Контрольная работа по "Механизации и электрификация сельскохозяйственного производства"

     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

       

     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 наиболее подвержены загрязнению и перед подачей потребителю нуждаются в специальной очистке.

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

     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.  

     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 отклонения 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.

     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.

     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 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 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 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. 
 

     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.

     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.

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

     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.

     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. 
 

     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.

     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.

     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.

     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.

     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 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.

     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;