Устройство для регулирования микроклимата в животноводческом помещении Российский патент 2024 года по МПК A01K1/00 

Изобретение относится к области животноводства и предназначено для круглогодичного регулирования микроклиматом в коровниках.

Известно техническое решение, в котором для увлажнения использован туманообразователь (см. патент РФ на полезную модель №194473 кл. G06F 1/20, 2019 год), состоящий, из цилиндрического корпуса, внутри которого расположен сеточный фильтрующий элемент и туманообразующая форсунка, которая состоит из корпуса, втулки-распылителя на боковой поверхности которой расположены отверстия малого диаметра (сопла), а также имеется центральное отверстие, через которые подается вода для распыла и прижимной гайки.

Однако он нашел применение в горной промышленности и предназначен для работы в системах пылеподавления (осаждения и связывания пыли) в горных выработках шахт, рудников, на обогатительных фабриках.

Прототипом заявляемого изобретения является устройство для вентиляции коровника (см. патент РФ на полезную модель №178643 кл. А01К 1/00, 2017 год), содержащее вентиляторы с электроприводами и регуляторами частот вращения, установленные в ряд над зонами кормления и отдыха с заданным расстоянием, направленные под углом сверху вниз, датчики температуры и влажности, подключенные к блоку управления, к выходу которого для поворота ряда вентиляторов, установленных на шарнирах подключены электропривод с редуктором оснащенного регулятором частоты вращения на выходном валу, насосную установку, фильтр для воды и туманообразующие форсунки.

Недостатком известной конструкции является, то что, туманообразующие форсунки расположены на вентиляторах и в случае выхода их из строя, часто из-за засоренности сопел, необходимо отключить вентиляторы, демонтировать форсунки с вентиляторов, очистить и опять установить на вентиляторы, на все указанные действия необходимы затраты труда и времени, в результате происходит сбой в круглогодичном регулировании микроклимата и осуществляется не полное удаление вредные составляющие воздуха, таких как углекислый и угарный газы, сероводород и аммиак, что приводит к снижению удоев у коров на 10,7-11,9%.

Кроме того, расположение туманообразующих форсунок на вентиляторах по технике безопасности не допускается, при работе вентиляторов возможно попадание воды на их электрические части, в результате могут возникнуть короткие замыкания и возгорания, вызывающие стресс у коров, что также приводит к снижению их удоев.

Техническим результатом задачи является обеспечение круглогодичного поддержания благоприятного микроклимата для продуктивного содержания коров в животноводческих помещениях.

Технический результат достигается тем, что в устройстве для регулирования микроклиматом в животноводческом помещении, содержащем вентиляторы с электроприводами и регуляторами частот вращения, установленные в ряд с расстоянием над зонами кормления и отдыха, направленные отвесно под углом сверху вниз, датчики температуры и влажности, подключенные к блоку управления, к выходу которого для поворота ряда вентиляторов, установленных на шарнирах подключены электропривод с редуктором оснащенным регулятором частоты вращения на выходном валу, насосную установку, фильтр для воды и туманообразующие форсунки, согласно полезной модели сверху и вдоль ряда вентиляторов установлена горизонтально и сообщенная с насосной установкой напорная водопроводящая полимерная труба снабженную расположенными в проекции между вентиляторами туманообразующими форсунками, которые выполнены в виде корпуса с входным патрубком на концах которого, расположены резьбы для соединения с напорной водопроводящей полимерной трубой и с корпусом, внутри которого расположена втулка-распылитель выполненная в виде усеченного конуса с прижимной гайкой, причем втулка-распылитель содержит на верхнем основании центральное сопло и четыре сопла на боковой поверхности так, чтобы водяные струи, выходя из этих сопел, встречались на оси центрального сопла, боковые сопла размещены на равном расстоянии от центральной оси втулки-распылителя и диаметр их отверстий составляет от 0,5 мм до 0,7 мм, при этом между насосной установкой и напорной водопроводящей полимерной трубой установлен электромагнитный клапан, который соединен с блоком управления, а между напорной водопроводящей полимерной трубой и корпусом туманообразующей форсунки - водопропускной кран.

Сущность изобретения поясняется чертежами где: на фиг. 1 - изображен общий вид устройства для регулирования микроклиматом в животноводческом помещении; на фиг. 2 - изображен вертикальный разрез туманообразующей форсунки.

На графических материалах для большей ясности представлены только те элементы, которые необходимы для понимания сущности полезной модели, а сопутствующие элементы, хорошо известные специалистам в данной области и из прототипа, не представлены.

Устройство для регулирования микроклиматом в животноводческом помещении, содержит вентиляторы 1 с электроприводами и регуляторами частот вращения (на фиг. 1 не показаны), установленные в ряд с расстоянием над зонами кормления и отдыха, направленные отвесно под углом сверху вниз, датчики температуры 2 и влажности 3, подключенные к блоку управления 4, к выходу которого для поворота ряда вентиляторов 1, установленных на шарнирах (на фиг. 1 не показаны) подключен узел 5 управления поворотом ряда вентиляторов 1, включающий электропривод с редуктором оснащенным регулятором частоты вращения на выходном валу (на фиг. 1 не показаны), насосную установку 6, фильтр для воды 7 и туманообразующие форсунки 8. Сверху и вдоль ряда вентиляторов 1 установлена горизонтально и сообщенная с насосной установкой 6 напорная водопроводящая полимерная труба 9, которая имеет расположенные в проекции между вентиляторами 1 туманообразующие форсунки 8. Они выполнены в виде корпуса 10 (фиг. 2) с входным патрубком 11 на концах которого, расположены резьбы (на фиг. 1 не показаны) для соединения с напорной водопроводящей полимерной трубой 9 и с корпусом 10, внутри которого расположена втулка-распылитель 12 выполненная в виде усеченного конуса с прижимной гайкой 13, причем втулка-распылитель 12 содержит на верхнем основании центральное сопло 14 и четыре сопла 15 на боковой поверхности так, чтобы водяные струи (на фиг. 2 показано пунктирными линиями), выходя из этих сопел, встречались на оси центрального сопла, образуя мелкодисперсный распыл воды. Боковые сопла 15 размещены на равном расстоянии от центральной оси втулки-распылителя 12 и диаметр их отверстий составляет от 0,5 мм до 0,7 мм. Между насосной установкой 6 и напорной водопроводящей полимерной трубой 9 установлен электромагнитный клапан 16 (фиг. 1), который соединен с блоком управления 4, а между напорной водопроводящей полимерной трубой 9 и корпусом 10 туманообразующей форсунки - водопропускной кран 17.

В качестве электромагнитного клапана 16 может быть использовано электромеханическое устройство, предназначенное для регулирования подачи потока воды, состоящее из корпуса, соленоида с сердечником, на котором установлен диск или поршень (на фиг. 1 не показаны), регулирующий подачу потока воды.

Устройство для регулирования микроклиматом в животноводческом помещении работает следующим образом

Время и направление воздушного потока, и распыление воды от вентиляторов зависит от показаний датчиков температур 2 и влажности 3, расположенных в коровнике.

По команде от блока управления 4 в зависимости от сигналов с датчиков температуры 2 и влажности 3 включаются электроприводы вентиляторов 1, а так же параллельно включается блок управления 4, он подает сигнал на электромагнитный клапан 16, который в зависимости от показаний датчиков температуры 2 и влажности 3 открывается и вода подается через фильтр 7 к насосной установке 6 и к туманообразующей форсунке 8, где происходит распыл воды, обеспечивая эффективное охлаждение при различных значениях температуры и влажности.

Распыл воды осуществляется за счет того, что вода, попадает в водяную камеру, образованную корпусом 10 форсунки и втулкой-распылителем 12. Втулка-распылитель 12 центральным 14 и боковыми отверстиями 15 (соплами) создает необходимые геометрические и гидравлические параметры водяных струй, которые, выходя из сопел, соударяются в одной точке, в результате чего водяные капли распадаются на еще более мелкие капли, образуя мелкодисперсный водяной конус.

Туманообразующий эффект достигается тем, что вылетающие из форсунки водяные струи встречаются на небольшом (не более 7 мм) удалении от втулки-распылителя 12, когда их кинетическая энергия очень. высока, и, соударяясь, создают распыл необходимой консистенции для высокоэффективного осаждения пыли без наличия линии сжатого воздуха. Чем выше давление подаваемой на туманообразователь жидкости, тем мельче водяные капли, которые создают мелкодисперсный туман.

Для подтверждения эффективности заявляемого устройства был проведен производственный опыт. В результате, полученные данные позволили проанализировать микроклимат в разное время года и его влияние на продуктивность коров в животноводческих помещениях разных типов.

Контрольная группа животных содержалась по традиционной технологии с нерегулируемым микроклиматом. Содержание коров - групповое, беспривязное, с организацией отдыха в индивидуальных боксах; двухрядное расположение боксов с одним кормовым столом, размещенным в центральной части здания.

Опытная группа коров содержалась в животноводческом помещении оснащенная заявляемым устройством для регулирования микроклиматом.

Для создания комфортных условий в корпусе, где была опытная группа коров в летний период, к принудительной вентиляции из 10 вентиляторов фирмы «DeLaval» с мощностью 2 кВт/ч, дополнительно установлена система аэрации воздуха для снижения температуры и поддержании оптимальной влажности в летний период года. Факел выброса каждого вентилятора составляет 18 метров. Действует приточная вентиляция, путем поднятия светопрозрачного конька крыши для лучшего газообмена.

Для очистки воздуха в помещении была установлена принудительная вентиляция фирмы «DeLaval», включающая в себя 10 вентиляторов мощностью 2 кВт/ч.

Дополнительно были установлены насосная установка, напорная водопроводящая полимерная труба диаметром 40 мм с туманообразующими форсунками расположенные на расстоянии 2 метров друг от друга, для того чтобы покрывать площадь влагой перед кормовым столом. Форсунки создавали в коровнике туман, который испаряется и происходит увлажнение и охлаждение помещения. Система работает в автоматическом режиме, специалист фермы задает требуемые показатели: температуру воздуха внутри корпуса, количество и время работающих вентиляторов, время распыления воды.

Для контроля микроклимата установлен мульти газоанализатор «Сигнал-44», который дает показания содержания в воздухе аммиака, сероводорода, угарного и углекислого газов.

В таблице 1 представлены средние данные микроклимата за три месяца зимнего и летнего периодов. В помещении, где содержалась опытная группа, газовый состав воздуха не превышал нормативные требования, а по содержанию углекислого газа и сероводорода был меньше на 28% и 37% соответственно.

В реконструированном коровнике все изучаемые показатели микроклимата в обои периода года соответствуют нормативным данным, тогда как в обычном корпусе температура, относительная влажность воздуха, H₂S - намного превышают величины в опытной группе.

Реконструкция коровников с беспривязным содержанием животных без, обогревав которых за счет организации естественного воздухообмена, практически полностью удаляются вредные составляющие воздуха, такие как углекислый и угарный газы, сероводород и аммиак.

Отклонение параметров микроклимата в обычном коровнике от предельных значений привело к снижению удоев у коров на 10,7-11,9%.

Экономическая эффективность результатов исследования показывает, что от коров, содержащихся в комфортных условиях, за летний и зимний (6 месяцев) время года, получено дополнительно 636 кг молока, что принесло хозяйству дополнительной прибыли - 3105460,8 руб. Реконструкция корпуса обошлась около 1 млн. руб., то есть прибыль составила более 2 млн. руб.

Полученные исследования являются основанием для разработки технических средств местной принудительной вентиляции, с водоиспарительным охлаждением, управление которыми определяется по увеличению молочной продуктивности.

Изобретение относится к области животноводства. Устройство для регулирования микроклимата в животноводческом помещении содержит вентиляторы с электроприводами и регуляторами частот вращения, установленные в ряд над зонами кормления и отдыха, направленные под углом сверху вниз, датчики температуры и влажности, подключенные к блоку управления, к выходу которого для поворота ряда вентиляторов, установленных на шарнирах, подключены электропривод с редуктором, оснащенным регулятором частоты вращения на выходном валу, насосную установку, фильтр для воды и туманообразующие форсунки. Сверху и вдоль ряда вентиляторов установлена горизонтально и сообщенная с насосной установкой напорная водопроводящая полимерная труба, снабженная расположенными в проекции между вентиляторами туманообразующими форсунками. Форсунки выполнены в виде корпуса с входным патрубком, на концах которого расположены резьбы для соединения с напорной водопроводящей полимерной трубой и с корпусом, внутри которого расположена втулка-распылитель, выполненная в виде усеченного конуса с прижимной гайкой. Втулка-распылитель содержит на верхнем основании центральное сопло и четыре сопла на боковой поверхности так, чтобы водяные струи, выходя из этих сопел, встречались на оси центрального сопла. Боковые сопла размещены на равном расстоянии от центральной оси втулки-распылителя и диаметр их отверстий составляет от 0,5 мм до 0,7 мм. Между насосной установкой и напорной водопроводящей полимерной трубой установлен электромагнитный клапан, который соединен с блоком управления, а между напорной водопроводящей полимерной трубой и корпусом туманообразующей форсунки - водопропускной кран. Техническим результатом является обеспечение возможности круглогодичного поддержания благоприятного микроклимата для продуктивного содержания, в частности коров в животноводческих помещениях. 2 ил., 2 табл.

Устройство для регулирования микроклимата в животноводческом помещении, содержащее вентиляторы с электроприводами и регуляторами частот вращения, установленные в ряд с расстоянием над зонами кормления и отдыха, направленные под углом сверху вниз, датчики температуры и влажности, подключенные к блоку управления, к выходу которого для поворота ряда вентиляторов, установленных на шарнирах, подключены электропривод с редуктором, оснащенным регулятором частоты вращения на выходном валу, насосную установку, фильтр для воды и туманообразующие форсунки, отличающееся тем, что сверху и вдоль ряда вентиляторов установлена горизонтально и сообщенная с насосной установкой напорная водопроводящая полимерная труба, снабженная расположенными в проекции между вентиляторами туманообразующими форсунками, которые выполнены в виде корпуса с входным патрубком, на концах которого расположены резьбы для соединения с напорной водопроводящей полимерной трубой и с корпусом, внутри которого расположена втулка-распылитель, выполненная в виде усеченного конуса с прижимной гайкой, причем втулка-распылитель содержит на верхнем основании центральное сопло и четыре сопла на боковой поверхности так, чтобы водяные струи, выходя из этих сопел, встречались на оси центрального сопла, боковые сопла размещены на равном расстоянии от центральной оси втулки-распылителя и диаметр их отверстий составляет от 0,5 мм до 0,7 мм, при этом между насосной установкой и напорной водопроводящей полимерной трубой установлен электромагнитный клапан, который соединен с блоком управления, а между напорной водопроводящей полимерной трубой и корпусом туманообразующей форсунки - водопропускной кран.