Механизация животноводства (стр. 15 )

Схема водоструйной установки приведена на рисунке 78. Перед пуском в нее заливают воду до полного удаления воздуха в центробежном и водоструйном насосах, а также в трубах. Центробежный насос часть воды по нагревательной трубе 3 подает к соплу 17 водоструйного насоса. Эта вода выбрасывается с большой скоростью в виде мощной струи ( за счет уменьшения выходного сечения сопла ) в камеру 16 смешивания и захватывает туда же воду из приемной камеры 15, где создается разрежение. Под действием атмосферного давления в приемную камеру непрерывным потоком поступает вода из колодца. Далее смешанный поток воды поступает в диффузор 9, в котором энергия движения смешанного потока воды преобразуется в энергию давления или статический напор. Вода под напором подается по водоподъемной трубе 6 на высоту ( 4…7 м ), достаточную для всасывания или захвата ее центробежным насосом. Центробежный насос нагнетает воду в сеть и одновременно отводит часть ее к соплу насоса, обеспечивая тем самым непрерывность процесса подъема воды.

Водоподъемники не располагают свободным напором и могут поднимать воду из источника только на поверхность земли.

Эмульсионные водоподъемники (эрлифты) представляют собой устройства, предназначенные для подачи жидкости из колодцев при помощи сжатого воздуха. Принцип работы эрлифта основан на использовании разности средней плотности воды и воздушно - водяной эмульсии.

Сжатый воздух компрессором 1 (рис.79) по трубе 3 подается в башмак-форсунку 6, установленную в скважине. Воздух, смешиваясь с водой, образует эмульсию, плотность которой меньше плотности воды, поэтому она поднимается по трубе 4 и собирается в резервуаре 5. Здесь воздух отделяется от воды. Ресивер 2 выравнивает подачу воздуха в трубу 3, а также задерживает масло, поступающее с воздухом из компрессора.

Безнапорные водоподъемники (ленточные, шнуровые, водочерпальные) используют для механизации подъема воды на пастбищах.

Ленточные водоподъемники применяют для подачи воды из шахтных колодцев. Водоподъемник состоит из гладкой или шероховатой бесконечной прорезиненной ленты 3 (рис.80), верхняя часть которой помещается в желобе ведущего блока, расположенного в кожухе 4 со сливным патрубком 5 для отвода воды в резервуар 6. Нижний конец ленты проходит через желоб холостого блока 2 с подвешенным на нем грузом 1, который постоянно поддерживает ленту в натянутом состоянии.

Работе водоподъемника основана на выносе тонкого слоя воды, удерживающегося на поверхности движущейся ленты благодаря силам сцепления. При вращении ведущего блока лента перемещается и, проходя через толщу воды в колодце, захватывает с собой частицы воды. При выносе воды наверх в момент перехода через ведущей блок эти частицы под действием центробежных сил отбрасывается в кожух, из которого по сливному патрубку стекают в резервуар.

Ленточные водоподъемники используют при подъеме воды с глубины до 100…250 м.

Шнуровые водоподъемники предназначены для подачи воды из буровых скважин. По своему устройству и принципу действия они аналогичны ленточным. В качестве рабочего органа, захватывающего воду, применяется шнур. Дополнительно шнуровой водоподъемник оборудован трубой, в которой шнур перемещается снизу вверх. Подача шнурового водоподъемника зависит не только от силы сцепления шнура с водой, но и от их взаимодействия со стенками трубы, через которую проходит рабочая ветвь шнура.

Водочерпальные водоподъемники относят к типу безнапорных водоподъемников. Их подразделяют на черпаковые и капиллярные.

Черпаковые водоподъемники поднимают жидкость, непосредственно зачерпывая ее ковшами, черпаками или другими рабочими органами, установленными на бесконечной ленте.

Работа капиллярных водоподъемников основана на явлении смачивания. При перемещении рабочей ветви бесконечной ленты снизу вверх последняя, проходя через слой жидкости в источнике, смачивается, захватывает прилипшие к ней частицы жидкости и выносит их на поверхность.

Гидравлические тараны - это автоматически действующие водоподъемники, простые по конструкции, надежные в эксплуатации и не требующие двигателя для их пуска и работы. Принцип действия этих водоподъемников основан на использовании силы гидравлического удара, всегда возникающего в трубопроводе, если резко затормозить в нем движение жидкости. Ими поднимают воду из открытых источников при наличии естественного перепада воды от 0,5 до 10 м.

Насосная станция представляет собой комплекс гидротехнических сооружений и насосно-энергетического оборудования, предназначенный для забора воды из источника водоснабжения и подачи ее в напорный резервуар или в водораспределительную сеть. В зависимости от назначения насосные станции первого и второго подъемов.

Станции первого подъема используют для забора воды непосредственно из источника водоснабжения и подачи ее на очистные сооружения или в промежуточные и подачи ее на очистные сооружения или в промежуточные сборочные резервуары.

Станции второго подъема служат для подачи воды из промежуточных резервуаров в водопроводную сеть и напорно-регулирующие сооружения.

При больших высотах водоподъема или при длинных водоводах в связи со значительными потерями напора применяют насосные станции третьего и даже четвертого подъемов.

Для сокращения строительных затрат здания насосных станций можно совмещать с водозаборными и другими сооружениями системы водоснабжения. При заборе подземных вод здания насосных станций располагают, как правило, над колодцем.

На рисунке 81 показана насосная станция первого подъема с моноблочным центробежным насосом марки КМ и водозаборным сооружением берегового типа для воды из поверхностного источника.

Методику расчета водоприемника для насосной станции рассмотрим на примере лопастного насоса.

Основные данные, характеризующие работу насоса - подача, напор, мощность, КПД, частота вращения и допустимая высота всасывания.

Подачу насоса, т. е. объем воды, подаваемой насосом в единицу времени, определяют по максимальному часовому или секундному расходу воды на животноводческой ферме и измеряют в л/ч или л/с.

Установки для очистки и обеззараживания воды на фермах и комплексах.

Часто вода поверхностных источников, а иногда и подземных, например грунтовая вода, требует дополнительной обработки - опреснения, умягчения, очистки и обеззараживания.

Опреснение соленых вод имеет очень большое значение для пустынных и полупустынных пастбищ страны, где мало источников пресной воды. В сельскохозяйственном водоснабжении применяют кристаллизацию (искусственное вымораживание), дистилляцию и электродиализный метод опреснения.

Солнечная дистилляция (гелиоопреснение) наиболее перспективна в условиях Средней Азии.

Для опреснения воды применяют электродиализ. При этом ионы солей удаляются из воды действием поля постоянного электрического тока. Для электродиализа разработаны установки производительностью от 10 до 600 м/сут, способные обеспечить понижение минерализации воды с 2,8…15 г/л до 0,9…1 г/л.

Для очистки воды применяют фильтры, контактные осветлители.

Обеззараживание (уничтожение болезнетворных микроорганизмов) достигается хлорированием, озонированием и ультрафиолетовым облучением воды.

При хлорировании применяют хлорную известь, жидкий хлор и поваренную соль (из соли получают гипохлорид натрия). Для хлорирования предназначены вакуумные хлораторы ЛК и электролизные хлоритные установки типа ЭН и ЭДР.

Озонирование - современный и универсальный метод обработки, при котором вода одновременно обесцвечивается и обеззараживается, устраняется ее привкус и запах. Озон- нестойкий газ, поэтому наиболее экономично получать его на месте обработки воды. Озонируют воду на крупных очистительных станциях.

Для ультрафиолетового облучения воды применяют установки с аргоно - ртутными лампами типа БУВ. Эти установки выпускаются закрытого типа с погруженными в воду источниками облучения и открытого типа. Погружаемые в воду лампы размещают в кварцевых чехлах. Установки можно подключать в любом месте сети водоснабжения.

Применяют и комплексные установки, обеспечивающие полную обработку воды (осветление, обесцвечивание, удаление запахов и привкусов, опреснение, обеззараживание), например, универсальную установку, состоящую из электрического коагулятора, антрацитового, ионитового и угольного фильтров, бактерицидного аппарата.

Водонапорные сооружения и резервуары.

В системе водоснабжения применяются напорно-регулирующие сооружения, предназначенные для создания необходимого напора в разводящей магистрали, регулировки подачи воды в сеть и создания запаса воды на время отклонения насосной станции.

На практике применяют два типа напорно - регулирующих сооружений: водонапорную башню и пневматический котел ( безбашенное сооружение). В первом случае наружный напор создается за счет поднятия водонапорного бака на необходимую высоту; во втором - за счет давления сжатого воздуха, заполняющего пространство выше уровня воды в герметически закрытом котле.

Сборно-блочные башни (рис.83) конструкции инженера А..А. Рожновского получили на фермах наибольшее распространение. Башни монтируют на месте из отдельных металлических блоков, изготовленных на заводах.

Нижняя часть башни, утепленная земляной обсыпкой, целиком заполняется водой. Этот запас воды удваивает резервную вместимость башни.

Неутепленную башню применяют там, где температура воды подземных источников не ниже 4 С и обмен воды в башне происходит не реже одного раза в сутки.

При интенсивной циркуляции вода в башне не замерзает даже при значительном снижении температуры.

Для автоматизации управления к водонапорным башням выпускают аппаратуру, которая поддерживает постоянный запас воды и повышает надежность работы оборудования насосных станций. Сборно-блочная конструкция башни позволяет намного сократить сроки монтажа сооружения и снизить стоимость строительства.

Безбашенные напорно - регулирующие сооружения предназначены для автоматизации водоснабжения животноводческих ферм и других объектов.

На фермах широко распространены безбашенные автоматические водоподъемные установки типа ВУ, например, установка ВУ5-30. Вихревым насосом 7 (рис.84) вода подается в воздушно-водяной бак 6, из которого через водоразборную магистраль поступает к потребителям. Излишки воды накапливаются в баке, сжимая в нем воздух. Как только давление в баке достигнет расчетного реле давления 2 ( в нормальном положении контакты реле давления постоянно замкнуты) разомкнет электрическую цепь магнитного пускателя, электродвигатель насоса остановится и вода потребителям будет подаваться под действием сжатого в баке воздуха. При уменьшении давления до определенного значения контакты реле замкнутся и в работу включится насос, который снова начнет подавать воду в бак.