Механизация водоснабжения животноводческих ферм пастбищ

ЗНАЧЕНИЕ ВОДОСНАБЖЕНИЯ И АВТОПОЕНИЯ ЖИВОТНЫХ

На современных животноводческих фермах и фабриках суточный расход воды на поение и технические цели составляет десятки кубических метров. Водоснабжение ферм без механизации требует больших затрат ручного труда и средств. Так, на доставку 1 м3 воды и распределение ее животным при отсутствии механизации затрачивается до 5-6 чел.-ч, в случае автоматизации — 0,03-0,04 чел.-ч, т. е. автоматизация водоснабжения позволяет в 100 и более раз снизить затраты труда и резко сократить стоимость процесса. Кроме этого, автоматизация водоснабжения и поения способствует повышению продуктивности животных.

Практикой установлено, что в зависимости от рациона коровы в течение суток пьют воду от 40 до 60 раз.

Потребление воды животными в нужном количестве в любое время суток немыслимо без автоматического поения. Применение автопоилок повышает удойность Молочных коров на 10-15%, привес крупного рогатого скота — на 3-5 и свиней — на 14 — 18 %. Поэтому поение животных без ограничения с включением подачи воды самими животными (самопоение) является весьма важным процессом в животноводстве.

СПОСОБЫ ВОДОСНАБЖЕНИЯ ФЕРМ

Основной формой современного водоснабжения является водопровод — совокупность сооружений с оборудованием для механизированной добычи, транспортирования и распределения воды потребителям.

В зависимости от расположения водоисточника относительно потребителей водопроводы подразделяют на самотечные и напорные. В производстве широкое применение получили напорные водопроводы. На рис. 1 показаны наиболее характерные схемы их при заборе воды: а — из открытого источника насосным агрегатом с последующим нагнетанием ее в водонапорный бак, б — из группы шахтных колодцев; в — из бурового колодца и г — из шахтного пли бурового колодцев безбашенной установкой.

Для забора воды из открытого источника (река, озеро, водоем) на берегу устраивают приемный колодец 3 (рис. 1, а), который соединяют самотечной трубой 2, имеющей на конце фильтр с источником. Вода из источника 1 по трубе 2 самотеком поступает в приемный колодец, откуда по всасывающей трубе 4 забирается насосным агрегатом станции 5 и подается по нагнетательной трубе 6 в водонапорный бак 7. Бак крепится к поддерживающей конструкцией 8 на высоте, обеспечивающей самотечную подачу воды по разводящему трубопроводу 9 всем потребителям 10 (автопоилки, водоразборные и поливочные краны, водоразборные колонки, пожарные гидранты и т. д.).

Рис. Наиболее характерные схемы производственных водопроводов на фермах: 1 — источник воды; 2 — самотечная труба; 3 — приемный колодец; 4 — всасывающая труба насосного арегата; 5 — насосная станция; 6 — нагнетательная труба; 7 — водонапорный бак; 8 — опора бает; 9 — распределительная труба; 10 — объект водопотребления; 11 — буровой колодец (скважина); 12 — насосный агрегат; 13 — воздушно-водяной бак безбашенной электроводокачки.

Забор воды из закрытых источников (грунтовые воды, межпластовые безнапорные и межпластовые напорные) осуществляется по одной из схем: «б», «в» или «г». Схема «б» применяется тогда, когда источник воды имеет малый дебит (приток воды в колодец в единицу времени). В этом случае строят группу шахтных мелководных колодцев, соединяя их между собой самотечными трубами 2. Наибольшее распространение на животноводческих фермах получили схемы водопроводов «в» и «г» с забором воды из глубоководного бурового 11 или шахтного 14 колодцев.

Как видно из рассмотренных схем водопроводов, в первых трех случаях требуются водонапорные башни. По схеме «г» вода забирается насосом 12 из шахтного или бурового колодцев и нагнетается в герметически закрытый воздушно-водяной бак и дальше под давлением сжатого воздуха подается по разводящей линии потребителям. Безбашенные напорные водопроводы можно строить для забора воды из открытых водоемов, шахтных и буровых колодцев. Эта система имеет более упрощенную схему водоснабжения и характеризуется универсальностью в отношении забора поды из различных источников.

Глава 21 механизация водоснабжения животноводческих ферм

21.1. Общая схема водоснабжения животноводческих ферм

Потребности в воде для нужд животноводства в десятки раз превышают потребности населения.

На фермах вода расходуется на производственно-технологи­ческие нужды (поение животных и птицы, приготовление кор­мов, мойку оборудования и животных, уборку помещений и т.д.), отопление, хозяйственно-питьевые нужды и противопо­жарные мероприятия.

Для животных установлены нормы потребления воды в сутки на одну голову. Например, для коров молочных пород — 100 л, в том числе 65 на поение; коров мясных пород — соответственно 70 и 65; молодняка крупного рогатого скота — 30 и 25; поросят-отъемышей — 5 и 2 л и т. д.

Для обеспечения животноводческих ферм водой разработана система водоснабжения, представляющая собой комплекс взаи­мосвязанных машин, оборудования и инженерных сооружений, предназначенных для забора воды из источников, подъема ее на высоту, очистки, хранения и подачи к местам потребления. Со­став машин и инженерных сооружений зависит в основном от источника водоснабжения и требований, предъявляемых к каче­ству воды.

Система водоснабжения состоит из открытого (река, канал, озеро, водохранилище и т. п.) или закрытого (грунтовые и межпластовые воды) источника воды, водозаборного сооружения, водоподъемных машин и установок, сооружения для очистки воды (при открытых водоисточниках), резервуара чистой воды, насосной станции вторичного подъема воды, напорно-регулиру-ющего сооружения, наружной и внутренней водопроводных се­тей и водоразборных устройств. Общая схема водоснабжения из открытого источника показана на рисунке 21.1.

Очистные сооружения, резервуары чистой воды и насосная станция второго подъема могут отсутствовать, если вода подается из закрытых источников и соответствует стандарту на питьевую воду.

21.2. Водоподъемные машины и установки

Для поднятия воды из водозаборного сооружения и подачи ее к напорным устройствам или в трубопровод используют водо­подъемные машины и установки.

Водозаборные сооружения служат для забора воды из водоисточника. Их делят на два вида: для поверхностных и для подземных источников. Водозаборные сооружения для поверх­ностных (открытых) источников бывают двух типов — береговые и русловые. Русловые водозаборы применяют в том случае, когда воду берут из средней части реки с пологими берегами и неболь­шой глубиной (вода в русле лучшего качества, чем у берегов). Бе­реговые водозаборы применяют при достаточной глубине у бере­га реки и устойчивом грунте.

Для подъема воды используют центробежные, вихревые и объемные (поршневые, винтовые, диафрагменные и др.) насосы; водоструйные установки; воздушные, инерционные, гидравли­ческие, ленточные и другие водоподъемники.

В сельском хозяйстве наиболее распространены центробежные насосы: погружные серии ЭЦВ (1ЭЦВ6-4-130, 4ЭЦВ6-6,3-6О, 4ЭЦВ6-6,3-125 и др.), консольные типа К (К-200-150-315, К-100-80-160, К-100-65-250 и др.), консольные моноблочные типа КМ (КМ-380-50-200, КМ-100-65-200, КМ-150-125-315 и др.).

Центробежные насосы классифицируют по следующим при­знакам:

по расположению вала насоса — горизонтальные и вертикаль­ные;

по числу рабочих колес — одно- и многоступенчатые;

по способу подвода воды к рабочему колесу — с односторон­ним и двусторонним подводом;

по создаваемому напору — мало-, средне- и высоконапорные.

Центробежный насос состоит из рабочего колеса, приемного клапана, корпуса насоса, всасывающей трубы и клапана. При вращении рабочего колеса 2 (рис. 21.2) вода, залитая в насос перед пуском, увлекается лопас­тями 3 и под действием цент­робежной силы устремляется по межлопастным каналам от центра колеса к его перифе­рии. Выброшенная из колеса с большой скоростью в расши­ряющееся русло спирали вода постепенно теряет скорость, создавая при этом возрастающее по мере приближения к нагнетательной полости насоса давление, и далее под этим давлением поступает через на­гнетательный трубопровод 1 в водопроводную сеть. При вы­теснении воды из рабочего ко­леса в центре его создается разрежение, вследствие чего вода из источника под дей­ствием атмосферного давле­ния через приемный клапан 4 и всасывающую трубу 5 поступает в насос. Клапан предотвращает обратный слив воды и защищает насос от гидравлического удара при внезапной остановке.

Для подъема воды из шахтных или буровых колодцев широко применяют водоструйные установки (рис. 21.3), состоящие из

центробежного и водоструй­ного насосов, напорной и подъемной труб. Совместная работа центробежного и водо­струйного насосов позволяет поднимать воду из глубины колодцев. При этом центро­бежный насос и электродви­гатель в отличие от погружно­го устанавливают на поверх­ности земли. Струйный аппарат опускают в колодец ниже динамического (наименьшего) уровня. Перед пуском установки в эксплуатацию всю систему за­полняют водой (при последующих пусках вода не заливается, так как она удерживается от вытекания обратным клапаном водо­струйного насоса).

Рис. 21.3. Схема водоструйной установ­ки (а) и водоструйного насоса (б):

/—всасывающий патрубок; 2— водоструй­ный насос; 3 — напорная труба; 4 — подъем­ная труба; 5— центробежный насос; 6— на* порный резервуар; 7—диффузор; 47 / 91 47 48 49 50 51 52 53 54 55 > Следующая > >>

Механизация животноводческих ферм

Страницы: 1 2 3

3. ТЕПЛОСНАБЖЕНИЕ ФЕРМ

Современные фермы не могут нормально функционировать без надежного снабжения их тепловой энергией, необходимой для приготовления кормов, первичной обработки молока, стерилиза­ции молочной посуды и оборудования, создания необходимых ре­жимов микроклимата в помещениях для содержания животных, птицы и удовлетворения других технологических и хозяйствен­ных нужд.

Для производства тепловой энергии вследствие большой тер­риториальной рассредоточенности потребителей применяют теп-логенерирующие установки водяного и парового отопления раз­личной производительности, работающие на жидком, природном газовом и твердом топливе. Это котлы-парообразователи типа KB и Д-721А, КГ-500 и КГ-1500, КТ-500 и КТ-1500.

Котлы-парообразователи (низкого давления) с вертикальным и горизонтальным размещением просты по устройству, надежны в работе, оборудованы системой автоматической регулировки. Па-ропроизводительность котлов типа КВ-300М составляет 250— 400 кг/ч, а КТ-1500 — 1000—1500 кг/ч. На крупных фермах и ком­плексах применяют котлы типа ДКВР с паропроизводительнос-тью более 2500 кг/ч.

Парообразователь Д-721А представляет собой горизонталь­ный трехоборотный котел дымогарно-жаротрубного типа. Бара­бан котла внутренним диаметром 902 мм сварен из листовой стали. Топкой служит жаровая труба диаметром 333 мм. В пере­дней части котла установлены два центробежных насоса типа БЦНМ-3/17 с приводом от электродвигателя мощностью 0,4 кВт,. топливный насос, топливный бак вместимостью 260 л, горелка и вентилятор. В качестве топлива используют смесь дизельного топлива с тракторным керосином в соотношении 1 : 3 или бы­товое топливо.

Для воздушного отопления и вентиляции животноводческих помещений применяют отопительные агрегаты типа АО1, работа­ющие на горячей воде и паре. Воздух в приточных электровенти­ляционных установках нагревается с помощью унифицированных электрокалориферных агрегатов серии СФОЦ.

Эти калориферы по сравнению с паровыми и водяными воз­духонагревателями обладают большим КПД, управление их ра­ботой автоматизировано, теплопроизводительность регулирует­ся в широких пределах. Они предназначены для нагрева воздуха до 50 °С.

Калориферы работают на четырех ступенях: 100, 75, 50 и 25 % установленной мощности. Заданная температура выходящего воз­духа поддерживается автоматически двумя электромагнитными термометрами, датчики которых установлены на выходе из кало­рифера. В схеме контроля температуры предусмотрено отключение всех нагревательных элементов при повышении температуры, превышающей заданную.

Для регулировки температурного режима воздуха кроме кало­риферов применяют нагревательные приборы, системы отопления и специальные установки: теплогенераторы, котлы-парообразова­тели, устройства для подогрева пола и др.

Теплогенераторы типа ТГ работают на жидком и твердом топливе. Они предназначены как для воздушного отопления и вентиляции животноводческих помещений, производственных и служебных помещений, так и для нужд кормопроизводства для досушивания стебельчатых кормов методом активного вен­тилирования.

При работе теплогенератора ТГ-150 воздух вентилятором (рис. 1.24) подается в теплообменник. Часть воздуха из общего потока поступает к форсунке для распыления и горения топли­ва. Рабочая смесь, воспламененная от искры, сгорает в камере и нагревает ее стенки. Последние передают теплоту омывающему их воздуху. Отработанные газы выходят в дымовую трубу и од­новременно подогревают воздух в ней. Нагретый воздух выбра­сывается под давлением вентилятора в распределительное уст­ройство, через окна которого выходит в помещение, имея тем­пературу 60—65 0 С.

Рис. 1.24. Генератор ТГ-150:

1 — станина; 2 — вентилятор; 3 — трансформатор; 4—электродвигатель; 5 — электромагнитный кла­пан; 6—форсунка; 7—теплообменник; 8— камера сгорания; 9— водонагреватель

Водогрейные и паровые котлы являются частью котельной установки животноводческой или птицеводческой фермы. Для тепловых и технологических нужд рекомендуют котлы-парообразователи, работающие на жидком, твердом и газообразном топливе.

На твердом топливе (дрова, торфяные брикеты) работают кот­лы-парообразователи типа КТ-500 и КТ-1000; на жид­ком – КВ-300У, КЖ-Ф-500; на газообразном топливе (природный газ низкого дав­ления) – КГ-300, КГ-1500.

Водогрейные котлы электродные типа ЭПЗ, КЭВЗ и ЭКВ также пред­назначены для тепловых и технологических нужд. Котлы типа ЭПЗ представ­ляют собой стальной ци­линдрический сосуд с дву­мя патрубками для подво­да и отвода воды. В крыш­ке установлен кран для спуска воздуха, в днище

другой — для спуска воды. К верхнему патрубку прикреплен пат­рубок с двумя гнездами для установки датчиков аварийного и ре­гулирующего электроконтактных термометров типа ЭКТ. Темпе­ратуру выходящей в заданных пределах воды автоматически под­держивает датчик регулирующего двухпозиционноro термометра. При превышении допустимой температуры воды котел отключа­ется датчиком аварийного термометра.

Вода нагревается в зазорах между фазными электродами и ну­левыми антиэлектродами, соединенными с корпусом. Электрод­ные котлы практически мгновенно включаются на нагрузку и способны работать в течение нескольких промежутков времени. При дополнении их аккумуляторами теплоты они могут .потреблять электрическую энергию в одно время суток, а отдавать ее в виде тепла — в другое. В комплект входят щиты управления с прибора­ми, электроконтактные термометры ЭКТ, трансформаторы тока, автоматические выключатели. Техническая характеристика водо­грейных котлов приведена в таблице 1.11.

1.11. Техническая характеристика электродных котлов ЭГО

Показатель	ЭПЗ-100ИЗ	ЭПЗ-250ИЗ	ЭПЗ-400ИЗ
Производительность, м 3 /ч	3,4	8,5	13,5
Установленная мощность, кВт	100	250	400
КПД, %	95	95	95
Диапазон регулирования мощности, %	33—100	33-100	33-100
Номинальная температура воды, °С:
на входе	70	70	70
на выходе	95	95	95

На многих молочных фермах распространены электрокотель­ные с электродными котлами и аккумулирующими емкостями типа ЭОКС-150/0,4 — 150/0,4-И1. Теплотехническая схема такой котельной показана на рисунке 1.25.

Рис. 1.25. Теплотехническая схема электрокотельной:

1 — скоростной водоподогреватель; 2— аккумулирующая емкость; 3— электродные котлы; 4— изолирующие вставки; 5 — циркуляционные насосы; б—грязевик; 7—коллектор холодной воды; 8 — коллектор горячей воды

Циркуляционными насосами горячая вода из аккумулирующей емкости под давлением подается в коллектор горячей воды, оттуда распределяется по всем тепловым потребителям. Потеряв в тепло­вых потребителях часть запасенного тепла, вода поступает в кол­лектор холодной воды, из которого затем подается в электродный котел и, нагреваясь в нем, вновь поступает в аккумулирующую емкость. Таким образом, вода циркулирует по замкнутому конту­ру: электродный котел — аккумулирующая емкость — циркуляци­онный насос — тепловые потребители — грязевик — электродный котел. На технологические нужды вода подогревается, проходя че­рез скоростной водоподогреватель.

Для ускорения разогрева воды в аккумулирующей емкости (во время пуска котельной в эксплуатацию) схемой предусмотрена возможность ее циркуляции по малому контуру, минуя тепловые потребители: электродный котел —- аккумулирующая емкость — циркуляционный насос — электродный котел.

Во время работы электродных котлов вода разогревается в ак­кумулирующей емкости, и при отключении котлов потребителей тепловой энергией снабжают за счет постепенного отбора теплоты из аккумулирующей емкости. Это особенно важно в ночное время и в часы чрезмерной нагрузки энергосистемы.

Использование электродных котлов типа ЭПЗ-100/0,4 для электрокотельных с аккумулированием теплоты возможно при усло­вии добавления в схему управления программного реле времени.

Практическое занятие №3. Оборудование для теплоснабжения ферм

Цель занятия. Изучить теплоснабжение малых ферм и крупных комп­лексов, устройство котлов-парообразователей, электродных котлов, теплогенера­торов, схемы водяного, электрического и калориферного отопления.

Задание. Используя учебник, практикум и методическое пособие кратко записать в рабочей тетради:

1. Общее устройство и принцип работы систем отопления ферм.

2. По каким признакам классифицируют отопительные системы?

3. Какие системы отопления предпочтительнее использовать на животноводческих фермах?

4. Котельная установка и ее устройство.

5. Какими показателями характеризуются паровые и водогрейные котлы?

6. Запишите основные конструктивные части теплогенератора.

7. Какие схемы и устройства применяют для обеспечения безопасной работы котельной установки?

8. Перечислите основные сборочные единицы электродных водогрейных котлов.

9. Каков технологический процесс работы электродных водогрейных котлов?

Записи сопровождать зарисовкой схем.

4. ВОДОСНАБЖЕНИЕ ФЕРМ

Механизация и автоматизация водоснабжения животновод­ческих ферм позволяют на 25—30 % сократить затраты труда и снизить себестоимость животноводческой продукции. Кроме того, механизация водоснабжения повышает противопожарную безопасность производственных помещений и улучшает сани­тарное состояние фермы.

Для выбора средств механизации водоснабжения ферм необхо­димо знать среднесуточные нормы водопотребления на 1 голову и на производственные нужды.

Потребитель	Расход воды на 1 голову (на производственный процесс), л
Коровы	80
Нетели	50
Молодняк КРС в возрасте до 2 лет	30
Телята в возрасте до 6 мес	20
Свиноматки с приплодом	60
Молодняк свиней в возрасте более 4 мес	15
Овцы	10
Ягнята	3
Куры, индюки	1,0
Гуси, утки	1,25
Обработка и хранение молока (на 1 л)	4,5
Первичная обработка молока	5-7
Приготовление кормов (1 кг сухого корма)	1,5-2

Комплекс машин и оборудования для механизации водоснаб­жения и поения на фермах крупного рогатого скота и свинофер­мах показан на рисунке 1.26. При помощи насосной станции воду забирают из водозаборного сооружения и подают под напором в животноводческие помещения, а затем по внутренним водопрово­дам к устройствам для поения.

От правильно организованного водоснабжения зависит эффек­тивность работы фермы, так как в этом случае обеспечены выполнение производственно-зоотехнических процессов и противопо­жарная безопасность, лучшие условия содержания животных, по­вышение производительности, увеличение продуктивности жи­вотных, качества продукции.

Рис. 1.26. Схемы водоснабжения животноводческих ферм:

а —с водонапорной башней; б— с автоматизированной водокачкой; 1 — водоподъемная установка; 2 — водона­порная башня; 3 — водопровод; 4— автопоилки; 5— электропогружнбй насос; 6—станция управления; 7—реле давления; 8— гидропневматический бак

Качество воды оценивают по органолептическим показателям, химическому и бактериологическому составу. Органолептичес-кие свойства определяют мутность, цветность, привкус, запах. 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 сапрофитовых бактерий. Требования к качеству питьевой воды регламентирова­ны ГОСТами.

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

Схема водоснабжения — это технологическая линия, которая состоит из водопроводных сооружений для добывания, перекач­ки, улучшения качества и транспортировки воды к пунктам ее по­требления (для поения животных, купания овец и др.).

Источники водоснабжения. Они могут быть поверхностными (реки, озера, водохранилища) и подземными (родниковые, грун­товые и межпластовые воды). При выборе источника водоснабже­ния предпочтение отдают подземным водам, так как они распрос­транены повсеместно и их можно использовать без очистки. По­верхностные воды применяют реже, так как они более загрязнены и перед подачей потребителю требуют специальной очистки.

Подземные воды в зависимости от условий залегания делят на грунтовые и межпластовые. Грунтовые подземные воды залегают на первом от поверхности земли водонепроницаемом слое, прак­тически не защищены от загрязнения, и их дебит резко колеблет­ся. Они непригодны для 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 частиц. Межпластовые воды, как правило, подают на ферму без очистки, что облегчает эксплуатацию такой системы водоснабжения и существенно снижает ее стоимость. Стоимость 1 м 3 воды из поверхностных источников с устройством очистки примерно в 3—5 раз больше, чем стоимость воды из меж-пластовых источников, которая не требует очистки.

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.

Шахтные колодцы 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, шахты и водо­приемной части. Оголовок, или верхняя часть колодца, защищает колодец от попадания загрязненных поверхностных вод. Вокруг оголовка устраивают глиняный замок 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. Водо­приемную часть заглубляют в водоносный слой не менее чем на 2—2,5 м.

Буровые (трубчатые) колодцы устраивают для забора воды из обильных водоносных пластов, залегающих на большой глубине (50—150 м). Скважина состоит из устья, эксплуатационной колон­ны, фильтра и отстойника. Зона санитарной охраны распростра­няется на расстояние 200 м выше и ниже места забора. Зона санитарной охраны артезианских скважин составляет 0,25 га при ради­усе вокруг скважины не менее 30 м. При использовании грунто­вых вод размеры зоны санитарной охраны увеличиваются до 1 га при радиусе 50 м.

Зона санитарной охраны источников водоснабжения — это за­щита сельскохозяйственных водопроводов от попадания в них бо­лезнетворных бактерий, которые могут быть возбудителями забо­леваний людей и животных. Источники загрязнения водопрово­дов — бытовые и производственные сточные воды.

Насосы и водоподъемные машины. Из водозаборных сооруже­ний воду подают насосами и водоподъемниками. Насосы создают напор, достаточный для подъема воды на некоторую высоту над поверхностью земли. Применяют центробежные и вихревые, по­гружные и поршневые насосы, водоструйные и автоматические водоподъемные установки.

Центробежные насосы состоят из корпуса, рабочего колеса, насаженного на вал и вращающегося в корпусе, и двух трубо­проводов: всасывающего и нагнетательного. При вращении ра­бочего колеса (рис. 1.27) вода, захватываемая лопатками, начи­нает вращаться вместе с колесом и под действием центробеж­ной силы устремляется от центра колеса к его периферии, при­обретая при этом кинетическую энергию, которая идет на создание напора. Выходя из колеса, она поступает в спираль­ный канал

Рис. 1.27. Центробежный насос:

1 и 4 — нагнетательный и всасывающий трубопроводы; 2— рабочее колесо; 3 — корпус; 5 — вал

корпуса насоса, а из него — в нагнетательный трубо­провод 1. При освобождении каналов колеса от воды в его сред­ней части и во всасывающем трубопроводе 4 создается разреже­ние. Под действием атмосферного давления новые порции воды из источника поступают через всасывающую трубу к насосу. Та­ким образом, при вращении рабочего колеса образуется непрерывный поток жидкости из источника к насосу и через него к потребителю.

По расположению вала центробежные насосы разделяют на го­ризонтальные и вертикальные, по числу рабочих колес — на од­ноступенчатые и многоступенчатые, по способу подвода воды к рабочему колесу — с односторонним и двусторонним подводом, по величине создаваемого напора —на малонапорные (до 20 м), средненапорные (20—60 м) и высоконапорные (более 60 м).

Вихревые насосы — разновидность центробежных насосов (рис. 1.28).

Рис. 1.28. Вихревой насос:

а — продольный разрез: 1 и 2— всасывающий и нагнетательный патрубки; 3— канал; 4— вал; б — поперечный разрез: 1 — крышка; 2 — шкив; 3 — сальник

Они состоят из корпуса, рабочего колеса, всасываю­щего патрубка и нагнетательного патрубка. При быстром враще­нии рабочего колеса частицы жидкости захватываются лопастя­ми и перемещаются от всасывающего к нагнетательному патруб­ку. Под действием центробежных сил жидкость выбрасывается с лопастей в канал 3. Одновременно быстро движущиеся частицы увлекают медленно движущиеся, т. е. происходит интенсивное образование и разрушение вихрей. Центробежный эффект со­вместно с вихревым и создают напор насоса. В канале по мере приближения жидкости к нагнетательному патрубку ее напор возрастает вследствие многократного воздействия лопаток на воду. Вихревые насосы при одинаковых габаритах и равных ско­ростных режимах по сравнению с центробежными создают напор в 3—5 раз больший. В отличие от центробежных вихревые насо­сы являются самовсасывающими и не требуют заливки воды пе­ред повторным запуском. Вследствие вертикального расположе­ния всасывающего патрубка вода из корпуса при неработающем насосе не вытекает. В начале работы воздух из всасывающей тру­бы удаляется самим насосом, в результате чего в трубе создается разрежение и вода под действием атмосферного давления посту­пает в корпус.

Техническая характеристика насосов приведена в таблице 1.12.

1.12. Техническая характеристика насосов

Тип и марка насоса	Развиваемое давление, МПа	Подача, м 3 /ч	Напор, м
Центробежные консольные:
1,5К-6	0,2-0,14	6-14	6-6,6
2К-6	0,24-0,34	10-30	5,7-7,7
ЗК-6	0,62-0,57	30-45	4,7-7,7
Центробежные вихревые:
2В/1.6	0,4	6-10	54-26
ВК-2/26	0,6	3-8	До 260
ВК-4/24	0,7	6-15	До 240
4,0	30-35
Погружные центробежные ЭЦВ:
ЭЦН-6-10-80	80	10	60
ЭЦВ5-6,3-80	80	6,3	60
ЭЦВ8-25-100	180	25	80
Вибрационные ВУ:
ВУ-45	0,215	0,35	45
ВУ-1,5-1,9	0,215	1,5	19

Погружные центробежные насосы типа ЭЦВ выпускают много­ступенчатыми вертикального исполнения (рис. 1.29) и применяют для подъема воды из трубчатых колодцев. Привод насоса — от электродвигателя, соединенного непосредственно с насосом. Конструкция электродвигателя предусматривает эксплуатацию его под водой. Насос с электродвигателем представляет собой еди­ный агрегат, который с помощью фланца подвешивают к напор­ному трубопроводу и погружают под динамический уровень воды в колодец на 1—1,5 м ниже уровня воды. Схема установки насоса в трубчатом колодце показана на рисунке 1.29, б. Насосы типа ЭЦВ выпускают разной подачи, напора и мощности.

Марку насоса типа ЭЦВ, например ЭЦВ 4-1,6-65, расшифро­вывают так: Э — электропогружной; Ц — центробежный; В — высоконапорный; 4 — число ступеней; 1,6 — подача в м 3 /ч; 65 — на­пор в м. Марка насоса типа АП, например 8АП-9-6, означает: 8 — минимальный диаметр скважины в мм, уменьшенный в 25 раз (8 • 25 = 200); А — артезианский; П — погружной; 9 — коэффи­циент быстроходности, уменьшенный в 10 раз; 6 — число ступе­ней.

Водоподъемные установки типа ВУ предназначены для автома­тизации водоснабжения в личных подсобных хозяйствах, на ма­лых семейных фермах, расположенных в электрифицированных районах и не имеющих централизованных водопроводных систем. Они обеспечивают поддержание постоянного водяного напора в водопроводной сети и заменяют водонапорный бак. Наличие во­доподъемных установок (ВУ-45 и ВУ-1,5-19 с электронасосом «Агидель») позволяет установить на семейной ферме, в доме водо­разборные краны во всех помещениях — на кухне, в ванной, туа­лете, душе, в помещении для животных и птицы.

Рис. 1.29. Погружной насос:

а —разрез: 1 — соединительная муфта; 2—ступица основания; 3 — вал; 4 — диск; 5— обойма; 6—на­правляющий аппарат; 7—рабочее колесо; 8— сту­пица верхнего подшипника; 9 — клапан; 10— стяж­ка; 11 —головка; б— схема установки в трубчатом колодце: 1 — опорный хомут; 2—напорный трубо­провод; 3— насос; 4—приемные окна с сеткой; 5 — электродвигатель; 6— фильтр

Установки ВУ состоят из насоса, гидроаккумуля­тора, блока управления, датчика реле давления, трубопроводной арматуры. Гидроаккумулятор имеет бак с поперечным разъе­мом, который установлен на съемную опору и ос­нащен двумя отштампо­ванными эллиптически­ми днищами с отбортов-кой; по периметру отбор-товки расположены от­верстия для болтового со­единения днищ. Между днищами помещен элас­тичный водогазонепрони-цаемый элемент в виде ре­зиновой диафрагмы, раз­деляющей гидроаккумуля­тор на две камеры: верх­нюю воздушную и ниж­нюю жидкостную 14 (рис. 1.30). В верхнем дни­ще гидроаккумулятора на­ходится отверстие для подсоединения водоподво дящего патрубка 12, снаб­женное сеткой.

Блок управления уста­новлен на верхнем днище гидроаккумулятора и име­ет металлический корпус, в котором размещена элект­роаппаратура. На лицевой стороне блока расположен датчик реле давления. Трубка отбора давления подсоединена к водоподводящему патрубку гидроаккумулятора. На лицевой стороне блока управления выведены также манометр и приспособление для накачки воздуха. Датчик реле давления смонтирован на штампованном корпусе. На нижней стороне кор­пуса снаружи крепят сильфонный блок, имеющий штуцер и эле­менты для подсоединения подводящей медной трубки.

При работе водоподъемной установки на блок управления по­дают электропитание. Тумблер-переключатель устанавливают в положение «Вкл.», контакты реле давления при этом замкнуты, так как давление в системе отсутствует. Насос включается в рабо­ту, и вода поступает к потребителю.

Электромагнитный вибрационный насос «Малыш» предназначен для подъема пресной воды из трубчатых колодцев и скважин внут­ренним диаметром более 100 мм с глубины от 0,2 до 45 м. «Ма­лыш» используют как для комплектации автоматической водо­подъемной установки ВУ-45, так и самостоятельно для водоснаб­жения небольших животноводческих

Рис. 1.30. Автоматические водоподъемные установки типа ВУ:

1 — насос «Агидель» или «Малыш»; 2— гидроаккумулятор водоподъемной установки; 3— блок управления; 4— манометр; 5 —датчик реле давления; 6— вентиль для подкачки воздуха; 7—,-водопроводный сгон 3/4″; 8— вентиль 3/4″; 9—штуцер; 10 — контргайка; 11 — тройник; 12 — водоподводяший патрубок; 13— воздушная камера; 14— жидкостная камера гидроаккумулято­ра; 15— диафрагма гидроаккумулятора

ферм, в том числе семейных, в крестьянских и личных подсобных хозяйствах.

При подаче напряжения на блок управления насос приводится в действие. Вода благодаря вибрационным колебаниям электро­магнитного привода подается из напорной камеры, ограничен­ной резиновым клапаном и поршнем, потребителю. Если расход прекратится или станет меньше подачи насоса, то вода начнет по­ступать в нижнюю (жидкостную) камеру гидроаккумулятора. За­тем вода заполняет воздушную камеру, давление в системе растет, и как только достигнет заданного значения, реле отключит насос. При возобновлении потребления вода будет подаваться в водо­проводную сеть из гидроаккумулятора под давлением сжатого воздуха. Постепенно давление в гидроаккумуляторе упадет, и по до­стижении нижнего значения настройки реле оно включит насос. Далее цикл повторяется.

Во время работы насоса запрещается перекачивать воду с гря­зью, песком, мелкими камнями и мусором. Насос не требует смаз­ки и предварительной заливки водой, включается в работу не­посредственно после погружения в воду. Допустимое время ра­боты насоса без воды не более 2 мин, а при неполном заглубле­нии 10 мин.

Водонапорные башни служат для регулирования подачи и по­требления воды, создания постоянного и достаточного напора в водопроводной сети, а также для хранения запасов воды.

Шатровая водонапорная башня состоит из резервуара для воды, несущей конструкции (ствола) и шатра. Объем резервуара выбирают из расчета 15—20 % суточного расхода воды. Шатер за­щищает бак от охлаждения и замерзания в нем воды. Изготавлива­ют его из железобетона или дерева.

Бесшатровые водонапорные башни разработаны А. А. Рожновским объемом 15, 25 и 50 м 3 , и их широко применяют для водо­снабжения на крупных животноводческих фермах, собирая из от­дельных блоков (бака, цилиндрической опоры под бак и железо­бетонных фундаментных башмаков), изготовляемых на заводе. Цилиндрическая опора одновременно является и емкостью для воды, что увеличивает запас воды почти в два раза.

Автоматизированная безбашенная водокачка состоит из элект­ронасосного агрегата (типа ЭЦВ), напорного резервуара, снаб­женного датчиками нижнего и верхнего уровня, реле управления и автоматической станции управления, предназначенной для свое­временного пуска и остановки электронасосного агрегата.

Практическое занятие №4. Водоснабжение ферм

Цель занятия. Изучить устройство, принцип работы, область приме­нения и маркировку насосов К, КМ, ФГ и ЭЦВ.

Задание. Используя учебник, практикум и методическое пособие кратко записать в рабочей тетради:

1. Что такое нормы водоснабжения?

2. Система, источники и санитарные зоны при водоснабжении.

3. Виды источников водоснабжения, их достоинства и недостатки?

4. Перечислите типы подземных и поверхностных источников.

5. Какие типы насосов и водоподъемников вы знаете?

6. Перечислите основные детали насосов, объясните назначение.

7. Принцип действия современных насосов?

8. Как устроен центробежный насос?

9. Где применяют вихревые и погружные насосы?

10. Особенности устройства погружных насосов.

11. Особенности конструкции и оборудования водонапорной башни.

12. Как устроены безбашенные водокачки?

Записи сопровождать зарисовкой схем.

1. Воробьев В.А., Горбачев И.В., Калинников В.В. и др. Практикум по механизации и автоматизации сельскохозяйственного производства. – М.: КолосС, 2009. – 216 с.

2. Тарасенко А.П., Солнцев В.Н., Гребнев В.П. и др. Механизация и электрификация сельскохозяйственного производства. – М.: КолосС, 2006. – 552 с.

3. Карташов Л.П., Чугунов Е.И., Аверкиев А.А. Механизация, электрификация и автоматизация животноводства. – М.: КолосС, 2005. –368с.

4. Кирсанов В. В., Мурусидзе Д.Н., Некрашевич В.Ф. и др. Механизация и технология животноводства. – М.: КолосС, 2007. – 584 с.

5. Кирсанов В.В., Симарев Ю. А., Филонов Р. Ф. Механизация и автоматизация животноводства. – М.: Изд. центр «Академия», 2004. – 400 с.

6. Князев А.Ф., Резник Е.И., Рыжов С.В. и др. Механизация и автоматизация животноводства. – М.: КолосС, 2004. – 375 с.

7. Краснокутский Ю.В. и др. Практикум по машинам и оборудованию для животноводческих комплексов. – М.: Агропромиздат. 2008. – 351 с.