Механизация технологических процессов на ферме крупного рогатого скота на 216 голов

 

Рисунок 2.3.6. Крышная вентиляция

 

Наиболее энергосберегающий вид вентиляции, использующий силу ветра. Вентилирование осуществляется за счет приточных клапанов, расположенными с двух сторон и кровельного конька, без использования вентиляторов.

 

Рисунок 2.3.7. Поперечная вентиляция

 

Функционирует на базе естественной вентиляции, используя силу ветра, когда условия (направление и скорость) адекватные вентиляторы отключены, что позволяет экономить электроэнергию. Когда, при экономии энергии, желаемые параметры микроклимата не сохраняются, имеется возможность перейти на принудительную вентиляцию, закрывая окна со стороны вентиляторов и подключая боковые вентиляторы, которые увеличивают свою скорость в соответствии с поступаемым воздухом.

 

Рисунок 2.3.8. Поперечная комбинированная вентиляция.

 

Функционирует на базе естественной вентиляции, используя силу ветра. Когда, при экономии энергии, желаемые параметры микроклимата не сохраняются, имеется возможность перейти на принудительную вентиляцию, закрывается штора со стороны вентиляторов и подключаются боковые вентиляторы малой мощности. При необходимости подключаются вентиляторы большой мощности.

 

Рисунок 2.3.9. Крышная диффузная вентиляция

 

Функционирует на базе естественной вентиляции, используя силу ветра. Когда, при экономии энергии, желаемые параметры микроклимата не достигаются, имеется возможность перейти на принудительную вентиляцию, устанавливая боковые окна в необходимую позицию, переходя к работе вентиляторов вытяжных шахт.

 

Рисунок 2.3.10. Туннельная вентиляция

 

Функционирует на базе естественной вентиляции, используя силу ветра, когда условия (направление и скорость) адекватные вентиляторы остаются отключенными, что позволяет экономить электроэнергию. Когда, при экономии энергии, желаемые параметры микроклимата не сохраняются, имеется возможность перейти на форсированный режим "Туннель". В этом случае все боковые окна закрываются и поэтапно включаются вентиляторы большой мощности, достигая таким образом оптимального охлаждения по всему объему помещения, благодаря появляющемуся потоку воздуха.

Применение данного вида вентиляции возможно в сочетании с ранее упомянутыми вариантами.

 

Рисунок 2.3.11

 

Рисунок 2.3.12

 

2.3 Оборудование стойловых мест

 

Конструкция стойловых мест должна обеспечивать корове пространство для комфортного отдыха и свободы движения. Габаритные размеры, как правило, стандартны. Ширина - от 1,10 м до 1,20 м, длина - от 1,80 м до 2,20 м. Стойловые дуги изготавливаются из бесшовных труб диаметром 60 мм с антикоррозийным покрытием, которое наносится методом погружения в горячий цинковый раствор, также существует альтернативный вариант изготовления стойловых мест из черного металла. Цинкование происходит после всех механических операций (резка, гибка, сверление), учитывая опыт европейских фермерских хозяйств.

Для оптимизации процесса кормления, между стойлами и кормовым проходом устанавливаются кормовые решетки, благодаря которым коровы не мешают друг другу при приеме пищи. Также самофиксирующийся механизм в это время не позволяет животному ложиться - это намного облегчает задачу ветеринарных процедур. Благодаря модульной системе сборки и возможности комбинирования различных элементов кормовыми решетками могут быть оборудованы все фермы.

 

2.4 Системы поения и системы подогрева воды

 

При любой температуре корова нуждается в большом количестве воды. Поилки из стали предназначены для поения 40-50 коров. Сильный проток воды 120 л/мин позволяет ей быть чистой. Поилки размещаются в коровнике в зависимости от количества коров в группе и размещения самих групп.

Длина поилки - от 1,00 м до 3,00 м Высота поилки - 80 - 100 см

Снабжение поилок теплой водой происходит посредством специальной системы подогрева воды. Установка оборудована регулятором температуры и автоматическим ограничителем температуры. Длина водопровода - до 250 м. Установку можно эксплуатировать при температуре до - 40º. Корпус циркуляционного насоса и платформы выполнен из нержавеющей стали. Тэн 3 кВт.

 

3. Технологические расчеты

 

3.1 Расчет микроклимата

 

Исходные данные:

Количество животных - 216 голов

Температура наружного воздуха - - 150С

Относительная влажность наружного воздуха - 80%

Определим расход воздуха на удаление избыточной углекислоты СО2 по формуле 3.2.1:

 

(3.2.1)

 

где: КСО2 - количество СО2 выделяемое животными м3/час

 

( );

 

С1 - предельно допустимая концентрация СО2 в воздухе;

С2 - содержание СО2 в наружном воздухе;

 

 

Определим кратность воздухообмена по формуле 3.2.2:

 

(3.2.2)

 

где: V - объем помещения в м3 ( );

 

 

Определим расход воздуха на удаление влаги по формуле 3.2.3:

 

(3.2.3)

 

где: W - выделение влаги внутри помещения;

W1 - влага выделяемая дыханием животного W1=424 г/час;

W2 - влага выделяемая с поилок и пола, W2=59,46 г/час;

d2 - содержание влаги в воздухе помещения;

d2 - содержание влаги в наружном воздухе;

φ2, φ1 - относительная влажность внутреннего и наружного воздуха;

m - количество животных;

 

 

Кратность воздухообмена по формуле 3.2.2:

 

 

Определение количества тепла, теряемого на вентиляцию по формуле 3.2.4:

 

(3.2.4)

 

где: tв - температура воздуха внутри помещения, tв=100С;

tн - температура наружного воздуха, tн= - 150С;

ρв - плотность воздуха, ρв=1,248 кг/м;

 

 

Определение количества тепла, теряемого через стенки помещения по формуле 3.2.5:

 

(3.2.5)

 

где: Ко - коэффициент теплоотдачи на 1 голову;

m - количество голов;

 

 

Определение количества тепла выделяемого животными по формуле 3.2.6:

 

(3.2.6)

 

где: m - количество животных;

g - количество тепла выделяемого одним животным, находят по формуле 3.2.7:

 

(3.2.7)

 

где: tв - температура внутри помещения;

gm - норма выделения тепла на одного животного;

 

 

Определение потребной производительности калорифера для определения отопления помещений по формуле 3.2.8:

 

(3.2.9)

 

Из расчета видно, что калорифер не нужен.

Выбор и определение необходимого количества вентиляторов и вытяжных шахт по формуле 3.2.9:

 

(3.2.9)

 

где: L - необходимый расход воздуха;

Q - производительность вентилятора;

 

 

Площадь сечения шахт при естественной тяге по формуле 3.2.10:

 

(3.2.10)

 

где: V - скорость движения воздуха, рассчитывается по формуле 3.2.11:

 

(3.2.11)

 

где: h - высота вытяжной шахты;

 

 

Число вытяжных шахт по формуле 3.2.12:

 

(3.2.12)

 

где: f - площадь сечения вытяжной шахты;

 

 

3.2 Машинное доение коров и первичная обработка молока

 

Суточный выход молока на корову по формуле 3.3.1:

 

(3.3.1)

 

где: Пр - средний годовой удой;

 

 

Количество операторов машинного доения для обслуживания доильной установки по формуле 3.3.2:

 

(3.3.2)

 

где: mд - число дойных коров в стаде; τр - затраты ручного труда на доение одной коровы;

τд - длительность дойки стада;

 

 

Количество доильных аппаратов, обслуживаемых одним оператором по формуле 3.3.3:

 

(3.3.3)

 

где: τм - время машинного доения коровы;

 

 

Производительность оператора по формуле 3.3.4:

 

(3.3.4)

 

Производительность доильной установки по формуле 3.3.5:

 

(3.3.5)

 

Производительность молочно-производственной линии первичной обработки молока по формуле 3.3.6:

 

(3.3.6)

 

где: С - коэффициент поступления молока;

К - количество дойных коров;

П - среднегодовой удой;

 

 

Необходимая вместимость грязевого пространства сепаратора по формуле 3.3.7:

 

(3.3.7)

 

где: P - процент отложения сепаратной слизи от общего объема пропущенного молока; τ - длительность непрерывной работы;

Qm - необходимая пропускная способность молокоочистителя;

 

.

 

Рабочая поверхность пластинчатого охладителя находится по формуле 3.3.8:

 

(3.3.8)

 

где: С - теплоемкость молока;

t1 - начальная температура молока;

t2 - конечная температура молока;

K - общий коэффициент теплоотдачи;

Qохл - необходимая производительность, находится по формуле 3.3.9:

 

(3.3.9)

 

Δtср - средняя арифметическая разность температур, находится по формуле 3.3.10:

 

(3.3.10)

 

где: Δtmax=27оС, Δtmin=3оС

 

 

Число пластин в секции охладителя по формуле 3.3.11:

 

(3.3.11)

 

где: F1 - площадь одной пластины;

 

 

По полученным данным выбираем охладитель ОМ-1.

 

3.3 Расчет удаления навоза на ферме

 

Суточный выход навоза на ферме находим по формуле 3.4 1:

 

(3.4 1)

 

где: gк - среднесуточное выделение твердых экскрементов одним животным, кг;

gж - среднесуточный выход жидких экскрементов одним животным, кг;

gв - среднесуточный расход воды на слив навоза на одного животного, кг;

gп - среднесуточная норма подстилки на одного животного, кг;

m - количество животных на ферме;

 

 

Суточный выход навоза в пастбищный период по формуле 3.4 2:

 

(3.4 2)

 

Годовой выход навоза по формуле 3.4 3:

 

(3.4 3)

 

где: τст - продолжительность стойлового периода;

τп - пастбищный период;

 

 

Площадь навозохранилища по формуле 3.4 4:

 

(3.4 4)

 

где: h - высота укладки навоза;

Dхр - продолжительность хранения навоза;

q - плотность навоза;

 

 

Производительность транспортера по формуле 3.4 5:

 

(3.4 5)

 

где: l - длина скребка; h - высота скребка;

V - скорость цепи со скребками;

q - плотность навоза;

ψ - коэффициент заполнения;

 

 

Продолжительность работы транспортера, в течении суток по формуле 3.4 6:

 

(3.4 6)

 

где: G*cут - суточный выход навоза от одного животного;

 

 

Продолжительность одного цикла удаления навоза по формуле 3.4 7:

 

(3.4 7)

 

где: L - полная длина транспортера;

 

 

4. Конструктивная разработка

 

4.1 Раздатчик кормов

 

Изобретение относится к раздатчикам кормов, используемым на животноводческих фермах и комплексах. Раздатчик кормов включает установленный на неподвижной раме прямоугольный бункер (ПБ) с выгрузными окнами (ВО) в боковых его стенках. Внутри (ПБ) расположен реверсивный подающий транспортер, который выполнен в виде связанного с эксцентриковым механизмом при помощи шатунов и днища (Д) на роликах. В (Д) выполнены поперечные прорези, в которых размещены с возможностью поворота разрезные планки (РП), которые жестко закреплены на осях, на торцах которых имеются стержни, фиксируемые штифтами. Стержни входят в отверстие кронштейнов, закрепленных на продольных планках (Д). По краям осей напротив планок закреплены рычаги, которые взаимодействуют с упорами, установленными на поверхности (Д) и этим ограничивающими угол поворота (РП) при их прохождении в кормовом монолите и счесывании корма, причем упоры ограничивают направление поворота (РП) на каждой из половин (Д) в сторону боковых стенок (ПБ). Средство предотвращения нависания корма выполнено в виде жестко закрепленного над (Д) набора -образных продольных элементов (ПЭ), обращенных своим основанием к (Д).

Обеспечение выдачи различных видов корма с разными углами естественного откоса представлено эллипсообразными роликами. Их оси соединены тягой посредством телескопических рычагов и проходят через цапфу, закрепленную на бункере, в стенках которого сделаны прорези для перемещения -образных (ПЭ). Счесывающий рабочий орган выполнен в виде шарнирно закрепленного над (ВО) подпружиненного двуплечего рычага (ДР.) с граблинами, взаимодействующими с разрезными планками (Д) и очищающими их от корма. (ДР.) снабжен пружиной, закрепленной на боковой стенке (ПБ). Привод кормораздатчика осуществляется от вращательного механизма трактора через карданный и раздаточный валы и редуктор. Конструкция устройства обеспечивает возможность настройки его на различные виды корма за счет изменения -образного элемента, закрепленного на осях, что расширяет эксплуатационные возможности устройства.1 з. п. ф-лы, 6 ил.

 

4.2 Описание изобретения

 

Изобретение относится к раздатчикам кормов, в частности к раздатчикам стебельных кормов для животных, преимущественно молодняка, используемых на животноводческих фермах и комплексах.

Известен кормораздатчик, включающий бункер, одна из стенок которого выполнена в виде держателя Г-образного захвата, погрузка кормового монолита которым осуществляется наездом самоходного шасси на скирду при повернутых поперек него ведущих колесах. Последующим поворотом вильчатого захвата при помощи лебедок и шарнирных стоек, последние из которых связаны с гидроцилиндрами, кормовой монолит переворачивается в бункер на неподвижные поперечные ножи и ярусные продольные ножи, которые сбрасывают порции кормов на выгрузной транспортер. При установке на ножи съемной решетки и соединении ее с приводом вильчатого захвата осуществляется транспортировка кормового монолита к месту разгрузки (Авторское свидетельство 1600654, А 01 К 5/00, 1990).

Недостатками этого кормораздатчика являются сложность его конструкции и невозможность выдачи видов кормов.

Наиболее близким к предлагаемому раздатчику кормов является кормораздатчик, включающий бункер с выгрузным окном, подающим реверсивным транспортером, выполненным в виде связанного с эксцентриковым механизмом днища с поперечными прорезями, в которых установлены поворотные планки, жестко закрепленные на осях, счесывающий рабочий орган, средство предотвращения нависания корма в виде жестко закрепленного над днищем набора -образных элементов, обращенных своим основанием к днищу. Угол, образованный -образным продольным элементом, меньше двух углов естественного откоса корма. Счесывающий рабочий орган выполнен в виде шарнирно закрепленного над выгрузным окном подпружиненного двуплечего рычага с граблинами (Авторское свидетельство 1175408, А 01 К 5/02, 1985).