УСТРОЙСТВО ВЫРАВНИВАНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПОТЕНЦИАЛОВ НА ЭЛЕКТРОМЕХАНИЗИРОВАННЫХ ФЕРМАХ КРУПНОГО РОГАТОГО СКОТА Российский патент 2008 года по МПК H05F3/02 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к технике электробезопасности, а конкретнее к защите животных от поражения электрическим током на фермах крупного рогатого скота.

Широко известно, что для защиты животных от поражения электрическим током на электромеханизированных фермах крупного рогатого скота применяют так называемые устройства выравнивания электрических потенциалов (сокращенно УВЭП), конструкции которых подробно описаны в отраслевом стандарте ОСТ 46 180-85. Защита сельскохозяйственных животных от поражения электрическим током. Выравнивание электрических потенциалов. Общие технические требования. - М.: Изд-во стандартов, 1992.

Известно несколько вариантов выполнения УВЭП - протяженные одно- и двухэлементные, применяемые, как правило, во вновь строящихся фермах в процессе изготовления бетонных полов стойл, т.е. пока бетон находится еще в жидкой фазе, и так называемые штыревые, применяемые в действующих фермах или во вновь построенных, но в таких, в полах стойл которых бетон уже окончательно затвердел. И те, и другие УВЭП слишком дороги, поскольку сложны в изготовлении. Протяженные УВЭП монтируют в жидком бетоне полов стойл в процессе заливки бетоном этих полов, т.е. практически вслепую, что требует определенных навыков, высокой квалификации специалистов, выполняющих эту работу и такой монтаж стоит очень дорого. Для монтажа штыревых УВЭП необходимо в твердом и достаточно толстом (0,2 м) бетонном полу стойл выдалбливать сквозные круглые отверстия диаметром 15...20 мм с помощью отбойного молотка или электроперфоратора, сквозь них забивать в землю потенциаловыравнивающие стержни (штыри), что также является трудоемкой и дорогостоящей работой.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является штыревое УВЭП, оно и выбрано в качестве прототипа. Прототип описан в указанном выше отраслевом стандарте ОСТ 46 180-85, 1992.

Известное устройство содержит металлические (стальные) стержни длиной не менее 0,5 длины стойла и толщиной не менее 10 мм, погруженные в землю под стойла под углом 35...50° к поверхности пола стойл вдоль внешней стороны группы стойл с разрежением в каждом ряду стойл от периферии к центру по арифметической прогрессии a_i=a₁+(i-1)d, разность d которой равна ширине стойла, а первый член a₁ - удвоенной ширине стойла. Стержни электрически соединены с технологическими и строительными металлоконструкциями фермы, т.е. с металлоконструкциями, к которым металлическими цепями привязывают животных при привязном их содержании.

Работает известное устройство следующим образом. При появлении опасного электрического потенциала на металлоконструкциях фермы в результате короткого замыкания или по иной причине точно такой же потенциал появится и на полу стойла с УВЭП в силу того, что УВЭП электрически соединено с металлоконструкциями фермы. Разность потенциалов будет отсутствовать и животное не будет поражено электрическим током.

Одним из недостатков прототипа является, как уже говорилось выше, высокая трудоемкость их монтажа, связанная с необходимостью выдалбливания в толще прочного бетона сквозных отверстий под штыри. Другим серьезным недостатком прототипа является невозможность применения его в животноводческих помещениях с электрообогреваемыми полами стойл потому, что при выдалбливании отверстий в бетоне могут быть повреждены провода заложенных в бетон электрообогревающих секций. Наконец, еще одним недостатком прототипа является его низкая потенциаловыравнивающая способность, объясняемая тем, что штыри, хотя и имеют хороший контакт с подстилающей землей, но не имеют надежного электрического контакта непосредственно с электропроводящим бетоном пола стойла.

Задачей заявляемого технического решения является обеспечение электробезопасности сельскохозяйственных животных с использованием технически эффективных и экономически целесообразных устройств и устранение всех перечисленных выше недостатков.

Технический результат достигается тем, что в устройстве выравнивания электрических потенциалов на электромеханизированных фермах крупного рогатого скота, состоящем из находящихся в районе стойла металлических электродов, электрически присоединенных к доступным для прикосновения животным металлоконструкциям, электроды выполнены в виде двух стальных дисков для каждого животного и пристрелены к бетонному полу стойла, причем первый диск-электрод размещен на расстоянии 0,2-0,3 м от переднего фронта стойла до центра диска, т.е. в районе передних ног животного, а второй диск-электрод пристрелен на расстоянии 1,8-2,1 м от переднего фронта стойла до центра диска в районе задних ног животного, при этом первый диск-электрод имеет электрическую связь с доступной для прикосновения животных металлоконструкцией, расположенной вблизи морды животного (например, к трубопроводам системы автопоения), полосовой сталью толщиной 2,5-3,0 мм, а второй диск-электрод присоединен такой же полосовой сталью к стальному уголку навозоуборочного транспортера, причем диски-электроды выполнены толщиной не менее 2,5 и не более 3,0 мм и диаметром в пределах не менее 3,5 и не более 4,0 см, а для пристреливания использованы стальные гвозди длиной 3,5-4,0 см.

Поскольку операция пристреливания на порядок менее трудоемка по сравнению с операцией выдалбливания сквозных отверстий в толще прочного бетонного пола, то трудоемкость выполнения заявленного технического решения намного ниже трудоемкости изготовления прототипа. Диски пристреливают к полу стальными гвоздями длиной 3,5-4,0 см, а нагревательный кабель в электрообогреваемых полах размещен на глубине не менее 10 см (см. пункт 4.5 государственного стандарта ГОСТ Р 50571.25 - 2001: «Электроустановки зданий. Часть 7. Требования к специальным электроустановкам. Электроустановки зданий и сооружений с электрообогреваемыми полами и поверхностями»), т.е. такие короткие гвозди не могут повредить нагревательный кабель и поэтому заявляемое техническое решение в отличие от прототипа можно с успехом использовать в помещениях с электрообогреваемыми полами. Наконец, пристреливание к бетонному полу стальными гвоздями длиной 3,5-4,0 мм создает надежный электрических контакт дисков с бетонным полом и тем самым в отличие от прототипа обеспечивает надежный потенциаловыравнивающий эффект.

Сущность заявляемого технического решения поясняется фиг.1 и 2, на которых представлена общая схема предлагаемого устройства.

На фиг.1 представлен вид сбоку, т.е в разрезе, где изображен находящийся на земле бетонный пол с пристреленными к нему стальными гвоздями двумя стальными дисками.

На фиг.2 представлен вид сверху.

Устройство содержит бетонную кормушку 1, стойку металлоконструкций 2, к которым привязывают животное, кольцо для привязки скота 3, автопоилку 4 с трубой водопровода 15 к автопоилке, электрическую связь 5 первого диска-электрода 7 с металлоконструкцией 2, стальные гвозди 6, которыми пристрелены к бетонному полу 13, связанному с землей 14, первый и второй диски-электроды 7 и 8, второй диск-электрод 8 через электрическую связь 9 соединен со стальным уголком 10 навозоуборочного транспортера 16, имеющего трос 11 и скребки 12.

При этом первый диск-электрод 7 размещен в районе передних ног животного, т.е. на расстоянии 0,2-0,3 м от переднего фронта стойла до центра диска, а второй диск-электрод 8 пристрелен в районе задних ног животного на расстоянии 1,8-2,1 м от переднего фронта стойла до центра диска. Диск-электрод 7, находящийся в районе передних ног животного, присоединен полосовой сталью толщиной 2,5-3,0 мм к доступным для прикосновения животным металлоконструкциям 2, расположенным вблизи морды животного (например, к трубопроводам системы автопоения 15). Диск-электрод 8, находящийся в районе задних ног животного присоединен такой же полосовой сталью к стальному уголку 10, обрамляющему канал навозоуборочного транспортера 16.

Для пристреливания дисков-электродов 7 и 8 использованы стальные гвозди 6 длиной 3,5-4,0 см.

Работает заявляемое устройство следующим образом.

При возникновении на доступных для прикосновения животным металлоконструкциях 2 опасного для жизни животных электрического потенциала из-за короткого замыкания или по другой причине, то точно такой же потенциал появится и на бетонном полу 13 стойла с пристреленными к нему стальными дисками-электродами 7 и 8, электрически присоединенными к металлоконструкции 2 и стальному уголку 10 навозоуборочного транспортера 16. Поэтому разность потенциалов между полом и металлоконструкциями будет отсутствовать и животное не будет поражено электрическим током.

Расстояние от переднего фронта стойла коровника до центра первого диска-электрода 7 в плане равно 0,2-0,3 м, а до центра второго диска-электрода 8 равно 1,8-2,1 м. Диски-электроды 7 и 8 выполнены из листовой стали толщиной 2,5-3,0 мм и имеют диаметр, лежащий в пределах 3,5-4,0 см.

Из проведенных экспериментов установлено, что диски-электроды должны быть выполнены толщиной не менее 2,5 и не более 3,0 мм и диаметром в пределах не менее 3,5 и не более 4,0 см, что обеспечивает необходимую коррозионную устойчивость и оптимальную электрическую связь с бетонным полом животноводческого помещения, при минимальном расходе металла. Длина гвоздя должна быть не более 3,5 и не менее 4,0 см, что обеспечивает сопротивление растеканию тока с пластины такое же как и с ног животного.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к технике защиты животных от поражения электрическим током на фермах крупного рогатого скота. Технический результат - повышение надежности систем электрической защиты животных на фермах. Для решения данной задачи в районе стойла металлические электроды электрически присоединены к доступным для прикосновения животным металлоконструкциям. Электроды выполнены в виде двух стальных дисков для каждого животного. Причем первый диск-электрод размещен на расстоянии 0,2-0,3 м от переднего фронта стойла до центра диска, а второй - на расстоянии 1,8-2,1 м от переднего фронта стойла до центра диска. При этом первый диск-электрод имеет электрическую связь с доступной для прикосновения животных металлоконструкцией, а второй диск-электрод присоединен такой же полосовой сталью к стальному уголку транспортера. Причем диски-электроды выполнены толщиной не менее 2,5 и не более 3,0 мм и диаметром в пределах не менее 3,5 и не более 4,0 см. 2 ил.

Устройство выравнивания электрических потенциалов на электромеханизированных фермах крупного рогатого скота, состоящее из находящихся в районе стойла металлических электродов, электрически присоединенных к доступным для прикосновения животным металлоконструкциям, отличающееся тем, что электроды выполнены в виде двух стальных дисков для каждого животного и пристрелены к бетонному полу стойла, причем первый диск-электрод размещен на расстоянии 0,2-0,3 м от переднего фронта стойла до центра диска, т.е. в районе передних ног животного, а второй диск-электрод пристрелен на расстоянии 1,8-2,1 м от переднего фронта стойла до центра диска в районе задних ног животного, при этом первый диск-электрод имеет электрическую связь с доступной для прикосновения животных металлоконструкцией полосовой сталью толщиной 2,5-3,0 мм, а второй диск-электрод присоединен такой же полосовой сталью к стальному уголку навозоуборочного транспортера, причем диски-электроды выполнены толщиной не менее 2,5 и не более 3,0 мм и диаметром в пределах не менее 3,5 и не более 4,0 см, а для пристреливания использованы стальные гвозди длиной 3,5-4,0 см.