Система регулирования температуры пола животноводческого помещения Советский патент 1987 года по МПК F24F13/10 B66B5/14 A01K1/02 

11352156

Изобретение относится к промышленному животноводству и может быть использовано при содержании животных в условиях промьшленного производства сельскохозяйственной продукции. 5

Цель изобретения - повышение естественной резистентности и продуктивности животных.

На фиг.1 изображена принципиальная конструктивная схема предлагае- 0 мой состемы; на фиг.2 - принципиальная схема блока управления; на фиг.З- алгоритм работы блока управления; на фиг.4 - расположение нагревательных элементов, вид системы сверху; на фиг.5 и 6 - то же, вид сбоку (расположение животных в секторе обогрева)

Система включает сектор 1 обогрева с дном 2 размещенный в помещении

15

3. В секторе 1 обогрева на дне 2 уста- О новлены упоры 4, на которых посредством шарниров 5 закреплен пол 6 с нагревательными элементами 7. Нагревательные элементы 7 через дополнительРегулятор 9 температуры в соответствии с величиной и знаком- сигнала рассогласования подает сигнал на исполнительные механизмы 8 и 12,причем при концентрации животных в средней части сектора 1 обогрева блок 10 управления вырабатывает сигнал управляющего воздействия со знаком минус, а при рассредоточении животных ближе к краям сектора 1 обогрева вырабатывается положительный сигнал. Нагревательный элемент - концентратор 13 служит для концентрации животных в-центре сектора 1 обогрева за счет более высокой его температуры.

При отсутствии животных в секторе 1 обогрева вклдочен только нагревательный элемент - концентратор 13, Животные, находясь в секторе 1 обогрева, когда температура в последнем ниже комфортной, ложатся на нагревательный элемент - концентратор 13, Другие животные, стараясь уменьшить

-- теплопотери,ложатся плотно друг к ные механизмы 8 и регулятор 9 темпе- другу. Пол 6 под.действием общей мас- ратуры соединены с блоком 10 управления и датчиками 11 положения пола 6, Кроме того, регулятор 9 температуры соедин ен с исполнительным механизмом 12 и нагревательным элементом - концентратором 13.

Блок 10 управления содержит предохранители ПР 1 и ПР 2, реле 1РП, 2РП и ЗРИ, выполненные с замедлением

30

сы животных наклоняется к центру клетки, изменяя свое положение относительно датчика 11 положения, Датчик 11 положения подает на вход блока 10 управления сигнал о недостатке температуры. Блок 10 управления выра.ба- тывает сигнал управляющего воздействия со знаком минус и величиной, соответствующей скорости изменения сиг-.

при срабатывании, и магнитные пуска- 35 нала от датчика 11 положения. Учитытели 1Мп, 2МП и 3MI.

Система работает следующим образом.

При нахождении животных в секторе

вая определенную инерционность подогреваемого пола и сектора обогрева в целом, подача сигнала управляющего воздействия осуществляется с некото-

1 обогрева на пол 6 действуют нагруз- 40 р шагом, пропорциональным скорости

ки, причем, если нагрузки равномерно распределены, то пол 6 не изменяет своего положения относительно датчика 11 положения пола 6, в результате чего температура пола в помещении не изменяется.

При неравномерной нагрузке на пол 6 последний изменяет свое положение относительно датчика 11 положения, в

При рассредоточении животных пол жение пола 6 относительно датчика положения изменяется в обратной последовательности и датчик 11 положе

результате чего последний подает сиг- 50 подает сигнал на вход блока 10 нал на вход блока 10 управления, ко- торьш в соответствии с величиной и знаком поступившего сигнала вырабауправления о превышении температуры Блок 10 управления вырабатывает си нал управляющего воздействия со зна ком плюс и величиной, соответствующ скорости изменения сигнала от датчи ка 11 положения пола 6...

тывает сигнал управляющего воздействия .

С выхода блока 10 управления управляющего воздействия поступает на вход регулятора 9 температуры.

Регулятор 9 температуры в соответствии с величиной и знаком- сигнала рассогласования подает сигнал на исполнительные механизмы 8 и 12,причем при концентрации животных в средней части сектора 1 обогрева блок 10 управления вырабатывает сигнал управляющего воздействия со знаком минус, а при рассредоточении животных ближе к краям сектора 1 обогрева вырабатывается положительный сигнал. Нагревательный элемент - концентратор 13 служит для концентрации животных в-центре сектора 1 обогрева за счет более высокой его температуры.

При отсутствии животных в секторе 1 обогрева вклдочен только нагревательный элемент - концентратор 13, Животные, находясь в секторе 1 обогрева, когда температура в последнем ниже комфортной, ложатся на нагревательный элемент - концентратор 13, Другие животные, стараясь уменьшить

теплопотери,ложатся плотно друг к другу. Пол 6 под.действием общей мас-

сы животных наклоняется к центру клетки, изменяя свое положение относительно датчика 11 положения, Датчик 11 положения подает на вход блока 10 управления сигнал о недостатке температуры. Блок 10 управления выра.ба- тывает сигнал управляющего воздействия со знаком минус и величиной, соответствующей скорости изменения сиг-.

вая определенную инерционность подогреваемого пола и сектора обогрева в целом, подача сигнала управляющего воздействия осуществляется с некото-

р шагом, пропорциональным скорости

45

изменения сигнала от датчика 1 положения пол 6, Нагрев пола 6 осуществляется до температуры, не превышающей максимальную комфортную для данного вида животных.

При рассредоточении животных положение пола 6 относительно датчика 11 положения изменяется в обратной последовательности и датчик 11 положе50 подает сигнал на вход блока 10

50 подает сигнал на вход блока 10

55

управления о превышении температуры, Блок 10 управления вырабатывает сигнал управляющего воздействия со знаком плюс и величиной, соответствующей скорости изменения сигнала от датчика 11 положения пола 6...

Блок 10 управления работает по следующей программе. При замыкании кон3 .1352)564

тактов датчика 1 1 положения в цепи задержкой па размыкар1ие .i иодго- реле 1P1I sah-tt-iKaioTCfl контакты в цепи танливают цепь магнитного пускателя магнитного пускателя 1Ш1 и включают- . При последующем опускании пола ся нагреватели первой секции. При за- 6, когда- замкнется цепь реле ЗРП,оно мыкании контактов датчика 11 положа- своими замыкающими контактам ЗРП ния в цепи реле 2РП замыкаются контак- включает магнитны пускатель ЗМП. ты в цепи магнитного пускателя 2MII и При выборе мощности нагреватель- включаются нагреватели второй секции ных элементов исходят из того, что при включенных нагревателях первой ю последний создает температуру явно секции. При замыкании контактов дат- выше комфортной. Количество ступеней чика 11 положения в цепи реле ЗРП за- регулирования определяется количест- мыкаются контакты в цепи магнитного вом переключающих элементов на базе пускателя ЗМП и включаются нагрева- реле РП, причем система управления тели третьей секции при включенных 15 может быть выполнена и бесконтактно нагревателях первой и второй секций. При поднятии пола 6, когда жи- Температура концентратора 13 вьше, вотные рассредотачиваются относитель- чем температура нагрева пола 6, что но концентратора 13, размыкается обеспечивается введением дополнитель- цепь реле ЗРП. Реле ЗРП однако не ного нагревателя.20 разрывает некоторое время своих конРассмотрим наиболее характерные тактов в цепи магнитного пускателя случаи работы системы.ЗМП, так как это могло быть пере-распределение животных (животные,

При отсутствии животных в секторе . находящиеся на периферии, встают, на- 1 обогрева включен нагревательный 25 ходят удобное место и ложатся в сере- элемент - концентратор 13. Животные, дину). Если за заданный промежуток находясь вне сектора или в секторе времени ситуация не изменилась в об- при температуре ниже комфортной, стре- ратнзпо сторону, то цепь магнитного мятся занять место на концентраторе пускателя ЗМП разрывается. 13. Концентратор 13 не способен умее- 30 При дальнейшем поднятии пола 6 ре- тить всех животных и последние, стре- гулирование осуществляется аналогично мясь лечь плотно друг к другу, ло- вьшеописанному.

жатся на пол. Пол 6 под действием . Цри быстром поднятии пола 6 (до- массы животных спускается вместе с пустим, что живот1тые при раздаче кор- концентратором 13. Опускаясь, пол 6 g „дв побежали к кормушке) цепи всех взаимодействует с Датчиками 11 поло- разрываются. Одновременно разры- жения, в качестве которых используют- ваются и цепи магнитных пускателей ся микропереключатели , герконы и т.п. мп. Величина задержки реле каждой С: датчиков 11 положения сигнал посту- последующей ступени больше, чем пре- пает на вход блока 10 управления. По- до дыдущей, что обеспечивает практичес- ступление .сигнала является следстви- ки мгновенное обесточивание при быст- ем недос атка температуры для живот- ром уходе животных-- и не допускает не- ных. После замыкания цепи реле 1РП обоснованных переключений при кратко- последнее своими замыкающими контак- временном перераспределении животных, тами (с задержкой на размыкание 1РП) 45 Скорость изменения расположения включает магнитный пускатель 1МП, ко- животных не прогнозируем и зависит торый включает нагревательный элемент от множества априорных факторов и фак- пола 6. Кроме того, замыкаюпще кон- торов, обусловленных технологией со- такты 1РП подготавливают цепи магнит- держания (кормление, испуг, санитарных пускателей 2МП и ЗМП, При даль- gQ но-ветеринарные мероприятия и т.п.). нейишм опускании пола 6, когда животные продолжают сосредотачиваться у бо- Регулирование с выдержкой по вре- лее нагретого концентратора 13, за- мени осуществляется с целью иск-пюче- мыкается цепь реле 2РП, последнее ния -необоснованных управляющих воз- своими замыкающими контактами с за- gg действий, что сказывается на долго- держкой на размыкание 2РП включает вечности системы управления (при немагнитный пускатель 2МП, который значительном перемещении пола 6), включает второй нагревательный эле- При резком изменении положения по- мент пола 6. Замыкающие контакты (с ла 6 (от максимально опущенного до

51352156

максимально поднятого) разницей в величинах задержки реле разных ступеней обеспечивается практически мгновенное отключение нагревательных элементов.

Нагревательный элемент - концентратор 13 - это специально установленный в виде приманки в определенное место нагревательный элемент - кон- fo центратор животных,

В таблице представлен развернутый циклический алгоритм работы (программа) блока 10 управления (п - количество включенных датчиков положения, 5 так как для каждого результирующего

тп - количество нагревателей блока 10,

действия всегда существует только один приемник.

№№ пп

Описание действий

1Если п , то перейти к действию

4,иначе перейти к действию 2.

2Если п 1} то перейти к действию

5,иначе перейти к действию 3.

3Если , то перейти к действию 6 „

4Отключить все элементы нагревателей и перейти к действию 7.

5Включить нагреватели по мощности соответствующие количеству датчиков положения и перейти к действию 7,

6Включить аварийную сигнализацию и перейти к действию 7.

7Включить реле времени и перейти к действию 1.

8Конец.

„„ -лситься под априорный характер изменеПредставленныи в таблице цикличес- г г-

„„ „ ,,НИИ в организме животного и за счет

кии алгоритм имеет восемь действии. Ка

использования реакции животного,уров ня кормпления и вида животных, время термонечувствительности необходимо определить на основе опытных данных.

самом деле число выполняемых по этому алгоритму действий намного больше, но действия одинаковы и отличие заключается только в том, что большему количеству включенных датчиков положения соответствует большая мощность нагревательных элементов. Мощность нагревательных элементов может определяться их количеством.

На фиг.З представлен алгоритм работы (программа) блока 10 управления, где ромбами выделены блоки, в которых

задается разветвление процесса, а прямоугольниками изображаются блоки,, в которых записываются результирующие действия. Выбор одного из друх приемников в каждом случае производится в зависимости от выполнения условия, записанного внутри ромба. Если условие выполняется, тЬ следует перейти к следующему блоку по стрелке Да если же условие не выполняется, то нужно перейти к следующему блоку по стрелке Нет, От каждого прямоугольника исходит единственная стрелка.

действия всегда существует только один приемник.

Нагревательные элементы (периферийные нагреватели) НЭ7, изображенные

0 на фиг,4, располагаются коаксиально относительно концентратора 13, причем количество НЭ 7 колеблется от 1 до m в зависимости от заданного гаага управления. Последовательность вклю5 чения нагревательнь Х элементов представлено в таблице и фиг,3 и 4,

Интервал времени, необходимьш для включения следующего ИЗ, зависит от теплопроводности р материала пола, его кассы т, мощности Р нагревательных элементов и времени термонечувствительности животных. Поэтому инт.ер- вал времени ut, необходимый для включения следующего НЭ, может быть представлен в виде

bt q-Cp, m Р). Время термонечувствительности животных зависит от их возраста и вида. В зависимости от возраста поросят

0 будет изменяться и время термонечувствительности, причем оно будет зависеть от динамики роста животных, уровня кормления и породы.

Таким образом, необходимо подстро0

5

использования реакции животного,уровня кормпления и вида животных, время термонечувствительности необходимо определить на основе опытных данных.

Конструктивно датчик 11 положения пола 6 может быть выполнен в виде связанного с полом 6 кольцевого магнита, охватывающего стержень, снабженный магнитоуправляемыми контактами. При изменении положения пола 6 относительно дна 2 изменяется и положение кольцевого магнита (кольцевой

71352156 . 8

магнит перемещается относительноизнеживаются, снижается их резистент-. стержня с магнитоуправляемыми контак-ность, а при скученном расположении тами в осевом направлении с постоян- поросят температура ниже комфортной, ным зазором). Магнитоуправляемые кон-что при длительном воздействии ска- такты замыкают цепь соответствующего зывается на продуктивности. «Использование предлагаемой систеДатчик 11 положения обеспечиваетмы (по сравнению с известными) повывключение нагревателей той Мощности,дает естественную-резистентность и

которая в данный момент обеспечивает Qпродуктивность животных, обеспечивает

требуемую температуру пола 6.минимальные энергозатраты при оптиУпор (фиг.5) жестко закреплен намальном микроклимате содержания жидне 2 и обеспечивает крепление полавотных, а также оптимиза1щю темпера6 на шарнирах 5 на заданном удаленийтурного стресса животных, от дна 2. Пол 6 (фиг.1) подпружинен, 15

Он изменяет свое положение:под деист-Формула изобретения вием массы животных поворачивается

на шарнире 5. Подпружинивающие зле- 1. Система регулирования темпераменты выполнены с возможностью регу- .туры пола животноводческого помеще- лирования жесткости в зависимости от 20ния, включающая блок управления, на- общей массы животных.гревательные элементы, исполнительПри рассредоточенном положении жи-ные механизмы и регулятор температу-

вотных температура понижается, а приры, отли ч-ающая ся тем,

скрученном повышается, причем измене-что, с цепью повышения естественной -

ние температуры пропорционально вре- 25резистентности и продуктивности жимени изменения расположения животных,вотных, система дополнительно вклюПоследнее обусловлено тем, что быст-чает сектор обогрева, пол которого

рая реакция животных соответствуетвыполнен подвижным, с возможностью

большему отклонению температуры отвзаимодействия с датчиками положения

оптимальной для животных. Некоторое зопола, связанными с входами блока упколебание температуры от оптимальнойравления, причем выход блока управразвивает механизм терморегуляции жи-ления соединен с входом регулятора

вотных и в конечном итоге повышаеттемпературы, выходы которого подсоестественную резистентность животных.единены к исполнительным механизмам. : По мере вырастания животных пони кает- .

ся TeixmepaTypa воздуха в секторе обог 2, Система поп,1,отличаюгрева, что ведет к снижению энерго-щ а я с я тем, что пол сектора обозатрат.грева подпружинен и укреплен над поПри создании температуры, соот- ,лом животноводческого помещения поветствующей раздельному лежанию поро- Qсредством упоров, снабженных шарнирасят, повышены энергозатраты на отоп-ми, установленными со стороны прилеление помещения, кроме того, поросятагающей к полу сектора обогрева.

(pus. 2

С Конец j

Фи&.З

jM. .n

7 Sази З

В/ 2 4/

g3us.5

фигЛ

r

g3us.5

Редактор А.Ревин

Составитель Л.Пантелеева

Техред А.Кравчук Корректор М.Шаропш

Заказ 5548/32Тираж 660Подписное.

КНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. Д/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, А

дзие.б

Изобретение относится к области промышленного животноводства. Цель изобретения -повьшение естественной резистентности и продуктивности живот ных. Система включает сектор обогрева 1 с дном 2, размещенный в помещении 3. На дне 2 с помощью упоров 4, оснащенных шарнирами 5, закреплен пол 6 с нагревательными элементами (НЭ) 7. Пол 6 взаимодействует с датчиками положения 11 пола, НЭ 7 через исполI нительные механизмы 8 и регулятор 9 температуры связаны с блоком управления -10. Б Центре сектора обогрева 1 установлен постоянно работающий НЭ - концентратор 13., имеющий исполнительный механизм 12. При понижении температуры в помещении, ниже комфортной, животные сосредотачиваются в зоне концентратора 13. Пол 6 изменяет свое положение и взаимодействует с датчиком положения 11 пола. Сигнал с датчика положения 11 поступает в блок управления 10. Из блока управления посьшается сигнал на включение дополнительных НЭ 7 с Животные рассосредота- чиваются в зоны периферийных ИЗ 7. Если температура в помещении превышает максимально комфортную, то животные выходят из сектора обогрева или занимают периферийную зону сектора. Пол 6 принимает первоначальное положение. Дополнительные НЭ 7 отключаются. Система позволяет снизить энергозатраты на отопление помещения за счет жесткого контроля необходимой по технологии температуры. 1 з.п, ф-лы, 6 ил. 1 табл. ,1 S