МЕХАНИЧЕСКАЯ БЕГОВАЯ ДОРОЖКА ДЛЯ КРУПНОГО РОГАТОГО СКОТА

Полезная модель относится к сельскохозяйственной области, в частности к механической беговой дорожке для крупного рогатого скота, и может быть использована для получения электроэнергии до 1,2-2 мегаватт от содержания 2000-3000 крупного рогатого скота (КРС) в закрытых помещениях за счет их мышечной силы (мускульный привод для генерации электроэнергии).
Из уровня техники известна клетка для содержания животных, включающая пол, выполненный в виде транспортера с возможностью изменения угла его наклона, стенки и средства воздействия на животных. На валике транспортера установлен датчик скорости его вращения, выход которого подключен к первому входу компаратора, выход которого подключен к первому входу коммутатора, второй вход компаратора подключен к выходу устройства задания скорости вращения валика транспортера, первый выход коммутатора подключен к входу электрической машины транспортера с возможностью изменения режима ее работы по сигналу компаратора с режима двигателя на режим генератора. В режиме работы в качестве двигателя вход электрической машины подключен через второй вход коммутатора к выходу устройства задания скорости вращения валика транспортера, а в режиме работы в качестве генератора вход электрической машины подключен через второй выход и третий вход коммутатора к устройству переключения режимов работы электрической машины, выход которой подключен через четвертый вход и третий выход коммутатора к электрической нагрузке (RU 81039, 10.03.2009).
Известна беговая дорожка, генерирующая энергию и содержащая наклонную вверх беговой транспортер, тормоз, удерживающий ремень в фиксированном положении, детекторы распознавания головы животного. Тормоз отпускается, так чтобы животное, преодолевая сопротивление генератора или другие механические или гидравлические нагрузки, продолжало ходить для приведения в движение ленты транспортера и роликов (GB 2458161, 09.09.2009).
Наиболее близким аналогом предложенной полезной модели является беговая дорожка для коров, включающая в себя привод/двигатель, раму, которая поддерживает вращающуюся бесконечную дорожку, например, гусеничную ленту, внешняя поверхность которой выполнена абразивной. Тренажер включает в себя систему выработки электроэнергии, где энергия ходьбы коровы является не только силой вращения ленты, но также и системой генерации электроэнергии, в котором электричество, вырабатываемое при ходьбе коров используется непосредственно для производительности или сохраняется для последующего использования или подают в электрическую сеть для использования в хозяйстве в другое время (US 7654229, 02.02.2010).
Недостатками данных конструкций является их сложность, для генерации электричества необходимо специально загонять КРС в устройство, поскольку данные конструкции не являются стойловым оборудованием, помимо этого отсутствует маховик, при остановке движения КРС генерация электричества прекращается. Также у указанных конструкций малая мощность генерации электроэнергии и нет возможности производить тепловую энергию.
Задача, на решение которой направлена предложенная полезная модель, заключается в создании механической беговой дорожки для крупного рогатого скота, которая исключала бы указанные выше недостатки.
Технический результат, достигаемый при реализации данной полезной модели, заключается в возможности встраивать механические беговые дорожки в стойло и рассматривать их как стойловое оборудование, обеспечении генерации электроэнергии во время кормления КРС без принуждения, обеспечении генерации электричества в более продолжительное время с наименьшими физическими усилиями КРС за счет применения маховика и низкооборотистого генератора. Кроме этого производится тепловая энергия за счет утилизации тепловой энергии пневматических двигателей и решается вопрос отопления помещений, вентиляции без дополнительных энергетических затрат за счет утилизации сжатого воздуха прошедшего через пневматический двигатель, автоматической подачи корма и регулирования рациона, автоматического навозоудаления по принципу канализации. Также уменьшается площадь здания коровника за счет технических решений вентиляции, подачи корма, навозоудоления и увеличивается продуктивность КРС за счет двигательной активности и подачи сбалансированного корма. Помимо этого устраняется энергонезависимость коровника, появляется возможность электрификации и газификации небольших отдаленных населенных пунктов, экономия денежных средств за счет устранения энергетических затрат, увеличение дохода животноводства за счет продажи электричества, газа, удобрений, урожая от тепличного хозяйства в зимнее время и возможность конкурирования цен на продукцию животноводства с западными фермерами.
Указанный технический результат достигается в механической беговой дорожке для крупного рогатого скота, содержащей конвейерную ленту, расположенную на раме и связанную через шкив с маховиком, выполненным с возможностью вращения генератора, от которого питается компрессор.
Конвейерная лента выполнена бесшовной с рифленым рисунком на внешней поверхности, а снизу по краям с зубчатым ремнем, и расположена под углом к горизонтальной плоскости.
Рама выполнена с декой.
Маховик и генератор закреплены на каркасе, на котором установлена рама конвейерной ленты.
Шкив взаимодействует с натяжным роликом с натяжителем, закрепленным на каркасе.
Генератор выполнен на постоянных магнитах мощностью 2 кВт, а шкив вала генератора (ведомый шкив) оснащен обгонной муфтой.
Маховик связан с генератором через приводной вал.
На раме установлен ограничитель передвижения скота, выполненный в виде двух опор, между которыми расположен валик, и двух возвратных пружин.
Под рамой на пластинах установлен поддон.
Компрессор выполнен с возможностью сжатия воздуха и направления его в ресивер для аккумуляции энергии.
Из ресивера сжатый воздух подают на поршневой двигатель для вращения большого генератора.
Дека выполнена многослойной и состоит из основы - влагоустойчивой фанеры толщиной не менее 30 мм, и верхнего скользящего слоя из фторопласта.
Механическая беговая дорожка для крупного рогатого скота целиком является стойловым оборудованием и встроено в стойло для КРС.
Беговая дорожка целиком меняет угол наклона при помощи пневмоцилиндров посредством опорного штифта.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен вид спереди механической беговой дорожке для КРС; на фиг. 2 - вид А по фиг. 1; на фиг. 3 - вид Б по фиг. 1.
Принятые обозначения:
1 - конвейерная лента;
2 - верхний скользящий слой деки;
3 - основа деки;
4 - рама;
5 - каркас;
6 - планка крепления шкива;
7 - маховик;
8 - приводной вал;
9 - втулка;
10 - шкив;
11 - ограничитель;
12 - валик;
13 - пластина крепления поддона;
14 - поддон;
15 - генератор;
16 - возвратные пружины;
17 - натяжитель;
18 - опорный штифт.
Механическая беговая дорожка для КРС состоит из двух разборных элементов, которые обеспечивают удобство технического обслуживания:
- рамы 4 с декой, на которой размещена конвейерная лента 1, выполненная в вилле полотна бесшовного с рифленым рисунком на внешней поверхности, а снизу по краям с зубчатым ремнем, и расположенная под углом к горизонтальной плоскости;
- каркаса 5, на котором установлены маховик 7 и генератор 15.
Под рамой 4 на пластинах 13 закреплен поддон 14, который является ловушкой отходов жизнедеятельности и защитой оборудования от продуктов жизнедеятельности КРС.
Конвейерная лента 1 связанна через шкив 10 с маховиком 7, обеспечивающим стабильные обороты генератора 15 и весом не более 75 кг.
Шкив 10 взаимодействует с натяжным роликом с натяжителем 17, закрепленным на каркасе 5.
Маховик 7 расположен на одном приводном валу 8 с генератором 15, который является тихоходным на постоянных магнитах 2 кВт, 200 об/мин.
В передней части беговой дорожки имеется кормушка, так же имеется ограничитель 11, отталкивающий КРС от кормушки.
Ограничитель 11 состоит из двух опор, валика 13 и двух возвратных пружин 16, которые одним своим концом закреплены на реме 4 и возвращают опоры ограничителя 11 в исходное (вертикальное) положение.
Дека выполнена многослойной и состоит из основы 3 (влагоустойчивая фанера толщиной не менее 30 мм.) и верхнего скользящего слоя 2 из фторопласта.
Шкив 10 оснащен обгонной муфтой для предотвращения остановки вращения маховика 7 генератора 15 во время кратковременных пауз шагательных действий КРС и стабилизации колебаний передаваемых оборотов.
От генератора 15 питается компрессор (производительность 240 л/мин). Компрессор сжимает воздух и качает в его ресивер для аккумуляции энергии. Накопленный воздух спускается через поршневой двигатель для того чтобы крутить большой генератор. Количество сжатого воздуха зависит от количества КРС.
Механическая беговая дорожка для КРС является составной частью стойлового оборудования высокотехнологичного коровника. Используется для мускульного привода тихоходного генератора на постоянных магнитах. Преобразует кинетическую энергию движения КРС в электрическую энергию. Механическая беговая дорожка для КРС управляется программным обеспечением и используется во время кормления КРС. Чтобы дотянуться до кормушки КРС, например, корова движется вперед и упирается грудью в ограничитель. Возвратная сила пружин ограничителя отталкивает корову от кормушки. Конвейерная лента беговой дорожки скользит по наклонной плоскости от отталкивания ног коровы. Чтобы оставаться на одном месте корова вынуждена двигаться вперед по конвейерной ленте беговой дорожки уперевшись грудью в ограничитель. Движение конвейерной ленты раскручивает опорный ролик с ведущим шкивом. При помощи зубчатой ременной передачи крутящий момент от ведущего шкива передается на ведомый шкив с обгонной муфтой. Ведомый шкив с обгонной муфтой раскручивает вал с маховиком для накопления передаваемой энергии и стабилизации оборотов. Вращение маховика приводит в действие генератор на постоянных магнитах. Произведенная электроэнергия накапливается в аккумуляторах и через инверторный преобразователь питает электродвигатель пневматического компрессора мощностью 1,5 кВт. Производительность компрессора не менее 160 л/мин. Воздух из компрессора поступает в ресивер (аккумуляторы сжатого воздуха). Накопленный сжатый воздух используется для различных технологических операций и генерации электроэнергии. Электроэнергия вырабатывается генератором, приводимым в движение пневматическим поршневым двигателем.