Комплексная механизация и электрификация откормочной фермы крупного рогатого скота на 2 -1000, голов

 

 

 

Принцип действия лампы.

При включении  люминесцентной лампы в сеть электрический ток нагревает ее электроды до температуры 800- 900 градусов Цельсия. При этом вследствие возникновения термоэлектронной эмиссии из электродов начинают вылетать электроны, которые образуют около каждого электрода электронные облачка. Находящаяся внутри лампы ртуть по мере разогрева лампы испаряется, образуя ртутный пар.

Затем на электроды  подается импульс повышенного напряжения, между электродами возникает  электрический разряд, ток начинает протекать между электродами, и лампа зажигается. В результате прохождения тока ртутный пар ионизирует и испускает ультрафиолетовое излучение, которое действуя, на люминофор, заставляет его излучать видимый свет. Путем подбора химического состава люминофора можно получить практически любой спектр излучения люминесцентной лампы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 РАССЧЕТ  ВОДОСНАБЖЕНИЯ. ВЫБОР НАСОСА.

На фермах вода расходуется на производственно  – технологические нужды (поение животных, приготовление корма, мойку  оборудования и животных, уборку помещений  и т.д.),отопительные, хозяйственно питательные нужды и противопожарные мероприятия. В сельскохозяйственном производстве получили распространение башенные и безбашенные автоматические водокачки,  использующие воды различных источников.

Автоматическая  башенная водокачка работает по схеме ( рисунок 3).

Рисунок 3. Принципиальная электрическая схема автоматической башенной водокачки

         Основные части водокачки - электродвигатель  М, приводящий в действие водяной  насос, автоматический выключатель QF, магнитный пускатель КМ, реле уровня KV, включенное через выпрямительный мост VD1 - VD4, электродный датчик уровней с электродами SL1 и SL2(верхнего и нижнего уровней).

         Перед пуском водокачки в работу  при помощи переключателя SА ее ставят на ручное управление или автоматическое. Затем включают автоматический выключатель QF. Если в баке водокачки отсутствует вода, то цепь электрического тока проходит через соединенные размыкающие контакты реле уровня КV:1 и катушку магнитного пускателя КМ, который срабатывает и замыкает свои главные контакты КМ в цепи трехфазного электродвигателя М,  вращающего водяной насос. Вода начинает поступать в напорный бак водокачки. Уровень воды в баке постепенно достигает датчика нижнего уровня SL2, вода заполняетпространство между его электродами и продолжает подниматься. При заполнении водой бака до датчика верхнего уровня SL1 образуется электрическая цепь TV-VD1. . . VD4-KV-SL1-TV (TV - трансформатор напряжения;VD1. . . VD4-выпрямительный мост;KV-катушка реле;SL1-датчик нижнего уровня;TV-трансформатор напряжения).  Реле уровня срабатывает и разрывает своими разрывающими контактами KV:1 цепь питания катушки магнитного пускателя КМ,  что в свою очередь вызывает остановку электродвигателя М и водяного насоса. Срабатывание реле KV вызывает также соединение замыкающих контактов KV:2, и в результате этого образуется цепь TV-VD1. . . VD4-KV-KV:2-SL2-TV, по которой проходит ток до тех пор, пока уровень воды в баке не опустится ниже датчика нижнего уровня SL2. При этом через катушку реле уровня перестает протекать ток,  якорь реле отпадает и снова собирается цепь С-QF-FU1-SA-KV:1-КМ-N, выключается магнитный пускатель, электродвигатель и насос снова подает воду в бак. Все повторяется в прежней последовательности.

        При отключении насоса включается  зеленая сигнальная лампа HL1, при его работе - красная HL2. Для предотвращения отказов в работе водокачки вследствие обмерзания электродов датчика в зимнее время предусмотрен нагревательный элемент ЕК, включаемый выключателем S2.

 

1. Рассчитываем среднесуточный расход воды на ферме:

              

 

воды на все  помещения

60250 / 4 = 15062,5 л, на одно помещение

qi – среднесуточный расход воды одним потребителем;

m – количество потребителей, гол.

 

2. Рассчитываем максимальный суточный расход воды на ферме:

      

 в сутки на одно помещение 

  60250 1,3 = 78325 л ( в сутки, на все помещения)

Kc – коэффициент суточной неравномерности потребления воды.

3. Рассчитать максимальный часовой расход воды:

  л /ч   в час на одно помещение)

(78325×2,5)  / 24 = 8158,9 л /в час на всю ферму

Кч – коэффициент  часовой неравномерности расхода  воды.

4. Выбрать насос:

Центробежный-вихревой насос Е1,5КМ6 с подачей 2 л/с, а следовательно 7200л/ч.

7200≥2039,1 л/ч;

На 4 помещения берем 2 насоса, мощностью 1.7 кВт каждый, суточная продолжительность работы каждого 5 часов (с 3 до 6, с 19 до 21).

 

Схема центробежного-вихревого насоса (рисунок 4).

Центробежный  вихревой насос состоит из рабочего колеса, приемного клапана, корпуса насоса, всасывающей трубы и клапана. При вращении рабочего колеса вода, залитая в насос перед пуском, увлекается лопастями 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 давление, и далее под этим давлением поступает через нагнетательный трубопровод 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 и всасывающую трубу поступает в насос. Клапан предотвращает обратный слив воды и защищает насос от гидравлического удара при внезапной остановке.

Рисунок 4. Центробежный вихревой насос.

1. Трубопровод.                                            7. Клапан.
2. Рабочее колесо.
3. Лопасть.
4. Приемный клапан.
5. Всасывающая труба.
6. Корпус насоса.

 

Рисунок 5.

Схема включения  трехфазного электродвигателя через магнитный пускатель.

 

ПРИНЦИП РАБОТЫ.

На рисунке 4 представлена схема включения нереверсивного магнитного пускателя. Для пуска и остановки двигателя используется кнопочная станция с 2 кнопками.  При нажатии кнопки SB1 «Пуск» через размыкающий контакт SB2 «Стоп» замыкается цепь катушки КМ магнитного пускателя. Электрический ток течет по цепи А-Л1- SB2-SB1-2-КК1-КК2-КМ-ЛЗ-С, что вызывает намагничивание верхней части магнитного пускателя. В результате подвижная часть притягивается к неподвижной, включаются силовые контакты Л1-С1; Л2-С2; Л3-С3 в главной цепи электродвигателя, и он оказывается включенным в сеть. Одновременно соединяется замыкающий вспомогательный контакт 1-2, присоединенный параллельно кнопке SB1 «Пуск», что позволяет отпустить ее, не вызвав разрыва цепи управления. Электродвигатель отключают от сети нажатием кнопки SB2 «Стоп».

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВЫБОР ВЕНТИЛЯТОРА.

Параметры микроклимата.

Дыхание животных, обеспечение их на протяжении жизни  достаточным количеством кислорода, всецело зависит от  уровня воздухообмена. Недостаточная вентиляция в помещении, как и повышенная концентрация в воздухе углекислоты, аммиака, сероводорода часто является основной причиной нарушения образования оксигемоглобина в крови, хронического кислородного голодания (гипоксия), вследствие чего снижается устойчивость организма, прежде всего к заболеваниям дыхательных органов.

При содержании животных в закрытых помещениях особенно при не своевременной и не полной уборке навоза и мочи, разложения последних, могут накапливаться токсичные газы – аммиак и сероводород. Повышенная концентрация их в окружающем воздухе вызывает хроническое кислородное голодание, раздражение слизистых оболочек глаз, верхних дыхательных путей, конюктивиты, ларинготрахеиты, бронхиты и даже воспаления легких.

Вследствие  этого в животноводческих помещениях крайне важно создать и постоянно  следить за поддержанием оптимальных  параметров  микроклимата.

Рассчитаем  необходимый воздухообмен на 1 коровник в 500 голов:

1982 ×  500 / 200 = 4955 м³/ч

1. Рассчитать подачу вентилятора:

 

Q = (2…3) × L= 3× 4955 = 14865 м³/ч

Lво – воздухообмен м³/ч.

Исходя из подачи необходимого объема воздуха, выбираем осевой вентилятор МЦ5 (диаметр рабочего колеса 600мм, производительность от 4,5 до 7 м³/ч, полное давление от 6 до 12 кг/м², частота вращения 1440об/мин, мощность 0,4кВт, масса 14 кг). Продолжительность работы в течении суток 16 часов ( с 2 до 6, с 8 до 16, с 19 до 23).

2. Рассчитать количество вентиляторов для одного помещения:

 

n = Q/q = 14865 / 6000 = 2, 4775 ≈ 3 шт в одном помещении

3×4 =12 шт на всю ферму.

q – подача одного вентилятора, м³/ч.

Рисунок 6. Устройство асинхронного короткозамкнутого электродвигателя.

ПРИНЦИП РАБОТЫ.

Принцип работы асинхронных двигателей основан  на взаимодействии вращающегося магнитного поля статора с токами, которые наводятся этим полем в роторной обмотке. Так, если фазы статора соединить в «звезду» или «треугольник» и подключить их к сети трехфазного тока, то в магнитной системе двигателя возникает вращающееся магнитное поле. Магнитные силовые линии этого поля пересекают проводники роторной обмотки и наводят в них электродвижущие силы, под действием в короткозамкнутой обмотке ротора возникают токи. Взаимодействуя с вращающимся полем статора, токи вызывают вращение ротора.

Рисунок 7. Принципиальная схема автоматического регулирования температуры воздуха в помещении.

На рисунка а) представлена схема автоматического управления температурой воздуха в помещении с помощью вентилятора. Схема состоит из ртутного контактного термометра SK, электромагнитного реле KV, имеющего замыкающие контакты  и электродвигателя М, вращающего вентилятор.

Предварительно  на  контактном термометре с помощью  магнитно-поворотного устройства устанавливается нужное значение температуры воздуха. При повышении температуры воздуха в помещении до заданного уровня происходит соединение ртутным столбиком обоих контактов внутри термометра. Электрический ток начинает протекать через катушку электромагнитного реле. В результате этого сердечник реле намагничивается и притягивает к себе якорь, который вызывает замыкание контактов реле. При замыкании контактов реле электрический ток начинает проходить через обмотку электродвигателя М, который приводит во вращение вентилятор. Вентилятор, установленный в специальном проеме окна или стены, подает холодный или удаляет тёплый воздух из помещения. Температура воздуха в помещении постепенно снижается. Это снижение фиксируется термометром. Kогда температура достигает заданной, электрическая цепь внутри термометра разрывается, катушка реле обесточивается. Якорь реле под действием пружины удаляется от сердечника, и контакты реле размыкаются. При этом ток перестает протекать, через обмотку электродвигателя М. Вентилятор останавливается. Если температура воздуха в помещении снова повышается, то процесс включения вентилятора повторяется в прежней последовательности.

  Схема рисунка  б) имеет так же две цепи, присоединенные к источнику тока, но управление производится работой электрического нагревательного прибора ЕК. Когда температура воздуха в  помещении ниже заданной, цепь внутри контакторного термометра разомкнута, термометр показывает пониженную температуру. При этом ток через катушку реле КV не проходит, а размыкающие контакторы реле замкнуты и через них к нагревательному прибору ток проходит. В результате работы нагревательного прибора в помещении температура воздуха постепенно повышается. При достижении температуры воздуха заданного значения контакты внутри термометра замыкаются. Благодаря этому через обмотку реле начинает протекать ток.    Оно срабатывает и отключает нагревательный прибор. Если температура воздуха в помещении по каким- то причинам снова понизится, на это среагирует термометр. Ртутный столбик разорвет цепь питания обмотки реле, размыкающие контакты которого замкнутся и включат  нагревательный  прибор. Процесс включения и отключения нагревательного прибора повторится.

 Следует  иметь в виду, что приведенные  схемы демонстрируют  принципы  автоматического управления (регулирования) температурой воздуха. В представленных схемах контактный термометр пропускает слабый ток, поэтому следует применять высокочувствительные реле, например поляризированные. Такие схемы имеют специальные полупроводниковые усилители, усиливающие сигнал, поступающий от контактного термометра.

 

Суточный  график работы электрооборудования.(Рисунок 8)

Технология	Марка машины	Р,кВт	N, шт	Σ Р, кВт	Часы суток
					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
Раздача кормов	Кормораздатчик- АКМ-9	80	4	320
Освещение	Лампм Люминесцент. ЛД-100	0,1	256	25,6
Водоснабжение	Центробежный вихреврй насос Е1,5-КМ6.	1,7	2	3,4
Вентиляция	МЦ - 5	0,4	12	4,8