НАСТИЛ ДЛЯ ПОЛА ЖИВОТНОВОДЧЕСКОГО ПОМЕЩЕНИЯ, ПОЛ И ЖИВОТНОВОДЧЕСКОЕ ПОМЕЩЕНИЕ
FLOORING FOR FLOOR OF CATTLE-BREEDING PREMISES, FLOOR AND CATTLE-BREEDING PREMISES

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Данное изобретение относится к полам, предназначенным для животноводческих сооружений. Один тип указанных полов содержит предпочтительно бесконечный настил, который приводится в движение периодическим образом в направлении, например, удаления навоза с пола и подачи подстилки и/или корма для животных на пол.
ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Предпосылки изобретения видны, среди прочего, в заявке на патент Швеции №9604750-1, по которой выдан патент №508770 и которая аналогична патенту США №6,237,536. В данной публикации показано стойло для животного, содержащее пол в виде бесконечного ленточного конвейера, который выполнен с возможностью перемещения периодическим образом в продольном направлении стойла, управляющее устройство и приводное устройство для указанного управляющего устройства.
Такие полы имеют тенденцию становиться скользкими, и поэтому животные, ставя ногу на пол, могут поскользнуться и пораниться. Соответственно, такие полы должны препятствовать скольжению. Кроме того, такие полы должны обладать высоким пределом прочности на растяжение и сопротивлением износу.
В частности, при разведении свиней необходимо использовать износостойкий пол, однако, как следует из опыта, эти полы не могут быть изготовлены в виде водонепроницаемого настила, так как опыты с такими настилами показали, что настил разрывается на куски. Соответственно, ранее такие настилы изготавливались из жестких элементов пола, которые соединялись вместе соединением, обеспечивающим возможность их изгибания вокруг приводного ролика, при этом возникала проблема нарушения непроницаемости. Кроме того, такие конструкции являются сложными с точки зрения производства, монтажа/демонтажа и обслуживания.
Были испытаны другие прочные гибкие материалы, но они оказались слишком скользкими для того, чтобы составить удовлетворительную альтернативу. Даже если эти прочные материалы были снабжены шероховатой поверхностью для устранения скольжения, проблемы скольжения оставались.
ЦЕЛЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Целью данного изобретения является создание пола для животноводческих сооружений, который решает существовавшие ранее проблемы, в частности проблемы сопротивления износу и проблемы скольжения в отношении полов для свиноводства.
Целью является создание настила для пола, который является более износостойким, чем известные ранее полы, но одновременно с этим в некоторых частях или вдоль линий может обладать определенной гибкостью.
Целью также является создание такого пола для животноводческих сооружений, который снабжен средствами уменьшения скольжения.
Кроме того, целью является создание такого пола, который, в дополнение, является непроницаемым для предотвращения проникновения жидкостей через пол.
В дополнение, целью является создание животноводческого сооружения, содержащего такой пол.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
С помощью данного изобретения, как это видно из независимых пунктов формулы изобретения, обеспечивается достижение вышеуказанных целей и устранение указанных недостатков. Подходящие варианты выполнения изобретения изложены в зависимых пунктах формулы изобретения.
0
0
m
Изобретение относится к настилу для пола животноводческого сооружения, выполненного с заданным продольным направлением, причем настил содержит влагонепроницаемый опорный слой, на которой нанесен изнашиваемый слой. Опорный слой может быть подвержен периодическому изгибанию, то есть настил из плоского состояния переводится в согнутое с дальнейшим возвращением к плоскому состоянию и так далее. Изгибание настила происходит по существу с обеспечением его присоединения к цилиндрическому предмету, имеющему диаметр ∅=2R. Кроме того, настил содержит изнашиваемый слой, который расположен с противоположной стороны от опорного слоя и содержит средства уменьшения скольжения. Указанное изгибание настила главным образом происходит по прямым и параллельным линиям или полосам в настиле или на нем, и на этих линиях или полосах изгиб составляет 1/r, где R≥r. Согласно изобретению поверхность пола может быть снабжена средствами уменьшения скольжения различного типа, одним из которых являются выступы, расположенные на поверхности настила с образованием оптимального рисунка, который указывает на расположение линий изгиба, канавок изгиба или полос изгиба, способствующих изгибанию, в отличие от областей сбоку от этих линий или полос, где изгиб практически отсутствует. Средства уменьшения скольжения другого типа содержат крупнозернистую структуру в качестве ограниченного слоя на верхней поверхности изнашиваемого слоя и/или опорного слоя, или в качестве крупнозернистой структуры, проходящей через весь материал изнашиваемого слоя и/или опорного слоя. Благодаря таким линиям изгиба, канавкам изгиба или полосам изгиба настил может быть изготовлен с использованием жесткого и износостойкого материала в качестве изнашиваемого слоя, но при этом быть гибким в определенных областях опорного слоя. В этой связи прочный материал может быть выполнен с указанными средствами уменьшения скольжения, имеющими выбранные формы и расположенными с образованием рисунков, обеспечивающих максимальное снижение скольжения. Согласно изобретению изгиб настила также может изменяться от максимального на указанных линиях изгиба, канавках изгиба, или полосах изгиба до минимального посередине между ними. Минимальное значение изгиба соответствует радиусу настила R=∞, который обозначает прямые части между линиями изгиба, канавками изгиба или полосами изгиба.
3
В качестве опорного слоя экспериментам был подвергнут полиэтилен повышенной плотности, имеющий толщину 1,73 мм и плотность 0,957 г/см. Данный материал оказался подходящим для пола согласно изобретению, который был испытан для свиней.
В качестве изнашиваемого слоя в этих экспериментах использовалась пластичная смесь, называемая термопластичным полиолефином (ТПО) и представляющая собой нагретую пластическую массу, которая обладает свойствами, присущими резине. ТПО является формой смеси ТПЭ, что означает «термопластичные эластомеры». ТПО отличается тем, что его основой являются нефтепродукты, и его часто называют полимерным сплавом. ТПО в целом является более твердым, чем термопластичные эластомеры (ТПЭ). В ТПО могут быть смешаны различные пластмассы, такие как полиэтилен (ПЭ) и полипропилен (ПП). В указанных экспериментах были примешаны как первичный, так и переработанный ПП. Толщина изнашиваемого слоя составляла 0,28 мм.
Предпочтительно, на настиле создают структуру путем прокатывания в соответствии с одним из следующих двух способов:
а) соэкструдированные ПЭ противоскользящие слои с одинаковой фрагментацией отдельных слоев. Этот способ обеспечивает получение противоскользящий структуры только на верхней поверхности. ПЭ слой имеет верхний слой, который подвергают соэкструзии и в связи с этим подают через профиль, где слои спрессовываются вместе. Составы материалов соответствуют указанным выше.
б) моноэкструдированный ПЭ-ТПЭ слой, имеющий противоскользящие свойства по всей толщине. Слои создают путем нагревания пластической смеси и последующего прессования с помощью литейной формы.
Таким образом, настил может быть изготовлен либо с изнашиваемым слоем, содержащим противоскользящий материал, либо полностью из противоскользящего материала. Общая толщина настила составляет от 2,5 до 10 мм, предпочтительно от 2,5 до 3,5 мм.
Текстуры на настиле в виде рисунка на изнашиваемом слое предпочтительно создают прокатыванием материала при нагреве.
В одном варианте выполнения указанные линии, канавки или полосы ориентированы перпендикулярно продольному направлению пола.
m
0
В одном варианте выполнения R>r. Это, среди прочего, означает, что части между линиями изгиба, канавками изгиба или полосами изгиба могут быть совершенно плоскими, тогда как на линиях изгиба, в канавках изгиба или на полосах изгиба изгиб имеет большую величину для компенсирования плоских частей таким образом, чтобы общий изгиб вдоль кожуха полностью цилиндрического предмета составлял l/R.
В одном варианте выполнения изобретения указанные линии выполнены в виде канавок в полу. Так как линии являются прямыми по всему настилу, они облегчают чистку настила, например, с использованием вращающейся щетки или промывочного сопла для воды.
В одном варианте выполнения изобретения изнашиваемый слой снабжен вторыми средствами уменьшения скольжения, между которыми могут быть расположены указанные линии, канавки или полосы. Такие вторые средства уменьшения скольжения могут быть образованы возвышениями, выполненными в/на верхней поверхности изнашиваемого слоя. Указанные вторые средства предпочтительно комбинируются с первыми средствами уменьшения скольжения в виде указанной крупнозернистой структуры поверхности изнашиваемого слоя.
В одном варианте выполнения изобретения указанные линии представляют собой выемки в материале средств уменьшения скольжения, имеющихся на настиле. Этот вариант выполнения означает, что на верхней поверхности изнашиваемого слоя или опорного слоя могут быть созданы повторяющиеся рисунки средств уменьшения скольжения, предпочтительно прокатыванием.
В одном варианте выполнения изобретения средства уменьшения скольжения образованы возвышениями на изнашиваемом слое настила.
В одном варианте выполнения изобретения средства уменьшения скольжения имеют форму, соответствующую повторяющемуся рисунку.
В одном варианте выполнения изобретения повторяющийся рисунок образован продолговатыми возвышениями, которые попеременно ориентированы под углом 45° относительно продольного направления настила. Это означает, что скольжение конечностей животного может быть ограничено до меньшей поверхности пола, которая расположена между возвышениями.
В одном варианте выполнения изобретения изнашиваемый слой настила содержит структуру, уменьшающую скольжение. Эта структура представляет собой поверхностную структуру, которая расположена между указанными возвышениями для дополнительного ограничения скольжения конечностей по поверхности.
В одном варианте выполнения изобретения настил выполнен бесконечным и снабжен приводным средством для приведения настила в движение непрерывным или периодическим образом в его продольном направлении. Настил выполнен бесконечным и проходит вокруг цилиндрического приводного ролика, приводимого во вращение приводным средством для приведения настила в движение непрерывным или периодическим образом в его продольном направлении. В этом варианте выполнения настил используется на полу для животноводческих сооружений.
Изобретение также относится к животноводческому сооружению, которое содержит пол в соответствии с любым из указанных вариантов выполнения.
В одном варианте выполнения изобретения животноводческое сооружение содержит цилиндрический предмет в виде приводного ролика, на который опирается нижний слой настила и который выполнен с возможностью вращения непрерывным или периодическим образом с помощью приводного средства для перемещения пола в его продольном направлении.
В одном варианте выполнения изобретения приводной ролик ориентирован перпендикулярно продольному направлению пола.
В одном варианте выполнения изобретения приводной ролик имеет наружный фрикционный слой, который увеличивает трение между приводным роликом и настилом.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Ниже приведено более подробное описание изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи. Фигуры, приведенные на чертежах, изображают только пояснительные схемы, предназначенные для облегчения понимания изобретения.
Фиг. 1 изображает пол, снабженный приводом, для животноводческих сооружений согласно изобретению.
Фиг. 2 изображает увеличенный фрагмент фиг. 1 согласно первому варианту выполнения изобретения.
Фиг. 3 изображает увеличенный фрагмент фиг. 1 согласно второму варианту выполнения изобретения.
Фиг. 4 изображает увеличенный фрагмент фиг. 1 согласно третьему варианту выполнения изобретения.
Фиг. 5 изображает часть настила согласно варианту выполнения, показанному на фиг. 2.
Фиг. 6 изображает часть настила согласно варианту выполнения, показанному на фиг. 3.
Фиг. 7 изображает часть настила согласно варианту выполнения, показанному на фиг. 4.
Фиг. 8 изображает альтернативный вариант выполнения настила согласно изобретению.
Фиг. 9 изображает альтернативный вариант выполнения настила согласно изобретению.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
На фиг. 1 изображен пол 11 для животноводческого сооружения. Пол содержит бесконечный настил 12, который приводится в движение непрерывным или периодическим образом в направлении удаления навоза животного и, возможно, также подачи подстилки на пол. К полу могут быть присоединены различные скребковые средства или щеточные средства для очистки настила, однако эти средства не показаны на чертежах. Также может использоваться очистка водой или воздухом. Кроме того, имеется опорное средство 10, которое поддерживает настил 12 для исключения прогиба под тяжестью одного или нескольких животных вдоль направления прохождения настила. На одном конце пола 11 внутри настила расположен приводной ролик 13, который приводит настил в движение вследствие трения с указанным роликом. Приводной ролик установлен с возможностью вращения на центральном валу 14. Приводной ролик приводится во вращение приводным средством 15, которое может представлять собой электрический двигатель, присоединенный к приводному ролику 13 подходящим способом. Также возможны другие способы приведения ролика во вращение.
На чертеже обозначена область, которая показана для различных вариантов выполнения и описана применительно к прилагаемым чертежам.
m
m
На фиг. 2 изображен первый вариант выполнения пола 11 в виде горизонтальной части бесконечного настила 12, который примыкает к приводному ролику 13, снабженному наружным фрикционным слоем 21 для исключения скольжения между настилом и приводным роликом. Настил 12 образован из по меньшей мере одного опорного слоя 121 и одного изнашиваемого слоя 122. Эти слои могут быть объединены друг с другом и быть выполнены из одного и того же материала или могут быть совместно отлиты из одного или более слоев различных материалов, имеющих разные свойства, причем свойства опорного слоя 121 заключаются в высоком пределе прочности на растяжение и пониженной эластичности, тогда как свойства изнашиваемого слоя 122 заключаются в повышенной эластичности и структуре, уменьшающей скольжение, по меньшей мере в его поверхностном слое. Однако общим для всех вариантов выполнения является то, что настил содержит внутренний слой с высоким пределом прочности на растяжение, соответствующий опорному слою 121, и наружный износостойкий слой, соответствующий изнашиваемому слою 122. В варианте выполнения, показанном на чертеже, в изнашиваемом слое 122 выполнены по существу прямые пазы 123 или области, которые ориентированы параллельно центральному валу приводного ролика 13 и проходят поперек всего настила 12. Эти пазы или области имеют меньшую жесткость при изгибе, чем остальная часть настила, и, таким образом, в них имеет место радиус изгиба г меньший, чем радиус изгиба R остальной части настила 12, то есть r<R.
0
m
На фиг. 3 изображен второй вариант выполнения пола 11, содержащего настил 12 согласно изобретению. В данном варианте выполнения настил образован из опорного слоя 321 и изнашиваемого слоя 331, имеющего возвышения 32n, каждое из которых имеет продольную протяженность и ориентацию поперек настила в соответствии с определенным рисунком. Однако рисунок образован линиями или полосами 34, которые являются по существу прямыми, ориентированы параллельно центральному валу ролика 13 и проходят поперек всего настила 12. Как показано на чертеже, радиус предмета/приводного ролика удовлетворяет условию R≤R.
m
m
m
Соответственно, как показано выше в первом варианте выполнения, эти линии или полосы 34 имеют меньшую жесткость при изгибе, чем остальная часть настила, и, таким образом, в указанных пазах или областях имеет место радиус изгиба r меньший, чем радиус изгиба R остальной части настила 12, то есть r<R. Для ясности изгибы на чертеже увеличены, а больший радиус изгиба, R, показан таким длинным, что настил является почти плоским между линиями или полосами 34.
n
m
m
На фиг. 4 изображен третий вариант выполнения пола 11, содержащего настил 12 согласно изобретению. Настил в данном варианте выполнения образован из опорного слоя 421 и изнашиваемого слоя 431, имеющего возвышения 42, каждое из которых состоит из круглых головок, рисунки расположения которых поперек поверхности настила слегка перекрываются вдоль параллельных линий 43. Это перекрытие показано на чертеже пересекающимися линиями между возвышениями. Параллельные линии 43 являются по существу прямыми, ориентированы параллельно центральному валу приводного ролика 13 и проходят поперек всего настила 12. Кроме того, в данном варианте выполнения эти линии 43 имеют меньшую жесткость при изгибе, чем остальная часть настила, и, таким образом, на линиях 43 имеет место радиус изгиба r меньший, чем радиус изгиба R остальной части настила 12, то есть r<R.
На фиг. 5 изображен настил 12, соответствующий фиг. 2, с пазами 123, в которых настил изгибается сильнее при его прохождении по приводному ролику. Посередине между этими пазами изгиб является наименьшим и показан на чертеже штрих-пунктирными линиями 501. Изнашиваемый слой 122 содержит первые средства 502 уменьшения скольжения, проходящие по большей части поверхности указанного слоя и выполненные в виде крупнозернистой структуры, имеющейся в поверхности. Эти первые средства 502 имеют большую твердость, чем остальная часть изнашиваемого слоя, и могут состоять из карбидов, добавленных в изнашиваемый слой для уменьшения скольжения даже в изношенном слое. Как вариант, указанные первые средства уменьшения скольжения могут быть выполнены в виде рельефной структуры в поверхности изнашиваемого слоя.
n
На фиг. 6 изображен настил 12, соответствующий фиг. 3, с линиями 34, по которым настил изгибается сильнее при его прохождении по приводному ролику. Посередине между этими линиями изгиб является наименьшим и показан на чертеже штрих-пунктирными линиями 601. Опорный слой настила на большей части его поверхности выполнен с первыми средствами 602 уменьшения скольжения, которые соответствуют средствам уменьшения скольжения в варианте выполнения, показанном на фиг. 5. Изнашиваемый слой настила содержит вторые средства уменьшения скольжения, имеющие возвышения 32, каждое из которых имеет продольную протяженность и ориентацию поперек настила в соответствии с определенным рисунком, который в изображенном варианте выполнения образует угол α с направлением перемещения настила, показанном на чертеже стрелкой, причем указанный угол равен 45°. Эти возвышения на настиле действуют также в качестве вторых средств 603 уменьшения скольжения. Как видно на чертеже, узор выполнен с чередующимися углами наклона возвышений, составляющими ±45°, для достижения повышенного уменьшения скольжения на изнашиваемом слое. Кроме того, как показано в данном варианте выполнения, доступная площадь опорного слоя для конечностей животных больше, чем доступная площадь изнашиваемого слоя, и поэтому первые средства уменьшения скольжения расположены на опорном слое.
На фиг. 7 изображен настил 12, соответствующий фиг. 4, с линиями 43, по которым настил изгибается сильнее при его прохождении по приводному ролику. Также видны полосы 73, на которых изгиб значительно больше, чем посередине между этими полосами и линиями. Посередине между полосами/линиями изгиб является наименьшим и показан на чертеже штрих-пунктирными линиями 701. Изнашиваемый слой настила на большей части его поверхности выполнен с первыми средствами 702 уменьшения скольжения, которые соответствуют средствам уменьшения скольжения в варианте выполнения, показанном на фиг. 5, и расположены на поверхности изнашиваемого слоя. В данном варианте выполнения изнашиваемый слой содержит кругло-цилиндрические возвышения, верхняя поверхность которых искривлена в соответствии с фиг. 4, однако, как вариант, эта искривленная поверхность может быть совершенно плоской, но при этом содержать указанные средства 702. Как показано в данном варианте выполнения, доступная площадь изнашиваемого слоя больше, чем доступная площадь опорного слоя, и поэтому средства уменьшения скольжения расположены на изнашиваемом слое.
n
На фиг. 8 изображена альтернативная конфигурация настила 12 согласно изобретению, который выполнен со вторыми средствами уменьшения скольжения в виде прямоугольных возвышений 82, расположенных в соответствии с рисунком, при этом образованы поперечные полосы 83, на которых изгиб больше, чем сбоку от этих полос, например, вдоль линии 84. Кроме того, возвышения ориентированы параллельно направлению перемещения настила, соответствующему стрелке. Как показано в данном варианте выполнения, доступная площадь изнашиваемого слоя незначительно больше, чем доступная площадь опорного слоя, и поэтому как на опорном слое, так и на изнашиваемом слое расположены первые средства 802 уменьшения скольжения. Прямоугольные возвышения действуют также в качестве вторых средств 803 уменьшения скольжения.
n
На фиг. 9 изображена дополнительная альтернативная конфигурация настила 12 согласно изобретению. Настил выполнен с квадратными возвышениями 92, расположенными в соответствии с рисунком, при этом образованы поперечные линии 91 или поперечные полосы 93, на которых изгиб больше, чем сбоку от этих полос, например, вдоль линии 94. Возвышения ориентированы под углом 45° относительно направления перемещения настила, соответствующего стрелке. В этом варианте выполнения, как и в вышеописанном, изнашиваемый слой и опорный слой выполнены с первыми средствами 902 уменьшения скольжения. Квадратные возвышения действуют также в качестве вторых средств 903 уменьшения скольжения.
В рамках объема изобретения структура настила может быть образована большим количеством слоев, чем показано на чертежах, например, фрикционный слой может быть объединен с упрочняющим слоем для образования опорного слоя, который, вместе с абразивным слоем, объединен с одним или более противоскользящими слоями с образованием изнашиваемого слоя. Такие слои могут быть подвергнуты совместной вулканизации с получением гомогенного настила.
Соответственно, общим для всех вариантов выполнения является то, что влагонепроницаемый настил испытывает больший изгиб по линиям, канавкам или полосам, чем сбоку от этих линий, канавок или полос.
Кроме того, общим для всех вариантов выполнения является то, что настил снабжен средствами уменьшения скольжения одного или более типов, расположенными друг на друге и/или сбоку друг от друга.
Общим для всех вариантов выполнения также является то, что настил предназначен для использования в полу, выполненном с возможностью периодического перемещения и предназначенном для животноводческих сооружений, поскольку материал настила имеет свойства, обеспечивающие сопротивление истиранию и износу, которые присутствуют в этих средах.