Классификация способов и средств механизации уборки навоза
ЛЕКЦИЯ № 24
тема механизация уборки навоза на фермах и комплексах
1. Классификация способов и средств механизации уборки навоза.
2. Элементы расчета навозоуборочных средств.
3. Способы автоматизации навозоуборочных средств.
4. Способы обработки и утилизации навоза.
5. Охрана окружающей среды от загрязнений.
1. Белянчиков Н.Н. Механизация технологических процессов. — М.: Агропромиздат, 1989, Раздел 2, гл. 5.
Классификация способов и средств механизации уборки навоза.
Навоз и помет – ценные органические удобрения, позволяющие повысить урожайность сельскохозяйственных культур. Перевод животноводства на промышленную основу, строительство крупных животноводческих комплексов обусловливает резкое увеличение сосредоточенных объемов навоза, который должен быть переработан для полноценной его утилизации, не допуская загрязнения окружающей среды.
Удаление, переработка и использование такого количества навоза (в особенности жидкого) – одна из наиболее сложных проблем промышленного животноводства.
В зависимости от вида животных, способа их содержания, рациона кормления меняется состав навоза и его удобрительная ценность.
При использовании на фермах К.Р.С. в качестве подстилки соломы или торфа получается «твердый» навоз (W
а) скребковые транспортеры кругового и возвратно-поступательного движения;
б) канатно-скреперные установки;
Гидравлические системы разделяются по:
1. По виду побудителя движения:
а) самотечные – движение навоза по каналам происходит под действием гравитационных сил (навоз сам течет по каналу под действием уклона);
б) принудительные – движение навоза по каналу происходит под действием внешних (принудительных) сил (чаще всего – смыв навоза в канале потоком воды);
в) комбинированные – в каналах вдоль помещения навоз перемещается самотеком, а по поперечным каналам — принудительно.
2. По принципу действия:
а) непрерывного действия (сплавная система) – навоз из помещения удаляется непрерывно по мере его поступления;
б) периодического действия (шиберная система) – навоз накопляется в каналах в течение определенного времени, а затем его удаляют.
3. По конструктивному исполнению:
а) сплавные – в них происходит непрерывное движение навоза по каналам за счет разности уровне навоза в начале и конце канала;
б) шиберные – канал перекрывается заслонкой, заполняется водой на 15 – 20 % своего объема и в течение 10 – 15 дней в нем накапливается навоз. После чего заслонка открывается и содержимое канала выпускается;
Для погрузки навоза в транспортные средства используют скребковые, ковшовые, винтовые транспортеры, насосы.
Для транспортировки навоза используют как мобильные средства (тракторные тележки, навозоразбрасыватели, автомашины, цистерны и т.д.), так и стационарные (по трубам – самотеком, с помощью фекальных насосов или сжатого воздуха).
Технологические схемы уборки навоза.
Основные требования к технологическим схемам уборки и использования навоза на фермах промышленного типа:
1. должна обеспечивать наиболее полное сохранение качества навоза как удобрения;
2. не допускать изменения микроклимата, а также отрицательного воздействия на человека и животное;
3. система должна быть простой, эффективной и надежной (коэффициент эксплуатационной надежности должен составлять не менее 0,99), обеспечивать поточность;
4. обеспечивать минимальные затраты труда (не более 0,2 чел.ч/т);
5. поточные линии должны быть максимально автоматизированы;
6. щелевые полы должны быть изготовлены из материалов, не влияющих на физиологическое состояние животных (пример – чугунные решетки приводят к быстрому истиранию копыт);
7. обеспечивать минимальный расход воды;
8. система хранения, обработки и утилизации навоза должна обеспечивать полное уничтожение гельминтов (паразитические черви, из-за пораженности животных гельминтами наша страна недополучает ежегодно до 10 % мяса и молока) и семян сорных трав;
9. исключать загрязнение окружающей среды.
Наиболее распространены следующие технологические схемы уборки и транспортировки навоза:
1. сбор навоза из стойл → погрузка в транспортные средства → транспортирование в навозохранилище → выгрузка из навозохранилища и транспортирование в поле;
2. сбор навоза из стойл → сбрасывание в канавки → транспортирование в копильник → погрузка в транспортные средства – и как в 1 – й схеме;
3. сбор навоза из стойл → сбрасывание в канавки → транспортирование к месту погрузки → погрузка в транспортные средства – и как в 1 – й схеме;
4. сбор навоза из стойл → сбрасывание в канавки → транспортирование к месту погрузки (в накопитель) → транспортирование в навозохранилище → выгрузка → вывоз на поля.
По 1-й схеме – навоз в помещении убирают в наземные или подвесные рельсовые вагонетки.
2-я и 3-я схемы – предусматривают уборку навоза внутри помещений с помощью ковшовых или винтовых транспортеров (схема 2) или скребковыми и штанговыми транспортерами (схема 3).
4-я схема предусматривает транспортировку убранного из помещения навоза в навозохранилище сжатым воздухом по трубопроводу или гидравлическим способом.
Источник
Оборудование для удаления навоза
Навоз является ценным органическим удобрением. В его состав входят твёрдые и жидкие выделения животных, а также подстилочные материалы. Навоз содержит питательные вещества, которые необходимы для роста и развития растений. Также навоз делает почву тёплой и структурной, тогда как минеральные удобрения проявляют свою ценность исключительно на структурных почвах.
Основными агротехническими требованиями, которые предъявляются к технологическим схемам механизированной уборки навоза, является сохранение полезных свойств, а также устранение засорённости патогенной флорой и сорняками.
Навоз подразделяется на жидкий и твёрдый. При выборе технологии производства следует в первую очередь опираться на природоохранные требования. Для получения твёрдого навоза животные содержатся на подстилке из листьев, соломы, опилок, торфа и прочих материалов, а для жидкого навоза – подстилка отсутствует и животные содержатся на полах с щелями.
Технологический процесс (общий вид) уборки навоза из различных животноводческих помещений, его транспортировка к местам складирования и обработки для дальнейшего внесения в почву как органического удобрения, подразделяется на следующие операции:
1) – уборка помещений;
2) – перевозка к местам временного складирования и разгрузка;
3) – обработка навоза для получения органических высокоэффективных удобрений;
4) – погрузка навоза и транспортировка его на поле;
5) – внесение навоза в почву.
Согласной данной технологии, навозоуборочные средства подразделяются по назначению:
1) – для очистки помещений;
2) – накопления, а также удаления навоза;
3) – для транспортировки навоза и последующей обработки.
В свою очередь различают два типа систем удаления навоза:
1) – механические (скреперные и скребковые транспортёры, бульдозерные навески);
Механические системы удаления навоза. В основе мобильного агрегата лежит трактор (ЛТЗ либо МТЗ), оснащённый бульдозерной навеской. Данным агрегатом навоз удаляется из навозных проходов (открытого типа) животноводческих помещений (для КРС) и подаётся в поперечный канал, который находится внутри помещения, либо навоз выталкивается непосредственно в хранилище, располагающееся недалеко от фермы. Помимо этого трактор применяется на ферме и для прочих работ, таких как раздача кормов и прочее. При уборке навоза ширина захвата составляет 1,8-3 м, а подача – от 20 т за 1 ч (чистого времени).
Широкое распространение на свиноводческих фермах и фермах КРС получили скребковые транспортёры с возвратно-поступательным и круговым движением скребков, а также штанговые скреперные установки, где скребки движутся возвратно-поступательно. В их число входят навозные транспортёры (ТСН-160А; ТСН-2Б; ТСН-3Б), системы скреперных транспортёров (УС-10 (поперечный) с УС-250 либо УС-15 (продольный); ТС-1-5 (поперечный) с ТС-1-2 (продольный); УСП-12 (поперечный) с УС-12 (продольный)).
Скребковый навозоуборочный транспортёр ТСН-160Б служит для удаления из животноводческих помещений навоза с его одновременной погрузкой в кузов автомобиля. В его состав входят горизонтальный и наклонный транспортёры. Горизонтальный транспортёр состоит из круглозвенной неразборной замкнутой калиброванной термоупрочнённой цепи якорного типа, снабжённой скребками, приводной станции (мощность 4 кВт), натяжного устройства и пары поворотных звёздочек. Цепь (со скребками) помещена в поперечные и продольные навозные каналы, которые образуют замкнутый четырёхугольник. Соединение скребков с цепью транспортёра выполнено посредством болтов и кронштейнов, которые приварены к звеньям цепи (шаг 1120 мм). Дно навозного канала (по всей длине) имеет соответствующую выемку для скребков, которые фиксируются к цепи сверху, либо монтажную полосу, предназначенную для скребков, фиксирующихся снизу.
Полоса предназначена для предохранения от истирания дна навозного канала скребками. Транспортёр снабжён натяжным устройством, обеспечивающим натяжение цепи (автоматически), вовремя компенсирующее её износ и вытягивание. Наклонный транспортёр имеет форму металлического жёлоба с перемещающейся по нему за счёт индивидуального привода (мощность 1,5 кВт) цепи якорного типа, снабжённой скребками (шаг 650 мм). Опорой верхней части транспортёра служит опорная стойка. Для обеспечения дистанционного управления транспортёрами, а также автоматического отключения (в случае аварийных режимов) предусмотрен шкаф управления.
В процессе уборки навоз сбрасывается вручную (от трёх раз в сутки) на горизонтальный транспортёр (скорость движения – 0,18 м/с), двигающийся по кругу и перемещающий его к месту сбрасывания на наклонный транспортёр. Наклонный транспортёр принимает навоз с горизонтального и направляет его в кузов транспортного средства. Один транспортёр рассчитан на обслуживание порядка 100-110 коров, содержащихся на привязи и размещённых в 2 ряда. Цепь горизонтального транспортёра должна быть не более 160 м длиной. Подача навоза – не более 4,5 т/ч. Общеустройство и рабочий процесс навозоуборочных транспортёров ТСН-2Б и ТСН-3Б аналогичны навозоуборочному транспортёру ТСН-160А.
Система скреперных транспортёров используется для удаления из коровников (животные содержатся без привязи) навоза транспортёрами УС-15 (УС-250), которые относительно здания расположены продольно. Они перемещают навоз в канал (как правило, единый для нескольких коровников, размещённых в ряд), который относительно здания расположен поперечно, а затем транспортируют навоз посредством поперечного транспортёра УС-10 в навозосборник (общий).
Рис. 1. Скреперная установка УС-Ф-170. Схема.
1) – Приводная станция;
2) – Натяжная станция;
7) – Направляющий ролик;
В состав установки УС-Ф-170 входит приводная (1) [рис. 1] и натяжная (2) станции, цепь (5), направляющие ролики (7), скребки (4) и (6), движущиеся возвратно-поступательно по навозоприёмной полости жёлоба, ширина которого равна ширине навозного прохода животноводческого сооружения. В процессе рабочего хода происходит раскрытие скребков в рабочее положение, вследствие их трения о жёлоб, перемещая массу на длину хода скребка. Холостой ход характеризуется складыванием скребка, при этом порции навоза остаются на полу жёлоба неподвижными. Этот навоз удалится при следующем рабочем ходе скребков.
Скреперные установки УС-Ф-170, УС-15, УС-25 снабжены механизмом реверса перемещения скребков, действующим автоматически.
Скреперные установки надёжно убирают навоз, чья влажность не превышает 90 %.
В скреперных транспортёрах, действующих возвратно-поступательно, перевод скребков в рабочий режим, а также холостое положение осуществляется посредством трения скребков о поверхности канавок. Часть навозной массы при этом не захватывается.
Установка УТН-10 включает в себя поршневой толкатель, трубопровод, станцию гидропривода, арматуру. Напор, создаваемый станцией в гидросистеме, приводит в действие поршень, а также всасывающе-нагнетательный клапан. При холостом ходе поршня окно загрузочной горловины открывается клапаном, при этом навозная масса, находящаяся в загрузочной воронке, начинает поступать в рабочую камеру установки. Нагнетательный трубопровод закрыт. При рабочем ходе поршня происходит выталкивание навоза в напорный трубопровод (его клапан открыт, тогда как клапан горловины загрузочного окна — закрыт). Трубопровод (диаметр 300 мм) заведён в навозохранилище под слой навоза, что не даёт ему промёрзнуть.
Установка УТН-10 способна перемещать не только навоз с подстилкой (влажность от 75-76%), но и жидкий навоз. Транспортировочный путь имеет длину порядка 50-150 м.
Выгрузка навоза из открытых навозохранилищ либо навозохранилищ траншейного типа, которые находятся отдельно либо под полом животноводческого сооружения, где животные содержатся на щелевых полах, происходит посредством скреперных установок (УВН-800 и прочие), грейферных погрузчиков и прочих приспособлений.
Гидросистемы удаления навоза. Использование данных систем характерно для бесподстилочного содержания животных. Оборудование относительно тёплыми полами, а также регулируемый микроклимат в животноводческих сооружениях, дали возможность исключить использование подстилки. Это решение не только упростило технологию, но и в значительной мере снизило трудозатраты. Системы гидроудаления навоза представляет собой инженерные сооружения, в состав которых входят продольные навозоприёмные каналы (сверху закрыты решётками), поперечный магистральный коллектор, снабжённый насосной перекачивающей станцией с навозосборником, напорной навозопроводящей станцией. Система гидроудаления может комплектоваться цехом приготовления компоста.
Существует несколько технологических схем по удалению навоза с животноводческих ферм, его дальнейшей транспортировки в резервуары временного хранения, навозохранилища, а также места обработки. Широкое распространение получили следующие схемы навозоудаления: наклонный транспортёр подаёт навоз из помещения непосредственно в кузов транспортного средства, либо выгружает его на площадку, откуда он потом удаляется посредством бульдозера. В данном случае функцию навозосборника выполняют площадка и кузов транспортного средства.
В некоторых случаях в роли навозосборников применяются ковши скиновых подъёмников, которые в дальнейшем перегружают навоз в ёмкости транспортных средств.
Строятся утеплённые (специальные) навозосборники, вместимость которых достигает суточного объёма навоза, который перегружается ковшовыми погрузчиками (типа НПК-30) либо планчатым транспортёром в транспортные средства.
Выгрузка жидкого навоза из навозосборников производится посредством пневмотранспортной установки УПН-15, а также насоса НЖН-200 шнекового типа, центробежных насосов либо забирается с помощью вакуумных цистерн.
Установка УТН-10 предназначена для перемещения навоза (различной консистенции) непосредственно от животноводческих сооружений (в различных климатических зонах).
Процессы перемещения и хранения навоза сопряжены с выделением взрывоопасных ядовитых газов (метан, сероводород, диоксид углерода и прочие), которые образуются вследствие жизнедеятельности микроорганизмов разных форм. Их скопления образуются в смотровых колодцах, трубопроводах, насосных станциях, помещениях навозохранилищ и прочих. В помещениях с вероятностью скопления горючих газов следует заземлить всё электрооборудование, обслуживающее систему, а также исключить открытый огонь и искрение.
Проверка смотровых колодцев осуществляется с помощью опускаемых в них шахтёрских лампочек. К работе в колодцах приступают исключительно в противогазах и только по завершении их проверки на наличие метана.
Источник