Модернизация линии уборки и утилизации навоза на откормочной ферме КРС

Размещено на http://www.allbest.ru/

3

Размещено на http://www.allbest.ru/

1

Модернизация линии уборки и утилизации навоза на откормочной ферме КРС



Содержание

• Введение
• 1. Генеральный план животноводческой фермы
• 1.1 Общие требования к проектированию генерального плана
• 1.2 Постройки для содержания животных
• 1.3 Общие требования к основным постройкам
• 1.4 Расчет структуры стада
• 1.5 Выбор основных и вспомогательных зданий и сооружений
• 2. Микроклимат в животноводческом помещении
• 2.1 Расчет вентиляции
• 2.2 Расчет отопления
• 2.3 Расчет освещения
• 3. Расчет водоснабжения
• 4. Проектирование технологических линий приготовления и раздачи кормов
• 4.1 Требования к кормам и способы их приготовления
• 4.2 Технологический расчет кормоприготовительного цеха
• 5. Проектирование технологических линий удаления, переработки и хранения навоза
• 5.1 Основные требования, предъявляемые к системам удаления и утилизации навоза
• 5.2 Системы удаления и утилизации навоза
• 5.3 Переработка и хранение навоза
• 5.4 Технологический расчет линии удаления и хранения навоза
• 6. Конструкторская разработка
• 6.1 Устройство и работа шнековоцентробежный насоса НЖН-200
• 6.2 Описание изобретения
• 6.3 Расчет лопасти пропеллера-ножа на изгиб
• 7. Организация работ и охрана труда

Заключение

• Список литературы

Приложение

кормление молодняк скот утилизация навоз



Введение

В настоящее время агропромышленный комплекс нашей страны находится в крайне тяжелом положении. Действительно, в животноводстве страны как и в других отраслях сельского хозяйства, сложилась критическая ситуация, требующая координации всех его сфер при решении проблемы.

На современном этапе видится необходимость координации таких сфер, как научно-технические разработки, включающие в себя внедрение новейших инновационных технологий вкупе с используемыми выверенными методами; как задача сохранения благоприятной экологической ситуации на фоне хозяйственной деятельности промышленного и агропромышленного производства; как экономическая и юридическая поддержка аграрного на наш взгляд ведущей отраслью в становлении в целом стабильности страны.

В отечественном животноводстве наслоились различные циклы взаимообусловленности:

· низкая конкурентоспособность продукции растениеводства, выражающееся в ее недостатках, высокой себестоимости, низком качестве и несбалансированности кормов;

· неэффективность системы машин для механизации трудоемких процессов, низкий генетический потенциал скота и птицы, и уровень его использования;

· далеко нерациональные технологии содержания и кормления;

· крайне отсталая система сбора и переработки продукции.

В отраслях животноводства решение повышения эффективности производства высококачественной, конкурентоспособной продукции обеспечивается на базе широкой электрификации, комплексной электромеханизации и автоматизации производственных процессов.

Одним из перспективных направлении для восстановления баланса в производстве мяса является ускоренное развитие скотоводства, так как говядина наиболее потребляемый продукт, производимый животноводством, основанный на круглогодичной равномерной занятости всех специализированных помещений и эффективном использовании потенциала животных, производственных мощностей и высокой производительности труда обслуживающего персонала.

При работе над проектом решались комплексные задачи, исходящие из конкретных производственных условий хозяйства. Вопросы себестоимости работ и продукции, эффективности запланированной механизации, позволяют найти соответствующее отражение в проекте.

При выполнении проекта используются последние достижения науки и техники. Изучение современных методов математического анализа, системного подхода, необходимого, при подготовке инженеров по механизации животноводства для овладения методами технологического проектирования ферм и комплексов, решения задач автоматизации производственных процессов.



1. Генеральный план животноводческой фермы

1.1 Общие требования к проектированию генерального плана

Генеральным планом или проектом планировки называется графически оформленный план территории животноводческой фермы, на котором нанесены все здания, сооружения и коммуникации (как существующих, так и проектируемых), размещенные в полном соответствии с планом перспективного развития всего хозяйства и данной фермы в частности.

Генплан является исходным техническим документом, определяющим взаимосвязь всего комплекса сооружений и коммуникаций, совместное использование которых должно обеспечить нормальную производственную деятельность фермы как целостной хозяйственной единицы.

Разработка генплана осуществляется с учетом производственных, экономических, зооветеринарных, строительных, противопожарных и местных природных условий.

Генеральный план животноводческих ферм выполняется в масштабе 1:500, 1:1000, с нанесением рельефа местности и указанием розе ветров. Генплан ориентируется относительно стран света так, чтобы продольная ось территории имела меридиальное направление. Конфигурация территории фермы должна приближаться к форме квадрата, что дает возможность компактно разместить основные и вспомогательные здания, а также значительно снизить транспортные расходы на ферме.

При выборе нового земельного участка для строительства животноводческой фермы необходимо учитывать наличие дорог, пастбищ, водоисточников, близость населенных пунктов и другие факторы. Уровень грунтовых вод на участке в период наивысшего подъема должен находиться на расстоянии не менее 1 м от пола, наиболее заглубленного в грунт помещения. Участок должен быть ровным или с уклоном в пределах до 10° и ниже по рельефу местности населенного пункта, и с подветренной стороны по отношению к господствующим ветрам жилого сектора на расстоянии от последнего не менее 200 м для ферм крупного рогатого скота.

Здания для содержания животных располагают в меридиональном направлении в северных и центральных частях РФ, а в южных зонах в широтном. Допускается отклонение длинной оси здания на угол до 30° в обе стороны от основного направления. По отношению к господствующим ветрам здание располагают торцом или одним из углов здания. Расстояния между постройками должны обеспечивать проветривание территории фермы при естественном движении потоков воздуха, а также необходимо учитывать допустимые санитарно-ветеринарные и противопожарные разрывы между зданиями. Склады топлива, ТСМ, минеральных удобрений и другие объекты, опасные в санитарном и пожарном отношении, устраивают на расстоянии не ближе 300 м от фермы с подветренной стороны и ниже по рельефу местности.

Размер площади земельного участка, занимаемого фермой, определяется нормативами (прил. 1, табл.1).

Визуально всю территорию животноводческой фермы можно разбить на четыре зоны:

- основная производственная зона;

- зона приготовления и хранения кормов;

- административно-хозяйственная зона;

- зооветеринарная зона.

А также за территорией фермы необходимо предусмотреть участок по хранению и переработке навоза.

На каждой животноводческой ферме имеются здания и сооружения, которые по своему назначению разделяются на основные и вспомогательные. К первым относятся коровники, свинарники, овчарни, птичники и т.п., то есть те здания, в которых содержатся животные и птицы. Ко вторым - кормоцех, молочный блок, силосно-сенажные траншеи, хранилище корнеклубнеплодов, склады для кормов и подстилки, навозохранилище и цех по переработке навоза и т.п.

Основные производственные постройки обычно размещают на участке параллельно в один или несколько рядов.

При этом учитывают требуемые зооветеринарные и противопожарные разрывы (прил. 1, табл. 2,3). Во всех случаях расстояние выбирают по большему его значению.

На территории фермы выделяют основную транспортную магистраль шириной 6 м через центральную часть и по периметру. От магистрали к отдельным зданиям и сооружениям устраивают дорогу шириной 3,5 м. По периметру территории фермы устраивают ограждения, вдоль которых сажают зеленые насаждения шириной 5...6м. На всех выездных и въездных воротах фермы устанавливают дезбарьеры размерами 3x10x0,2 м.

1.2 Постройки для содержания животных

Конструкция любого здания или сооружения зависит от его назначения

На фермах крупного рогатого скота размещают коровники, телятники, здания для молодняка, здания для откорма, родильные и ветеринарные помещения. Для содержания скота в летнее время используют летние лагерные постройки в виде легких помещений или навесов. Вспомогательные постройки, специфические для этих ферм - это доильные и молочные блоки (для сбора, обработки и хранения молока), цеха по переработке молока.

1.3 Общие требования к основным постройкам

Независимо от природно-климатических условий данной местности и материалов, из которых возводятся здания для содержания животных и птиц, к помещениям предъявляются следующие требования:

- зимой в них должно быть сухо и тепло в соответствии с нормативами микроклимата животноводческих помещений;

- искусственное и естественное освещение должно отвечать требуемым нормам;

- внутренняя планировка должна учитывать удобство размещения животных и технических средств, нормальные условия для обслуживающего персонала, возможность быстрой эвакуации животных;

- саиитарно-технические устройства должны обеспечивать необходимый микроклимат;

- полы должны быть водонепроницаемыми, теплыми, нескользкими, прочными, износостойкими и легко поддаваться очистке;

- стены зданий должны отличаться малой теплопроводностью, воздухопроницаемостью и влагостойкостью;

- кровли зданий должны быть устойчивыми против атмосферных и других факторов, иметь малую теплопроводность.

1.4 Расчет структуры стада

Расчет структуры стада сводится к определению числа различных половозрастных групп животных на ферме.

Перед тем как определить количество животных различных половозрастных групп на откормочных фермах (комплексах) необходимо определить количество одновременно содержащихся животных на комплексе.

Этот расчет выполняется следующим образом [11]:
- определяем количество дней откорма животных:

где - масса животного (птицы), снимаемого с откорма, кг;

- постановочная на откорм масса животного, кг;

- суточный привес животного, кг.

Значение массы и привесы даны в исходных данных индивидуального задания на курсовое проектирование.

- определяем такт откормочного комплекса, т.е. коэффициент сменности откормочного поголовья в году:

где количество дней откорма животных, - 365 дней в году.

- определяем количество одновременно содержащихся животных на ферме:

где N - годовая программа откорма на ферме, гол.

N - выдается в индивидуальном задании, N = 500 голов



Структура стада в откормочных комплексах КРС, (в %)

Группа животных Ср. масса животных, кг % от общего поголовья

Первый период откорма

с 1 до 3-4 мес. 100-110 20-21

с 3-4 до 6 мес. 160-180 18-19

Второй период откорма

с 6 до 9 мес. 220-250 17-18

с 8 до 12 мес. 190-300 16-17

Третий период откорма

с 12 до 15 мес. 325-375 13-14

с 15 до 18 мес. 400-450 14-15

Всего: 100

1.5 Выбор основных и вспомогательных зданий и сооружений

После расчета структуры стада определяют площадь территории фермы по следующей формуле:

Где количество голов на ферме («мощность»), гол;

удельная площадь территории, приходящаяся на одно животное, ., (прил. 1, табл.1).



Определяем площадь основного производственного здания:

где количество голов, содержащееся в данном здании, гол;

удельная площадь пола приходящееся на одно животное, берут из таблицы (прил. 1, табл. 7).

Далее выбираем размеры основного здания. Ширину здания принимаем кратное 6 м, т.е. 6, 12, 18 и т.д. Тогда длина здания определится как:

где ширина здания, м. принимаем В=18м

Используя структуру стада, определяем размеры всех основных производственных зданий.

Площадь телятника

Длина телятника

Расчет выгульно-кормовых площадок ведут для поголовья животных, содержащихся в помещении, возле которых чаще всего и устраивают эти площадки.

Площадь выгульно-кормовой площадки определяют по выражению:



где удельная площадь кормовой площадки, приходящаяся на одно животное и птицу, м²/гол., берут из таблицы (прил. 1, табл. 5).

Для хранения грубых и сочных кормов необходимо применять такие хранилища, в которых потери питательных веществ в корме были бы наименьшими. При этом берется во внимание и их стоимость. На основании исследований известно, что при силосовании в облицованных траншеях потери колеблются от 10 до 25 %, а буртах соответственно 30 - 40%.

Таблица 1.1.Кормовой рацион для молодняка КРС

Корма, кг	Телки	Бычки
	7-12 мес.	13-18 мес.	6-12 мес.	12-16 мес.
Сено	2,5	2,5	2	3
Силос	5-7	10	8	10
Сенаж	3	3-4	5	5
Солома	0-1	1,0	-	-
Корнеплоды	-	-	5	5
Концентраты	0,8-0,7	0,6	2	2
Кормовой фосфат, г	30	40	40	40
Na, Cl, г	21-24	30-36	30	30

Общий объем хранилищ для хранения годовых запасу кормов определяют:



где годовая потребность i-вида корма, кг;

плотность i-вида корма, кг/м³.

Годовой расход кормов

Годовой расход силоса

Годовой расход корнеплодов

Годовой расход сена

Годовой расход концентратов

Годовой расход кормового фосфата

Годовой расход соломы



Общий объем хранилища для силоса

Общий объем хранилища для корнеплодов

Общий объем хранилища для сена

Общий объем хранилища для концентратов

Общий объем хранилища для кормового фосфата

Общий объем хранилища для соломы

Потребное количество хранилищ кормов определяется по формуле:



где объем хранилища, м³;

коэффициент использования емкости хранилища.

Е = 0,95...0,98 - для хранения силоса и сенажа (траншеи);

Е = 1,0 - для хранения грубых кормов (скирды);

Е = 0,85...0,9 - для хранения корнеклубнеплодов (овощехранилище);

Е =0,65...0,75 - для хранения концентрированных кормов (зерносклад).

Проверку правильности расчета генплана ведут расчетом площади под одно скотоместо и сравнением ее с нормативной (прил. 1, табл. 6).

Общее количество скотомест на ферме берут из вместимости здания по типовому проекту. Разделив общее количество скотомест на площадь территории фермы по наружному периметру, получают расчетную площадь на одно скотоместо.

Если расчетная величина отличается от нормативной не более 10 %, то расчет и планировка генплана считаются приемлемыми.



2. Микроклимат в животноводческом помещении

Микроклиматом животноводческих помещений называется совокупность физических и химических факторов воздушной сферы, сформировавшихся внутри этих помещений.

Практически под микроклиматом помещений понимают регулируемый воздухообмен, т.е. организованное удаление из помещений загрязненного и подачу в них чистого воздуха через систему вентиляции.

С помощью системы вентиляции поддерживают в помещениях оптимальный температурно-влажностный режим и химический состав воздуха; обеспечивают равномерное распределение и циркуляцию воздуха внутри помещений для

предотвращения образования «застойных зон»; предупреждают конденсацию паров на поверхностях ограждении, создают нормальные условия для обслуживающего персонала.

2.1 Расчет вентиляции

Требуемый воздухообмен по углекислому газу определяется по формуле:

где количество животных в данном расчетном здании, гол;

количество углекислоты, выделяемое одним животным, дм³/ ч., принимаем по таблицам (прил. 2, табл. 2);

содержание углекислоты в свежем приточном воздухе, дм³/м³;



предельно допустимая концентрация углекислоты для данного помещения .

Требуемый воздухообмен необходимо также рассчитать по влажности:

где количество водяных паров, выделяемое одним животным , г/ч;

допустимая концентрация водяных паров в данном помещении, ;

содержание водяных паров в наружном воздухе, г/м³, .

Дальнейшие расчеты необходимо вести по наибольшему значению из полученных воздухообменов.

С учетом возможных регулировок расчетный воздухообмен принимают:

Правильность расчета проверяют по кратности воздухообмена:



где объем животноводческого помещения,.

Для животноводческих помещений в стойловый период года К = 3...5,

По кратности воздухообмена выбираем систему вентиляции, определяем мощность и напор вентилятора.

Основное достоинство вентиляции с естественным побудителем - простота, дешевизна устройства и удобства в эксплуатации, поэтому ее широко используют на животноводческих фермах, особенно для содержания крупного рогатого скота на откорме. Однако вентиляция с естественным побудителем имеет и существенный недостаток - плохо обеспечивает создание устойчивого микроклимата.

Вентиляция с механическим побудителем обеспечивает более надежный воздухообмен и ее легко автоматизировать. Эта система непригодна, если не подогревать приточный воздух в зимний период времени.

Таким образом, часовую производительность любого вентилятора определяют по формуле:

Для любого типа вентилятора (осевого или центробежного) напор должен быть таким, чтобы преодолеть все сопротивления в воздуховодах и подать необходимое количество воздуха в единицу времени к скотоместу.

Общие потери напора (Н) состоят из потерь, вызываемых трением воздуха о стенки воздуховода , и от местных сопротивлений и определяется по формуле:

Н=3,3+32,9=36,2 Па

Потеря напора в воздухопроводе определится из выражения:

где коэффициент трения воздуха, 0,02;

длина воздухопровода, м, применяется из чертежа плана-разреза расчетного здания; диаметр воздухопровода, м;

плотность воздуха, кг/м³,

скорость движения воздуха в воздухопроводе,

Потери напора от местных сопротивлений в воздухопроводе зависят от изменения сечения труб, поворотов, профиля входного отверстия и других сопротивлений и определяются по формуле:

где сумма коэффициентов местных сопротивлений воздуха в воздухопроводе.



Значения коэффициента местного сопротивления от формы воздухопровода следующие:

Колено с углом поворота 90° - 1,10

Колено с углом поворота 120° - 0,55

Колено с углом поворота 150° - 0,20

Отвод с радиусом R=D - 0,25

Отвод с соотношением 1,5 - 0,17

Сужения сечения магистрали (F) к сечению отвода (f), - 0,29

Сужения сечения магистрали (F) к сечению отвода (f), - 0,1

Расширение сечения магистрали к сечению отвода 0,1 - 0,81

Расширение сечения магистрали к сечению отвода 0,5 - 0,25

Диаметр магистрального воздухопровода:

В общем случае мощность электродвигателя для привода вентилятора определится по формуле:

где коэффициент запаса мощности электродвигателя (см. прил. 2, табл. 3);

к. п. д. вентилятора

к. п. д. передачи от электродвигателя к вентилятору.

.

Центробежный вентилятор подбирают по номограмме, с учетом его расчетной производительности, необходимого напора и получения наибольшего к. п. д. По номограмме также определяют частоту вращения вентилятора.

Вентилятор №6; ??=0,5; Н=1200 Па; А=6000

Отсюда частота вращения вентилятора

Далее определяем суммарную площадь вытяжных каналов:

где скорость движения воздуха в канале, м/с.

Скорость воздушного потока в канале определим по формуле:



где высота вытяжного канала, м; 4.. .6 м;

температура воздуха внутри и снаружи помещемта, °С.

Расчетную температуру наружного воздуха в регионах с резко континентальным климатом можно принять равным 28°C. Температуру воздуха внутри помещения принимают по таб. 1 прил. 2. Зная площадь поперечного сечения одного вытяжного канала, находим их количество:

поперечное сечение одного канала, м²;0,5x0,5; 0,6x0,6: 0,8x0,8 или 1x1 м.

Чтобы увеличить скорость приточного воздуха и улучшить его перемешивание с воздухом помещения, сечение приточных каналов следует делать на 30...40 % меньше, чем у вытяжных каналов, а количество брать в пять раз больше. С учетом этих соображений общая площадь сечения приточных каналов будет равна:



и их число

и их число

2.2 Расчет отопления

При создании оптимального температурно-влажностного режима внутри животноводческого помещения используют местное (печное) и центральное отопление. Центральное отопление по теплоносителю делится на водяное, паровое и воздушное.

Для создания оптимального микроклимата в животноводческом помещении следует соблюдать условие, выраженное уравнением теплового баланса:

Тогда количество тепла, подаваемого в помещения в течение часа, вычисляется по уравнению теплового баланса (2.16):



где количество тепла, необходимое для отопления животноводческого помещения, кДж/ч;

количество тепла, теряемое через ограждающие конструкции здания (пол, потолок, стены, окна, ворота и двери), кДж/ч;

количество тепла, уносимое из помещения с вентилируемым воздухом кДж/ч;

количество тепла, выделяемое животными, кДж/ч.

Потери тепла через ограждающие конструкции зданий определяются по формуле:

где коэффициент теплоотдачи материала i-вого ограждения, (см. Приложение 2, табл. 4);

площадь ограждающих конструкции, i-вого ограждения, м².

Количество тепла, уносимое вентилируемым воздухом находится по выражению:

где плотность воздуха при заданной температуре, м³/ч; с - теплоемкость воздуха, равная.



Количество теплоты, выделяемое животными:

где количество животных (птиц) i-той половозрастной группы, гол;

количество свободной теплоты, выделяемое i-тым животным, кДж/ч (см. прил. 2, табл.2).

Общую мощность электрокалориферов типа СФОА отопительно-вентиляционной установки для расчетного помещения животных определяют по формуле:

к. п. д. калориферной установки, 0,8...0,94.

Число калориферов



2.3. Расчет освещения

Естественное освещение наиболее ценно для животноводческих помещений, однако в зимний период, а также поздней осенью его недостаточно.

Нормальное освещение животноводческих помещений обеспечивается при соблюдении нормативов естественной и искусственной освещенности.

Естественное освещение оценивается световым коэффициентом, выражающим отношение площади оконных проемов к площади пола помещения. Нормы освещенности животноводческих помещений даны (прил. 2, табл.4).

Расчет искусственного освещения животноводческого помещения производится, используя метод удельной мощности.

Потребную мощность для искусственного освещения животноводческого помещения определяется по формуле:

где удельная мощность, приходящаяся на единицу площади пола помещения, Вт/м² (Приложение 2, табл. 5);

площадь пола помещения, м².

Количество осветительных ламп определить, приняв мощность одной лампы 75 Вт. Количество осветительных ламп



3. Расчет водоснабжения

Вода на животноводческих фермах расходуется на поение животных и производственно-технические потребности.

Общий расход воды на ферме зависит от вида и поголовья животных, способа их содержания, технологических операций, на которые расходуется вода, расхода воды на другие нужды. Для определения потребного количества воды необходимо знать всех возможных потребителей с учетом перспективного плана развития объекта водоснабжения и правильно устанавливать для них соответствующие нормы потребления.

Расход воды на фермах очень неравномерен как в течение года, так и в течение суток, поэтому в справочниках обычно приводятся среднесуточные нормы водопотребления за год (прил. 3, табл. 1).

Среднесуточный расход воды на ферме находят по формуле:

где число водопотребителей определенного вида, гол;

среднесуточные нормы водопотребления одним потребителем, .

Максимальный суточный расход воды:



где коэффициент суточной неравномерности потребления воды, .

Максимальный часовой расход воды:

где коэффициент часовой неравномерности потребления воды, при наличии автопоения, без автопоения.

Секундный расход воды:

Диаметр трубопровода на общем вводе групп объектов водоснабжения фермы.

где скорость движения воды по трубам, м/с, м/с.



На основании разработанного генплана по теме курсового проекта водопроводную сеть необходимо разбить на отдельные характерные участки.

Начальные и конечные точки каждого участка (узлы) обозначаются номерами по ходу движения воды.

Расчетный расход воды по каждому участку определится по формуле:

где транзитный расход воды на рассматриваемом участке, л/сут.; путевой расход воды, потребляемый на расчетном участке, л/сут.

Транзитным называется расход, прошедший без изменений от начала до конца расчетного участка.

Путевым называется расход, который был роздан потребителям по длине расчетного участка. Так для приведенной схемы (рис.1):

Рисунок 1. Схема водоснабжения

Путевой расход воды определяют по формуле:

гдеудельный расход воды на расчетном участке, ;

длина расчетного участка, м.

Удельный расход воды определяется по формуле:

гдеобщая длина водопроводной сети, м.

Участок 3-4

Участок 1-3

.

Участок 1-2

Далее определяем диаметры трубопроводов на расчетных участках:



Участок 3-4

Участок 1-3

Участок 1-2

Диаметры труб принято обозначать в дюймах. В животноводческих водопроводах применяют трубы: 1 дюйм (26 мм); 1 ј дюйма (32 мм); 1 ј дюйма (38 мм); Ѕ дюйма (50 мм); 2 Ѕ дюйма (70 мм); 3 дюйма (80 мм). Поэтому вычисленные диаметры трубопроводов следует округлить до стандартных размеров в сторону увеличения.

Согласно стандарту принимаем диаметры: , ,

Для того чтобы вода, забираемая из скважины, дошла до потребителей расположенных на той или иной высоте, необходимо создать определенное давление в сети. Одним из основных параметров, определяющих работоспособность системы, является высота водонапорной башни, которая определяется по формуле:

где избыточное давление в сети,

потери давления при движении воды в трубе от башни до потребителя, .

Общее давление, которое должен развивать насос для необходимой подачи воды, определится по формуле:

где расстояние от поверхности земли до уровня воды в скважинах, принимаются по данным хозяйства или ориентировочно 30...40 м для зоны Забайкалья.

По максимальному часовому расходу воды и общему напору подбирается насос с соблюдением следующих условий: и

Расчетную мощность насоса определяют по выражению:

где масса 1 м³ воды, у = 1000 кг/ м³;

к.п.д. насоса (для погружных 0,8...0,9; для поршневых 0,5...0,6; для центробежных 0,5...0,8; для вихревых 0,25...0,5).



Определяем расчетную мощность электродвигателя для привода насоса:

запаса мощности, 1,1...1,5.

После этого по каталогу подбираем двигатель с соблюдением следующего условия:

По каталогу выбираем асинхронный двигатель: марка АИР100S2; частота вращения - 3000 об/мин; мощность - 4 кВт;

После выб0ора насоса и электродвигателя необходимо определить вместимость бака водонапорной башни, которая зависит от величины объемной суточной подачи воды на ферме , характера расходования ее по часам суток и режима работы насосной станции:

Полученную вместимость бака водонапорной башни округляют до стандартной 10, 15, 20, 25, 30, 40, 50, 60. Вместимость бака принимаем Длину водораспределительных труб по проектируемому объекту определяют из генерального плана фермы с учетом выбранного способа содержания животных внутри основных зданий.

Число и марку автопоилок определяют исходя из условия содержания животных и птиц, одновременно находящихся в основном здании.



4. Проектирование технологических линий приготовления и раздачи кормов

4.1 Требования к кормам и способы их приготовления

Основные корма, используемые при кормлении животных и птиц, имеют растительное происхождение. Различают грубые корма (солома, сено, мякина), сочные (силос, бахчевые, корнеклубнеплоды), зеленые (травы, ботва), концентрированные (зерно жмых, сухой жом и др.). Отходы молочной, мясной и рыбной промышленности, снятое молоко, мясокостная и рыбная мука составляют корма животного происхождения. Минеральные (мел, соль, ракушечник и др.) синтетические (карбамид, аммиачная вода) витаминные подкормки, включающие микроэлементы (медь, кобальт, железо и др.), дополняют кормовую базу животноводства.

Различают механические, химические, тепловые и биологические способы приготовления и подготовки кормов.

К механическим способам воздействия относятся очистка, мойка, резание, дробление, плющение, смешивание, дозирование, прессование и др.

Механические способы воздействия рабочих органов машин (резание, дробление, плющение и др) создает лучшие условия для других операций технологического процесса приготовления кормов.

Химические способы заключаются в воздействии на некоторые виды корма химических веществ (соляной кислоты, известкового молока, щелочей и др.)

Тепловые способы обработки в зависимости от вида корма и его назначения, включают в себя запаривание, сушку, варку, стерилизацию и т.д.

Биологические способы - самонагревание, дрожжевание, силосование, осолаживание и др. основаны на воздействии различных микроорганизмов и ферментов на корма.

Все эти способы имеют общую цель - сделать корм более питательным, полезным и вкусным, чтобы обеспечить полное его поедание животными и птице.

4.2 Технологический расчет кормоприготовительного цеха.

Исходными данными для расчета кормоцеха является вид животных и птиц, структура стада и его количество, наличие кормовой базы, а также планируемая продуктивность, выражаемая в привесах, надое, настриге шерсти или яйценоскости кур-несушек.

Во-первых, необходимо составить общую технологическую схему (или принять типовую) приготовления кормов.

При разработке технологической схемы производственной линии приготовления кормов производится расчетное обоснование и выбор технологического оборудования в кормоцехе.

Рис. 1. Схема технологического процесса приготовление кормов.



Во-вторых нужно составить суточный рацион кормления животных и птиц, пользуясь рекомендациями, представленными в Приложении 4, таблицах 1-6.

Таблица 4.1. Норма кормовых рационов для дойных коров.

Корма, кг	Телки	Бычки
	7-12 мес.	13-18 мес.	6-12 мес.	12-16 мес.
Сено	2,5	2,5	2	3
Силос	5-7	10	8	10
Сенаж	3	3-4	5	5
Солома	0-1	1,0	-	-
Корнеплоды	-	-	5	5
Концентраты	0,8-0,7	0,6	2	2
Кормовой фосфат, г	30	40	40	40
Na, Cl, г	21-24	30-36	30	30

В-третьих, следует определить суточный расход каждого вида корма, подлежащего обработке, т.е. суточную производительность поточных технологических линий:

q₁ = a₁*m₁ + a₂*m₂ + a₃*m₃ + a_n*m_n (4.1.)

где, q₁ - суточное потребление одним видом животных различных кормов, подлежащих обработке, кг/сут;

m₁, m₂, m₃, m_n -количество голов животных (птицы) данного вида и группах, гол;

a₁, a₂, a₃, a_n -максимальная норма суточного рациона различных видов кормов на одно животное (птицу), кг/сут.

q =2,5*500+8*500+4*500+5*500+2*500+0,04*500 =10770 кг/сут.

Выбор оборудования и технологический расчет поточных линий в кормоцехе производят по наиболее сложной и ответственной машине.

При кормлении животных многокомпонентными кормовыми смесями такой машиной является смеситель порционного или непрерывного действия, устанавливаемый в поточной линии смешивания.

Фактическая влажность кормовой смеси согласно рациону кормления определится по формуле:

W _рац = (4.2)

где W₁, W₂, W_n влажность каждого компонента, %.

Количество воды, которое необходимо добавить в кормовую смесь для получения заданной влажности кормосмеси, находим по формуле:

Q _в = (4.3)

где W₃ - заданная влажность рациона W ₃ = 60 - 80 %.

Q _в = =6,45 т.

Тогда суточная масса кормовой смеси будет равна:

Q _см = Q _сут + Q _в (4.4)

Q _см = 10,77 + 6,45 = 17,22 т/сут.

Количество кормосмеси для разовой дачи, если при каждом кормлении животные(птица) получают равную норму корма, то будет равно:



q _раз = (4.5.)

где К - кратность дачи корма в сутки, К =2… 3.

q _раз = = 5,74 т

Общая продолжительность приготовления кормовой смеси определим по формуле:

T =t_у+t_дн+t_веч (4.6)

uде t_у,t_дн,t_веч - продолжительность приготовления кормосмеси утром, днём, вечером, ч.

T = 0,5 + 0,5 +0,5 =1,5 ч.

Тогда часовая производительность, кормоцеха при непрерывном смешивании определится:

Q_з = (4.7)

Q_з = = 11,48 т/ч.

Часовая производительность технологической линии смешивания будет определена по формуле:

Q_{лин. см.} = (4.8)



где - наибольшее количество кормосмеси, выдаваемое одновременно одной или нескольким группам животных, т/ч.

- время работы смесителей, обуславливаемое производительностью раздачи кормосмеси животным при одновременном кормлении групп, ч.

Q_{лин. см.} = =11,48 т/ч.

Количество смесителей непрерывного действия равно:

n_н = (4.9)

n_н = = 0,661 шт.



5. Проектирование технологических линий удаления, переработки и хранения навоза

Навоз - это ценное органическое удобрение, содержащее все питательные вещества, необходимые для роста растений. Так, например: на свинокомплексе по откорму 108 тыс. голов при гидравлическом удалении навоза из помещений ежегодно накапливается до 1 млн. м3 навозных стоков. В этом объёме содержится до 1,5 тыс. тонн азота, до 800 тонн фосфора, до 1,3 тонн кальция и др. вещества, которыми можно удобрить до 5 тыс. гектаров сельхозугодий. Из этого видно, что проблема рационального использования навоза, как органического удобрения для создания собственной кормовой базы при одновременном соблюдении требований охраны окружающей среды имеет важное народно - хозяйственное значение.

5.1 Основные требования, предъявляемые к системам удаления и утилизации навоза

Система удаления и утилизации навоза должна надежно обеспечивать хорошее условия содержания животных, исключать загрязнение окружающей среды и способствовать его эффективному использованию. Она охватывает все процессы: от очистки помещений и площадок от навоза до внесения его на почву, а также сбор и утилизацию загрязненных навозом поверхностных вод.

Удаление, транспортировку, обработку, хранение и внесение в почву всего получаемого на фермах и комплексах навоза необходимо производить с соблюдением зоотехнических, санитарных, ветеринарных и агротехнических требований с тем, чтобы исключить распространение жизнеспособных яиц гельминтов, возбудителей инфекционных болезней и семян сорных растений.

Система удаления и утилизации навоза в целом должна быть экономически оптимальной для конкретных природно-климатических и производственных условий и определена на стадии технико-экономического обоснования местоположения и мощности вновь проектируемого комплекса.

Проект системы удаления и утилизации навоза вновь создаваемых и реконструируемых комплексов и ферм следует увязать с планами мелиорации земель и укрепления кормовой базы, чтобы увеличить выход органических удобрений, используя торф и другие подстилочные и компостируемые материалы, сократить затраты на транспортировку и вносить жидкий навоз, применяя оросительные системы.

5.2 Системы удаления и утилизации навоза

В зависимости от конкретных условий эффективными могут явиться следующие системы удаления и утилизации навоза:

- система удаления, хранения и внесения твердого подстилочного навоза;

- система удаления бесподстилочного навоза с приготовлением, хранением и внесением твердого компоста;

- система удаления бесподстилочного навоза с хранением и внесением его в жидком виде;

- система удаления бесподстилочного навоза с разделением его на твёрдую и жидкую фракции, хранением и внесением каждой фракции отдельно.

Одним из важнейших факторов, влияющих на эффективность и целесообразность той или иной системы удаления и утилизации навоза, является размер фермы или комплекса, так как им определяют количество получаемого навоза.

При выборе и оценке систем удаления и утилизации навоза необходимо принимать во внимание климатические, гидрогеологические, санитарные и транспортные условия, рельеф удобряемых земель.

Определенное влияние на выбор конкретных технических решений систем удаления и утилизации навоза оказывает такая группа факторов, как объемно-планировочное решение фермы или комплекса, строительные возможности, доступность тех или иных технических средств, условия и затраты труда работников.

Кроме того, применимость той или иной системы определяется обеспеченностью подстилочными и компостируемыми материалами - торфом, соломой, древесными опилками. При бесподстилочном содержании животных удаление навоза из помещений может быть осуществлено механическими или гидравлическими системами, а при подстилочном содержании - только механическими системами.

Во всех системах удаления и утилизации навоза должны выполняться операции по обеззараживанию навоза: карантирование, дезинфекция при эпизоотиях, создание условий для гибели яиц гельминтов и семян сорных растений.

В зависимости от технологии содержания животных, консистенции навоза, объемно-планировочных решений и других условий используются следующие способы удаления навоза с пола помещений:

- перемещение навоза по полу бульдозерным агрегатом;

- перемещение навоза по полу стационарными установками со скребковыми рабочими органами (возвратно-поступательного, кругового принципа действия);

- подбор навоза с пола мобильными навозоподборочными агрегатами;

- удаление навоза через решетчатый или щелевой пол в каналы с гидравлической транспортировкой навоза по каналам;

- удаление навоза через решетчатый или щелевой пол в каналы с механической транспортировкой навоза по каналам;

- удаление навоза через решетчатый или щелевой пол в подпольное навозоохранилище.

Системы удаления навоза через решетчатый или щелевой пол используются при бесподстилочном содержании животных.

Системы с мобильными агрегатами - бульдозерами, навозоподборщиками - применимы в основном при использовании подстилки.

Системы со стационарными установками применимы как при подстилочном, так и при бесподстилочном содержании животных.

Мобильные агрегаты необходимы для удаления навоза с выгульных площадок, открытых откормочных площадок, скотопрогонов и дорог.

Удаление загрязненных поверхностных вод с территории ферм и комплексов осуществляется путем создания соответствующих уклонов поверхностей и устройства сети водоотводных лотков и трубопроводов. Загрязненные навозом стоки отводятся в накопительные емкости для последующего внесения на поля.

5.3 Переработка и хранение навоза

При любой схеме переработки навоза необходимо предусмотреть карантирование навоза в течение 6 дней в секционных навозоприемниках. Карантирование необходимо для выявления инфицированности навоза и дальнейшего нераспространения очагов заболеваний на другие объекты. Емкость одной секции навозоприемника должна быть равна 6-дневному выходу навоза с фермы (комплекса). Количество секций принять равной 1…3.

При карантировании навоза обязательной операцией является гомогенизация (дробление и перемешивание навозной массы до однородной массы) для предупреждения осаждения твердых включений на дно навозоприемников.

При использовании гидравлического способа удаления на животноводческих фермах (комплексах) целесообразно проводить разделение жидкого навоза на фракции (твердую и жидкую). Все способы разделения на фракции и обезвоживание жидкого навоза условно можно разделить на естественные, механические и электрохимические.

Естественные - это горизонтальные и вертикальные отстойники.

Механические - это фильтрующие центрифуги, виброгрохоты, пресс-фильтры, сепараторы, динамические фильтры, вакуум-фильтры, осадительные центрифуги.

Электрохимические - это электрокоагуляция и электрофлотация.

Твердая фракция складируется в бурты для естественного обеззараживания (перегной), которое в летний период длится до 1 месяца, в зимний до 2 месяцев. После этого обеззараженный навоз используется в качестве органического удобрения. А также целесообразно производить компостирование твердой фракции с наполнителями в специальном цехе переработки навоза. В качестве наполнителя можно использовать измельченную солому, древесные опилки, древесную стружку, торф. На одну тонну навоза добавляют 600...700 кг наполнителя и 4…20 кг минеральных удобрений.

Кроме этого твердую фракцию (особенно свиного навоза, помета) после соответствующей обработки можно использовать в качестве кормовых добавок при кормлении животных и птиц.

Жидкая фракция после соответствующей переработки может быть использована для орошения сельхозугодий; на рециркуляцию (использование очищенной жидкой фракции в гидравлических системах навозоудаления); в качестве кормовых добавок (выращивание водорослей) при кормлении животных и птиц.

Большое применение при очистке жидкой фракции навоза и сточных вод с животноводческих ферм (комплексов) получили электрокоагуляция и электрофлотация.

Сущность процесса электрокоагуляционной очистки заключается в адсорбции примесей, находящихся в жидкости, поверхностью гидроокиси металла (железо или алюминий), образующейся в результате взаимодействия продукта электролиза с водой и выпадении гидроокисей с адсорбированными на ее поверхности частицами примеси в осадок.

В общем случае процесс электрокоагуляционной очистки можно разделить на следующие стадии: электрохимическое (химическое) растворение металла анода (дозировка электролитического коагулянта), образование гидроокисей, адсорбация на хлопьях гидроокисей частиц примеси, выпадение примесей с адсорбировавшими их гидроокисями в осадок.

Сущность процесса электрофлотационной очистки (разделения) сточных вод от примесей заключается в выносе (подъеме) веществ, находящихся в жидкости на ее поверхность пузырьками газа, образующимися при электролизе.

Процесс электрофлотации включает в себя следующие отдельные стадии: образование газовых пузырьков (кислорода и водорода) на электродах, их рост и отрыв от электродов, движение газовых пузырьков в жидкости, столкновение газовых пузырьков с частицами примеси, образование агрегатов пузырек - частица, движение агрегатов к поверхности жидкости и переход их в пену.

Если студенту не дана (в индивидуальном задании на курсовое проектирование) гидравлическая система навозоудаления, то при выборе систем уборки навоза желательно избегать применения гидравлических способов удаления навоза на фермах (комплексах) для зон с резко континентальным климатом.

Для хранения навоза предусматриваются облицованные и необлицованные полузаглубленные навозохранилища. В местах с близким расположением грунтовых вод и на грунтах легкого по механическому составу предусматривать строительство облицованных навозохранилищ. В глинистых грунтах можно рекомендовать строительство обвалованных необлицованных хранилищ.

Для хранения твердой фракции навоза в курсовых проектах следует предусматривать строительство площадок с твердым покрытием с ливнеотводами. Емкость навозохранилища принимают равным

40 % от годового выхода навоза с животноводческой фермы (комплекса)

5.4 Технологический расчет линии удаления и хранения навоза

Расчет суточного, годового выхода навоза с фермы (комплекса)
определяют по выражению [7]:

где - количество экскрементов (моча, кал) с 1 головы, кг, (прил. 5, табл. 1);

- количество технологической воды, поступившей в систему навозоудаления (от мойки посуды, течи поилок, кг/гол., принять 20 % от суточного расхода воды на 1 голову);

- количество воды, используемой при гидравлической системе навозоудаления, кг (1,5…30 л на одну голову в зависимости от системы навозоудаления);

- количество подстилки на 1 голову, кг, (прил. 5, табл. 2);

- количество животных одного половозрастного вида;

- количество групп животных на ферме;

- продолжительность стойлового периода, дн. (240 дней).

Производительность технологической линии удаления навоза за один цикл включения навозоуборочного средства в одном здании составит:

где - время работы линии за цикл, ч;

- количество навоза, поступающего из одного здания, т;

- количество зданий на ферме (комплексе);

- число включений транспортера в сутки.

Число включений транспортера в сутки:

где - время работы линии за цикл, ч;

- габаритные размеры навозного канала, м;

- плотность навоза ( = 1,04т/м³);

- коэффициент заполнения канала ( = 0,5…0,6).

Для хранения твердой фракции навоза в курсовых проектах следует предусматривать строительство площадок с твердым покрытием с ливнеотводами. Площади для хранения навоза и подстилочного материала подсчитать по выражению:



где - площадь твердой площадки, м²;

- продолжительность хранения, дни;

- суточный выход твердой фракции навоза и расход влагопоглащающих материалов, т.

- удельная нагрузка на площадку (торф q = 0,4…0,7 т/м², компост
q = 0,5…0,9 т/м²)

Для погрузки и выгрузки навоза предусмотреть использование ПФП-1,2 и 2 ПТС-4М, а для жидкого навоза - НЖН-200, НЖН-Ф-100, РЖТ-4, РЖТ-8. Суточный выход жидкой фракции навоза подсчитать по выражению:

где - соответственно влажность исходного навоза, твердой фракции и жижи, %.

Тогда выход твердой фракции составит:

Емкость для хранения жидкой фракции будет равна:



где - годовой выход жижи, т;

- число опорожнений навозохранилища в году (2 раза).



6. Конструкторская разработка

6.1 Устройство и работа шнеково-центробежный насоса НЖН-200

Шнеково-центробежный насос нжн-200

Шнеково-центробежный насос НЖН-20 предназначен для перекачки жидкого навоза из сборников и хранилищ в транспортные средства или по трубопроводу, применяется на молочных, откормочных и свиноводческих комплексах.

Он состоит (рис. 2) из насоса 4, моторной лебедки 7, опорной 6 и поворотной 5 рам, колесного хода 12.

Рисунок 2. Шнеково-центробежный насос НЖН-200

Насос 4 с электродвигателем 11 и напорной трубой 10 смонтированы на поворотной раме 5, которая для работы устанавливается лебедкой 7 и тросом 9 в вертикальное положение. Вдоль поворотной рамы насос перемещается на салазках 8.

Насос НЖН-200 выполняет несколько операций, перед перекачиванием навоза по трубопроводам или погрузкой в транспортное средство, производится его перемешивание до однородной консистенции. Для перемешивания навозной массы в навозосборнике 1 на внешнем конце вала насоса предусмотрена мешалка 2.

При перекачивании навоза по трубопроводам отводной шланг насоса присоединяется с помощью фланца к трубе, а при погрузке его в цистерны конец нагнетательного рукава вставляют в горловину цистерны. По мере уменьшения уровня навоза в навозосборнике насос опускается с помощью электролебедки, а при окончании перекачивания поднимается в верхнее положение.

Рабочий процесс протекает следующим образом. При работе насоса жидкая масса через окно засасывается в корпус шнека 3, захватывается его витками и транспортируется вверх на рабочее колесо. Соломистые включения при этом измельчаются ножами измельчителя, расположенными между шнеком и рабочим колесом, а также дополнительно между штифтами, имеющимися в корпусе насоса, и концентрическими канавками на диске рабочего колеса. Затем навоз лопастями рабочего колеса выбрасывается через улиткообразную часть корпуса в напорную трубу, по которой выводиться наружу.

6.2 Описание изобретения

Для лучшего перемешивания и измельчения навоза предполагается установка дополнительного пропеллерного ножа ниже стандартной мешалки НЖН-200.

Пропеллерные ножи-мешалки (рис. 3) имеют рабочим органом винт (пропеллер), насаженный на вертикальную или горизонтальную ось, заостренный по краям. Диаметр винта составляет от 1/3 до 1/4 диаметра емкости, в которой происходит перемешивание. Винты бывают дво - и трехлопастные. Благодаря углу наклона лопастей, что изменяется по их длине, частицы жидкости отталкиваются винтом во многих направлениях. Вследствие этого возникают встречные потоки жидкости, что обеспечивает доброе перемешивание и измельчение.

Рисунок 3. Пропеллер-нож для измельчения и перемешивания навоза

Для предоставления осевого направления поточные жидкости, который образуется пропеллером-ножом, последней размещают иногда в коротком цилиндре с раструбом, а для лучшего перемешивания на одной осе устанавливают два винта, который создает встречные потоки. Частота вращения этих мешалок 150 - 1000 хв-1. Пропеллерные мешалки целесообразно применять для текучих и умеренно вязких (до 6 Па*с) жидкостей. Сравнительно с лопастными эти мешалки более эффективные, но потребляют больше энергии. При направлении потока жидкости к Дну они хорошо мутят осадок с частицами до 0,15 мм.

6.3 Расчет лопасти пропеллера-ножа на изгиб

Лопасти пропеллера-ножа рассчитывают на изгиб. Для лопастей прямоугольной формы (рис. 4а) равнодействующая сил сопротивления приложена в точке, расстояние которой от оси

, (6.1)



где R - радиус лопасти, м;

г - радиус ступицы, м;

Значение равнодействующей

, (6.2)

где Т'- крутящий момент на валу мешалки;

z - число лопастей (перекладин) у мешалки.

Для наклонной лопасти (рис. 4б) сила, действующая перпендикулярно плоскости лопасти F₁=F/cosб,

б - угол наклона лопасти, Размещено на http://www.allbest.ru/

3

Размещено на http://www.allbest.ru/

1

б=35⁰.

Изгибающий момент у основания лопасти

(6.3)

Н/м= 8078,19 кгс/мм

Из условия прочности необходимый момент сопротивления лопасти



, (6.4)

где [у] - допускаемое напряжение на изгиб для материала лопасти, [у]=1550.

Для лопасти прямоугольного сечения фактический момент сопротивления поперечного сечения в месте присоединения ее к ступице равен

(6.5)

Расчетная толщина лопасти

(6.6)

Размещено на http://www.allbest.ru/

3

Размещено на http://www.allbest.ru/

1

Рисунок 4. Схемы к расчету лопастных и рамных мешалок: а - схема нагрузок на двухлопастную мешалку; б - усилия, действующие на наклонную плоскость;



Должно выполняться условие W_Ф?W.

5,2 > 0,92 - условие прочности выполняется



7. Организация работ и охрана труда

Повышение эффективности работ технологических линий на откормочной ферме КРС во многом зависит от правильной организации труда обслуживающего персонала. Работа персонала должна быть организована с учетом распорядка дня, принятого на обслуживаемой ферме. Ферма должна быть закреплена за обслуживающим звеном, которое обязано качественно и в срок выполнять все операции при откорме КРС.

Наличие сложного технологического оборудования в животноводческих помещениях требует соблюдения работниками установленных правил обращения с животными, которые в некоторых ситуациях могут представлять угрозу обслуживающему персоналу. В животноводческих помещениях опасность составляют:...