Машины для сушки зерна. Удаление и утилизация подстилочного навоза

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Содержание

1.Машины для сушки зерна

1.1 Способы сушки и агротехнические требования

1.2 Барабанные зерносушилки

1.3 Шахтные зерносушилки

1.4 Конвейерная, ромбическая и карусельная зерносушилки

2. Удаление и утилизация подстилочного навоза

2.1 Механизация удаления навоза

2.2 Механизация удаления навоза из помещений

2.3 Обеззараживание и хранение навоза. Навозохранилища

Библиографический список



1.Машины для сушки зерна

1.1Способы сушки и агротехнические требования

Согласно агротехническим требованиям на длительное хранение следует засыпать зерно влажностью до 14%. С увеличением влажности возрастает интенсивность дыхания зерна, увеличивается выделение теплоты и происходит самосогревание массы. Поэтому усиливаются процессы брожения, развиваются бактерии и плесень, качество зерна снижается.

Влажность свежеубранного зерна нередко составляет 20…35%. Такое зерно необходимо в короткий срок высушить, доведя его влажность до кондиционной. Снизить влажность зерна можно естественной сушкой на открытой площадке, вентилированием атмосферным или подогретым воздухом и искусственной сушкой в зерносушилка

Для естественной сушки зерно рассыпают на току слоем 10…15 см и периодически перелопачивают или перебрасывают с места на место зернопультом, зернометателем, зернопогрузчиком. Естественную сушку применяют, если влажность зерновой смеси меньше 20%.

Для активного вентилирования зерно помещают в напольные или бункерные установки и пропускают через неподвижный слой)зерна атмосферный воздух. Вентилированием предотвращают самосогревание зерна и удаляют испарившуюся влагу. Активное вентилирование применяют для временной консервации семян охлаждением, медленной сушки и аэрации их при хранении. Чтобы повысить эффективность этих процессов, воздух в первом случае охлаждают, во втором - нагревают на 2…6 °С, в третьем - снижают его влажность.

Для искусственной сушки зерно помещают в сушилку и нагревают до установленной температуры. При нагреве влага из внутренних слоев зерна перемещается на поверхность и испаряется, а штем в виде пара удаляется в окружающую среду. Интенсивность испарения влаги зависит от температуры нагрева зерна и скорости движения газов через зерновой слой. Чем больше показатели этих процессов, тем выше скорость испарения влаги. Температура нарева зерна при сушке ограничивается его термостойкостью, т.е. предельно допустимой температурой нагрева, при которой сохраняются семенные и хлебопекарные качества зерна. Допустимая температура нагрева зерна зависит от культуры, сорта, влажности и продолжительности его пребывания в нагретом состоянии. Существует несколько способов нагрева и сушки зерна.

Конвективный способ. Теплота, необходимая для нагрева зерна, передается ему конвекцией от движущегося газообразного теплоносителя (нагретого воздуха или его смеси с продуктами горения), называемого агентом сушки. Взаимодействуя с зерновой массой, агент сушки обеспечивает тепло- и массообмен: зерно нагревается, влага испаряется, поглощается газами и уносится в окружающую среду.

Кондуктивный (контактный) способ. Теплота передается зерну при соприкосновении его с нагретой поверхностью путем кондукции (теплопроводности). Для этого способа характерен неравномерный нагрев зерна в слое. Семена, контактирующие с горячей поверхностью, нагреваются сильнее, чем удаленные.

Излучение. Теплота передается зерну лучистой энергией нагретого тела, не имеющего непосредственного контакта с зерном (инфракрасными лучами).

Электрический способ. Зерно помещают в поле токов высокой частоты (ТВЧ) между двумя пластинами конденсатора. Молекулы зерна поляризуются и приводятся в колебательное движение. Колебания сопровождаются трением частиц и нагревом материала. Этот способ обеспечивает быстрый и равномерный нагрев зерновой массы, сопровождающийся интенсивным испарением влаги, но требует больших затрат энергии.

Сорбционный способ заключается в смешивании влажного зерна с влагопоглотителем (силикагелем, хлоридом калия, опилками и др.), который впитывает в себя выделенную из зерна влагу. Затем сорбент отделяют от зерна, высушивают и вновь используют. Сорбционный способ применяют для сушки семян с низкой термостойкостью (горох, бобы и др.).

Большую часть влажного зерна сушат конвективно-контактным способом в зерносушилках периодического или непрерывного действия в неподвижном, подвижном и псевдоожиженном слое зерновой массы. Зерносушилки бывают стационарные и передвижные, открытого исполнения и с установкой в здании. По конструкции сушильных и охладительных камер различают сушилки барабанные, шахтные, колонковые, карусельные, конвейерные, бункерные и др. Промышленность выпускает сушилки малой (до 2,5 т/ч), средней (до 15 т/ч) и высокой (до 40 т/ч) производительности.

Агротехнические требования устанавливают допустимые температуры нагрева теплоносителя и зерна для разных зерносушилок.

В барабанной зерносушилке зерно движется вдоль вращающегося барабана в потоке теплоносителя. Температура теплоносителя для сушки продовольственного зерна колосовых культур 180…200 °С, семян 100…160 °С. При этом продовольственное зерно пшеницы нагревается до 55 °С, семенное - до 48 °С.

В шахтной зерносушилке зерно перемещается вниз под действием силы тяжести, а теплоноситель движется навстречу зерну. Температура теплоносителя для сушки продовольственного зерна колосовых культур 100… 140 "С, семенного - 65…70 °С, температура нагрева продовольственного зерна до 55 °С, семенного -до 45 °С. Неравномерность нагрева зерна в процессе сушки должна быть не более 3…4°С. Неравномерность влажности высушенного (до 15 %) зерна допускается ±1%. Влажность зерна за один пропуск через барабанную зерносушилку можно снизить с 25 до 17%, через шахтную сушилку - с 25 до 19%.

Зерно после сушки необходимо охладить до температуры, превышающей температуру атмосферного воздуха не более чем на I0…15 °С. Закладывать на хранение нагретое зерно запрещается, гак как оно может погибнуть или потерять товарные качества.

1.2 Барабанные зерносушилки

Зерносушилка СЗСБ-8А (рис. 1) предназначена для сушки семенного и фуражного зерна любой исходной влажности и засоренности. Сушилку используют в составе зсрноочистительно-сушильных комплексов КСЗ-25Б.

Рис. 1. Зерносушилка СЗСБ-8А:

1 - переходник; 2-топочный блок; 3 - загрузочная труба; 4 - лопасть, 5-кольцо-бандаж; 6-крестовина; 7- полочка; 8- сушильный барабан; 9, 12 - вентиляторы; 10, 11 - цилиндры; 13, 14- датчики уровня; 15- конус; 16, 20 - шлюзовые затворы; 17- нория; 18- бункер; 19-выгрузная камера; 21 - ролики; 22- приводная станция 

Рабочий процесс сушки заключается в следующем. Влажный зерновой ворох, подаваемый по трубе 3 в загрузочную камеру, высыпается на винтовые лопасти 4. Семена под действием теплоносителя, движущегося внутри барабана от топочного блока 2 к вентилятору 9, напора вороха в зоне загрузки и винтовых лопаток поступают в барабан. Полочки захватывают порции семян, поднимают их и затем сбрасывают. Теплоноситель, проходя через барабан, пронизывает семена, ссыпающиеся с полочек, и нагревает и В результате нагрева влага из семян испаряется, поглощается теплоносителем и удаляется из сушилки. Отработанный теплоноситель вентилятором 9 выбрасывается в атмосферу.

Количество теплоносителя, проходящего через барабан, регулируют с помощью дросселя вентилятора в зависимости от критической скорости высушиваемых семян.

Скорость испарения влаги увеличивается пропорционально температуре нагрева зерна, которую можно поднимать лишь до значений, допустимых агротехническими требованиями. Перегрев зерна приводит к распаду веществ (денатурация белка), входящих к состав клеток зерна, отмиранию протоплазмы и гибели зерна как живого организма. Поэтому при сушке зерна важно обеспечить такой режим, который исключал бы его перегрев.

Температура нагрева зерна зависит от двух факторов: температуры теплоносителя и времени пребывания зерна в сушильной камере (экспозиции сушки). Температуру теплоносителя регулирует и поддерживает автоматика топочного блока, а экспозицию сушки устанавливают с помощью выгрузного устройства.

Высушенное зерно, непрерывно выгружаемое шлюзовым затвором 20, поступает в норию 17 и загружается сверху в охладительную колонку. Холодный воздух, всасываемый вентилятором 12 через отверстия наружного цилиндра 10, проходит через слой зерна, охлаждает его и по внутреннему цилиндру 77 поступает в вентилятор. Шлюзовой затвор 16 непрерывно выгружает зерно из охладительной колонки. Поэтому зерно в колонке движется вниз. Датчики 13 и 74 автоматически поддерживают постоянный уровень зерна в кольцевой камере охладительной колонки.

Производительность сушилки при снижении влажности зерна с 20 до 14% составляет 10 т/ч. Рабочие органы приводятся в действие электродвигателями суммарной мощностью 38 кВт. Удельный расход условного топлива 12,8 кг/т.

Передвижная барабанная сушилка СЗПБ-2,5, снабженная ходовыми колесами, может перемещаться с одного места на другое. Ее устройство и назначение такие же, как у сушилки СЗСБ-8А. Охладительная колонка выполнена как сушильный барабан, но в нее подается холодный возду Производительность сушилки на сушке продовольственного зерна пшеницы при снижении его влажности на 6% за один пропуск составляет 2,3 т/ч.

1.3 Шахтные зерносушилки

Шахтные зерносушилки в отличие от барабанных требуют более тщательной очистки зернового материала от посторонних примесей. Их нельзя использовать для сушки малосыпучего вороха, например вороха семенников трав, льна, а также сильно засоренного вороха зерновых культур.

Зерносушилка СЗШ-16А используется в очистительно-сушильных комплексах для сушки продовольственного, семенного и фуражного зерна зерновых и крупяных культур.



 

Рис. 2. Зерносушилка СЗШ-16А:

1, 12 - вентиляторы; 2- топка; 3 - выпускная труба; 4-диффузор; 5-сушильные камеры; 6, 16, 18- бункера; 7… 10- нории; 11-зернопроводящие трубы; 13, 14- охладительные колонки; 75-шлюзовой затвор; 17- разгрузочное устройство; 19- патрубок; 20 - трубопровод 

 

Рис. 3. Устройство коробов (о), схемы движения зерна, теплоносителя (б) и разгрузки зерна (в):

1, 3 - стенки шахты; 2, 4 - соответственно отводящие и подводящие короба; 5- коробка; 6- окно для выпуска зерна; 7- кривошипно-шатунный механизм; 8- пластина каретки .

Рабочий процесс протекает следующим образом. Предварительно очищенный влажный материал непрерывно подается нориями 7 и 9 (рис. 2) в надсушильный бункер 6 каждой шахты и заполняет пространство между коробами. Когда уровень зерна в бункере 6 достигнет верхнего датчика, автоматика включает привод кареток разгрузочного устройства и зерно под действием силы тяжести движется вниз. Если бункер опорожнится до нижнего датчика, автоматика выключает на время привод кареток.

При установившемся режиме зерно медленно движется вниз в пространстве между коробами. Теплоноситель входит через окна в стенке 3 (см. рис. В, а) в подводящие короба 4, выходит из-под их боковых граней, просачивается сквозь слой зерна (рис. В, б), поступает снизу в отводящие короба 2 и выводится из сушильной камеры вентилятором 1 (см. рис. 2). Теплоноситель, двигаясь сквозь слой зерна, нагревает его, испаряет влагу и уносит ее из сушилки.

Высушенное зерно выгружается в бункер 18, поступает в норию 8, которая загружает его в охладительные колонки. После охлаждения атмосферным воздухом зерно выгружается из колонок шлюзовым затвором 15 в бункер 16 и подается норией 10 на последующую обработку.

Режим сушки регулируют, изменяя температуру теплоносителя и скорость движения зерна в шахте. Температуру теплоносителя регулируют, изменяя подачу топлива в горелку и холодного воздуха в смесительную камеру. Скорость движения теплоносителя в слое зерна изменяют регулятором поворота жалюзи в патрубке 19. Она должна быть меньше критической скорости семян; в противном случае семена будут уноситься теплоносителем. Скорость движения зерна в шахте (экспозицию сушки) регулируют с помощью разгрузочного устройства.

Процесс сушки необходимо периодически контролировать, отбирая пробы для определения влажности и качества зерна и семян. Из каждой партии зерна, поступающей для сушки, отбирают средние пробы для определения влажности, а для семян - и всхожести Для контроля температуры нагрева зерна специальным совочком берут пробы в трех-четырех местах нижнего ряда коробов. Зерно ссыпают в деревянный ящик, снабженный термометром. Если температура нагрева зерна окажется выше допустимой, увеличивают выпуск зерна из зерносушилки. Если температура на-фева соответствует максимально допустимой, а влажность зерна после сушки выше кондиционной, его сушат вторично. Через каждые пять-семь дней непрерывной работы зерносушилку очищают.

Производительность на сушке продовольственного зерна пшеницы при снижении влажности с 20 до 14% составляет 20 т/ч.

Сушилка С-20 предназначена для сушки предварительно очищенного зернового вороха зерновых, зернобобовых и масличных культур с исходной влажностью до 35% и содержанием сорной примеси не более 3%.

1.4 Конвейерная, ромбическая и карусельная зерносушилки

Конвейерная сушилка УСК-2 предназначена для сушки продовольственного и фуражного зерна зерновых, зернобобовых, масличных, крупяных и других культур, а также слабосыпучего

Рабочий процесс конвейерной сушилки заключается в следующем. Зерно подают загрузочным транспортером в бункер. Из него оно самотеком высыпается на верхнюю ветвь транспортера, распределяется им тонким слоем и перемещается по поверхности сначала верхнего, а затем нижнего решета . Теплоноситель, получаемый в теплогенераторе в результате сжигания топлива, венилятором нагнетается под нижнее решето, проходит сначала через нижний, а затем через верхний слой зерна, нагревает его и удаляет испарившуюся влагу. При перемещении зерна по поверхности настила планки транспортера ворошат слой, обеспечивая необходимую равномерность сушки.

Высушенное зерно поступает на транспортер охладительной камеры, который перемещает его по решету к выгрузному окну. Атмосферный воздух, подаваемый вентилятором, проходит через слой зерна и охлаждает его. Режим сушки регулируют, изменяя температуру теплоносителя и скорость движения транспортера сушильной камеры.

Производительность УСК-2 при сушке фуражного зерна 4 т/ч.

Ромбическая сушилка снабжена сушильной камерой в форме ромба с двойными перфорированными стенками. При сушке зерно движется сверху вниз между стенками, продувается теплоносителем, нагревается и высыхает. В процессе движения по верхнему и нижнему наклонным каналам зерновой слой перемешивается. Ромбическая сушилка обеспечивает качественную сушку фуражного, продовольственного и семенного зерна. Ромбические сушилки бывают передвижные и стационарные.

Производительность этих сушилок в зависимости от длины сушильной камеры составляет 5…25 т/ч.

Карусельная зерносушилка СКЗ-8 предназначена для сушки»з ерна зерновых и зернобобовых культур с исходной влажностью до 35%. Сушилка снабжена цилиндрической камерой , в которой зерновой ворох вращается вместе с решетчатой платформой вокруг вертикальной оси и обрабатывается теплоносителем. Загрузочное устройство подает влажное зерно сверху на вращающийся зерновой ворох, а выгрузное устройство отбирает сухое зерно из нижнего слоя и выводит его из сушилки. Производительность СКЗ-8 на сушке продовольственного зерна пшеницы при снижении влажности с 26 до 14% составляет 5 т/ч. 



2.Удаление и утилизация подстилочного навоза

2.1Механизация удаления навоза

Ежегодно на животноводческих фермах и комплексах страны скапливается громадное количество навоза (до 1 млрд. т). Своевременное его удаление и использование - важная народно-хозяйственная проблема, значение которой еще более возрастает в связи с укрупнением животноводческих ферм, совершенствованием их технической оснащенности, повышением требований к санитарно-гигиеническим условиям содержания животных и к качеству производимых продуктов. При этом еще до недавнего прошлого вопросы удаления и использования навоза рассматривались лишь с точки зрения получения большого количества органических удобрений.

При внедрении промышленных методов получения животноводческой продукции, выход навоза на крупных животноводческих комплексах резко увеличивается, что создает опасность загрязнения окружающей среды. Так, по свидетельству ученых, откормочное предприятие мощностью в 100 тыс. голов скота по количеству образующихся отходов эквивалентно городу с населением более 1 млн. человек. Поэтому в настоящее время проблему удаления и использования навоза следует рассматривать принимая во внимание в первую очередь вопросы защиты окружающей среды, вероятность заболевания животных, а также значение навоза как удобрения. Кроме того, продолжаются работы над использованием навоза для производства кормов и кормовых добавок.

Проблема механизации удаления и использования навоза включает в себя три больших вопроса: удаление навоза из животноводческих помещений и транспортировка его в хранилища; складирование, обеззараживание и хранение навоза; использование навоза. Эти вопросы взаимосвязаны, поэтому, решая один из них, необходимо в такой же степени решать и другие.

Изучение передового опыта проектирования и эксплуатации животноводческих ферм и комплексов показало, что в зависимости от консистенции навоза, технологии его использования, способа содержания животных меняются и технические средства для очистки помещений и площадок, конструкция и размеры навозохранилищ, способы обезвоживания навоза.

Навоз представляет собой сложную полидисперсную многофазную среду, включающую в себя твердые, жидкие и газообразные вещества. Основную часть навоза составляет влага.

Твердый навоз имеет влажность до 81 %, полужидкий (пастообразный) - 82 ... 88 %, жидкий (бесподстилочный) навоз - 88 ... 93 % на фермах крупного рогатого скота и до 97 % на свинооткормочных фермах. Состояние навоза на фермах крупного рогатого скота зависит от способа содержания животных, наличия подстилки, способа удаления навоза и некоторых других факторов.

Бесподстилочный навоз почти однороден по фракционному составу. Средневзвешенная длина частиц составляет 2,6 мм, а частиц длиной свыше 10 мм содержится не более 1 %. При использовании на фермах крупного рогатого скота в качестве подстилочного материала опилок средневзвешенная их длина составляет 7,9 мм, длина наибольших включений не превышает 42 мм. Средневзвешенная длина включений влияет на эксплуатационную надежность навозоуборочных машин.

На большинство показателей, характеризующих физико-механические свойства навоза, влияет влажность навоза, которая, в свою очередь, зависит от первоначальной влажности экскрементов, вида и количества применяемой подстилки, от ее первоначальной влажности, принятой системы уборки навоза и других факторов.

Объемная масса навоза зависит от размера его частиц и соотношения различных фракций, влажности, вида, количества и качества подстилочного материала, от степени разложения навоза и многих других факторов. Объемная масса навоза колеблется в довольно широких пределах: 400 ... 1010 кг/м3. При беспривязной системе содержания скота на глубокой несменяемой подстилке объемная масса ненарушенного навоза находится в пределах 880 ... 980 кг/м3.

При эксплуатации машин и механизмов для удаления навоза большое значение имеют коэффициенты трения скольжения, покоя, а также липкость навоза. Липкость характеризуется значением усилия (г/см2), необходимого для отрывания пластины от налипшей на нее массы навоза при определенных и постоянных условиях: начальном давлении на пластину, времени контакта и др. Способность навоза к налипанию на рабочие органы машин обусловлена его видом и состоянием поверхности.

Разрабатывая технологическую схему удаления навоза, инженер должен иметь представление об этих показателях.

Большое значение имеет температура замерзания навоза. Моча коров замерзает при температуре -2,85 °С, смесь навоза с мочой при -2,08 °С, твердые выделения при -1,1 °С. Плотный соломистый навоз примерзает к металлическим поверхностям рабочих органов при -2...-2,2 °С. Навоз влажностью 92% и выше замерзает при -0,41 °С.

Навоз - наилучшее органическое удобрение для полей, потому что имеет в своем составе значительное количество органических и минеральных веществ, легко усваиваемых растениями. Например, навоз крупного рогатого скота состоит из органических веществ 20,3 %, азота 0,45, фосфора 0,23, калия 0,50 и извести 0,40 %. В зависимости от условий содержания скота количество органических и минеральных веществ в свежем навозе изменяется в 2 ... 4 раза.



2.2 Механизация удаления навоза из помещений

Механизация удаления навоза из животноводческих помещений может быть осуществлена механическим, гидравлическим и пневматическим способами. Классификация устройств для удаления навоза из помещений приведена на рисунке 13.

Мобильные средства (бульдозерная лопата, навешиваемая на трактор или самоходное шасси) применяются при удалении твердого навоза из помещений, выгульных дворов и площадок.

Стойло дли скота при такой системе удаления навоза необходимо удлинять по сравнению с обычным на 5 см. Глубина навозной канавки-прохода должна составлять 20 ... 25 см. При меньшей глубине ее или при полужидком навозе, получаемом из-за недостатка подстилки или плохого ее качества, он попадает на край стойла. Для сгребания навоза обратно в канавку подсобный рабочий при достаточном количестве хорошей подстилки затрачивает на 1 т навоза 4 ... 8 мин, если же подстилки мало или она плохого качества - до 12 мин. При использовании мобильных средств следует устраивать жижесборники.

Мобильные агрегаты удаляют из коровника 1 т навоза за 10 ... 25 мин, при этом затраты ручного труда составляют 0,5 ... 1,2 мин в расчете на корову в сутки.

На затраты рабочего времени влияют высота стенки навозной канавки-прохода, количество и качество подстилки, навыки рабочего, организация труда и др.

Один из недостатков работы мобильных средств механизации - большее загрязнение навозного прохода, чем при работе стационарных установок. Загрязнение можно значительно снизить за счет достаточного количества хорошей подстилки и высокой культуры труда. Чтобы холодный воздух не проникал в коровник при удалении навоза зимой, необходимо создавать воздушные тепловые завесы.

Загрязнение воздуха коровника выхлопными газами трактора наблюдается при запуске или работе трактора с не отрегулированным двигателем и при плохой вентиляции. Поэтому надо ставить соответствующие нейтрализаторы. К шуму трактора коровы быстро привыкают, и он их мало беспокоит.

Рис. 13. Классификация устройств для удаления навоза из помещений. 

Рис. 14. Скребковый транспортер ТСН-3,0Б 

1 - поворотное устройство; 2 - горизонтальный транспортер; 3 - монтажное устройство горизонтального транспортера; 4 - привод горизонтального транспортера; 5 - наклонный транспортер; 6 - натяжное устройство наклонного транспортера; 7 - привод наклонного транспортера.

Стационарные установки включают в себя скребковые транспортеры кругового и возвратно-поступательного движения, а также канатно-скреперные установки и подвесные дороги.

Скребковый транспортер типа ТСН (рис. 14) состоит из горизонтального и наклонного транспортеров, имеющих индивидуальные приводы и работающих независимо друг от друга.

Горизонтальный транспортер, устанавливаемый в навозном канале животноводческого помещения, включает в себя шарнирную разборную цепь с прикрепленными к ней скребками, поворотные звездочки и натяжное устройство. Цепь приводится в движение от электродвигателя мощностью 4 кВт через клиноременную передачу и редуктор.

Наклонный транспортер имеет два канала, в которых движется замкнутая цепь со скребками. Он грузит навоз в транспортные средства и обычно устанавливается в торце животноводческого помещения, в тамбуре. Под верхним концом транспортера располагают тракторную тележку.

При работе транспортера ТСН навоз, сброшенный в канал, передвигается в нижний поворотный сектор наклонного транспортера и подается им в тракторную прицепную тележку.

В процессе эксплуатации регулируют натяжение цепи транспортера. Слабо натянутая цепь соскакивает с поворотных и ведущей звездочек, находит на ведущую звездочку, вызывая неравномерное движение (рывки) и преждевременный выход транспортера из строя. Натягивают цепь специальным устройством. Транспортер марки ТСН-160 имеет автоматическое натяжное устройство.

Нельзя сбрасывать навоз на неподвижную ветвь транспортера, так как в этом случае при пуске транспортера резко перегружаются цепь и механизмы привода. Кроме того, могут подниматься скребки транспортера, что значительно снижает его производительность и ухудшает качество работы. сушка зерно навоз транспортер

Особое внимание уделяют обслуживанию наклонного транспортера, находящегося за пределами животноводческого помещения и работающего в более тяжелых условиях, особенно при низких температурах. Сначала включают наклонный транспортер, затем горизонтальный. Выключают транспортеры в обратном порядке.

Штанговые скребковые транспортеры возвратно-поступательного движения используют для удаления навоза из коровников, свинарников, птичников.

Рис. 15.Типы скреперов: 

а - короб; б - стрела; в - каретка; г - лопата; 1 - направляющая; 2 - короб; 3 - шарнир; 4 - тяговый орган; 5 - стенка; 6 - тяга; 7 - упор; 8 - тяговый крюк; 9 - опорный ролик; 10 - рама; - поворотная лопасть; 12 - шарнир; 13 - скребок; 14 - рама; 5 - тяговый крюк; 16 - зажим; 17 - тяга; 18 - трос; 19 - шарнир; 20 - скребок; 21 - цепь.

Часто аналогичные транспортеры применяют для раздачи кормов. Эти транспортеры менее металлоемки и более надежны по сравнению с транспортерами кругового движения. Шарнирное крепление скребка облегчает его замену и позволяет при перестановке упоров изменять направление движения транспортируемой массы. Гибкая связь между штангами дает возможность устанавливать их в различных плоскостях и использовать каждую штангу со скребками для различных технологических операций. Благодаря возвратно-поступательному движению скребков транспортируемый материал подается к месту назначения с минимальным перемещением. В результате значительно уменьшаются нагрузки на рабочие органы транспортера и сокращается продолжительность его работы.

Скреперные установки, движущиеся также возвратно-поступательно, применяют для удаления навоза из помещений, транспортировки его к навозоприемникам (на свиноводческих фермах) и одновременной погрузки в транспортные средства (на фермах крупного рогатого скота). Такие установки просты в изготовлении, надежны в работе, легко приспосабливаются к неровностям дна канала, менее металло- и энергоемки. Недостатки установок - недолговечность и трудность соединения троса при разрыве, сложность монтажа наклонной части навозных каналов.

Установка состоит из скреперов, троса, приводного и натяжного устройства. Скреперы устанавливают в навозные каналы шириной 40 ... 70 см и глубиной до 50 см на направляющих из уголковой стали, проложенных по дну канала.

Приводное устройство состоит из электродвигателя, редуктора и тросовой лебедки.

В навозных каналах протягивают трос диаметром 10 ... 15 мм, к которому крепят скреперы. Для уборки навоза применяют скреперы различных конструкций (рис. 4.2.3).

Наиболее распространены скреперы типа "стрела" (в установках УС) и типа "каретка" (в установках ТС-1 и УВН-800).

Скреперные установки используют при уборке навоза из помещений для беспривязного боксового содержания крупного рогатого скота (УС-10, УС-15 и УС-250) и при уборке бесподстилочного навоза из под щелевых полов в свинарниках (УС-12 и УСП-12).

Рис. 16.Скреперная установка УС-15: 

1 - привод; 2 - поворотное устройство; 3 - ползун; 4 - скребок; 6 - цепь.

Установка УС-15 (рис. 16) стационарная возвратно-поступательного движения, обслуживает 100 коров и комплектуется двумя скреперами для уборки навоза по двум открытым навозным проходам шириной 1,8 ... 3,0 м и высотой 0,2 м. Она выпускается в трех исполнениях в зависимости от места выгрузки навоза в один конец, в оба конца или посередине животноводческого помещения. Максимальная производительность установки составляет 1,5 т/ч при влажности навоза 88 %. Рабочие органы приводятся в движение от электродвигателя мощностью 3 кВт. 

Установка состоит из следующих основных частей привода с механизмом реверсирования, рабочих органов (скреперов, дельта-скребков) с натяжными устройствами, поворотных устройств, цепи и щита управления. Дельта-скребок представляет собой упрощенный скрепер типа "стрела". Скребки скрепера смонтированы на шарнирах и выполнены составными: каждый из них имеет неподвижную и более узкую подвижную части, что позволяет раздвигать скребки на ширину до 3 м. На конце скребков находятся резиновые чистики, в процессе работы плотно упирающиеся в стенки прохода. По мере износа чистики выдвигают или поворачивают другой стороной.

Установка УС-200 предназначена для обслуживания 200 коров, имеет длину контура 250 м и оборудована четырьмя скреперами. Установка на 90 % унифицирована с установкой УС-15 и работает по такому же принципу.

Установка УС-10 предназначена для уборки навоза из поперечных каналов, закрытых решетками щелевого пола, и выпускается в двух модификациях: для уборки навоза только из центрального канала (в этом случае одна ветвь контура - рабочая, вторая - холостая); для уборки навоза из двух каналов (обе ветви контура - рабочие). Установки УС-12 и УСП-12 применяют в одном комплекте на комплексах с поголовьем 12 ... 24 тыс. свиней. Установка УС-12 предназначена для уборки навоза в свинарниках на 1000...2000 голов, а установка УСП-12 -для транспортировки навоза из поперечных каналов свинарников комплекса в общий навозоприемник.

Рис. 17. Схема установки УСП-12: 

1 - приводная станция; 2 - шкаф управления; 3 - натяжное устройство; 4 - навозоприемник; 5 - скрепер; 6 - свинарник; 7 - поперечный канал; 8 - поддерживающий ролик; 9 - полоса; 10 - тяговая цепь; 11 - обводной блок; 12 - скреперные установки для удаления навоза из свинарников.

На двух рабочих ветвях установки УС-12 смонтированы 8 скреперов и 4 натяжных устройства. Во время работы на каждой ветви, движущейся возвратно-поступательно по каналам свинарника, скреперы работают попарно. Производительность установки 12 т/ч, мощность электродвигателя - 3 кВт,

Скреперная установка УСП-12 (рис. 17) оборудована тремя скреперами, закрепленными на рабочей ветви. Холостая ветвь расположена над рабочей на поддерживающих роликах. Для нормальной работы ветвей установка оборудована автоматическим натяжным устройством. Длина контура установки 480 м, производительность 12 т/ч, мощность, электродвигателя 4 кВт.

Установку ТС-1 применяют в свинарниках-откормочниках в сочетании со щелевыми полами.

В навозном канале, перекрытом щелевыми полами, размещают несколько скреперов так, чтобы расстояние между ними не превышало рабочего хода. Один скрепер передает навоз к другому за счет взаимного перекрытия их хода. Обычно скреперные установки ТС-1 транспортируют навоз к сборнику и работают с ковшовыми погрузчиками НПК-30 и фекальным насосом.

2.3 Обеззараживание и хранение навоза. Навозохранилища

В технологическом процессе удаления и использования навоза особое место занимает его обеззараживание и хранение. При этом в первую очередь необходимо учитывать ветеринарные и медико-санитарные правила, так как патогенные микроорганизмы, яйца и личинки гельминтов сохраняют свою жизнедеятельность в необработанном навозе в течение года.

Для предотвращения загрязнения окружающей среды возбудителями инфекционных и инвазионных болезней система обработки навоза на животноводческих фермах и комплексах должна обеспечивать карантинирование (выдерживание навоза в течение определенного времени с целью выявления инфекции), а в случае необходимости - дезинфекцию и дегельминтизацию навоза.

Для обеззараживания и утилизации навоза на животноводческих фермах и комплексах разработано довольно большое число технологических схем, многие из которых применяются пока лишь в опытных хозяйствах.

Наиболее широкое распространение на животноводческих фермах и комплексах получили следующие технологические схемы):

компостирование твердого и полужидкого навоза;

гомогенизация полужидкого и жидкого навоза;

разделение жидкого навоза на фракции в отстойниках-накопителях (при этом применяется полная или частичная биологическая обработка жидкой фракции) или механическими средствами.

При использовании всех схем навоз сначала проходит карантинирование, затем его обеззараживают, после чего проводят обработку (выделяют примеси, перемешивают навоз, разделяют его на фракции и др.)

Карантинирование твердого и полужидкого навоза при компостировании проводят в секциях карантинных емкостей, которые имеют бетонированные дно и стенки, исключающие фильтрацию жидкой фракции навоза через почву. Секций должно быть не менее двух, их размещают рядом с компостными площадками. Навоз в секциях выдерживают в течение шести суток, при обнаружении инфекции механическими средствами вносят химические реагенты и перемешивают их с навозом.

Обеззараживание навоза проводят биотермическим, химическим, термическим и физическим способами.

Биотермическое обеззараживание инфицированного навоза или его твердой фракции при компостировании проводят при хранении на площадках с твердым покрытием. При этом в штабелях навоза или компоста под влиянием жизнедеятельности термогенных микроорганизмов возникает высокая температура, губительно действующая на возбудителей инфекционных и инвазионных болезней животных. Для размножения термогенных микроорганизмов необходимы определенная влажность навоза или компоста (не выше 70 %) и поступление воздуха, что достигается благодаря рыхлой укладке штабеля. Уложенный в штабеля компост выдерживают не менее одного месяца в теплый период и не менее двух месяцев - в холодный. Началом срока обеззараживания считают день подъема температуры в штабеле не менее чем до 60 °С.

Термическое обеззараживание навоза включает в себя следующие способы: двухстадийное упаривание с предварительным разделением навоза на фракции, вакуумную сушку в реакторно-смесительных аппаратах, термообеззараживание в реакторах при давлении 1,2 МПа и температуре 180 °С, многостадийную дистилляцию после обработки в реакторах с абсорбцией парогазовой смеси и сушкой твердой фракции в барабанных или трубчатых сушилках.

Физические способы обеззараживания навоза (обработка ультрафиолетовыми лучами, УФ-облучение) находятся в стадии эксперимента и на практике пока не применяются.

Современные способы обработки навоза отличаются тем, что в технологические схемы включаются операции, цель которых получить из навоза высококачественное удобрение и чистую воду. Вот, например, один из таких способов. Навоз сначала разделяют на твердую и жидкую фракции при помощи механических средств (центрифуг, виброгрохотов или прессов). Затем твердую фракцию высушивают и она поступает в компост, а жидкую обрабатывают по одной из следующих схем: первая - жидкая фракция поступает на электрокоагуляцию, озонирование, биологическую доочистку и используется для орошения; вторая - жидкая фракция поступает на биологическую доочистку и сбрасываетсяв канализационную сеть.

Представляют интерес и энергосберегающие способы, один из которых основан на применении установки "Биогаз - 301С", освоенной промышленностью страны. Эта установка предназначена для обеззараживания и утилизации навоза свиноводческой фермы на 3000 голов методом анаэробной ферментации с получением органических удобрений и биогаза.

В процессе ферментации исходный навоз в установке разделяется на три фазы: газообразную, жидкую и твердую.

Газообразная фаза - биогаз, содержащий 60 ... 70 % метана, окись углерода и 2 ... 5 % других газов. Биогаз имеет теплотворную способность 21 ... 25 тыс. кДж и может быть использован как топливо: 1 м3 биогаза эквивалентен 0,6 ... 0,8 кг условного топлива.

Рис. 18. Разрез коровника на 400 коров с подпольными хранилищами: 

1 - бокс; 2 - решетчатый пол; 3,4 - кормушка и кормораздатчик.

Жидкая фаза (стоки, получаемые после разделения отферментированного навоза) представляет собой обеззараженную жидкость с содержанием сухого вещества 2 ... 2,5 %. Стоки содержат азот, окиси фосфора и калия, что позволяет использовать их в качестве жидких удобрений.

Твердая фаза - навоз без запаха, влажностью 65 ... 70 %, представляющий собой высококонцентрированное обеззараженное органическое удобрение.

Процесс анаэробной ферментации, проходящий в основном аппарате установки - ферментаторе, представляет собой сложную цепь биохимических реакций расхода органических веществ под действием анаэробных микроорганизмов (метаногенных бактерий). Процесс протекает непрерывно по следующей схеме. Навоз и жижа при помощи скребков и воды направляются в сборник, откуда насосом подаются в подогреватель с мешалкой. Здесь сырье подогревается до температуры ферментации и насосом подается в ферментатор, а затем переливается в отстойник. Затем масса самотеком попадает в центрифугу, где разделяется на твердый осадок и жидкие стоки. Выделяющийся в ферментаторе биогаз поступает в накопитель-газгольдер, а затем в котел для получения пара. Пар используется для приготовления кормов, обогрева помещений свинофермы, а также в подогревателе и ферментаторе установки.

Производительность установки "Биогаз-301С" составляет 30 т навоза в сутки. Из этого навоза установка производит 350 ... 400 м3 биогаза, 25 м3 стоков и 5 ... 6 т удобрений.

В механизированных навозохранилищах, которые размещают на открытых площадках или под навесами, происходит естественное обеззараживание твердого навоза. Наличие навозохранилища - одно из важнейших условий правильного хранения и использования навоза.

В соответствии со способом содержания скота и технологией удаления навоза из помещений, навозохранилища подразделяют на наземные и заглубленные (котлованные). Дно и стенки навозохранилищ, как правило, выполняют бетонными или облицовывают панелями. Дно и стенки котлованного навозохранилища иногда покрывают слоем утрамбованной глины на щебеночном основании толщиной 20 см. Навозохранилище оборудуют жижесборником.

Навозохранилище состоит из нескольких секций, каждая из которых рассчитана на 1 ... 3 (в южных зонах) и на 2 .... 6 (в средней полосе страны) месяцев хранения, в течение которых происходит самообеззараживание навоза. Навозохранилища оборудуют жижесборниками, а также средствами механизированной выгрузки (кран-балками и мостовыми кранами с грейферными погрузчиками, скреперными установками и другими механизмами). Для удобства вывозки навоза из котлованного навозохранилища устраивают пандусы для въезда и выезда транспорта.

Навозохранилища и очистные сооружения фермы ограждают и обеспечивают подъездными путями с твердым (бетонным или асфальто-бетонным) покрытием. Ширину подъездных путей принимают не менее 3,5 м. По периметру очистных сооружений высаживают высокорастущие деревья на полосе шириной не менее 10 м, а всю территорию комплекса или фермы, включая очистные сооружения, подъездные и переходные пути, озеленяют.

В районах с холодной продолжительной зимой рекомендуется устраивать закрытые навозохранилища, которые сооружают в виде пристроек к животноводческим помещениям, в виде отдельных построек или траншей под полом помещения.

Подпольные навозохранилища все шире применяются па фермах и комплексах. Промышленность наладила выпуск установок УВН-800 для выгрузки навоза из таких хранилищ длиной до 110 м и погрузки его в транспортные средства. УВН-800 состоит из насоса НЖН-200 и стационарной скреперной установки. Насос выкачивает из навозохранилища и подает в транспортные средства навоз влажностью 87 ... 98 %, а скреперная установка выгружает оставшийся навоз влажностью менее 87 % и грузит его в транспортные средства.

Вместимость скрепера 3 м3, его скорость 0,78 м/с, производительность скреперной установки до 100 т/ч, мощность электродвигателя 13 кВт.

Очистные сооружения состоят из пяти отстойников-накопителей, полей фильтрации с четырьмя картами по 2 га каждая и земледельческих полей орошения. Отстойники-накопители представляют собой бетонированные площадки размером 33 х 110 м, обнесенные валами высотой 2,25 м. Вдоль по дну в две линии проходят лотки, для дренажа, в которые уложены перфорированные трубы со щебеночной обсыпкой. Объем иловой (навозной) части одного отстойника около 4,5 тыс. м3.

В отстойниках навоз расслаивается на твердую и жидкую фракции. Твердая фракция выпадает в осадок, жидкая через систему переливных труб подается на станцию перекачки, а оттуда распределяется по полям. Когда слой осадка в отстойнике достигает 1,5 ... 1,8 м, закрывают задвижку на впускных трубах, а оставшуюся жидкую фракцию в верхнем слое сбрасывают через шандорный водосброс. В отстойнике остается навоз (осадок) и незначительное количество жидкости. Для подсушивания осадка открывают задвижки на дренажной системе. Обезвоживание обычно длится 35 ... 45 дней.

Подсушенный осадок, влажность которого равна 75 ... 78 %, подают погрузчиком в автомобили и вывозят на поля.

Жидкая фракция навоза со станции перекачки поступает на земледельческие поля орошения и распределяется по поливным бороздам через выводные борозды или по полиэтиленовым трубам. На полях орошения выращивают однолетние и многолетние травы, силосные культуры, картофель, подсолнечник.

По такой схеме совхоз ежесуточно перерабатывает около 700 м3 сточных вод.

Схема разделения навоза на твердую и жидкую фракции (обезвоживание) все шире внедряется в производство. Разделение осуществляется на прессах, центрифугах, виброгрохотах. Применение обезвоживающих установок позволяет сократить объем навозохранилищ в 30 ... 40 раз за счет уменьшения объема твердой фракции и времени ее хранения.

В некоторых хозяйствах после добавки в сухой навоз минеральных удобрений смесь прессуют под давлением 10 ... 12 МПа. В таком состоянии навоз можно хранить длительное время. 



Библиографический список

Зайцев Н.В., Акимов А.П. Эксплуатация машинно-тракторного парка. М.: "Колос" 2011. - 354 с.

Бубнов В., Кузьмин Н.В. Эксплуатация машинно-тракторного парка. - М.: "Колос", 2010, -232 с.

Иофинов С.А., Лышко Г.П. Эксплуатация машинно-тракторного парка. - М.: "Колос", 2011, -351 с.

Фортуна В.И. Эксплуатация машинно-тракторного парка. - М.: "Колос", 2009 - 375 с.

5. Кирсанов, В.В. Механизация и автоматизация животноводства / В.В. Кирсанов, Ю.А. Симарев, Р.Ф. Филонов. - М.: Академия, 2009. - 400 с.

Размещено на Allbest.ru

...