещается спуск сточных вод (даже в очищенном виде), а также бытовое использование водоема.

Санитарный режим на территории зоны санитарной охраны подземных источников должен быть таким же, как и на территории зоны санитарной охраны открытых источников водоснабжения.

Установки для очистки и обеззараживания
воды на фермах и комплексах

Часто вода поверхностных источников, а иногда и подземных, например грунтовая вода, требует дополнительной обработки - опреснения, умягчения, очистки и обеззараживания.

Опреснение соленых вод имеет очень большое значение для пустынных и полупустынных пастбищ страны, где мало источников пресной воды. В сельскохозяйственном водоснабжении применяют кристаллизацию (искусственное вымораживание), дистилляцию и электродиализный метод опреснения.

Для опреснения воды применяют электродиализ. При этом ионы солей удаляются из воды под действием поля постоянного электрического тока. Для электродиализа разработаны установки производительностью от 10 до 600 м 3 /сут, способные обеспечить понижение минерализации воды с 2,8 ... 15 г/л до 0,9 ... 1 г/л.

Для очистки воды применяют фильтры, контактные осветлители.

Обеззараживание (уничтожение болезнетворных микроорганизмов) достигается хлорированием, озонированием и ультрафиолетовым облучением воды.

При хлорировании применяют хлорную известь, жидкий хлор и поваренную соль (из соли получают гипохлорит натрия). Для хлорирования предназначены вакуумные хлораторы ЛК и электролизные хлоридные установки типа ЭН и ЭДР.

Озонирование - современный и универсальный метод обработки, при котором вода одновременно обесцвечивается и обеззараживается, устраняется ее привкус и запах. Озон - нестойкий газ, поэтому наиболее экономично получать его на месте обработки воды. Озонируют воду на крупных очистительных станциях.

Для ультрафиолетового облучения воды применяют установки с аргоно-ртутными лампами типа БУВ. Эти установки выпускаются закрытого типа с погруженными в воду источниками облучения и открытого типа. Погружаемые в воду лампы размещают в кварцевых чехлах. Установки можно подключать в любом месте сети водоснабжения.

Применяют и комплексные установки, обеспечивающие полную обработку воды (осветление, обесцвечивание, удаление запахов и привкусов, опреснение, обеззараживание), например, универсальную установку, состоящую из электрического коагулятора, антрацитового, ионитового и угольного фильтров, бактерицидного аппарата.

Водонапорные сооружения и резервуары

В системе водоснабжения применяются напорно-регулирующие сооружения, предназначенные для создания необходимого напора в разводящей магистрали, регулировки подачи воды в сеть и создания запаса воды на время отключения насосной станции.

На практике применяют два типа напорно-регулирующих сооружений: водонапорную башню и пневматический котел (безбашенное сооружение). В первом случае наружный напор создается за счет поднятия водонапорного бака на необходимую высоту; во втором - за счет давления сжатого воздуха,

заполняющего пространство выше уровня воды в герметически закрытом котле.

Башенная водокачка:

1 - водонапорная башня; 2 - датчик уровней; 3 - пост управления; 4 - станция управления; 5 - насосная (водоструйная) установка; 6 - напорно-разводящая труба.

Сборно-блочные башни-колонны конструкции инженера А.А. Рожновского получили на фермах наибольшее распространение. Башни монтируют на месте из отдельных металлических блоков, изготовленных на заводах.

Нижняя часть башни, утепленная земляной обсыпкой, целиком заполняется водой. Этот запас воды удваивает резервную вместимость башни.

Не утепленную башню применяют там, где температура воды подземных источников не ниже 4 °С и обмен воды в башне происходит не реже одного раза в сутки.

При интенсивной циркуляции вода в башне не замерзает даже при значительном снижении температуры.

Для автоматизации управления к водонапорным башням выпускают аппаратуру, которая поддерживает постоянный запас воды и повышает надежность работы оборудования насосных станций. Сборно-блочная конструкция башни позволяет намного сократить сроки монтажа сооружения и снизить стоимость строительства.

Безбашенные напорно-регулирующие сооружения предназначены для автоматизации водоснабжения животноводческих ферм и других объектов.

На фермах широко распространены безбашенные автоматические водоподъемные установки типа ВУ, например, установка ВУ5-30. Вихревым насосом 7 вода подается в воздушно-водяной бак 6, из которого через водоразборную магистраль поступает к потребителям. Излишки воды накапливаются в баке, сжимая в нем воздух. Как только давление в баке достигнет расчетного реле давления 2 (в нормальном положении контакты реле давления постоянно замкнуты) разомкнет электрическую цепь магнитного пускателя, электродвигатель насоса остановится и вода потребителям будет подаваться под действием сжатого в баке воздуха. При уменьшении давления до определенного значения контакты реле замкнутся и в работу включится насос, который снова начнет подавать воду в бак.

Водоподъемная установка ВУ5-30:

1 - станция управления; 2 - реле давления; 3 - жиклер; 4 - воздушный клапан; 5 - камера смешивания струйного регулятора; 6 - воздушно-водяной бак; 7 - вихревой насос.

Во время работы установки объем воздушной подушки в баке вследствие не плотности соединений и растворения воздуха в воде уменьшается. Это приводит к увеличению частоты включения установки и ускоряет износ электродвигателя и насоса. Для автоматического заполнения бака воздухом служит струйный регулятор запаса.

Установки просты по конструкции, гигиеничны и удобны в эксплуатации, не требуют постоянного обслуживания. Благодаря применению установок ВУ сокращается расход труб, исключается строительство дорогостоящих металлоемких водонапорных башен, себестоимость подачи 1 м 3 воды снижается в 1,5 ... 2 раза.

Для хранения запасов воды иногда используют безнапорные резервуары, из которых вода может подаваться в водопроводную сеть насосами.

Вместимость баков водонапорных башен и резервуаров выбирают в зависимости от суточного расхода воды, характера расходования ее по часам суток и работы насосной станции. Характер расходования воды по часам суток может быть установлен в результате подсчетов значений коэффициентов часовой неравномерности для каждого потребителя с учетом принятого на ферме распорядка дня.

Регулирующая вместимость бака или резервуара зависит от продолжительности работы насосной станции. Расчетами и практикой определено, что бак или резервуар минимальной вместимости может быть выбран в том случае, если насосная станция работает в сутки не менее 16 ... 19 ч.

Внешняя и внутренняя водопроводные сети

Вода из источников водоснабжения водоподъемником подается в водонапорную башню. Этот участок называется напорным трубопроводом. Из башни под действием гидростатического напора она поступает к потребителям и распределяется между ними. Та часть распределительной сети, которая проложена на территории фермы за пределами помещений, называется внешней магистральной водопроводной сетью.

Внешние водопроводные сети делятся на разветвленные и кольцевые.

Разветвленная (тупиковая) сеть состоит из отдельных линий. Вода от водонапорной башни проходит по главной магистрали с ответвлениями, которые оканчиваются тупиками, и поступает к потребителю с одной стороны.

Кольцевая сеть обеспечивает движение по замкнутому кольцу и подводит воду потребителю с двух сторон. Несмотря на то, что длина кольцевых водопроводных сетей больше, чем тупиковых, они имеют значительные преимущества перед тупиковыми и чаще применяются на фермах и комплексах.

Схемы водопроводных сетей:

а - тупиковая; б - кольцевая.

На небольших фермах внешнюю водопроводную сеть часто прокладывают по тупиковой схеме, на крупных фермах и комплексах применяют кольцевую сеть. Внешнюю водопроводную сеть обычно сооружают из чугунных и асбестоцементных труб. Реже применяют стальные трубы. В этом случае их покрывают антикоррозийной изоляцией. При прокладке водопровода соблюдают два правила: трассу выбирают из условия кратчайшей доставки воды потребителю; трубы укладывают на такую глубину, чтобы они не промерзали.

При расчете внешней водопроводной сети определяют оптимальные диаметры труб на отдельных участках сети и потери напора.

Скорость воды в трубах рекомендуется принимать для наружного водопровода диаметром до 350 мм равной 0,4 ... 1,25 м/с, а для труб диаметром более 350 мм -1,25 ... 1,4 м/с; для магистральных труб внутренних водопроводных сетей - 1 ... 1,75 м/с, а для ответвлений к приборам - 2 ... 2,5 м/с.

Потери напора в сети складываются из двух составляющих: линейных и местных потерь. Линейные потери прямо пропорциональны длине трубопровода и гидравлическому уклону. Для облегчения расчетов в справочной литературе имеются таблицы, в которых приведены значения линейных потерь в зависимости от длины трубопровода. Местные потери напора в сети незначительны и составляют 5 ... 10 % от потерь по длине трубопровода.

Внутренние водопроводные сети предназначены для непосредственного распределения воды между потребителями внутри зданий. Схема разводки труб и виды водораздаточных приборов, устанавливаемых на водопроводной сети, зависят от технологических операций, на которые расходуется вода. Для бесперебойной подачи воды на производственные нужды внутренние водопроводные сети, как правило, выполняют кольцевыми. Если по условиям производства допускается перерыв в подаче воды, то можно применять тупиковые водопроводные сети.

Кольцевые сети внутренних водопроводов производственных зданий крупных ферм присоединяют к кольцевой сети наружного водопровода двумя вводами раздельно к разным участкам наружной сети.

Для устройства внутренних водопроводов в основном применяют стальные оцинкованные водогазопроводные трубы, соединяемые на резьбе или сваркой.

Водопроводные сети перед сдачей в эксплуатацию испытывают на прочность и герметичность, а установленную на них арматуру - на исправность ее действия. Испытания проводят под давлением воды, создаваемым в сети гидравлическим прессом.

Наружные водопроводные сети из чугунных, стальных и асбестоцементных труб испытывают 2 раза: при открытых траншеях и после их засыпки.

Технологическое оборудование и арматура внутренних водопроводных сетей

К технологическому оборудованию и арматуре внутренних водопроводных сетей животноводческих помещений относятся автопоилки, водонагреватели, различные емкости, водоразборные краны, регулирующие вентили и др.

В зависимости от поголовья, режима поения и дебита водоисточника определяют размеры водопойной площадки и длину корыт. Длина L (м) водопойного корыта

где n - число животных; l - фронт поения ну одно животное, м; ф - продолжительность поения одного животного, мин; t - допустимая продолжительность водопоя всего пригнанного скота, мин.

Фронт поения (длина участка корыта, рассчитанная на одно животное) для лошадей составляет 0,6 м, для овец и коз - 0,35 м. Продолжительность поения овец и коз - 3 ... 4 мин.

Автопоилки делятся на групповые и индивидуальные.

Групповые поилки применяют для поения коров и молодняка крупного рогатого скота при беспривязном (боксовом) содержании, свиней при крупногрупповом содержании и птицы. Их также используют в летних лагерях и на пастбищах. Групповые поилки могут быть стационарными и передвижными. Они оборудованы корытами или несколькими индивидуальными поилками для поения животных. Принцип действия этих поилок основан на законе сообщающихся сосудов. Уровень воды регулируют в водораздаточных корытах с клапанным механизмом поплавкового типа.

В индивидуальных поилках количество воды, поступающей в поильную чашу, регулируется специальной педалью. Индивидуальные поилки используют для поения крупного рогатого скота (при привязном содержании) и свиней.

Промышленность выпускает около двух десятков различных типов индивидуальных и групповых автопоилок для крупного рогатого скота, свиней, овец и птицы.

Групповая вакуумная автопоилка АГК-12:

1 - полозья; 2 - корыто; 3 - цистерна; 4 - вакуумная трубка.

Групповая автопоилка АГК-12 предназначена для поения крупного рогатого скита. Она выпускается в двух модификациях: для летних лагерей, где водопровода нет, и для поения скота на выгульных площадках ферм с водопроводной сетью.

Поилка состоит из двух установленных на полозьях металлических корыт, соединенных патрубком, и цистерны вместимостью 3000 л, из которой вода самотеком поступает в поильные корыта. На одном из корыт имеется клапанный механизм, автоматически поддерживающий уровень воды в обоих корытах на заданной высоте. Поилка второй модификации цистерны не имеет.

Групповая автопоилка АГС-24 применяется для поения свиней при групповом содержании в зимних помещениях и в летних лагерях. Она состоит из цистерны 1 вместимостью 3,1 м 3 , двух корыт 3 (на 12 поильных мест каждое) и вакуумного устройства, поддерживающего постоянный уровень воды в корытах.

В холодный период года на поилку устанавливают электроподогревающее устройство мощностью 1,2 кВт, позволяющее поддерживать температуру воды в пределах 10 ... 15 °С. Поилка рассчитана для обслуживания 500 свиней.

Групповая автопоилка АГС-24:

1 - цистерна; 2 - салазки; 3 - корыто; 4 - клапаны.

Групповая автопоилка с электроподогревом АГК-4 применяется для поения до 100 голов крупного рогатого скота на выгульных площадках. Она рассчитана на одновременное поение четырех животных и подключается к водопроводной сети.

Групповые поилки различных типов применяются также для овец.

Индивидуальные автоматические поилки используют для поения крупного рогатого скота при привязном содержании и свиней при содержании в клетках.

Для крупного рогатого скота предназначены одночашечные поилки различных конструкций, а для свиней - двухчашечные ПАС-2А и сосковые.

Сосковая поилка в сборе (а) и ее детали (б):

1 - корпус с носком; 2, 4 - резиновые прокладки; 3 - сосок; 5 - клапан; 6 - амортизатор; 7 - упор.

Бесчашечная сосковая автопоилка ПБС-1 используется для поения взрослых свиней при станочном и бесстаночном групповом и индивидуальном содержании, а также на летних выгульных площадках. Она состоит из корпуса 1, который крепится на резьбе к водопроводной трубе под углом 45 ... 60° к вертикали. Внутри корпуса имеется сосок 3, нажимая на который животное пьет воду. Масса поилки всего 0,33 кг. Имеются модификации сосковых поилок для свиней всех возрастных групп. Сосковые поилки работают при давлении в сети 0,01 ... 0,4 МПа. По сравнению с чашечными сосковые поилки имеют ряд преимуществ: они более гигиеничны, просты, удобны в монтаже и надежны.

Вакуумная поилка ПВ для поения цыплят в возрасте до 20 дней состоит из стеклянного баллона с поддоном. Баллон наполняют водой, покрывают поддоном, переворачивают и ставят на пол. Вода из баллона самотеком выливается в поддон, из которого цыплята пьют. Поилка обслуживает до 100 цыплят.

Ниппельная поилка применяется для капельного поения птицы при содержании в клеточных батареях. Она состоит из ниппеля (капельницы), который прикреплен к водопроводной трубе с высверленными в ней отверстиями. На нижнем конце клапана ниппеля образуется капля воды, которую склевывает птица. Давление в водопроводной трубе (0,5 ... 2,0 кПа) поддерживается поплавково-клапанным механизмом. На трубопроводе в пределах одной клетки на 10 голов устраивают три капельницы. Расход воды очень мал. Ниппельные поилки гигиеничны, просты, экономичны и надежны.

Во многих технологических процессах используют горячую и теплую воду для приготовления кормов, поения, машинного доения коров, дезинфекции и мойки животных, дезинфекции доильного и молочного оборудования и др. Для получения воды необходимой температуры применяют проточные водонагреватели или водонагреватели-термосы с порционным нагревом воды.

Наибольшее распространение на фермах и комплексах получили электрические и паровые водонагреватели.

Электронагреватели проточного типа, например ЭВП-2, ЭВАН-100, применяют для быстрого нагрева воды. В них температура воды поддерживается автоматически в пределах от 20 до 95 °С.

Электрические автоматические водонагреватели-термосы типа ВЭТ для порционного подогрева воды и ее хранения применяют чаще всего в поточных линиях доения коров и приготовления кормов. Вместимость термоса 200, 400 и 800 л, температура воды - до 95 °С. В случае необходимости горячую воду из водонагревателя можно смешать с холодной в смесительном кране или смесительных баках.

Емкостные пароводяные водонагреватели используют для получения горячей воды с температурой до 60 ... 65 °С.

Газовые водонагреватели все шире применяют на фермах в последние годы для получения горячей воды, используемой на технологические нужды.

Особое внимание следует обратить на подогрев воды для поения животных в зимнее время. Практика показывает, что подача воды с температурой 4 ... 10 °С из башен Рожновского в систему поения без подогрева приводит к резкому снижению продуктивности животных и часто к возникновению у них простудных заболеваний.

Водонагреватели типа УАП применяют для подогрева воды до 16 ... 18 °С в зимнее время.

Серьезный резерв экономии энергии и повышения продуктивности коров на молочно-товарных фермах - использование для поения воды, прошедшей через охладители для молока. Такая вода имеет температуру 18 ... 24 °С. После охлаждения молока эту воду насосом подают в емкость, установленную в коровнике на высоте 2,4 ... 3,0 м, откуда вода, самотеком поступает к автопоилкам. Чтобы температура воды не снижалась, емкость покрывают теплоизоляционным материалом. Поение коров такой водой повышает их продуктивность на 10 ... 15 %.

Краны применяют для спуска воды из водопроводной сети перед водоразборными приборами, а также для частичного или полного перекрытия прохода в трубах.

Вентили устанавливают на водопроводной сети для выключения ее отдельных участков во время ремонтов или для регулирования и прекращения подачи воды к водоразборным приборам, на нагнетательных трубопроводах насосов и др.

Поливочные или пожарные крапы отличаются от вентилей в основном тем, что снабжены специальной полугайкой для присоединения гибкого поливочного или пожарного шланга.

Обратные клапаны применяют на трубопроводах, когда нужно ограничить движение воды только одним направлением, например перед водонагревателем ВЭТ.

Предохранительные клапаны препятствуют повышению давления в водопроводной сети сверх требуемого предела.

Список литературы :

Электронный учебно-методический комплекс - МЕХАНИЗАЦИЯ В ЖИВОТНОВОДСТВЕ

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

Проектирование генерального плана фермы. Требования, предъявляемые к питьевой воде. Определение ёмкости бака водонапорной башни. Технологические схемы водоснабжения. Расчет запаса кормов и количества хранилищ. Техника безопасности на насосных станциях.

курсовая работа , добавлен 31.01.2015

Механизация водоснабжения для животноводческих предприятий. Обзор и анализ существующих способов и схем водоснабжения. Поверхностные (открытые) и подземные (закрытые) водоемы как источники водоснабжения. Технологический расчет, выбор водоподъемника.

курсовая работа , добавлен 20.05.2010

Значение микроклимата животноводческих помещений. Организация и механизация доения. Принцип работы и регулировки измельчителя кормов "Волгарь-5". Устройство и принцип работы фуражира ФН-1,4. Методика расчета потребности животноводческой фермы в воде.

контрольная работа , добавлен 12.02.2011

Исходные данные и последовательность проектирования линии водоснабжения фермы. Рассмотрение источников снабжения и водонапорных сооружений, насосов и других установок. Расчёт потребности фермы в воде. Составление схемы и расчёт водопроводной сети.

реферат , добавлен 03.07.2015

Требования, предъявляемые к плану и участку для строительства животноводческой фермы. Обоснование типа и расчет производственных помещений, определение потребности в них. Проектирование поточных технологических линий механизации раздачи кормов.

курсовая работа , добавлен 22.06.2011

Существующие способы снабжения водой ферм. Технологический расчет и выбор оборудования. Графики потребления воды. Расчет водопроводимости, энергетический расчет. Ветеринарные требования и техника безопасности. Схема механизированного водоснабжения.

курсовая работа , добавлен 24.04.2013

Классификация товарных свиноводческих ферм и комплексов промышленного типа. Технология содержания животных. Проектирование средств механизации на свиноводческих предприятиях. Расчет плана фермы. Обеспечение оптимального микроклимата, расход воды.

курсовая работа , добавлен 13.10.2012

Классификация ферм в зависимости от биологического вида животных. Основные и вспомогательные здания и сооружения в составе фермы крупного рогатого скота. Число персонала, распорядок дня. Оборудование стойловых мест, системы поения и подогрева воды.

курсовая работа , добавлен 06.06.2010

Разработка генерального плана животноводческого объекта. Структура стада свинотоварной фермы, выбор рациона кормления. Расчет технологической карты комплексной механизации линии водоснабжения и поения, зооинженерные требования к поточной линии.

курсовая работа , добавлен 16.05.2011

Критический анализ существующих схем реализации механизированной технологии водоснабжения и автопоения. Характеристика животноводческой фермы по производству молока поголовьем 672 коровы. Расчет и выбор оборудования для водоснабжения и автопоения.

Под техническим обслуживанием оборудования (ТО) следует понимать совокупность мероприятий, обеспечивающих необходимую надежность и требуемую работоспособность машин и оборудования в период их использования.

В качестве системы ТО выбираем планово - предупредительную систему, так как она обеспечивает работоспособность машин и оборудования в течении всего периода их эксплуатации.

В качестве вида ТО принимаем комбинированный вид ТО, который выполняется силами хозяйства с участием районных ремонтных организаций. Обслуживающий персонал при этом6 операторы, слесари, мастера - наладчики. Работы выполняются на СТО или в хозяйствах на постах и пунктах ТО непосредственно на животноводческих объектах или ЦРМ.

Организация ТО на ферме

Основная задача технического обслуживания машин и оборудования животноводческих ферм и комплексов - обеспечение высокоэффективного использования средств электрификации и механизации за счет качественного и своевременного проведения технических обслуживаний, рационального использования запасных частей, материалов, обменного фонда узлов и агрегатов. Контроль состояния оборудования и выполнение всех операций технического обслуживания осуществляется службой технического обслуживания.

Техническое обслуживание машины и оборудования животноводческих комплексов и ферм организуется с учетом особенностей хозяйств, которые можно разделить на три группы:

1) хозяйства, обеспеченные необходимой материально-технической базой, а также хорошо отлаженной инженерно-технической службой и выполняющие все работы по техническому обслуживанию машин в животноводстве своими силами и средствами;

2) хозяйства, выполняющие операции ежедневного технического обслуживания всего оборудования и периодического обслуживания только простого оборудования своими силами и средствами, а периодического обслуживания только простого оборудования своими силами и средствами, а периодического обслуживания сложного оборудования (холодильных установок, молокопроводов и др.) силами подразделений районного производственного объединения;

3) хозяйства со слабой материально-технической базой, низкой обеспеченностью специалистами и механизаторскими кадрами, выполняющие работы по техническому обслуживанию и ремонту всех машин и оборудования на комплексах и фермах силами специализированных организаций или соответствующих межхозяйственных объединений с учетом специалистов самих хозяйств.

Передовой опыт показывает, что основной объем работ по ежедневному техническому обслуживанию машин и оборудования может выполнять работающий на них персонал: операторы, скотники и др.

Операторы ферм и комплексов должны нести полную ответственность за правильную эксплуатацию, комплексность, техническое состояние и сохранность закрепленных за ними машин и механизмов.

Основные работы по периодическому техническому обслуживанию на фермах и комплексах выполняют специализированные звенья во главе с мастером-наладчиком. В состав звена, как правило, входят слесари, электрик и сварщик. Ремонтом несложного оборудования занимается бригада по монтажу и детали ремонтируют в центральной мастерской или на пункте технического обслуживания, а сложные узлы и агрегаты направляют в специализированные мастерские.

ФГОУ ВПО Вятская Государственная Сельскохозяйственная Академия

Биологический факультет

Кафедра Технологического и энергетического оборудования

Курсовая работа

Тема: Механизация водоснабжения комплекса крупного рогатого скота

Киров 2011

1. Обоснование темы

2. Существующие способы снабжения водой ферм

3. Технологический расчет и выбор оборудования

4. Графики потребления воды

5. Расчет водопроводимости. Энергетический расчет

6. Экономический расчет

7. Ветеринарные требования и техника безопасности

Список литературы

1. Обоснование темы

Вода, являясь главным источником жизни, играет большую роль в сельском хозяйстве и, в частности, в животноводстве. Потребности животноводства в воде в десятки раз превышают потребности населения.

Механизация водоснабжения сокращает затраты труда, способствует повышению продуктивности и созданию необходимых санитарно-гигиенических условий в животноводческих помещениях и соблюдению правил пожарной безопасности.

Для животноводческих предприятий требуется значительное количество доброкачественной воды: на поение скота, для приготовления кормов, очистки емкостей, оборудования и помещений и на другие цели. Животноводческие предприятия и населенные пункты, как правило, стремятся снабжать водой из одного источника. В соответствии с этим качество воды должно удовлетворять всем требованиям, которые предъявляются к воде, предназначенной для хозяйственно-питьевых нужд. Качество воды оценивают по ее физическим свойствам, а также по химическому и бактериологическому составу. Оно должно отвечать требованиям ГОСТ "Вода питьевая". Она должна быть чистой, прозрачной, иметь приятный вкус, температуру 280…285К, оптимальный химический состав примесей, не содержать патогенные микроорганизмы и яйца гельминтов. Общее число бактерий в 1 мл неразбавленной воды допускается не более 100, а бактерий группы кишечной палочки в 1 л - не более 3. Кроме того, вода не должна содержать извести, магния, железистых соединений и органических веществ. Если вода жесткая, то на стенках труб водогрейных установок образуются отложения, которые уменьшают пропускную способность труб и их теплопередачу. Для смягчения воду пропускают через фильтр, хорошо поглощающий кальций и магний, или нагревают до 70…80 0 С, в результате чего кальций и магний выпадают в осадок. Для обеззараживания воды в нее добавляют чистый хлор или хлорную известь. Воду обрабатывают хлором в специальных аппаратах-хлораторах.

Заключение о пригодности воды дают органы санитарной инспекции. Если содержание вредных примесей и бактерий превышает допустимые нормы, воду подвергают обработке.

2. Существующие способы снабжения водой ферм

При организации водоснабжения важно правильно выбрать источник воды.

Общая схема механизированного водоснабжения состоит из источника, водозаборного сооружения, насосной станции, напорно-регулирующего устройства, внешнего и внутреннего водопроводов. В ряде случаев схему механизированного водоснабжения дополняют фильтрами или сооружениями для очистки воды, приборами для ее хлорирования и умягчения, резервуаром воды. Вода подается животным из открытых и закрытых источников посредством водопроводов. Водопроводы подразделяются на напорные и самотечные.

Водопроводом или системой водоснабжения называется комплекс инженерных сооружения предназначенных для получения воды из источников, очистки ее и передачи к местам потребления. В состав водопровода (системы водоснабжения) могут входить такие элементы: водозаборное сооружение, при помощи которого осуществляют захват воды из источника: водоподъемники (насосные станции), подающие воду к местам ее очистки и потребления; очистное сооружение для улучшения качества воды; водонапорная башня и резервуары, играющие роль регулирующих и запасных емкостей; водопровод и водопроводная сеть, служащие для транспортирования воды к местам потребления и ее распределения; водозаборные устройства и оборудование для поения животных.

Взаимное расположение основных элементов водопровода видно из общей схемы водоснабжения, показанной на рисунке 1. Вода из поверхностного водоисточника через водоприемник 1 и самотечную трубу 2 поступает самотеком в приемный колодец 3, откуда подается насосами насосной станции первого подъема 4 на очистные сооружения 5. После очистки и обеззараживания вода собирается в резервуаре чистой воды 6. Затем насосами насосной станции второго подъема 7 вода подается по водоводу 8 в водонапорную башню 9. Далее вода поступает в водонапорную сеть 10, разводящую воду потребителям. Такая схема водоснабжения является одним из возможных вариантов. В зависимости от местных природных условий и характера потребления воды, рельефа местности и прочих условий она может меняться. В животноводстве наибольшее распространение нашли напорные водопроводы (рисунок 2а) с водонапорной башней или с безбашенной водоподъемной установки (рисунок 2б).

Рисунок 1 - система водоснабжения из поверхностного водоисточника: 1-водоприемник; 2 - самотечная труба; 3 - приемный колодец; 4 - насосная станция первого подъема; 5 - очистное сооружение; 6 - резервуар; 7 - насосная станция второго подъема; 8 - водовод; 9 - водонапорная башня; 10 - водопроводная сеть.

Рисунок 2 - Схема механизированного водоснабжения с нарпорно-регулирующими устройствами: а - башенного; б - безбашенного: 1 - Колодец; 2 - насос; 3 - насосная станция; 4 - наружный водопровод; 5 - водонапорная башня; 6 - животноводческое помещение; 7 - безбашенная водоподъемная установка.

Русловые водозаборы применяют в тех случаях, когда воду берут из средней части реки, имеющей пологие берега и небольшую глубину. Береговые водозаборы применяют при достаточной глубине у берега реки и устойчивом грунте (рис.3а и 3б).

Рисунок 3а - Схема руслового водозабора: 1 - водоприемник; 2 - самотечная линия; 3 - береговой колодец; 4 - насосная станция; z k - отметка воды в приемном отделении; h - гидравлические потери в тракте самотечных линий при минимальном уровне воды.

Рисунок 3б - Схема берегового водозабора с насосной станцией первого подъема: 1 - входные окна; 2 - береговой колодец; 3 - служебный павильон; 4 - всасывающие трубы; 5 - галерея; 6 - насосы; 7 - насосная станция первого подъема; 8 - перегородка берегового колодца; 9 - сетка; А - приемное отделение; Б - всасывающее отделение.

Схемы водоснабжения ферм и комплексов из подземных источников:

Применение индивидуальных насосных установок на скважинах (рисунок 4 а). Они подают воду в напорные башни, из которых она самотеком поступает в водопроводную сеть.

2. Использование безбашенной системы с пневмобаком (рисунок 4 б).

Применение безбашенной системы с резервуаром чистой воды (рисунок 4 в).

Использование очистных сооружений и установок по улучшению качества воды (рисунок 4 г).

Рисунок 4 - Схемы водоснабжения с использованием подземных вод: а) - индивидуальная насосная установка на скважине; б) - безбашенная система водоснабжения с пневмобаком; в) - безбашенная система водоснабжения из скважин с РЧВ, насосными станциями первого и второго подъема; г) - система водоснабжения из подземных источников с очистными сооружениями: 1 - скважина с насосной установкой первого подъема; 2 - напорный трубопровод первого подъема; 3 - водонапорная башня; 4 - разводящая сеть водопровода; 5 - струйный регулятор воздуха; 6 - реле давления; 7 - воздушный бак; 8 - резервуары чистой воды; 9 - всасывающие трубопроводы станции второго подъема; 10 - насосная станция второго подъема; 11 - напорные трубопроводы второго подъема; 12 - самотечные трубопроводы; 13 - сборный колодец; 14 - очистные сооружения; 15 - всасывающие трубопроводы третьего подъема; 16 - насосная станция третьего подъема; 17 - напорные трубопроводы третьего подъема.

Для забора воды из подземных источников применяют шахтные и трубчатые колодцы.

Шахтные колодцы обычно сооружают при залегании подземных вод на глубине не более 40 м. Такой колодец (рисунок 5) представляет собой вертикальную выработку в грунте, врезающуюся в водоносный пласт, и состоит из шахты 4, водоприемной части 5 и оголовка 2. Шахту делают квадратного сечения со стороной 1…3 м или круглой диаметром 1…3 м. Для крепления стен шахты применяют дерево, камень, бетон, железобетон, кирпич. Для вентиляции колодца служит труба 1. Дебит шахтных колодцев часто определяют способом откачки.

Рисунок 5 - Схема шахтного колодца.

Вентиляционная труба; 2 - оголовок; 3 - глиняный замок; 4 - шахта; 5 - водоприемная часть; 6 - донный фильтр.

Трубчатые колодцы применяют для забора подземных вод, залегающих на глубине до 150 м, а иногда и глубже. Такой колодец представляет собой глубокую пробуренную скважину диаметром до 350 мм. Стенки скважины закрепляют обсадными трубами, которые предохраняют колодец от обвала и перекрывают водоносные слои, расположенные выше эксплуатируемого водоносного горизонта. Внутри колонны труб размещают водоподъемное оборудование.

Трубчатый колодец (рисунок 6) включает в себя водоприемную часть, ствол и оголовок. Водоприемную часть (фильтр) заглубляют в водоносный пласт. Она состоит из надфильтровой трубы 4, фильтрующей части 5 и отстойника 6. Труба 4 соединяет фильтр с нижней обсадной трубой 2. Место соединения уплотняют сальником 3.

Трубчатые колодцы оборудуют щелевыми, сетчатыми, гравийными или блочными фильтрами. Тип фильтра выбирают в зависимости от гранулометрического состава водоносных пород. В устойчивых каменных породах с трещинами устраивают бесфильтровые трубчатые колодцы, в которых вода из водоносного слоя поступает непосредственно в нижнюю часть ствола колодца.

Рисунок 6 - Схема трубчатого колодца: 1 - кондуктор; 2 - обсадные трубы; 3 - сальники; 4 - надфильтровая труба; 5 - фильтрующая часть; 6 - отстойник фильтра.

Комплекс машин и оборудования для механизации водоснабжения и водопоения ферм крупного рогатого скота и свиноферм показан на общей схеме механизированного водоснабжения (рисунок 7). На рисунке 8 а, б показаны схемы систем водопоения в животноводческом помещении. На рисунке 10 показана возможная схема водоснабжения для животноводческой фермы из открытого источника.

Рисунок 7 - Общая схема водоснабжения

Источник воды; 2 - водозаборное сооружении; 3 - насосная станция; 4 - наружный водопровод; 5 - напорно-регулировочное сооружение; 6 - внутренний водопровод; 7 - водозаборное сооружение (поилка).

Рисунок 9 - Схема механизированного водоснабжения: 1 - источник воды; 2 - водозаборное сооружение; 3 - насосная станция первого подъема; 4 - очистное сооружение; 5 - резервуар для чистой воды; - 6 насосная станция второго подъема; 7 - напорное сооружение; 8 - внутренний водопровод; 9 - водораздаточные устройства; 10 - внешний водопровод.

Насосные станции предназначены для подъема воды из водозаборного сооружения, передачи ее напорным устройствам и через них - потребителям. Насосные станции разделяются на станции первого и второго подъема. Станции первого подъема применяют в тех случаях, когда воду источника необходимо очистить.

Основные рабочие органы насосных станций - насосы и водоподъемники.

Насосами называют гидравлические машины, предназначенные для подъема, нагнетания и перемещения жидкости.

По принципу действия насосы подразделяют на следующие основные группы:

лопастные (центробежные, диагональные и осевые), в которых жидкость перемещается под действием вращающегося рабочего колеса, снабженного лопастями;

объемные (насосы вытеснения), к которым относят поршневые и роторные (винтовые, шестеренчатые, шиберные и др.);

струйные (эжекторы), в которых для подачи жидкости используется энергия другого потока жидкости.

Водоподъемники применяют следующих типов:

воздушные (эрлифты и пневматические насосы замещения), в которых для подъема воды используется сжатый воздух;

гидроударные (гидравлические тараны), в которых вода нагнетается давлением, появляющимся при гидравлическом ударе;

ленточные и шнуровые, основанные на смачивании водой непрерывно движущейся ленты (шнура).

В сельскохозяйственном водоснабжении широкое распространение получили центробежные насосы. Они просты по конструкции, надежны и удобны в эксплуатации. Центробежные насосы применяют для подачи воды из открытых источников, шахтных и трубчатых колодцев. Центробежный насос (рисунок 10) состоит из всасывающего 4 и напорного 1 патрубков и лопастного рабочего колеса 2, жестко насаженного на вал, который вращается в спиралеобразном корпусе 3. При вращении рабочего колеса вода, увлекаясь лопастями, начинает вращаться вместе с колесом и под действием центробежной силы отбрасывается от центра колеса к периферии и далее через напорный патрубок в трубопровод водопроводной сети.

Рисунок 10 - Центробежный насос: 1 - напорный патрубок; 2 - рабочее колесо; 3 - корпус; 4 - всасывающий патрубок.

Более совершенны комбинированные центробежно-вихревые насосы. Они состоят из двух рабочих колес, одно из которых такое же, как и у центробежного насоса, другое - вихревое. Колеса соединяют последовательно в одном корпусе. Центробежно-вихревые насосы - самовсасывающие, коэффициент полезного действия их выше, чем вихревых насосов. Они широко применяются на автоматизированных насосных станциях для подъема воды из открытых источников и шахтных колодцев.

Осевые (пропеллерные) насосы предназначены для подачи больших расходов при сравнительно низких напорах. Рабочее колесо имеет 2.3 лопастей (чаще 4 лопасти). Жидкость в насосе движется в осевом направлении и при сходе с лопаток приобретает вращательное движение. Выравнивание потока жидкости обеспечивается направляющим аппаратом. Лопасти могут поворачиваться относительно оси, что изменяет угол атаки.

Объемные насосы преобразуют энергию двигателя в энергию перемещаемой воды при помощи вытеснительного устройства - поршня, плунжера, винта, воздуха, зубьев шестерен и так далее, то есть принцип их действия основан на периодическом изменении объема рабочей камеры. В зависимости от вида основного рабочего органа объемные насосы называют поршневыми, плунжерными, винтовыми, диафрагменными, шестеренчатыми и так далее. Основное их назначение - подача воды из шахтных колодцев и буровых скважин.

Водоструйные установки используют для забора воды из трубчатых и шахтных колодцев. Схема водоструйной установки приведена на рисунке 5, центробежный насос 5 подает часть воды (рабочую воду) по напорной трубе 3 к соплу 9 водоструйного насоса 2. Из него с большой скоростью она попадает в смесительную камеру 8, в которой создается разрежение и вода из источника подсасывается и перемешивается с рабочей водой. Далее смешанный поток проходит через диффузор 7, где давление увеличивается (за счет уменьшения скорости потока) до величины, необходимой для подъема воды по трубе 4 на уровень, с которого может работать центробежный насос.

Совместная работа водоструйного и центробежного насосов позволяет поднимать воду из глубоких колодцев при размещении центробежного насоса на поверхности земли. Конец всасывающей трубы устанавливают ниже динамического уровня воды в колодце. Центробежный насос подбирают с такой подачей, чтобы он обеспечивал водой потребителя и питание водоструйного насоса. Водоструйные установки просты по устройству и надежны в эксплуатации, однако их коэффициент полезного действия не превышает 30…32%.

Рисунок 11 - Водоструйная установка (слева) и водоструйный насос.

Всасывающая труба; 2 - водоструйный насос; 3 - напорная труба; 4 - подъемная труба; 5 - центробежный насос; 6 - бак; 7 - диффузор; 8 - смесительная камера диффузора; 9 - коническая насадка (сопло); 10 - всасывающий патрубок насоса.

Воздушный водоподъемник (эрлифт) представляет собой опущенную в скважину 3 (рисунок 12) водоподъемную трубу 2, в которую с помощью форсунки 1 по трубе 6 подается сжатый воздух от компрессора. Образовавшаяся в трубе 2 воловоздушная смесь (эмульсия) поднимается к приемному баку 5 с водоотделителем 4, где воздух отделяется и уходит в атмосферу, а вода сливается по трубе в сборный резервуар, из которого насосами подается в сеть или водонапорную башню.

Относительная простота устройства, надежность в работе (так как нет движущихся деталей в скважине), возможность подъема воды из наклонных, а также глубоких скважин малого диаметра, содержащих воду с песком, - эти преимущества эрлифтов определили их применение для целей пастбищного водоснабжения из трубчатых колодцев диаметром 100.150 мм и глубиной 55.90 м.

Необходимость большого заглубления водоподъемной трубы под динамический уровень, а также низкий КПД (0,2.0,25) - основные недостатки эрлифтов.

Рисунок 12 - Схема воздушного водоподъемника (эрлифта).

Форсунка; 2 - водоподъемная труба; 3 - обсадная труба; 4 - водоотделитель; 5 - приемный бак; 6 - воздушная труба.

Ленточные (шнуровые) водоподъемники (рисунок 13) используют для сельскохозяйственного водоснабжения при подъеме воды из шахтных колодцев на пастбищах. Эти установки имеют привод от электродвигателя, двигателя внутреннего сгорания и ветродвигателей. Действие водоподъемников основано на смачивании ленты или шнура (32 x 12 мм) из эластичного материала. Лента (шнур) охватывает ведущий и ведомый шкивы и опущена в колодец с водой. При работе вода захватывается ведущей ветвью, движущейся со скоростью 2,5.5 м/с, поднимается на поверхность, где под действием центробежных сил отрывается от ленты (шнура) и отбрасывается в накопитель. Высота подъема воды 30…50 м, подача 4.5 м 3 /ч; КПД 0,25.0,6, мощность привода 3.4 кВт. Водоподъемники просты по конструкции и надежны в работе. Могут быть использованы также для подъема воды из дренажных колодцев.

Рисунок 13 - Схема ленточного водоподъемника.

Рама; 2 - крыша; 3 - ведущий шкив; 4 - ремень; 5 - двигатель; 6 - лента; 7 - натяжной шкив; 8 - груз.

Для подачи воды на производственные и хозяйственно-питьевые нужды животноводческие хозяйства должны быть оборудованы водопроводной сетью. Различают внешнюю и внутреннюю водопроводную сеть.

Внешняя водопроводная сеть - это та часть распределительной сети, которая расположена на территории комплекса или фермы за пределами помещений. Она может быть разветвленной или кольцевой.

Разветвленная, или тупиковая сеть (рисунок 14 а), состоит из отдельных линий. Вода из водонапорной башни проходит по главной магистрали с ответвлениями, которые заканчиваются тупиками. Таким образом, вода поступает к потребителю только с одной стороны. Тупиковая сеть применяется лишь на небольших фермах.

Кольцевая сеть (рисунок 14 б) обеспечивает движение воды по замкнутому кругу (кольцу) и подводит ее к потребителю с двух сторон. Кольцевая водопроводная сеть длиннее, чем соответствующая тупиковая, однако у нее имеется немало преимуществ: не застаивается вода, увеличивается пропускная способность сети и другие. Поэтому кольцевую сеть применяют чаще.

Внутренняя водопроводная сеть предназначена для непосредственного распределения воды между потребителями внутри зданий. Для бесперебойной подачи воды на производственные нужды эта сеть выполняется только кольцевой. В производственных зданиях крупных комплексов эту сеть присоединяют к кольцевой сети наружного водопровода двумя вводами раздельно.

Рисунок 14 - Схема водопроводных сетей.

а - тупиковый; б - кольцевой.

Расход воды в животноводческих хозяйствах в течение суток неравномерный, и приспособить работу насосных станций к изменениям потребления воды без дополнительных промежуточных резервуаров воды очень трудно. Поэтому при устройстве водопроводных сетей необходимо предусмотреть специальные сооружения для запаса воды на непрерывное питание потребителей.

По способу получения воды из этих сооружений они бывают напорно-регулирующие и безнапорные.

Напорно-регулирующие сооружения создают в водопроводной сети напор, необходимый для распределения нужного количества воды потребителям. К ним относят водонапорные башни и пневматические котлы. Водонапорные башни создают необходимый напор за счет поднятия водонапорного бака на необходимую высоту, а в пневматических котлах - за счет давления сжатого воздуха в пространстве, свободном от воды в герметически закрытом сосуде.

Безнапорные сооружения выполняют в виде подземных резервуаров, вода из которых подается насосами в водонапорную сеть, а затем потребителю.

3. Технологический расчет и выбор оборудования

Из выше изложенного мною предлагается следующая схема поточно-технологической линии водоснабжения и поения (рис.1).

Рис.1. Конструктивно-технологическая схема ПТЛ водоснабжения и автопоения: 1 - насосная станция; 2 - центробежный насос; 3 - водонапорная башня; 4 - водопроводная сеть; 5 - место потребления воды.

Имеем следующие исходные данные:

Схема водопровода

Рис.2. Расчетная схема водопровода:

К - колодец (источник воды); НС - насосная станция (водоприемник); НР - напорно-регулирующее сооружение; П 1 , П 2 , П 3 , П 4 , П 5, П6 - потребители, l 1 ,l 2 - линии всасывающего трубопровода; l 3 , l 4 - линия напорного трубопровода; l 5 ,l 6 ,l 7 ,l 8 ,l 9, l 10 - линия разводящего трубопровода; Н вс - высота всасывания геометрическая (расстояние по вертикали между уровнем воды в источнике и осью насоса); Н н - высота нагнетания геометрическая (расстояние по вертикали от центра насоса до уровня воды в напорном резервуаре); Н б - высота бока; Н г - геометрическая разность нивелирных отметок земли у башни и наиболее высоко расположенной точки водопотребления.

Источник имеет дебит Д = 100 м3/ч.

Напорно - регулирующее сооружение - башенная водокачка или резервуар с Нб=4м.

Геометрическая разность нивелирных отметок Нr=0.

Время работы насосной станции Т=12 часов (работает с 7 до 19).

Потребители:

а) П1 - коровник №1 (200 голов);

б) П2 - коровник №2 (200 голов);

в) П3 - коровник №3 (200 голов);

г) П4 - коровник №4 (200 голов);

д) П5 - коровник №5 (100 голов);

е) П6 - парк автомашин, тракторов; душевой павильон, столовая (автомашин m 2 =240 единиц; тракторов m 3 = 90 единиц; душевой павильон m 4 = 350 посетителей; столовая m 5 = 400 посетителей).

Линии водопровода,

а) l 1 = Нвс = 7,0 м; l 2 = 68 м.

б) l 3 = 30 м; l 4 = Н н.

в) l 5 = 400 м; l 6 = 100 м; l 7 = 70 м; l 8 = 110 м; l 9 = 125 м, l 10 = 180; l 11 = 135.

Величина свободного напора в конечной точке водозабора Нсвн = 10 м.

Насос центробежный (привод ременный).


Процент от суточного,0,750,751,01,03,05,55,55,53,5

Под системой водоснабжения понимают весь комплекс сооружений и устройств на территории хозяйства, обеспечивающих все пункты потребления доброкачественной водой в требуемых количествах.

На животноводческих фермах вода расходуется на поение животных, а также на технологические, гигиенические, хозяйственные и противопожарные нужды. Расход воды на ферме зависит от вида животных, от выполняемых работ в течение суток и от времени года.

Согласно существующим нормам потребления воды различными группами животных и удовлетворения технологических нужд различных объектов фермы, рассчитывается средний суточный расход воды на ферме (комплексе) по формуле:

сут. ср. = m 1 * q 1 + m 2 * q 2 +…+ q n * m n , (1)

где Q сут. ср. - средний суточный расход воды на ферме, м 3/ сут.; 1, q 2, … , q n - среднесуточная норма потребления воды одним потребителем, м 3 /сут.; 1, m 2, … , m n - число потребителей, имеющих одинаковую норму потребления (голов, единиц и далее);

2,…,n - число групп потребителей.

Согласно норме водопотребления (приложение А, таблица А.1 и таблица А.2) принимаем:

для крупного рогатого скота q = 120 л/сут.

для автомашины q 2 = 20 л/сут;

для трактора q 3 = 150 л/сут;

для душевого павильона q 4 = 80 л/сут;

для столовой q 5 = 20 л/сут;

Тогда, имея число потребителей:

коровник № 1 m 1 = 200 голов;

коровник № 2 m 2 = 200 голов;

коровник № 3 m 3 = 200 голов;

коровник № 4 m 4 = 200 голов;

коровник №5 m 5 = 100 голов;

для автомашины m 2 = 240 единиц;

для трактора m 3 = 90 единиц;

для душевого павильона m 4 = 350 посетителей;

для столовой m 5 = 400 посетителей.

Определяем по формуле (1) средний суточный расход воды:

сут. ср . = 200 * 120 + 200 * 120 + 200 * 120 + 200 * 120 + 100 * 120 + 240 * 20 + 90 * 150 + 350 * 80 + 400 * 20 = 166 300л/сут = 166,3 м 3 /сут

Среднесуточный расход воды летом выше, чем зимой. Неравномерность суточного водопотребления выражают коэффициентом суточной неравномерности. Тогда максимальный суточный расход воды на ферме или комплексе определяется по формуле:

сут. max = Q сут. ср. х k 1, (2)

где Q сут. max - максимальный суточный расход, м 3 /сут.; 1 - коэффициент суточной неравномерности, k 1 = 1,3…1,5, принимаем k 1 = 1,5

сут. max = 166,3 х 1,5 = 249,35 м 3 /сут.

Для определения часовой потребности в воде необходимо учитывать, что в течение суток расход воды колеблется: в дневные часы он достигает максимума, а в ночное - минимума. При расчете максимального часового расхода воды принимается коэффициент k 2 = 2,5 и формула:

ч max = Q сут max х k 2/ 24 (3)

Тогда получим

ч max = 249,35 х 2,5/24 = 55,4 м 3 /ч.

(Число 24 - количество часов в сутках)

Максимальный секундный расход рассчитывается по формуле

с max = Q ч max / 3600, (4)

где Q с max - максимальный секундный расход воды, м 3 /с.

(Число 3600 - количество секунд в одном часе).

с max = 55,4/3600 = 0,0153 м 3 /с = 15,3 л/с.

Расход воды на тушение пожара на ферме зависит от степени огнестойкости зданий и их объема. При расчетах его можно принять на фермах равным 2,5 л. Запас воды должен обеспечить тушение пожара в течение 2.3 часов.

П 1), (П 2), (П 3), (П 4):

сут. ср = 200 * 120 = 24000л/сут = 24 м 3 /сут.

36 м 3 /сут.

=м 3 /ч.

0,0010 м 3 /с = 1 л/с.

Расчет потребности в воде для первого потребителя (П 5 ):

сут. ср = 100 * 120 = 12000л/сут = 12м 3 /сут.

18 м 3 /сут.

=м 3 /ч.

0,0005 м 3 /с = 0,5 л/с.

Расчет потребности в воде для первого потребителя (П 6 ):

сут. ср = 240 * 20 + 90 * 150 + 350 * 80 + 400 * 20 = 4800 + 13500 +28000 + 8000 = 54300 л/сут = 54,3 м 3 /сут.

81,45 м 3 /сут.

=м 3 /ч.

0,0023 м 3 /с = 2,3 л/с.

Таблица 1 - Расчетные данные потребности в воде для исходной схемы водопотребления

Наименование одинако вых потреби телей Коли чество потреби телей, m i Суточная норма потребле ния воды q i , м 3 Суточный расход воды Q сут. ср., м 3 Максимальный суточный расход воды , м 3 Макси

мальный часовой расход воды

М 3 Максимальный секундный расход воды

П1 Коровник №1
П2 Коровник №2
П3 Коровник №3
П4 Коровник №4
П5 Коровник №5
П6 автомашины, тракторы, душевой павильон, столовая		0, 190 0,150 0,080 0,020

Для найденных Q ч max и Q с max рассчитывают диаметры трубопроводов разводящей сети по формуле:

где - площадь круга, м 2 ;

3,14;- диаметр трубы, м.

Тогда d = 1,13 х , (5)

где U - скорость движения воды в трубе; м/с;= 0,5…1,25 м/с (приложение Б).

Принимаем U = 0,95 м/с.

Расчет диаметра труб для различных участков определяется по формуле (5) и округляется до стандартных величин.

a) для участка (труба l5 ) определяется диаметр d 5 ;

d 5 = 1,13 х = 0,096 м. Принимаем d 5 = 100 мм.

b) для участка (труба l6,l7,l8,l9 ) определяется диаметр d 6,7,8,9 ;

d 6,7,8,9 = 1,13 х = 0,036 м. Принимаем d 6,7,8,9 = 50 мм.

c) для участка (труба l 10) определяется диаметр d 10 ;

d 10 = 1,13 х = 0,026 м. Принимаем d 10 = 50 мм.

d) для участка (труба l 11 ) определяем диаметр d 11 ;

d 11 = 1,13 х = 0,056 м. Принимаем d 11 = 75 мм.

Выбор водоподъемника

При выборе водоподъемника должно быть известно:

1. Источник воды с определенным дебитом Д, м 3 /ч.

2. Напорно-регулирующее устройство.

Максимальный часовой расход воды Q ч max, м 3 /ч.

Величина свободного напора в конечной точке водоразбора Н свн, м

Длина трассы всех участков водопроводной сети l j , м.

Условия для выбора насоса (водоподъемника)

Суточная производительность насоса должно быть равна или больше

максимального суточного расхода

сут. насоса Q сут. max .

Часовая производительность насоса должна быть выбрана в зависимости от продолжительности работы водоподъемника и определяется по формуле

ч. насоса = ,

где Т - продолжительность работы насосной станции, ч

(по исходным данным Т = 12 часов).

Q ч. насоса = = 20,7 м 3 /ч.

Секундная производительность насоса определяется по формуле

с. насоса = Q ч насоса / 3600.

с насоса = = 0,0057 м 3 /с = 5,7 л/с

Диаметр трубопровода для всасывающей (l 1 и l 2 ) и нагнетательной (l 3 и l 4 ) линии (условно, ввиду малого расстояния, принимаем их равными по диаметру) определяется как

насоса = 1,13 х .

насоса = 1,13 х = 0,087 м.

Принимаем диаметр трубопровода всасывающей (l 1 и l 2 ) и нагнетательной (l 3 и l 4 ) линии d насоса = 87 мм.

После определения часовой производительности насоса должно соблюдаться условие

Д Q ч. насоса

Напор, создаваемый насосом, определяется по формуле

Н насоса Н вс + Н н + Н б +∑h, (6)

где Н насоса - напор, создаваемый насосом, м;

Н вс - высота всасывания, м;

Н н - высота нагнетания, м;

Н б - высота бака, м;

∑h - сумма потерь напора на всасывающей и нагнетательной линиях, м;

∑h = ∑h′+∑h″,

где ∑h′ - сумма потерь напора по длине всасывающего и нагнетательного трубопровода, м,

∑h″ - местные потери напора во всасывающем и нагнетательном трубопроводах, м.

5. Высота нагнетания водонапорного бака (резервуара) выбирается из расчета

Н н Н свн +Sh 1 ± Н г, (7)

где Н свн - величина свободного напора, м:

Н г - геометрическая разность нивелирных отметок, м;

∑h 1 - сумма потерь напора в разводящем трубопроводе, м;

∑h 1 =∑h′ 1 +∑h″ 1, где ∑h′ 1 - сумма потерь напора по длине разводящего трубопровода, м;

∑h″ 1 - сумма местных потерь напора в разводящем трубопровода, м.

Местные потери напора в сети составляют 5…10% от величины потерь на трение по длине (эти данные используются в практических расчетах), а потери напора по длине определяются по формуле

j = i ∙ l j, (8)

l j - длина конкретного участка, м;- гидравлический уклон в метрах (потери напора на 1 м длины трубопровода).

Данные по i выбираем из таблицы (приложение Г, таблица Г.1)

Выбранные данные вместе с рассчитанным (принятым) диаметром трубопроводов и секундным расходом заносим в таблицу 2.

Таблица 2 - Значения диаметров, секундного расхода, 100 j и j для трубопроводов

Трубопроводы	Диаметр трубопровода d мм	Секундный расход Q c max л/с







l 1, 1 2, l 3, l 4

Тогда величина потерь напора по длине определяется по формуле (8), а местные потери напора в данном расчете принимаются 10% от потерь по длине.

5 = 0,0155 х 400 = 6,2 м и 10% равно 0,62 м. 6 = 0,0127 х 100 = 1,27 м и 10% равно 0,127 м. 7 = 0,0127 х 70 = 0,889 м и 10% равно 0,0889 м. 8 = 0,0127 х 110 = 1,397 м и 10% равно 0,1397м. 9 = 0,0127 х 125 = 1,58 м и 10% равно 0,158 м. 10 = 0,032 х 180 = 5,76 м и 10% равно 0,576м. 11 = 0,092 х 135 = 12,42 м и 10% равно 1,242 м.

Тогда сумма потерь напора в трубопроводах для:

5 будет равна h 5 = 6,2 + 0,62 = 6,82 м;

l 6 будет равна h 6 = 1,27+ 0,127 = 0,0352 м;

l 7 будет равна h 7 = 0,889 + 0,0889 = 0,02464 м;

l 8 будет равна h 8 = 1,397 + 0,1397 = 0,03872 м;

l 9 будет равна h 9 = 1,58 + 0,158 = 1,738 м;

l 10 будет равна h 10 = 5,76+ 0,576= 6,336 м;

l 11 будет равна h 11 = 12,42+ 1,242 = 13,66 м;

В данном примере потери в разветвленной сети на шестом участке (l 11 ), где первый потребитель (П 6).

Тогда сумма потерь напора в разводящем трубопроводе определяется из выражения:

∑h 1 = h 5 + h 11 = 6,82 + 13,66= 20,48 м.

Н н = 10+ 20,5 + 0 = 30,5 м.

Это значит, что дно резервуара должно быть на высоте 30,5 м.

общ = l 1 + l 2 + l 3 + l 4 .

общ = 7 + 3 + 30 + 30,5 = 70,5 м.

Тогда величина потерь напора на всасывающем и нагнетательном трубопроводах по длине и местные потери определяются как:

l общ = 0,00957 х 70,5 = 0,67 м и 10% равно 0,067 м.

Н насоса = 7 +30,5 + 4 + 0,737 = 42,2 м.

Имея расчетные данные:

Н насоса = 42,2 м; Q ч насоса = 20,7 м 3 /ч;

с насоса = 5,7 л/с производим энергетический расчет.

Расчетная мощность приводного двигателя к насосу определяется по формуле

Р расч. = ,

где Р расч. - расчетная мощность приводного двигателя, кВт;

Плотность воды, кг/м 3 ;- ускорение свободного падения, м/с 2 ; с насоса - подача насоса, м 3 /с; Н насоса - полный напор насоса, м;

Насоса - коэффициент полезного действия насоса;

Передачи - коэффициент полезного действия передачи.

1000 кг/м 3 ; насоса = 0,4…0,64; передачи = 1 (приложение Д)

Используя расчетные значения Q с насоса, Н насоса и принимая насоса = 0,4 определяем расчетную мощность

Р расч. = = 5,8 кВт.

(Число 1000 в знаменателе - переводной коэффициент для получения результата в кВт). С учетом коэффициента запаса, мощность двигателя определяется по формуле:

Р дв. = Р расч. * α,

где α - коэффициент запаса мощности; α = 1,1…2,0 (приложение Д).

Принимаем α = 1,3

Р дв - мощность двигателя с учетом всевозможных перегрузок, кВт.

Р дв. = 5,8 * 1,3 = 7,54 кВт.

. Графики потребления воды

Водонапорные башни служат для создания напора в разводящей сети и для хранения запаса воды, необходимого для уравнивания разности между подачей воды насосной станцией и расходом ее потребителями. (Иногда в резервуаре хранится пожарный запас воды).

Необходимая минимальная емкость напорного бака зависит от величины суточного расхода воды хозяйством, характера расходования ее по часам суток и времени работы насосной станции.

Расход воды по часам суток может быть установлен достаточно точно с учетом коэффициентов неравномерности и с учетом распорядка дня на ферме и выражаться в виде графика, представленного на рисунке 2. (график построен по исходным данным)

По известным данным Q сут. max графика расходования воды в течение суток и режиме работы насосной станции, необходимая емкость бака определяется:

Методом составления расчетной таблицы

Методом построения интегрального графика.

Метод. Метод составления расчетной таблицы.

Известные исходные данные:

Q сут. max = 249,35 м 3 /сут. (максимальный суточный расход считаем за 100%)

2. График расходов по часам суток представлен на рисунке 2. (Расход по часам суток имеется в исходных данных).

Время насосной станции Т=12 часов в период с 7 до 19 часов. (Имеется в исходных данных).

Q ч. насоса = 20,7 м 3 /ч.

Данные часового расхода и подачи воды насосом в процентах от максимального суточного расхода (Q сут. max) заносим в табл.2 и определяем алгебраическую сумму подачи и расхода за каждый час в процентах от Q сут. max .

Табл.3 - Данные к определению емкости бака (резервуара)

Часы суток Т суток	Часовой расход в процентах от Q сут. max	Подача воды насосной станцией в процентах от Q сут. max	Алгебраическая сумма подачи и расхода воды в процентах от Q сут. max	Остаток воды в баке к концу каждого часа в процентах от Q сут. max
0-1 1-2 2-3 3-4 4-5 5-6 6-7 7-8 8-9 9-10 10-11 11-12 12-13 13-14 14-15 15-16 16-17 17-18 18-19 19-20 20-21 21-22 22-23 23-24	0,75 0,75 1,0 1,0 3,0 5,5 5,5 5,5 3,5 3,5 6,0 8,0 8,0 7,0 5,0 5,0 3,5 3,5 6,0 6,0 6,0 3,0 2,0 1,0	8,35 8,35 8,35 8,35 8,35 8,35 8,35 8,36 8,35 8,35 8,35 8,35	0,75 0,75 1,0 1,0 3,0 5,5 5,5 +2,85 +4,85 +4,85 +2,35 +0,35 +0,35 +1,35 +3,35 +3,35 +4,85 +4,85 +2,35 6,0 6,0 3,0 2,0 1,0	17,5-0,75=16,75 16,75-0,75=16,0 16,0-1,0=15,0 15,0-1,0=14,0 14,0-3,0=11,0 11,0-5,5=5,5 5,5-5,5=0 0+2,85 =2,85 2,85+4,85=7,7 7,7+4,84=12,55 12,55 +2,35=14,90 14,9+0,35=15,25 15,25+0,35=15,60 15,60+1,35=16,95 16,95+3,35=20,3 20,3+3,35=23,65 23,65+4,85=28,5 28,5+4,85=33,35 33,35+2,35 =35,7 * 35,7-6,0=29,7 29,7-6,0=23,7 23,7-3,0=20,7 20,7-2,0=18,7 18,7-1,0=17,7

* - максимальная величина остатка воды в баке.

Максимальная величина остатка воды в баке определяет необходимую емкос

W б = = = 89м 3 .

Метод. Метод построения интегрального графика.

W б =,

где W б - объем бака, м 3 ;

Сумма двух отрезков - наибольших (определяющих расстояние по вертикали между общими кривыми), взятых по разные стороны кривой расхода воды, %.

б ==

5. Расчет водопроводимости. Энергетический расчет

Исходные данные:

Таблица 1 - Техническая характеристика оборудования, установленного в технологической линии водоснабжения свинарников

Таблица 2 - Время работы основного оборудования

Оборудование, марка	Время работы оборудования (часы, минуты)
Центробежный насос 3К-6А Освещение коровника №1 Освещение коровника №2 Освещение коровника №3 Освещение коровника №4 Освещение коровника №5	7ч…19ч 5ч30мин…9ч; 15ч…21ч 5ч30мин…9ч; 15ч…21ч 5ч30мин…9ч; 15ч…21ч 5ч30мин…9ч; 15ч…21ч 5ч30мин…9ч; 15ч…21ч

Построение графика работы оборудования

Порядок построения графика следующий:

Строят оси координат

По оси абсцисс обозначаем время суток Т суток в часах или минутах (от 0 до 24).

Слева оси ординат в четырех столбцах обозначаем:

а) Технологические операции в примерной последовательности одна за другой.

б) Марка машины, выполняющей ту или другую технологическую операцию.

в) Время работы t машины в течение суток в часах или минутах.

г) Установленная мощность Р электродвигателей на машинах и освещение в кВт.

Обозначение позиций	Технологические операции	Марка машины	Общее время работы t, ч. и мин.	Мощность Р, кВт
	Центробежный насос
	Освещение коровника №5 Освещение коровника №4 Освещение коровника №3 Освещение коровника №2 Освещение коровника №1	лампы лампы лампы лампы	9 часов 30 минут 9 часов 30 минут 9 часов 30 минут 9 часов 30 минут

Рисунок 1 - График работы оборудования

Теперь строго в масштабе параллельно осе абсцисс наносим против технологически операций линии, длина которых (в масштабе) соответствует времени работы машины, а положение их (линий) относительно оси абсцисс показывает: в какое время суток выполняется данная технологическая операция.

По графику сразу видно технологию производства, время работы машин, в какое время и последовательность их включения и выключения, сколько одновременно работает машин, какие машины и далее.

Построение графика установленных мощностей

Руководствуясь графиком работы оборудования (рис.1) и исходными данными строится график установленных мощностей оборудования (рис.2). Порядок построения графика следующий:

Строят оси координат.

По оси абсцисс обозначаем время суток Т суток в часах или минутах (от 0 до 24).

З. По оси ординат обозначаем в мощность Р в кВт.

Смотрим на график оборудования (рис.11) и на исходные данные.

В 5 часа 30 минут включают освещение. Установленная мощность освещения Р осв = 8 кВт.

Тогда Р сумм (5ч30мин) = Р осв. х 5 коровников = 8 х 5 = 40 кВт

В 7 часов включают насос 3К-6А. Мощность 3К-6А - Р = 10 кВт.

Тогда Р сумм (7ч) = Р осв. + Р = 40 кВт + 10 кВт = 50 кВт.

В 9 часов освещение выключают.

Тогда Р сумм (9ч) = Р = 10 кВт.

С 15 часов до 19 часов работает освещение и насос 3К-6А.

Тогда Р сумм (15ч) = Р осв. + Р = 40 кВт + 10 кВт = 50 кВт.

В 19 насос прекращает работу.

Тогда Р сумм (19ч) = Р осв. = 40 кВт

Освещение отключают в 21 час.

Энергетический расчет

Энергетический расчет проводим при условии, что все машины работают при оптимальной загрузке в указанное расчетное время.

Р общ = Р осв + Р 3К-6А, где

Р общ - установленная мощность освещения и водоснабжения, кВт;

Р осв - установленная мощность освещения, кВт;

Р 3К-6А - установленная мощность насоса 3К-6А, кВт.

Получаем Р общ = 5 х 8 кВт + 10 кВт = 50 кВт.

Расход энергии определяется по формуле

i = P i х t i , где

i - расход электроэнергии i-ой машиной, кВт ·ч; i - мощность двигателя i-ой машины, кВт; i - время работы i-ой машины, ч.

Получаем: W осв = Р осв х t осв; W 3К-6А = Р 3К-6А х t 3К-6А, где

осв., W 3К-6А - расход электроэнергии на освещение и водоснабжение, кВт∙ч; осв., t 3К-6А - общее время работы освещения и насоса 3К-6А, ч.

Получаем: W осв. = 40 кВт · 9,5 ч = 380 кВт∙ч 3К-6А = 10 · 12 ч = 120 кВт∙ ч.

Тогда W общ. = W осв. + W 3К-6А

Получаем W общ. = 380 кВт∙ ч + 120 кВт∙ ч = 500 кВт∙ ч.

6. Экономический расчет

Основой всех расчетов определения экономической эффективности являются технические карты, представляющие собой основной документ для определения потребности хозяйства в машинах, обеспечивающие комплексную механизацию всех производственных процессов.

По технической карте определяют технико-экономические обоснования выбранной системы машин. В карте должны быть приведены технические показатели и экономические показатели.

Показатели использования техники:

Количественные - характеризуются уровнем оснащения производственных процессов техники:) объем механических кормов

b) уровень механизации производственных процессов) уровень механизации фермы.

Уровень механизации находим по формуле

Где У - уровень механизации, %; 1 - поголовье, обслуживается машинами, гол.; 2 - общее количество животных, гол.

Тогда:

У= * 100 = 100%

Качественные показатели использования техники характеризуют экономическую эффективность ее использования, по ним выбирают варианты.

Показатели экономической эффективности:

a) затраты труда на обслуживание поголовья (голов),

b) затраты труда на единицу произведенной продукции (тонны),) прямые эксплуатационные издержки,) окупаемость капитальных вложений в механизацию производственных процессов.

Затраты труда находим по формуле

Где Т - затраты труда, чел·ч/т;

Л - количество людей, работающих на данном процессе, чел;- время работы этих людей на данном процессе, ч; общ - общее количество продукции произведенной на данном процессе, т.

Э т =В прод - В прод (нов. технологии);

где Э - экономический эффект;

В прод - затраты на старой машине;

В прод (новые технологии) - затраты по новой технологии.

7. Ветеринарные требования и техника безопасности

Ветеринарно-санитарные требования по содержанию помещений, территории ферм и уходу за животными

Для обеспечения и поддержания должного санитарного состояния животноводческих помещений и территории молочных ферм необходимо постоянно следить за их чистотой и благоустройством.

Не реже 1 раза в месяц проводить санитарный день на ферме. В этот день подвергают тщательной очистке стены, кормушки, автопоилки и другое оборудование, а также окна в производственных, бытовых и вспомогательных помещениях, санпропускнике. После механической очистки осуществляют дезинфекцию; кормушки, загрязненные места стен, перегородок и столбов белят взвесью свежегашеной извести. В этот день ветеринарный персонал осматривает всех дойных животных, обращая особое внимание на состояние вымени, сосков, и проверяет качество санитарной очистки помещения и территории. Результаты осмотра и проверки записывают в журнал, паспорт фермы, которые хранятся у заведующего фермой.

Вход на внутреннюю территорию фермы разрешают только через санпропускники обслуживающему персоналу с предъявлением постоянных пропусков, а другим лицам по разовым пропускам, выдаваемым по согласованию с ветеринарной службой. Посещение фермы посторонними лицами регистрируется в журнале, хранящемся вместе с пропусками в контрольном пункте санпропускника.

Вход на территорию фермы разрешают только после смены собственной одежды и обуви в санпропускнике на спецодежду.

Въезд транспорта на территорию фермы допускается только через дезбарьеры.

На всей территории, в производственных и подсобных помещениях молочных ферм проводят профилактическую дезинфекцию и мероприятия по борьбе с мухами и грызунами в соответствии с действующими инструкциями по проведению дезинфекции, дезинсекции, дератизации и дезакаризации.

В молочной и доильном зале стены систематически (по мере загрязнения) очищают и белят взвесью свежегашеной извести. Полы моют ежедневно. Дезинфицируют помещения 2 раза в месяц раствором гипохлорита кальция (натрия) с содержанием 3 % -ного активного хлора. Расход раствора составляет 0,5 л на 1 м 2 площади. Экспозиция 1 ч.

В летний период применяют пастбищную, стойлово-лагерную и стойлово-выгульную систему содержания животных, а в зимне-стойловый - привязную и беспривязную. Наиболее целесообразную из них специалисты выбирают с учетом конкретных условий хозяйства (обеспеченность кормами, качество стада, ветеринарное благополучие, квалификация кадров и др.).

Дойных коров при беспривязном содержании ежедневно следует обеспечивать чистой соломенной или другой подстилкой из расчета 5 кг на корову. При стойловом содержании коров подстилку (солома, опилки и т.п.) заменяют ежедневно. Для дойных коров торфяную пушенку в качестве подстилки использовать запрещается.

Чистку кожного покрова и обмывание задних конечностей коров осуществляют доярки по мере загрязнения.

Запрещается ввод животных на территорию фермы из других хозяйств или ферм без разрешения ветеринарного врача и соблюдения настоящих Правил.

Техника безопасности.

водоснабжение ферма ветеринарный механизированный

Животноводческая ферма должна иметь воду для поения скота, обработки и приготовления жидких и полужидких кормовых смесей, мойки посуды. Для подачи воды необходимы насосные станции, водонапорные башни, колодцы и скважины, водопровод и поилки.

Особую осторожность нужно соблюдать при установке и монтаже цельнометаллических водонапорных башен. Устанавливают башни на фундаменте с анкерными болтами; водоподводящая часть от насосной станции должна быть смонтирована заранее.

Внутренний водопровод следует не сваривать, а монтировать при помощи соединительных муфт. Это облегчает ремонт водопровода в дальнейшем.

Прежде чем установить индивидуальные чашечные поилки, надо проверить действие запорного клапанного механизма, только после этого их прикрепляют к стойке или кормушке.

Особое внимание надо уделять прокладке водопроводных труб в местах пересечения их с электрическими проводами: они не должны соприкасаться или пересекаться. Если этого избежать нельзя, то места пересечения надо дополнительно изолировать, а между проводами и трубой установить деревянную прокладку, поскольку даже небольшое электрическое напряжение на водопроводной трубе может привести к гибели животных.

Зимой во время сильных морозов вода в недостаточно утепленном водопроводе замерзает. Отогревать водопроводную трубу открытым пламенем (паяльной лампой) нельзя. Для этого пользуются горячей водой: замерзшие места обкладывают тряпками и поливают горячей водой до тех пор, пока водопровод не начнет нормально действовать.

Противопожарная безопасность

Пожары на фермах возникают по различным причинам. В результате сгорают животноводческие помещения, оборудование, гибнет скот. Нередко пожары приводят к человеческим жертвам.

Пожар легче предупредить, чем потушить. Поэтому противопожарные мероприятия имеют важное значение.

На животноводческих фермах и других объектах ответственность за противопожарную безопасность возлагается на руководителей участков, бригад и ферм.

В разработке мероприятий по противопожарной безопасности и контролю за их выполнением должны принимать участие члены добровольной пожарной охраны совхоза и колхоза, а также слесари и электромонтеры.

Для предупреждения и успешной борьбы с пожарами работники животноводства должны знать причины их возникновения, выполнять правила пожарной безопасности и. быть обучены обращению со средствами тушения пожара. На животноводческих фермах надо разработать обязанности каждого работника в случае возникновения пожара.

При механизированном водоснабжении обязательно устройство водоотборных кранов, гидрантов.

На территории фермы, не имеющей пожарных гидрантов, надо оборудовать огороженный пожарный водоем. Вблизи места складирования кормов должны стоять бочки с водой.

В каждом помещении на видном месте вывешивают "Правила пожарной безопасности", которые обязательны для выполнения всеми рабочими фермы, а также таблички с фамилией работника, отвечающего за пожарную безопасность данного объекта.

Для курения надо отводить специальные места или помещения, в них вывешивают специальные таблички с надписями: "Место для курения", "Здесь курить разрешается". Места и помещения для курения желательно оборудовать противопожарным инвентарем (бочки с водой, металлические урны).

Территорию между животноводческими помещениями (противопожарные разрывы) запрещается использовать под складирование материалов, соломы и сена.

Во всех животноводческих помещениях проходы, выходы, коридоры, тамбуры, лестницы, чердачные помещения следует постоянно содержать в исправном состоянии и ничем не загромождать.

Ворота и двери животноводческих помещений должны открываться наружу, закрывать их можно только на крючки и защелки, нельзя применять замки. В зимний период площадки перед воротами и дверями надо очищать от снега, с тем чтобы ворота и двери свободно открывались.

Нельзя пользоваться открытым пламенем (факелом, паяльной лампой) при отогревании замерзших труб водопроводной и отопительной систем. Для этого надо применять горячую воду, пар или нагретый песок.

На фермах и в животноводческих помещениях запрещается применять машины и механизмы, опасные в пожарном отношении, имеющие течь в топливном баке и топливопроводах, выделяющие искры.

Тушат огонь обычно водой, снегом, песком и землей. Однако в ряде случаев применять воду нецелесообразно, а иногда недопустимо. Нельзя тушить, водой горящий бензин, керосин, масла, а также воспламенившиеся двигатели внутреннего сгорания. В этих случаях пламя следует гасить огнетушителем, забрасывать песком, землей, накрывать мокрым брезентом.

При тушении пожара огнетушителями струю пены нужно направлять на основание пламени, то есть непосредственно на горящий предмет или вещество.

В ночное время на животноводческие фермы назначают дежурных, которые в случае возникновения пожара должны поднять тревогу.

При возникновении пожара надо принять срочные меры к ликвидации очага огня и, если потушить не удается, немедленно вызвать пожарную команду, принять меры для спасения животных, оборудования и прекращения дальнейшего распространения огня.

Список литературы

1. Бакшаев П.Д., Богдановский А.В., Ивахно В.К. Справочник по охране труда и технике безопасности в животноводстве. - Киев: Урожай, 1979. - 183с.

Белянчиков Н.Н., Смирнов А.И. Механизация животноводства. - М.: Колос, 1983. - 360 с.

Калюга А.А. Механизация технологических процессов на свиноводческих предприятиях. - М.: Россельхозиздат, 1987. - 208 с.

Костин Г.Н. Основные технологические схемы водоснабжения животноводческих и других объектов, основное оборудование и пример расчета по теме "Механизация водоснабжения". - Киров, 2005. - 216с.

Мжельский Н.И., Смирнов А.И. Справочник по механизации животноводческих ферм и комплексов. - М.: Колос, 1984. - 336с.

Носов М.С. Механизация работ на животноводческих фермах. - М.: ВО Агропромиздат, 1987. - 415 с.

4. Водоснабжение ферм КРС

Система водоснабжения - это комплекс взаимосвязанных машин, оборудования и инженерных сооружений, предназначенных для забора воды из источников, подъема ее на высоту, очистки, хранения и подачи к местам потребления.

В зависимости от конкретных условий(рельефа местности, мощности источника водоснабжения, надежности электроснабжения и др.) схемы водоснабжения могут иметь один или два подъема воды, предусматривать хранение регулируемого ее количества в водонапорных башнях или подземных резервуарах, подачу противопожарного запаса воды непосредственно из источника и др.

Состав инженерных сооружений непостоянен, его можно изменить в зависимости от качества воды в источнике, рельефа местности и прочих условий. Например, очистные сооружения, резервуары чистой воды и насосная станция второго подъема могут отсутствовать, если качество воды в источнике соответствует ГОСТу на питьевую воду.

Окончательный выбор той или иной схемы водоснабжения в каждом конкретном случае должен быть обоснован технико-экономическим расчетам. К строительству принимается вариант с наименьшими капитальными и эксплуатационными затратами.

Системы сельскохозяйственного водоснабжения по их назначению можно подразделить на следующие группы:

1) системы водоснабжения поселков совхозов и колхозов, а также ремонтно-технических станции;

2) системы водоснабжения животноводческих промышленных комплексов и отдельно стоящих ферм;

3) системы пастбищного водоснабжения;

4) системы полевого водоснабжения.

Каждая из перечисленных групп имеет свои специфические особенности в части организации водоснабжения.

Наиболее распространенная схема механизированного водоснабжения животноводческих ферм состоит из следующих сооружений: водозабора с насосной станцией, разводящей сети и регулирующих сооружений (водонапорной башни и резервуара для хранения противопожарного запаса воды). В случаях, когда этого требует качество воды источника, схема водоснабжения дополняется сооружениями по очистке и обеззараживанию воды.

Описание наиболее распространенной схемы водоснабжения животноводческой фермы (на 400 молочных коров):

Из трубчатого колодца вода забирается погружным электронасосом (типа ЭЦВ или БЦП) и подается в водонапорную башню и разводящую сеть животноводческой фермы.

Практикой установлено, что емкость бака водонапорной башни должна быть равна 12--15% расчетного суточного расхода воды на ферме. Типовые водонапорные башни для животноводческих ферм имеют баки емкостью 25 м3.

Камеры насосных станций на трубчатых колодцах, водонапорные и регулирующие сооружения, а также смотровые колодцы на водопроводной сети выполняют из сборных железобетонных конструкций. Водопроводную сеть выполняют из асбестоцементных или полиэтиленовых труб, а вводы в скотные дворы и другие помещения на ферме -- из чугунных труб.

В промышленных животноводческих комплексах применяются безбашенные системы водоснабжения высокого давления. Для водоснабжения ферм с расходом воды до 40 м3/сутки часто используются близко расположенные к поверхности земли подземные воды, забираемые шахтными колодцами. В этих случаях для подъема воды применяются автоматические насосные установки.

Пример: схема насосной установки для пневматической системы водоснабжения с забором воды из шахтного колодца, оборудованного пневматической автоматической установкой ВУ-5-30. Производительность установки 5 м3/ч, напор 30 м.

Принцип действия установки ВУ-5-30 заключается в следующем:

При разборе воды на ферме давление в сети падает. Когда давление в сети упадет до нижнего предела, на который отрегулировано реле давления, насос включается и работает до того момента, пока давление воздуха в воздушно-водяном котле не достигнет верхнего предела, на который также отрегулировано реле давления. Воздушно-водяной котел имеет небольшой регулирующий объем воды. Таким образом, при малом расходе воды на ферме установка будет включаться редко, но в часы, когда расход воды равен производительности насоса, установка будет работать непрерывно до тех пор, пока расход на ферме не уменьшится. При этом насос поднимает давление в воздушно-водяном котле до верхнего предела и реле давления выключает электродвигатель насоса.

По такому же принципу работает установка с погружным насосом (ВУ-7-65). Эта установка предназначена для подъема воды из трубчатых колодцев диаметром 150 мм с динамическим уровнем воды, находящимся на глубине до 40 м. Производительность установки 7,5 м3/ч, напор до 65 м.

В настоящее время широкое использование получили насосы типа ЭЦВ с обратным клапаном.

Источники водоснабжения и водозаборные сооружения

При выборе источника централизованного водоснабжения предпочтение отдают подземным водам по сравнению с поверхностными. Это объясняется повсеместным распространением подземных вод и возможностью использования их без очистки. Поверхностные воды применяют реже, так как они наиболее подвержены загрязнению и перед подачей потребителю нуждаются в специальной очистке.

Подземные воды в зависимости от условий их залегания делятся на грунтовые и межпластовые.

Водонапорные сооружения и резервуары

Сборно-блочные башни конструкции инженера А. А. Рожновского получили на фермах наибольшее распространение. Башни монтируют на месте из отдельных металлических блоков, изготовленных на заводах. Нижняя часть башни, утепленная земляной обсыпкой, целиком заполняется водой. Этот запас воды удваивает резервную вместимость башни.

Неутепленную башню применяют там, где температура воды подземных источников не ниже 4° С и обмен воды в башне происходит не реже одного раза в сутки.

При интенсивной циркуляции вода в башне не замерзает даже при значительном снижении температуры.

На фермах широко распространены безбашенные автоматические водоподъемные установки типа ВУ, например, установка ВУ5-30. Вихревым насосом вода подается в воздушно-водяной бак, из которого через водоразборную магистраль поступает к потребителям. Излишки воды накапливаются в баке, сжимая в нем воздух. Как только давление в баке достигнет расчетного реле давления (в нормальном положении контакты реле давления постоянно замкнуты) разомкнет электрическую цепь магнитного пускателя, электродвигатель насоса остановится и вода потребителям будет подаваться под действием сжатого в баке воздуха. При уменьшении давления до определенного значения контакты реле замкнутся и в работу включится насос, который снова начнет подавать воду в бак.

Во время работы установки объем воздушной подушки в баке вследствие неплотности соединений растворения воздуха в воде уменьшается. Это приводит к увеличению частоты включения установки и ускоряет износ электродвигателя и насоса. Для автоматического заполнения бака воздухом служит струйный регулятор запаха.

Установки для очистки и обеззараживания воды на фермах и комплексах

В сельскохозяйственном водоснабжении применяют кристаллизацию (искусственное вымораживание), дистилляцию и электродиализный метод опреснения.

Для опреснения воды применяют электродиализ. При этом ионы солей удаляются из воды действием поля постоянного электрического тока. Для электродиализа разработаны установки производительностью от 10 до 600 м/сут, способные обеспечить понижение минерализации воды с 2,8…15 г/л до 0,9…1 г/л.

Для очистки воды применяют фильтры, контактные осветлители.

При хлорировании применяют хлорную известь, жидкий хлор и поваренную соль (из соли получают гипохлорид натрия). Для хлорирования предназначены вакуумные хлораторы ЛК и электролизные хлоритные установки типа ЭН и ЭДР.

Для ультрафиолетового облучения воды применяют установки с аргоно- ртутными лампами типа БУВ. Эти установки выпускаются закрытого типа с погруженными в воду источниками облучения и открытого типа. Погружаемые в воду лампы размещают в кварцевых чехлах. Установки можно подключать в любом месте сети водоснабжения.

Технологическое оборудование и арматура внутренних водопроводных сетей

В зависимости от поголовья, режима поения и дебита водоисточника определяют размеры водопойной площадки и длину корыт.

Автопоилки делятся на групповые и индивидуальные.

Групповые поилки применяют для поения коров и молодняка крупного рогатого скота при беспривязном (боксовом) содержании. Их также используют в летних лагерях и на пастбищах. Групповые поилки могут быть стационарными и передвижными. Они оборудованы корытами или несколькими индивидуальными поилками для поения животных. Принцип действия этих поилок основан на законе сообщающихся сосудов. Уровень воды регулируют в водораздаточных корытах с клапанным механизмом поплавкового типа.

Правильное водоснабжение для молочных коров является предпосылкой для продуктивности и эффективности, в хозяйстве должна быть продумана система поения животных. Свежести и чистоте воды уделяется огромное значение. Для обеспечения этого фактора разработаны разные модели поилок.

Групповая автопоилка АГК-12 предназначена для поения крупного рогатого скота. Она выпускается в двух модификациях: для летних лагерей, где водопровода нет, и для поения скота на выгульных площадках ферм с водопроводной сетью.

Поилки ПЭ-3

Габариты ДхШхВ - 2370х574х300

Масса, кг - 130

Мощность электродвигателя, кВт - 500

Объем бункера, м3 - 260

Вода в поилке не замерзает при отрицательных температурах в помещении.

Нагрев воды происходит равномерно, т.е. в поилке нет зон, где вода будет ледяная или очень горячая.

Поилка изготавливается из пищевой пластмассы.

Поилки оборудованы сливными пробками, что позволяет не опрокидывать поилку, для ее мойки. В любое время всю воду можно слить.

Поилки оборудованы поплавковыми регуляторами уровня воды, вода в поилке пополняется, по мере того как животные ее расходуют.

Нагрев воды осуществляется при помощи нагревательных плит НП-130 мощностью 250 Вт, на которые монтируется поилка.

Каждая поилка оборудована щитком регулирования температуры с автоматическим выключателем и УЗО. Применение поилки не требует установки отдельного оборудования, например трансформатора.

Поилки работают от сети переменного тока напряжением 220 В, частотой 50 Гц.

Многие из поилок является конкурентоспособными с лучшими западными образцами, имеют следующие характеристики:

· отсутствует клапанный механизм, имеющий низкую эксплуатационную надежность;

· не содержит подвижных быстроизнашивающихся резиновых и пластмассовых деталей;

· работает полностью в автоматическом режиме, не требуя вмешательства персонала;

· удовлетворяет в полной мере комплексу зооветеринарных и зоогигиенических требований;

· имеет простую конструкцию;

· срок эксплуатации без ремонта определяется только коррозионной стойкость магистрального трубопровода и может достигать 30…50 лет.

Устройство допускает работу от водопровода с любым давлением воды. Допускаются различные варианты установки поильных чаш на магистральной трубе. Имеются пневмогидроклапана, установленные внутри или снаружи чаши.

Наибольшее распространение на фермах и комплексах получили электрические и паровые водонагреватели.

Элекронагреватели проточного типа, например ЭВМ-2, ЭВАН-100, применяют для быстрого нагрева воды. В них температура воды поддерживается автоматически в пределах от 20 до 95 °С.

Электрические автоматические водонагреватели - термосы типа ВЭТ для порционного подогрева воды и ее хранения применяют чаще всего в поточных линиях доения коров и приготовления кормов. Вместимость термоса 200, 400 и 800 л, температура воды - до 95 °С. В случае необходимости горячую воду из водонагревателя можно смешать с холодной в смесительном кране или смесительных баках.

Емкостные пароводяные водонагреватели используют для получения горячей воды с температурой до 60…65 °С.

Особое внимание следует обратить на подогрев воды для поения животных в зимнее время. Практика показывает, что подача воды с температурой 4…10 °С из башен Рожновского в систему поения без подогрева приводит к резкому снижению продуктивности животных и часто к возникновению у них простудных заболеваний.

Водонагреватели типа УАП применяют для подогрева воды до 16…18 °С в зимнее время.

Серьезный резерв экономии энергии и повышения продуктивности коров на молочно-товарных фермах - использование для поения воды, прошедшей через охладители для молока. Такая вода имеет температуру 18…24 °С. После охлаждения молока эту воду насосом подают в емкость, установленную в коровнике на высоте 2,4…3,0 м, откуда вода самотеком поступает к автопоилкам. Чтобы температура воды не снижалась, емкость покрывают теплоизоляционным материалом. Пение коров такой водой повышает их продуктивность на 10…15 %.

Гигиеническая оценка фермы "Каменная Русота" УО СПК "Путришки" Гродненского района

Водоснабжение фермы осуществляется от сети водопровода. Источником водоснабжения является артезианская скважина дебитом 8 м3/ч (разработчик «Промбурводы»). Общий суточный расход по ферме воды составляет 50 665 м3...

Гигиенические и ветеринарные требования к размещению и содержанию предприятий мясной промышленности

На мясоперерабатывающих предприятиях используют воду для питьевых, санитарных и технологических нужд. Вода для хозяйственно-питьевых и производственно-пищевых целей должна соответствовать действующему ГОСТу «Вода питьевая»...

Екологічне землеробство

Сертифікація - це процедура, яка свідчить, що продукція (послуга) відповідає стандарту або іншої нормативної вимоги...

Інженерне управління у виробничих і обслуговуючих структурах сільськогосподарських товаровиробників

Тваринництво - одна з двох провідних галузей сільськогосподарського виробництва. На відміну від виробництва рослинницької продукції, що залежить від природнокліматичних умов і носить сезонний характер...

Механизация водоснабжения комплекса крупного рогатого скота

При организации водоснабжения важно правильно выбрать источник воды. Общая схема механизированного водоснабжения состоит из источника, водозаборного сооружения, насосной станции, напорно-регулирующего устройства...

Незаменимая механизация для сельского хозяйства

Продукцию животноводства производят на животноводческих фермах. Каждая ферма представляет собой единый строительно- технологический комплекс, включающий в себя основные и подсобные производственные...

Организации эффективного производства молока

На каждой ферме есть мастер-наладчик молочного оборудования, а так же слесарь для наладки навозных транспортеров и бригада слесарей по обслуживанию ферм, которые выезжают на фермы, где произошла крупная поломка оборудования...

Организация производства в АПК

Как было сказано выше, основным видом деятельности данного предприятия является разведение КРС. Рассмотрим динамику поголовья и структуру стада КРС в МУП «Лужок»...

Проект механизации водоснабжения молочной фермы на 400 голов

Вода служит важнейшей составной частью внешней среды, без которой невозможны поддержание здорового состояния организма и получение значительной продуктивности от сельскохозяйственных животных и птицы...

Проект планировки и застройки села Лесное Бурлинского района Алтайского края

Существующее положение Водоснабжение села осуществляется из скважины, расположенной в северной части села. Скважина глубиною 800 м, дебитом 30 мі/час. Имеются разветвленные тупиковые водопроводные сети d 100, протяженностью - 3,0 км...

Проектирование свиноводческой фермы

Профилактические мероприятия на животноводческих предприятиях

С помощью воды поддерживается высокий уровень ветеринарно-санитарного состояния ферм, осуществляется мойка посуды и инвентаря, дезинфекция, подготовка кормов. Без воды невозможно содержать в чистоте помещение, кормушки, водопойный инвентарь...

Санитарно-гигиеническая оценка корпуса молодняка поголовьем 60000 птицефабрики ООО "Алёна"

Вода важнейший элемент биосферы, без которой невозможна фактическая жизнь на земле. Она играет огромную роль в поддержании нормального здоровья, жизни и деятельности организма любого организма на планете...

Составление задания на проектирование свинарника-откормочника на 800 голов

Это общие неспецифические мероприятия на ферме по предупреждению проникновения возбудителей инфекционных и инвазионных заболеваний животных из внешней среды и охрана окружающей среды фермы от санитарных отходов животноводческой продукции...

Технология содержания животных на ферме

животное ферма инфекция освещение Земельный участок для строительства животноводческих должен отвечать зоогигиеническим требованиям...

Механизация водоснабжения животноводческих ферм и комплексов. Ремонт машин и оборудования животноводческих ферм

Аннотация научной статьи по механике и машиностроению, автор научной работы - Оболенский Николай Васильевич, Шевелев Александр Владимирович

Похожие темы научных работ по механике и машиностроению, автор научной работы - Оболенский Николай Васильевич, Шевелев Александр Владимирович

Текст научной работы на тему «Основные направления модернизации систем поения на фермах КРС»

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Подобные документы

Организация ТО на ферме

2. Существующие способы снабжения водой ферм

3. Технологический расчет и выбор оборудования

. Графики потребления воды

5. Расчет водопроводимости. Энергетический расчет

6. Экономический расчет

7. Ветеринарные требования и техника безопасности

Список литературы

4. Водоснабжение ферм КРС