ЖИВОТНОВОДЧЕСКОЕ ПОМЕЩЕНИЕ КРУГЛОЙ ФОРМЫ

Область техники
Предлагаемое техническое решение относится к области животноводства, в частности, к содержанию продуктивных дойных коров.
Предшествующий уровень техники
Стойловое содержание в животноводстве, в частности содержание продуктивных дойных коров, может осуществляться в помещениях различного типа. Классическим примером служат прямоугольные коровники большой вместимости. В таких помещениях имеется как минимум один продольный проход, по сторонам которого располагаются стойла для дойных коров. По такому продольному проходу обеспечивается доставка корма коровам и подход к ним персонала. Другие продольные проходы (коридоры) служат для уборки экскрементов дойных коров (навоза и навозной жижи), а также для передвижения содержащихся в стойлах животных к доильному залу.
Такая планировка невыгодна по соображениям логистики - необходимость транспортировка и передвижение коров в доильный зал отнимает много времени и требует участия большего числа персонала, принимая во внимание длину трассы. В связи с этим дойные коровы проводят больше времени вне своего стойла (двигаясь в доильный зал и обратно), чем это считается оптимальным. Это отрицательно влияет на продуктивность молока, причем как с точки зрения качества, так и с точки зрения количества.
Указанные недостатки в значительной степени устраняются при использовании животноводческих помещений круглой или преимущественно круглой формы. Схема такого помещения известна из заявки под номером WO 0219807. В ней изображено круглое животноводческое помещение, которое имеет круглую горизонтальную проекцию и крышу в форме конуса. В верхней части крыши проделано отверстие, в котором оборудована вентиляционная надстройка. Внутри животноводческого помещения имеется система концентрично расположенных кольцевых пространств для стойлового содержания, сбора и передвижения сельскохозяйственных животных, причем посередине животноводческого помещения расположен доильный зал. В указанной заявке рассматривается система индивидуального кормления и не затрагиваются другие важные аспекты стойлового содержания, а также не определяется точная форма здания коровника. Отсутствует обеспечение оптимизации параметров естественной вентиляции с предотвращением сквозняка, не рассматриваются возможности сокращения до минимума расстояния, которое вынуждены проходить животные, не рассматривается система автоматического направления животных, а также отсутствует концепция (и возможность) полной автоматизации работы производственного участка.
Описанные недостатки устраняются предлагаемым техническим решением.
Раскрытие сущности полезной модели
Сущность технического решения заключается в использовании помещения круглой формы для содержания сельскохозяйственных животных. Диаметр помещения равен D или возможно используется горизонтальная проекция помещения в форме n-угольника, вписанного в окружность диаметром D. Стена может быть дополнена рулонным прозрачным экраном для защиты от сквозняков. В случае необходимости ее можно поднять, открыв при этом боковую стену. Постройка имеет крышу в форме конуса или пирамиды с n-угольным основанием. Сверху в крыше имеется отверстие с установленной в нем вентиляционной надстройкой. На вентиляционной настройке может быть установлен прозрачный кровельный материал. Внутри помещения находится система расположенных концентрично кольцевых пространств, предназначенных для стойлового содержания, сбора и перемещения сельскохозяйственных животных, при этом в центре коровника расположен доильный зал. Отношение высоты H гипотетической вершины крыши, если не запланировано использование вентиляционной настройки, к диаметру животноводческого помещения D, находится в диапазоне i=0,14-0,24. Вместе с этим наклон крыши находится в диапазоне α=15°-25° от горизонтального уровня.
В более выгодном варианте осуществления животноводческое помещение круглой формы может быть дополнено системой автоматического передвижения животных. В составе системы имеется множество подвижных ворот с пневматическим управлением в ограждении стойл для животных. Кроме того, она содержит также множество подвижных цепных подгонщиков между стойлами животных и помещением для сбора животных и/или в помещениях ожидания перед доильным залом и/или в помещении для сбора животных. Вся система ворот и подгонщиков управляется при помощи автономной системы управления. В составе такого контролируемого передвижения животных обеспечивается автоматическая селекция и фиксация индивидуальных особей.
В еще одном выгодном варианте осуществления животноводческое помещение круглой формы может быть оборудовано системой автоматического кормления животных. Такая система может применяться для соблюдения кормового рациона, промежутков времени между кормлениями и для сокращения до минимума отходов неиспользованного корма, т.е. излишков корма.
В еще одном выгодном варианте осуществления животноводческое помещение круглой формы может быть оборудовано автоматизированным доильным залом и/или системой автоматического сбора данных. Собираемые данные - это параметры на входе для автоматического управления работой участка (в частности, значения температуры внутри с снаружи помещения, влажность воздуха, температура и количество поильной воды, активность движения животных, надой, удойность, электропроводность молока, кормовой рацион - состав, объем и т.д.).
Кроме того, животноводческое помещение круглой формы может быть оборудовано автоматической системой управления работой участка с возможностью прогностического моделирования результатов. Такими результатами могут быть данные, касающиеся молока (например, его количество и качество, а также вес животных, состояние здоровья дойных коров, их кондиция, успешность осеменения и пр.) в реальном времени.
Описанное техническое решение можно использовать для содержания продуктивных дойных коров в животноводческих помещениях большого размера. Выгодные осуществления, в частности, можно использовать на автоматизированных производственных участках, в особенности с использованием автоматизированных технологических систем для кормления, доения и передвижения животных, а также автоматической системы управления стадом с прогнозированием результатов на выходе. Выбранная форма постройки дает возможность получить очень хорошие параметры вентиляции, направления потока воздуха и воздухообмена в объекте. Кроме того, вместимость животноводческого помещения может быть увеличена посредством присоединения нескольких «рукавов» в форме звездочки. В таком случае каждый из таких рукавов будет включать в себя стойла дойных коров такого же характера и расположения, как в главном помещении. Это значит, что между стойлами для животных находится кормовой стол, поблизости от мест для лежания животных проходят подогреваемые поильные желоба.
В конкретном осуществлении речь идет о животноводческом помещении круглой горизонтальной проекции, предназначенном для продуктивных дойных коров и рассчитанном на большое поголовье сельскохозяйственных животных. В центре помещения находится доильный зал круглой формы, вокруг которого располагается сборное помещение для ожидания в кольцевом пространстве. Стойла для дойных коров расположены в нескольких следующих кольцевых пространствах от центра помещения к его периферии. В одном вставном кольцевом пространстве находится также кормовой стол, на который помещают смесь компонентов рациона. Поение водой обеспечивается посредством подогреваемых поильных желобов, расположенных поблизости от мест для лежания скота. Такая планировка делает оптимальным передвижение животных в животноводческом помещении и сокращает до минимума расстояние, которое необходимо преодолеть дойной корове - для кормления и доения.
В животноводческом помещении можно использовать бесподстилочное содержание, лучше всего с полностью щелевыми полами в навозных проходах, местах кормления и зарешеченным исполнением в помещении для ожидания. В качестве альтернативы для уборки навозной жижи можно использовать и другие технологии: лопаты для навозной жижи, мобильные средства для уборки навоза и т.д.
Навозную жижу можно собирать посредством расположенных под решетками каналов и наклонных желобов в промежуточные навозоприемники, расположенные вне животноводческого помещения, откуда она будет впоследствии перекачиваться посредством насосов в емкости большого объема, предназначенные для хранения.
В качестве технологического оборудования животноводческого помещения круглой формы используется также следующее:
- стандартное металлическое ограждение для ограничения мест стойлового содержания, с возможностью использования переставного ограждения, что позволит изменять размер лежачих боксов.
- поильные желоба из нержавеющей стали с подогревом для распределения поильной воды с защитой от замерзания, предназначенные для поения животных. Для предварительного подогрева в зимний сезон частично используется и отработанное тепло от надоенного молока - проточные установки предварительного охлаждения молока в доильном помещении соединены с распределением воды для поения.
- автоматическая кормовая линия, соединенная с участком смешивания, расположенным снаружи (вне объекта коровника), для смешивания и постепенной подачи на кормовой стол. Автоматический кормораздатчик кормовой линии несколько раз в день развозит смесь кормового рациона по соответствующим секциям дойных коров, а во время следования по трассе (одновременно) дополняет корм. Кормление обеспечивается смесью компонентов рациона с индивидуальной рецептурой для той или иной секции.
- доильный зал круглой формы большой пропускной способности с 40 до 60 мест доения снабжен современной системой управления, которая обеспечивает ежедневную идентификацию, измерения и учет параметров удоя по каждому животному, параметров состояния здоровья и кондиции животного, активности движения в ходе дня и признаки течки у каждой дойной коровы. Сбор таких данных полностью автоматизирован и дополнен оценкой.
- проточные устройства предварительного охлаждения и концевые устройства охлаждения молока, через которые молоко поступает в наружные резервуары для хранения вместимостью однодневного объема произведенного молока. Охлаждающие агрегаты расположены вне объекта коровника, поблизости от резервуара для хранения.
- система рекуперации отработанного тепла молока, решенная в два этапа. На первом этапе молоко подается через устройство предварительного охлаждения, в котором его температура падает примерно на 10°C и это тепло нагревает воду для поения для поильных желобов (устройства предварительного охлаждения присоединены к распределению этой воды). На следующем этапе молоко подается через концевые проточные устройства охлаждения, в которых отдает около 20°C тепла. Использованные устройства рекуперации, вмонтированные в систему охлаждения, выполняют при помощи этого отработанного тепла предварительный нагрев горячей технической воды для всей фермы.
- технология отвода навозной жижи из (перекачивающих) навозоприемников обеспечена посредством мощных электрических смесителей и насосов с бесконтактным отслеживанием высоты уровня, которые обеспечивают автоматическое перекачивание в емкости, предназначенные для хранения. Очистка щелевых полов от остатков навозной жижи обеспечивается при помощи программируемых стирающих автоматов, которые подзаряжаются на специально оборудованных для этого местах.
Круглая горизонтальная проекция и конструкция строительного объекта, включая внутреннюю планировку конкретных технологических элементов, обеспечивает более легкую доступность к кормовому столу, поилкам и доильному залу для содержащихся животных, а также очень хорошее вентилирование помещения. Здесь применяется максимальное использование эффекта дымовой трубы без нежелательного сквозняка и освещение всего сооружения (оба фактора особенно важны в зоне содержания животных). Технология, используемая для вентилирования помещения, позволяет одновременно отслеживать (изменять концентрацию/объем) газы, возникшие в помещениях коровника и удаляемые в наружную среду (через вентиляционную надстройку), а также применять меры, направленные на снижение объема газов или их ликвидацию.
Животноводческое помещение рассчитано на возможность использования полностью автоматической кормовой линии для многократной закладки и подкладки корма (общий смешанный кормовой рацион, TMR - total mix ration) в течение дня с возможностью подачи разных смесей компонентов рациона (с разной рецептурой) в отдельные секции (т.е. разным группам животных). Можно также использовать классическую закладку корма при помощи кормораздатчика. Примененная технология по сравнению с классическим способом: 1-2 раза в день закладка смешанного рациона при помощи кормораздатчика обеспечивает значительно более высокий ежедневный прием сухого вещества и преобразование корма в продукцию у содержащихся в стойлах животных.
Кроме того, для максимально эффективного использования предлагаемой системы передвижения животных в целом (менеджмент стада) в животноводческом помещении круглой формы устанавливается круглый доильный зал, который очень хорошо сочетается с концепцией предлагаемого управления работой производственного участка в целом. Концепция животноводческого помещения круглой формы обеспечивает возможность и полностью роботизированного доения (полностью роботизированная доильная установка круглой формы). Этот элемент может быть заменен и другими системами доения, тем не менее, они, вероятно, не будут так эффективны как предлагаемая система с круглой доильной установкой. Характер строительного объекта (величина секций/групп - круглая горизонтальная проекция) позволяет обслуживающему персоналу с удобством передвигаться по животноводческому помещения (т.е. между секциями содержащихся в стойлах животных и доильным залом), имея хороший обзор животных. Он также обеспечивает возможность быстро и своевременно реагировать в случае возникновения проблем и осложнений, связанных с содержанием животных.
Бесподстилочное содержание с оптимально решенной концевым устройством для навозной жижи дает возможность присоединения к биогазовой станции, которая представляется экологически важным дополнением к этому крупному производственному участку. Кроме того, имеется возможность эффективного использования отработанного тепла в рамках всего участка (т.е. нагрев поильной и технической воды для нужд всей фермы).
В соответствии с предварительными расчетами движения животных в течение дня (прежде всего, принимается в расчет движение на доение и обратно; возможно также необходимость движения в секцию селекцию и фиксации и пребывание в них) наблюдалась существенная экономия времени по сравнению с классическим содержанием в стойлах в помещениях классической прямоугольной горизонтальной проекции с аналогичным числом содержащихся животных. В результате такого принципиального сокращения времени необходимого для движения животных (доение, фиксация) в течение дня можно предположить, что на прием корма, воды и отдых будет приходиться больше времени. Эти аспекты должны существенно отразиться на благополучии животных, что впоследствии приведет к повышению их молочной продуктивности, улучшению репродукции, состояния здоровья, а значит и всей экономики их содержания. Все движение из отдельных секций в доильный зал и обратно будет осуществляться при помощи автоматических подгонщиков, расположенных в навозных коридорах, главных коридорах, а также в помещении ожидания и доильном зале. Данная система позволяет бережно подгонять животных и одновременно обеспечивает экономию рабочей силы на ферме. При этом она дает возможность соблюдать время проведения всех ежедневных процедур ухода за стадом, что является ключевым фактором с точки зрения современного менеджмента стада.
В целом концепция рассчитана на максимальную автоматизацию всего производственного участка. Она обеспечивает сбор соответствующих сведений и данных по всем используемым технологическим системам и периферийным устройствам, включая задаваемую информацию о состоянии здоровья, продуктивности, кондиции и репродукции животных. На основании оценки этих данных предполагается автоматическое управление системами, включая возможности прогностического моделирования возможных отклонений параметров на входе (температура, влажность, кормовой рацион и т.д.), а также возможности своевременной реакции для предотвращения нестабильности результатов на выходе.
Животноводческое помещение круглой формы в соответствии с предлагаемым техническим решением обеспечивает следующие преимущества:
- короткое расстояние до места кормления и доения для всего стада, находящегося на стойловом содержании;
- прекрасные воздухотехнические условия благодаря естественной вентиляции;
- полный обзор внутри животноводческого помещения;
- возможность оптимального использования автоматических технологических систем для кормления, доения и передвижения животных.
Благодаря этому обеспечивается высокая продуктивность работы и существенное снижение затрат на молоко, как итоговое сырье, в условиях увеличения благополучия животных (welfare), из состояния здоровья и кондиции. Здесь имеется возможность реагировать и своевременно откорректировать неблагоприятные параметры на входе (кормление, температура среды и т.д.) для того, чтобы поддерживать заданную стабильность параметров на выходе как по количеству, так и по качеству.
Краткое описание чертежей
Пример осуществления предлагаемого решения описывается со ссылкой на чертежи, на которых
Фиг. 1 - это схема животноводческого помещения в боковом разрезе,
Фиг. 2 - это обозначение отношения гипотетической высоты H к диаметру D животноводческого помещения, без вентиляционной надстройки,
Фиг. 3 - это горизонтальная проекция животноводческого помещения.
Осуществление полезной модели
В соответствии с предлагаемым техническим решением было создано животноводческое помещение круглой формы для содержания сельскохозяйственных животных. Животноводческое помещение имеет круглую горизонтальную проекцию, причем диаметр помещения равен D. Значение D в данном случае составляет 120 метров. В помещении имеется крыша 1 в форме конуса. В верхней части крыша 1 имеет отверстие, оборудованное вентиляционной настройкой 2. Внутри животноводческого помещения находится система семи концентрично расположенных кольцевых пространств, предназначенных для стойлового содержания, сбора и перемещения сельскохозяйственных животных, при этом в центре коровника расположен доильный зал.
Отношение высоты H гипотетической вершины 3 крыши 1, если не планировать использование вентиляционной настройки 2, к диаметру животноводческого помещения D, составляет в таком случае i=(0,22). Наклон крыши 1 составляет в таком случае α=20° от горизонтального уровня.
Животноводческое помещение круглой формы в данном случае оборудовано системой автоматического передвижения животных. В составе этой системы имеются подвижные ворота в ограждении стойл животных с пневматическим управлением. Кроме того, в ее составе имеется и множество подвижных цепных подгонщиков на участке между стойлами и помещением для сбора животных и/или в помещениях ожидания перед доильным залом и/или в помещении для сбора животных. Управление системой ворот и подгонщиков происходит при помощи автономной системы управления.
Животноводческое помещение круглой формы кроме того оборудовано системой автоматического кормления животных. Она предназначается для соблюдения рациона кормления, интервалом времени между кормлениями и сокращения до минимума отходов неиспользованного корма. Кроме того оно оборудовано автоматизированным доильным залом, системой автоматического сбора данных и автоматической системой управления работой производственного участка с возможностью прогностического моделирования результатов в реальном времени.
Пример осуществления приводится на фиг. 1-3.
Перечень цифровых обозначений
1 - крыша
2 - вентиляционная надстройка
3 - вершина крыши