Характеристика современных вакуумных насосов

ГЕНЕРАЛЬНЫЙ ПЛАН

Генеральный план - это графическое расположение основных (коровников и доильно-молочных блоков) и вспомогательных построек (навозохранилищ и водонапорных башен, хранилищ кормов) на ферме с указанием схем прокладки водопровода и электрических линий, дорог и зеленых насаждений (таблица 1). Генеральный план предусматривает рациональное расположение зданий обеспечивающего поточность производственного процесса. Разделение территории на зоны показаны в табл.1.1.

Таблица 1.1 — Разделение территории фермы по зонам

Зона	Наименование объекта
1. Производственная	Коровники, блок молочный, выгульные площадки.
2. Административно-хозяйственная	Административно-бытовые здания, ветеринарный санитарный пропускник, амбулатория, пожарные резервуары.
3. Кормоприготовительная	Кормоцех, здания и сооружения для хранения кормов
4. Вспомогательная	Котельная, водонапорная башня, артезианская скважина.
5. Сооружения для хранения навоза	Навозохранилище, сооружения по переработке навоза.

В производственной зоне располагаются коровники, доильно-молочные блоки, выгульные площадки.

Административно-хозяйственная зона включает пожарные резервуары, санитарные пропускники, стационар для содержания больных животных и изолятор для содержания животных с признаками заразных болезней. Санитарный пропускник состоит из проходной площадью не менее 30 м², помещения для дезинфекции одежды, гардеробной с сушильным шкафом, умывальной и душевой. Дезинфекционный блок состоит из помещения для дезинфекции транспортных средств.

Кормоприготовительная зона включает в себя кормоцех, здания и сооружения для хранения навоза. К вспомогательной зоне относят котельную, водонапорные башни, артезианскую скважину.

Навозохранилище, сооружения по переработке навоза располагают с учетом господствующих ветров.

Участок должен располагаться ниже водозаборных сооружений и выше ветеринарных объектов и навозохранилищ.

Расстояние от жилых построек до комплекса должно быть не менее 300 м. Площадь участка определяем исходя из норматива – 1 гектар на 100 голов животных.

Количество коровников производственной зоны определяем путем деления общего поголовья коров, содержащихся на ферме на число голов скота, содержащихся в одном коровнике.

В нашем проекте общее поголовье составляет 300 коров. Коров размещаем в двух помещениях: коровнике на 200 голов и одном коровнике на 100 голов. Доильно-молочный блок расположен между коровниками.

Ширина дорог составляет 6 метров. Полоса зеленых насаждений из деревьев также составляет 6 метров, а из кустарников – до 1 метра.

Технико-экономические показатели генплана сведены в таблицу 1.2

Таблица 1.7 – Технико-экономические показатели генерального плана

Наименование показателя	Значение
Площадь территории фермы, га
Площадь застройки, га
Коэффициент использования территории
Коэффициент плотности застройки

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ

На проектируемой молочно-товарной ферме применяем беспривязную систему содержания животных. Эта система базируется на групповом обслуживании животных. При беспривязном содержании молочных животных размещают группами в секциях на глубокой подстилке или на решётчатых полах без подстилки и с устройством в секциях индивидуальных блоков, обеспечивающих сухое ложе животным при минимальном расходе подстилки или без неё.

Кормление животных организуют в секциях для содержания скота или на специальных кормовых площадках, а в летний период возможно на выгульно-кормовых дворах. Поение животных – из поилок, установленных вблизи мест кормления и на выгульно-кормовых дворах. Доение коров – в специальных помещениях.

Доение коров осуществляется доильными аппаратами с манипуляторами додоя и снятия стаканов с сосков вымени. Рабочее вакуумметрическое давление в молочных и вакуумных трубопроводах составляет 50 кПа. Это давление создается водокольцевым вакуумным насосом и регулируется вакуумным регулятором, расположенным между насосом и вакуумным баллоном. Молоко по молочному трубопроводу поступает в молокосборник, а затем молочным насосом перекачивается в молокоохладительную установку. Перекачиваемое молочным насосом молоко очищается предварительно фильтром.

Определяем количество доильных установок для фермы, по формуле

, шт,

где – число коров на ферме (в нашем случае 300 коров);

– часовая производительность доильной установки, коров/ч; (принимаем тип доильной установки - "Елочка 12", производительность - 100 коров/час);

– время доения коров, ч.

Время доения всех коров колеблется в пределах 1,5...3 ч. В нашем случае принято 3 ч.

Тогда

300 / (3·100) = 1.

Принимаем одну доильную установку.

Определяем производительность труда оператора по выражению

коров/ч.

Производительность труда оператора-дояра предопределяют те ручные операции, которые он должен выполнить в процессе доения. Уменьшения времени ручных работ можно добиться за счёт автоматизации основных технологических операций, резкого сокращения времени, затрачиваемого на вспомогательные операции (путём применения рациональной организации труда), и ликвидации транспортных работ благодаря внедрению более совершенных доильных установок.

Время ручных работ для автоматизированных доильных установок определяем по выражению

мин,

где – затраты времени на подмывание вымени, вытирание его насухо, сдаивание первых 2...3 струек молока, одевание доильных стаканов (примерно это время составляет 0,85...0,95 минуты), мин.

Принимаем

мин.

Поэтому

кор/ч.

Определяем количество операторов-дояров. Чтобы выдоить стадо в заданное время, необходимо иметь определённое количество дояров. На обслуживание доильной установки требуемое количество операторов машинного доения определим по формуле

чел.

где – количество коров, обслуживаемое одной установкой. Для доильной установки "Елочка 2х12" 300 коров.

Имеем

300 / (75·3) = 1,34 чел.

Принимаем 2человека.

Требуемое количество всех операторов на ферме определим по формуле

чел. (2.7)

Подставив значения, имеем

человека.

Определяем количество аппаратов , необходимых одному оператору, по формуле шт (2.6)

где – продолжительность машинного доения коровы аппаратом с применением автоматического машинного додаивания (принимаем 5 мин);

– общее время доения одной коровы, мин.

Следовательно,

шт.

Принимаем шт. (из условия, что на каждую доярку приходится половина доильных аппаратов).

КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ

Определение радиуса ротора

Радиус ротора определяем из теоретического выражения быстроты действия насоса по расчетному значению быстроты действия насоса и заданным значениям частоты вращения его ротора и эксцентриситета

Откуда . Длина ротора насоса принимается в пределах . Принимая длину ротора равной радиусу ротора, получим . Отсюда

Тогда, с учетом изложенного, длина ротора также равна 170 мм ).

ГЕНЕРАЛЬНЫЙ ПЛАН

Генеральный план - это графическое расположение основных (коровников и доильно-молочных блоков) и вспомогательных построек (навозохранилищ и водонапорных башен, хранилищ кормов) на ферме с указанием схем прокладки водопровода и электрических линий, дорог и зеленых насаждений (таблица 1). Генеральный план предусматривает рациональное расположение зданий обеспечивающего поточность производственного процесса. Разделение территории на зоны показаны в табл.1.1.

Таблица 1.1 — Разделение территории фермы по зонам

Зона	Наименование объекта
1. Производственная	Коровники, блок молочный, выгульные площадки.
2. Административно-хозяйственная	Административно-бытовые здания, ветеринарный санитарный пропускник, амбулатория, пожарные резервуары.
3. Кормоприготовительная	Кормоцех, здания и сооружения для хранения кормов
4. Вспомогательная	Котельная, водонапорная башня, артезианская скважина.
5. Сооружения для хранения навоза	Навозохранилище, сооружения по переработке навоза.

В производственной зоне располагаются коровники, доильно-молочные блоки, выгульные площадки.

Административно-хозяйственная зона включает пожарные резервуары, санитарные пропускники, стационар для содержания больных животных и изолятор для содержания животных с признаками заразных болезней. Санитарный пропускник состоит из проходной площадью не менее 30 м², помещения для дезинфекции одежды, гардеробной с сушильным шкафом, умывальной и душевой. Дезинфекционный блок состоит из помещения для дезинфекции транспортных средств.

Кормоприготовительная зона включает в себя кормоцех, здания и сооружения для хранения навоза. К вспомогательной зоне относят котельную, водонапорные башни, артезианскую скважину.

Навозохранилище, сооружения по переработке навоза располагают с учетом господствующих ветров.

Участок должен располагаться ниже водозаборных сооружений и выше ветеринарных объектов и навозохранилищ.

Расстояние от жилых построек до комплекса должно быть не менее 300 м. Площадь участка определяем исходя из норматива – 1 гектар на 100 голов животных.

Количество коровников производственной зоны определяем путем деления общего поголовья коров, содержащихся на ферме на число голов скота, содержащихся в одном коровнике.

В нашем проекте общее поголовье составляет 300 коров. Коров размещаем в двух помещениях: коровнике на 200 голов и одном коровнике на 100 голов. Доильно-молочный блок расположен между коровниками.

Ширина дорог составляет 6 метров. Полоса зеленых насаждений из деревьев также составляет 6 метров, а из кустарников – до 1 метра.

Технико-экономические показатели генплана сведены в таблицу 1.2

Таблица 1.7 – Технико-экономические показатели генерального плана

Наименование показателя	Значение
Площадь территории фермы, га
Площадь застройки, га
Коэффициент использования территории
Коэффициент плотности застройки

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ

На проектируемой молочно-товарной ферме применяем беспривязную систему содержания животных. Эта система базируется на групповом обслуживании животных. При беспривязном содержании молочных животных размещают группами в секциях на глубокой подстилке или на решётчатых полах без подстилки и с устройством в секциях индивидуальных блоков, обеспечивающих сухое ложе животным при минимальном расходе подстилки или без неё.

Кормление животных организуют в секциях для содержания скота или на специальных кормовых площадках, а в летний период возможно на выгульно-кормовых дворах. Поение животных – из поилок, установленных вблизи мест кормления и на выгульно-кормовых дворах. Доение коров – в специальных помещениях.

Доение коров осуществляется доильными аппаратами с манипуляторами додоя и снятия стаканов с сосков вымени. Рабочее вакуумметрическое давление в молочных и вакуумных трубопроводах составляет 50 кПа. Это давление создается водокольцевым вакуумным насосом и регулируется вакуумным регулятором, расположенным между насосом и вакуумным баллоном. Молоко по молочному трубопроводу поступает в молокосборник, а затем молочным насосом перекачивается в молокоохладительную установку. Перекачиваемое молочным насосом молоко очищается предварительно фильтром.

Определяем количество доильных установок для фермы, по формуле

, шт,

где – число коров на ферме (в нашем случае 300 коров);

– часовая производительность доильной установки, коров/ч; (принимаем тип доильной установки - "Елочка 12", производительность - 100 коров/час);

– время доения коров, ч.

Время доения всех коров колеблется в пределах 1,5...3 ч. В нашем случае принято 3 ч.

Тогда

300 / (3·100) = 1.

Принимаем одну доильную установку.

Определяем производительность труда оператора по выражению

коров/ч.

Производительность труда оператора-дояра предопределяют те ручные операции, которые он должен выполнить в процессе доения. Уменьшения времени ручных работ можно добиться за счёт автоматизации основных технологических операций, резкого сокращения времени, затрачиваемого на вспомогательные операции (путём применения рациональной организации труда), и ликвидации транспортных работ благодаря внедрению более совершенных доильных установок.

Время ручных работ для автоматизированных доильных установок определяем по выражению

мин,

где – затраты времени на подмывание вымени, вытирание его насухо, сдаивание первых 2...3 струек молока, одевание доильных стаканов (примерно это время составляет 0,85...0,95 минуты), мин.

Принимаем

мин.

Поэтому

кор/ч.

Определяем количество операторов-дояров. Чтобы выдоить стадо в заданное время, необходимо иметь определённое количество дояров. На обслуживание доильной установки требуемое количество операторов машинного доения определим по формуле

чел.

где – количество коров, обслуживаемое одной установкой. Для доильной установки "Елочка 2х12" 300 коров.

Имеем

300 / (75·3) = 1,34 чел.

Принимаем 2человека.

Требуемое количество всех операторов на ферме определим по формуле

чел. (2.7)

Подставив значения, имеем

человека.

Определяем количество аппаратов , необходимых одному оператору, по формуле шт (2.6)

где – продолжительность машинного доения коровы аппаратом с применением автоматического машинного додаивания (принимаем 5 мин);

– общее время доения одной коровы, мин.

Следовательно,

шт.

Принимаем шт. (из условия, что на каждую доярку приходится половина доильных аппаратов).

КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ

Характеристика современных вакуумных насосов

Для доения коров в доильных залах используются как пластинчатые, так и водокольцевые вакуумные насосы. Пластинчатые вакуумные насосы способны создавать лучший вакуум, просты в обслуживании, содержат малое количество деталей, работают плавно, меньше вибрируют, являются быстроходными. К недостаткам их можно отнести повышенную чувствительность к нарушению нормальных зазоров, сравнительно низкий механический КПД, повышенный шум и большое количество масла для смазки рабочих органов. Для уменьшения шума требуются различные глушители, которые к тому же малоэффективны, и специальные защитные устройства в виде заглубленных приямков.

Повышенный шум сказывается на продуктивности животных. Она уменьшается на 4%. Данные насосы оказывают вредное действие шумами, содержащими в своем составе большое число звуков средней и особенно высокой частоты (выше 800…1000 Гц). Наибольшие неприятности и раздражение нервной системы создают звуки высокой частоты. Звуки такой частоты от просачивания воздуха в пазу ротора со стороны нагнетания проявляются в качестве свиста. Кроме этого шум оказывает значительное влияние на физиологическое состояние обслуживающего персонала.

Жидкостно-кольцевые машины широко применяются в различных сферах народного хозяйства республики – производстве керамических изделий, переработке плодоовощной и молочной продукции, доении коров. Их конструкция простая, а износу подвергаются только подшипники, вал и его уплотнения. Поэтому эти машины долговечны в работе. Недостатком жидкостно-кольцевых машин является большой удельный расход мощности на вращение жидкостного кольца. Удельное энергопотребление ими достигает значительной величины – 0,04 кВт×ч/м³. Водокольцевые вакуумные насосы оказывают значительно меньшее шумовое давление и имеют практически мало изнашиваемый рабочий орган. У этих насосов потери мощности на вращение водяного кольца составляют 50%. Вызвано это обстоятельство трением водяного кольца об корпус самого вакуумного насоса. Во время работы ротационного насоса с обтекаемым жидкостным кольцом, вследствие наличия трения между корпусом и жидкостным кольцом, а также трения внутри самого жидкостного кольца, скорость вращения жидкостного кольца несколько меньше, чем скорость вращения лопаток ротора. Это приводит к нагреванию жидкостного кольца и корпуса машины, излишнему расходу энергии и ухудшает условия работ насоса.