836

2…3 раза больше, чем у центробежного при одинаковом диаметре рабочего колеса).

У с т р о й с т в о (рис. 85): в корпусе насоса 2 на валу 4 жестко закреплено рабочее колесо 3. Оно представляет собой диск толщиной 8…10 мм с радиальными лопатками. Внутри между корпусом и рабочим колесом имеется кольцевой зазор (канал) 7. Вихревой насос в отличие от центробежного является самовсасывающим, поэтому вход и выход у него взаимозаменяемы.

1 – флянец; 2 – корпус; 3 – рабочее колесо; 4 – вал; 5 – всасывающий патрубок; 6 – нагнетательный патрубок; 7 – кольцевой зазор; 8 – межлопаточная полость

Рисунок 85 – Вихревой насос

П р и н ц и п р а б о т ы: перед самым первым пуском насоса его корпус заполняют водой. Затем приводят во вращение рабочее колесо, лопатки которого оказывают силовое воздействие на воду, приводя ее в движение. Характер движения при этом сложный по двум причинам:

частицы воды вращаются вместе с рабочим колесом;

под действием центробежных и центростремительных сил создается вихревое циркуляционное движение частиц воды в пространстве между межлопаточными полостями и кольцевым каналом.

Таким образом, при прохождении межлопаточных полостей колеса на пути от входа в кольцевой канал до выхода из него, жидкость получает многократное приращение энергии. По этой причине при одном и том же диаметре рабочего колеса вихревые насосы развивают напоры большие, чем центробежные. Благодаря этому вихревые насосы имеют меньшие габариты и массу по сравнению с центробежными насосами таких же рабочих параметров.

Недостатком вихревых насосов является низкий КПД, не превышающий 45 %. Наиболее распространенные конструкции имеют КПД

35…38 %.

На рис. 85 показано, что всасывающий патрубок имеет вертикальный участок. Это исключает вытекание воды при неработающем насосе.

131

При повторном пуске воздух из всасывающей трубы удаляется самим насосом, в результате чего в ней создается разрежение, и вода из источника под действием атмосферного давления поступает в корпус насоса.

Вихревые насосы получили в настоящее время широкое распространение в системах водоснабжения для перекачивания чистых жидкостей. Их применяют, когда требуется получить большой напор при малой подаче.

Вихревые насосы изготовляют на подачу до 12 дм3/с. Напор вихревых насосов достигает 100 м, мощность доходит до 20 кВт, коэффициент быстроходности 6…40.

Промышленность выпускает одноступенчатые вихревые насосы типа ВК, ВКС и ВКО. Насосы типа ВКС – самовсасывающие, типа ВКО – с обогревом. В обозначении насоса буквы указывают тип насоса, первые цифры подачу, вторые – напор. Например, обозначение насоса ВКС-2/26 означает: насос вихревой консольный самовсасывающий с номинальной подачей 2 дм3/с и номинальным напором 26 м вод.ст.

Промышленность выпускает центробежновихревые насосы в едином корпусе. Центробежное колесо, как правило, располагают перед вихревым, то есть вода сначала попадает в центробежное колесо, где создается небольшое давление, которое затем повышается вихревым колесом. При таком сочетании достигаются большие напоры при относительно малой подаче. Промышленность выпускает центробежновихревые насосы типа ЦВК с указанием подачи (первая цифра) и напора (вторая цифра). КПД у этих насосов несколько выше, чем у вихревых, и достигает

0,45…0,48.

Напорно-регулирующие сооружения. В системах водоснабжения используют специальные напорно-регулирующие сооружения, предназначенные для регулирования подачи воды, создания постоянного достаточного напора в водопроводной сети, а также формирование запаса воды на время отключения насосной установки.

Применяют два типа напорно-регулирующих сооружений: водона-

порную башню и пневматический котел (безбашенное сооружение). В

настоящее время в практике сельхозводоснабжения широкое применение имеют бесшатровые башни-колонны конструкции А.А. Рожновского.

Водонапорная башня А.А. Рожновского п р е д н а з н а ч е н а для создания наружного напора за счет подъема водонапорного резервуара на необходимую высоту. Отличительной ее особенностью является цилиндрическая опора, которая одновременно является емкостью для воды, что увеличивает запас воды в башне почти в два раза.

У с т р о й с т в о (рис. 86): башня с о с т о и т из фундамента, ствола (опоры) 1 и резервуара 2.

132

Башни этой конструкции можно использовать без утепления в местностях с зимней температурой до -40°С, но если выполняются при этом два условия:

температура воды в водоисточнике не ниже 4°С;

обеспечен регулярный водообмен.

Высота напорной башни выбирается с таким расчетом, чтобы обеспечивалась подача воды в нужном количестве к наиболее удаленному и высоко расположенному водопотребителю.

Вместимость резервуара определяется с учетом расхода воды и времени работы насосной установки в течение суток. За время работы насосной установки в резервуаре должен накопиться аварийный запас воды на случай временного прекращения работы насосной установки, а также про-

тивопожарный запас воды Wп. Обычно резервуар выбирают вместимостью, равной 15…20% от максимального суточного расхода воды.

В нижней части ствола башни, непосредственно над фундаментом, делают земляную отсыпку и смотровой колодец для периодического осмотра состояния запорно-регулирующих устройств и проведения ремонтных работ. Сверху резервуар с водой закрыт крышкой с люком.

1 – ствол (опора);

2 – резервуар с датчиком уровня;

3 – пост управления;

4 – станция управления;

5 – насосная установка;

6 – напорная труба

Рисунок 86 – Водонапорная башня А.А. Рожновского

Р а б о ч и й п р о ц е с : в водонапорную башню воду подают по напорному трубопроводу 6 с помощью насоса водонасосной установки 5.

По мере заполнения водой башни уровень ее h повышается. Соответ-

ственно увеличивается гидростатическое давление р (рис. 86), определяемое из формулы:

133

где ρ – плотность воды, ρ = 1000 кг/м3;

g – ускорение свободного падения, g = 9,81м/с2; h – уровень воды, м вод.ст.

Рисунок 87 – Схема к пояснению работы электроконтактного манометра

В случае использования электроконтактного манометра (ЭКМ) в системе автоматического управления работой башни включение и выключение насоса происходит следующим образом. Как только стрелка ЭКМ достигнет отметки рmax , тут же размыкается цепь питания электродвигателя и насос отключается. По мере разбора воды из башни и уменьшения давления до отметки рmin все происходит в обратной последовательности – насос включается.

В процессе эксплуатации водонапорной башни необходимо периодически спускать осадки через грязевую трубу, промывать и дезинфицировать башню.

Водоподъемная установка типа ВУ-7-65 п р е д н а з н а ч е н а для подъема воды из поверхностных источников. Для подъема воды из подземных источников промышленность выпускает автоматическую водоподъемную установку ВУ-7-65 с центробежным насосом, подающим воду из буровой скважины.

У с т р о й с т в о (рис. 88): в с о с т а в агрегата входит воздушноводяной бак 4, в который вода по напорной трубе 9 подается с помощью насосного агрегата 7. Автоматическое управление работы насосного агрегата осуществляется с помощью реле давления 2. Для разбора воды из котла предназначена напорно-разводящая труба 5. Периодическое пополнение воздушно-водяного бака воздухом производится с помощью струйного регулятора 10.

134

П р и н ц и п р а б о т ы : когда подача насосного агрегата превышает потребление, избыток воды поступает в котел, воздушная подушка сжимается и давление в котле повышается. В случае, когда водопотребление больше подачи или насос не работает, вода под давлением воздуха поступает из котла потребителю.

1 – станция управления;

2 – реле давления; 3, 11 – предохранительные клапаны;

4 - воздушно-водяной бак;

5 – трубопровод; 6 – сапло;

7 – насосный агрегат;

8 – всасывающая труба;

9 – нагнетательная труба;

10 – струйный регулятор

Рисунок 88 – Схема водоподъемной установки ВУ-5-30

Как только давление в котле при его наполнении достигнет расчетного значения рmax, реле давления 2 разомкнет электрическую сеть магнитного пускателя, насосный агрегат 7 выключится. При уменьшении давления до рmin контакты реле замкнутся, и включится насос, который снова начнет подавать воду в котел.

Во время работы водокачки объем воздушной подушки в котле вследствие неплотностей соединений и растворения воздуха в воде уменьшается. Это приводит к увеличению частоты включения установки и ускоряет износ электродвигателя и насоса. Для автоматического заполнения котла воздухом служит струйный регулятор 10.

Контрольные вопросы

1.Назвать виды подземных вод в зависимости от глубины их залегания.

2.Перечислить типы водоприемных сооружений подземных вод. Как они устроены?

3.Какие типы насосов используют для подъема воды?

4.Как устроен и работает центробежный насос?

5.Как обозначаются и расшифровываются марки центробежных насосов?

6.Как устроен и работает вихревой насос?

135

7.Как обозначаются и расшифровываются марки вихревых насосов?

8.Как устроен и работает погружной центробежный насос?

9.Как обозначаются и расшифровываются марки погружных центробежных насосов?

10.Назначение напорно-регулирующих сооружений.

11.Как устроена и работает водонапорная башня А.А. Рожновского?

12.В чем суть автоматического управления работой водонапорной башни А.А. Рожновского?

13.Назначение пневматических водоподъемных установок.

14.Как устроена и работает пневматическая водоподъемная установка типа ВУ-7-65?

РАБОТА № 16: МЕХАНИЗАЦИЯ ПОЕНИЯ ЖИВОТНЫХ И ПТИЦ НА ФЕРМАХ

Содержание работы:

1.Индивидуальные поилки.

2.Групповые поилки.

3.Водораздатчики.

Автопоение представляет собой систему автоматических устройств или поилок, при помощи которых животное или птица самостоятельно получают из водопровода воду в нужном количестве и требуемого качества.

Поилки подразделяют на индивидуальные и групповые. Индивидуальные поилки применяют главным образом на фермах крупного рогатого скота с привязным содержанием и на свинофермах при содержании свиней в отдельных станках. Во всех остальных случаях используют группо-

вые поилки.

Индивидуальная автопоилка ПА-1 п р е д н а з н а ч е н а для поения крупного рогатого скота на фермах привязного содержания.

1 – поильная чаша; 2 – педаль; 3 – резиновая прокладка; 4 – пружина; 5 – корпус поилки; 6 – корпус клапана; 7 – шток клапана

Рисунок. 89 – Автопоилка ПА-1А

136

У с т р о й с т в о (рис. 89): автопоилка состоит из поильной чаши 1 емкостью 1,9 дм3; корпуса 5 и клапанного механизма пружинного типа. В нерабочем положении под действием пружины 4 клапан 6 закрывает входное отверстие в седле. В этом случае педаль 2 приподнята над дном чаши.

П р и н ц и п р а б о т ы: когда животное, пытаясь достать воду, нажимает на педаль 2, пружина 4 сжимается, клапан со штоком 7 отходит от седла-прокладки 3 и вода через образовавшуюся щель поступает в поильную чашу 1. Одна автопоилка ПА-1А рассчитана на обслуживание двух животных, поэтому ее устанавливают на разделительной стойке, проходящей между двумя стойлами. Детали поилки выполнены из чугуна.

Автопоилка АП-1А с деталями из полимерных материалов – пластмасс п р е д н а з н а ч е н а для поения крупного рогатого скота при привязном содержании животных и рассчитана на обслуживание также двух животных.

У с т р о й с т в о: поилка АП-1А имеет единственное конструктивное отличие от ПА-1 заключающееся в том, что пружина заменена на резиновый амортизатор. Принцип работы поилки АП-1А аналогичен ПА-1.

Бесчашечная сосковая поилка ПБС-1 п р е д н а з н а ч е н а для индивидуального поения взрослых свиней на откормочных и репродуктивных фермах. Ее устанавливают стационарно в свинарниках со станочным и бесстаночным размещением животных при групповом и индивидуальном содержании, а в летнее время – на выгульных площадках.

У с т р о й с т в о (рис. 90): ПБС-1 с о с т о и т из корпуса 2, установленного под углом 37º к вертикальной плоскости, соска 1, клапана 6, уплотняющих резиновых манжет, амортизатора 5 и упора 7.

Пр и н ц и п р а б о т ы: при нажатии зубами на сосок 1 между ним

иклапаном образуется щель и вода поступает в рот животного. При отпускании соска за счет давления воды и амортизатора, действующего на клапан, поступление воды из поилки прекращается. При групповом содержании одна поилка обслуживает 20…30 свиней.

1 – сосок; 2 – корпус; 3, 4 – прокладки; 5 – амортизатор; 6 – клапан; 7 – упор

Рисунок 90 – Автопоилка ПБС-1

137

Ниппельные поилки п р е д н а з н а ч е н ы для поения птиц любых возрастных групп.

У с т р о й с т в о (рис. 91): в прозрачном корпусе 4 находится запорное устройство в виде верхнего клапана 2 с толкателем 5. Их подвешивают с интервалом 300…400 мм к водопроводным трубам, расположенным вдоль клеточных батарей.

а – ниппельная поилка:

1 – труба; 2 – верхний клапан; 3 – седла клапанов; 4 – корпус поилки; 5 – нижний клапан;

б – ниппельная поилка с каплеулавливающей чашкой:

1 – труба; 2 – ниппель с корпусом из нержавеющей стали; 3 – каплеулавливающая чашка

Рисунок 91 – Ниппельные поилки

П р и н ц и п р а б о т ы (рис. 91, а): из водопроводной сети вода поступает в бачки поплавковых регулировочных камер, расположенных по одному в каждом ярусе. Поплавковое устройство регулируют так, чтобы в водопроводной трубе поилок создавалось давление около 0,05 МПа. При такой регулировке давление воды на конце нижнего клапана ниппеля через каждые 30…40с появляется капля воды и удерживается за счет капиллярного сцепления. Как только птица проклевывает и выпивает каплю, появляется следующая и т.д.

Ниппельная поилка с каплеулавливающей чашей (рис. 91, б) фирмы «Биг Дачмен» (Германия), закрепленная на кронштейне, сохраняет сухой подстилку и не мешает птице во время питья.

Групповая стационарная автопоилка АГК-4А с электроподогре-

вателем п р е д н а з н а ч е н а для поения крупного рогатого скота (до 100 голов) при беспривязном содержании на выгульных площадках в течение всего года. Поилка одновременно обслуживает четырех животных.

138

1 – корпус; 2 – чаша; 3 – боковая стенка; 4 – откидная крышка; 5 – рычаг клапанно-поплавкового механизма; 6 – поперечина; 7 – терморегулятор;

8 – шкаф управления; 9 – нагреватель; 10 – отражатель; 11 – труба; 12 – хомут

Рисунок 92 – Групповая автопоилка АГК-4А с электроподогревателем

У с т р о й с т в о (рис. 92): в прямоугольном корпусе 1 с теплоизоляцией помещена поильная чаша 2, вместимостью 60 дм3, к которой подведен водонапорный трубопровод 11. На его верхнем конце смонтирован клапанно-поплавковый механизм 5. В камере подогрева с отражателем 10 помещен электронагревательный элемент 9 мощностью 1кВт при напряжении 220В для подогрева воздуха. Подогретым воздухом подогревается дно чаши и соответственно вода. Для поддерживания температуры воды на необходимом уровне имеется терморегулятор 7.

П р и н ц и п р а б о т ы : вода из водопроводной сети по трубопроводу 11 поступает в чашу, где подогревается до заданной температуры. Постоянный уровень воды в чаше поддерживается автоматически клапан- но-поплавковым механизмом. При нажатии животным на одну из четырех крышек поильной чаши открывается поильное место и животное получает доступ к воде.

Автопоилка для овец ГАО-4 п р е д н а з н а ч е н а для обеспечения бесперебойного круглосуточного поения овец в овчарнях в стойловый период содержания и во время ягнения.

1 – стойка;

2 – чаша;

3 – поплавок;

4 – крышка;

5 – подводящая труба

Рисунок 93 – Автопоилка ГАО-4

139

У с т р о й с т в о (рис. 93): на раме, опирающейся на четыре ножки 1, закреплена поильная чаша 2 диаметром 500 мм и глубиной 150 мм с регулируемой высотой зеркала воды в пределах 280…390 мм, обеспечиваемой водорегулирующим устройством поплавкового типа 3 с клапаном. Имеется крышка, закрепленная на стойке. К ее верхней части присоединена подводящая труба 5.

П р и н ц и п р а б о т ы аналогичен групповой поилке АГК-4А. Водораздатчики. Универсальный водораздатчик ВУ-3 п р е д н а з -

н а ч е н для поения крупного рогатого скота в летних лагерях и на пастбищах, удаленных от источников воды.

У с т р о й с т в о: универсальный водораздатчик, представляет собой цилиндрическую цистерну, установленную на Т-образную раму с ходовыми колесами с размером шин 340х460. Водораздатчик оборудован тормозной системой от автомобиля ГАЗ-52 и агрегатируется с тракторами ВТЗ или МТЗ классов 1,4 и 0,9. В зависимости от комплектации водораздатчик можно применять для доставки воды, а при наличии оборудования индивидуальных поилок АП-1 –для поения коров в лагерях, корыт – для поения овец. Емкость также можно устанавливать на салазки и заменять групповые автопоилки АГК и АГС.

Контрольные вопросы

1.Назначение автопоилки ПА-1А. Как она устроена и работает?

2.Как устроена и работает автопоилка АП-1А? Ее назначение.

3.В каких случаях применяют поилку ПБС-1? Как она устроена?

4.Принцип действия поилки ПБС-1.

5.Где применяют ниппельные поилки? Принцип их действия.

6.Назначение и устройство поилки АГК-4А.

7.Назначение и устройство поилки ГАО-4.

РАБОТА № 17: РАСЧЕТ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ КАРТ В ЖИВОТНОВОДСТВЕ

Содержание работы:

1.Назначение и содержание технологических карт.

2.Расчет технологической карты.

3.Расчет показателей экономической эффективности от внедрения механизации производственных процессов в животноводстве.

Для обоснования комплексной механизации фермы (комплекса) в целом, технологического объекта или процесса после обоснованного вы-

140