Система комбинированного охлаждения молока на фермах круглогодичного действия

Список литературы

1. ГОСТ 12.0.003-74. Опасные и вредные производственные факторы. Классификация.

2. Безопасность жизнедеятельности: Безопасность труда: Учебное пособие / М.А. Пережогин, Ю.Г. Горшков, С.В. Чернышев и др.; Под общ. ред. М.А. Пережогина. — Челябинск, 1996. — 340 с.

3. ГОСТ 12.1.005-88 (1999, 2000) ССБТ. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны.

4. ГН 2.2.686-98. Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны. Гигиенические нормативы. — М.: Минздрав России, 1998.

5. Кирпичникова, И.М. Энергосберегающие системы электроочистки воздуха в сельскохозяйственных помещениях с повышенными требованиями к чистоте воздуха : автореф. дис. ... д-ра техн. наук / Ирина Михайловна Кирпичникова. — Челябинск, 2001. — 28 с.

6. Юсупов, Р.Х. Моделирование производственного травматизма / Р.Х. Юсупов, Ю.Г. Горшков, А.В. Зайни-шев // Механизация и электрификация сельского хозяйства. — 2005. — № 2. — С. 18-22.

7. Юсупов, Р.Х. Информационный подход к анализу производственного травматизма в АПК / Р.Х. Юсупов, Ю.Г. Горшков, А.В. Зайнишев // Механизация и электрификация сельского хозяйства. — 2005. — № 6. — С. 16-21.

8. Юсупов, Р.Х. Прогнозирование производственного травматизма на основе теории информационных цепей / Р.Х. Юсупов, А.В. Зайнишев // Труды XXV Российской школы по проблемам науки и технологий, посвященной 60-летию Победы. — Екатеринбург: Уральское отделение РАН, 2005. — С. 260-262.

9. Толстов, Г.П. Ряды Фурье. — М.: Наука, 1980. — 190 с.

10. Маркушевич, А.И. Ряды. — М.: Наука, 1979. — 290 с.

УДК 631.3; 637.13.1:621.31

А.И. Учеваткин, доктор техн. наук, профессор Т.А. Ноздрина, ассистент

Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Московский государственный агроинженерный университет им. В.П. Горячкина»

система комбинированного охлаждения молока на фермах круглогодичного действия

Специалистами Всероссийского института электрификации сельского хозяйства совместно с учеными Московского государственного агроинженерного университета разработан новый тип комбинированной системы охлаждения молока круглогодичного действия, включающей в себя роторные распылительные устройства и аккумуляторы, работающие как на естественном, так и на искусственном холоде. Основная идея создания новой системы — использование низко потенциальной энергии естественного холода воздуха, воды и льда приемниками роторного типа и аккумуляторами холода. В настоящее время их внедряют в комбинированные системы для охлаждения молока.

Комбинированная система охлаждения молока круглогодичного действия, построенная по блочно-модульному принципу, имеет ряд преимуществ: эффективный режим распыления хладоно-сителя; непрерывное аккумулирование естественного холода в холодное время года; специальный режим для охлаждения конденсатора холодильной машины при использовании искусственного холода в теплое время года. В результате упрощается технологический процесс охлаждения молока и повышается надежность системы в целом, снижаются его энергоемкость и затраты на эксплуатацию.

58

Технологией предусмотрено, что комбинированная система охлаждения с роторным распылительным устройством работает как на естественном, так и на искусственном холоде. Предложенная конструкция распылительного блока может работать с несколькими холодильными машинами и не требует дополнительных площадей или машинных отделений, так как монтируется у здания или на крыше производственного помещения. Это позволяет при минимальном расходе воды обеспечить эффективную работу парокомпрессионных агрегатов холодильных установок комбинированного действия, использующих естественный (природный) холод.

Функционально-структурная схема комбинированной системы охлаждения с роторным распылительным устройством, использующей как естественный, так и искусственный холод, изображена на рисунке.

В производственном помещении установлен резервуар 12 для хранения стартового запаса воды, соединенный наклонной трубой 13 с льдоаккуму-лятором 2, причем в резервуаре 12 укреплена труба для подвода воды 14 с поплавковым клапаном 15. Насос 16 соединяет резервуар 12 через краны 17 и 18 с теплообменником 19 и конденсатором 20 холодильной машины 21. Теплообменник 19 через

------- - хладоноситель (вода);- - воздух; о о о о о о о »• - молоко

Функционально-структурная схема системы охлаждения молока круглогодичного действия:

1 — цилиндрический корпус; 2 — льдоаккумулятор; 3 — подводящая труба; 4 — вращающаяся обойма; 5 — опорный конус (или сфера);

6 — распылительные трубы с соплами; 7 — аэродинамические пластины;

8 — распылительные отверстия; 9 — внутренний кольцевой отражающий экран; 10 — внешний кольцевой отражающий экран; 11 — распылительные форсунки, направленные вертикально вверх; 12 — резервуар для хранения стартового запаса воды; 13 — наклонная труба; 14 — труба для подвода воды; 15 — поплавковый клапан; 16, 24 — насосы; 17,18, 22 — краны;

19 — теплообменник; 20 — конденсатор; 21 — холодильная машина;

23 — трубопровод; 25 — испаритель; 26 — экран; 27 — сливная труба

кран 22 соединен с трубопроводом 23, соединяющим подводящую трубу 3 с выходной трубой конденсатора 20. Насос 24, входящий в комплект холодильной машины 21, соединен с испарителем

25 и теплообменником 19. Экран

26 установлен в льдоаккумулято-ре 2 таким образом, что он образует с передней стенкой льдоаккуму-лятора 2 короб, закрытый с боков и открытый сверху и снизу.

Комбинированная система охлаждения молока круглогодичного действия работает следующим образом. Цилиндрический корпус 1 и льдоаккумулятор 2 размещаются на открытом воздухе на эстакаде или на крыше производственного помещения. Охлаждение молока, например, в холодное время года осуществляется включением насоса 16. При этом стартовый запас воды из резервуара 12 через кран 17 подается в теплообменник 19 и далее через кран 22 по трубопроводу 23 в трубу 3, увеличивая в ней давление. Далее хладоноситель (вода) поступает через отверстия в верхней части подводящей трубы 3 во внутреннюю полость обоймы 4, вращающейся на опорном конусе (или сфере) 5 и далее в распылительные трубы 6. Вырываясь из сопел распылительных труб 6, вода создает реактивный момент, который приводит во вращение обойму 4 с закрепленными на ней аэродинамическими пластинами 7. Поток воздуха засасывается в щель между цилиндрическим корпусом 1 и корпусом льдоаккумулятора 2 и выходит в верхнюю часть цилиндрического корпуса.

Несмотря на эффективность устройства такого типа, следует отметить и его недостаток: часть воды, исходящей из сопел распылительных труб 6 и через кольцевой зазор между вращающейся обоймой 4 и подводящей трубой 3, не распыляется и практически не охлаждается засасываемым воздухом, что снижает эффективность и мощность устройства на 25...30 %. Установка сальниковых манжет для уплотнения кольцевого зазора между вращающейся обоймой 4 и подводящей трубой 3, увеличивает момент сопротивления вращению, снижает частоту вращения аэродинамических пластин и интенсивность воздушного потока, а следовательно, и мощность рассеивания, и эффективность охлаждения хладоносителя. Для увеличения рассеиваемой мощности через распылительные от-

верстия 8 под давлением из подводящей трубы 3 распыляется часть хладоносителя, которая рассеивает стекающий хладоноситель через кольцевой зазор между вращающейся обоймой 4 и наружной поверхностью подводящей трубы 3. Хладоноситель попадает также и на кольцевой внутренний отражающий экран 9 и распыляется во внутреннем пространстве цилиндрического корпуса 1. Другая часть воды, вырывающаяся из сопел распылительных труб 6, попадает на кольцевой внешний отражающий экран 10 и затем в центральную часть цилиндрического корпуса 1, где распыляется струями хладоносителя, вырывающимися навстречу из распылительных форсунок 11. Таким образом, хладоноситель интенсивнее охлаждается воздухом, прокачиваемым через центральную часть цилиндрического корпуса 1. Хладоноситель, проходящий под давлением через кольцевой зазор, центрирует вращающуюся обойму 4 практически без увеличения момента сопротивления. Далее охлажденный хладоноситель поступает в льдоаккумулятор 2 и по наклонной трубе 13 в резервуар 12, т. е. цикл завершается.

59

В теплое время года для охлаждения молока используется холодильная машина 21, а охлажденная вода через кран 1S поступает в конденсатор 2O, охлаждает его и далее по трубопроводу 2З попадает в подводящую трубу З; цикл завершается. Хла-доноситель, перекачиваемый насосом 24, входящим в комплектацию холодильной установки, через испаритель 2З и кран 22 поступает на теплообменник 19, охлаждает молоко и вновь подается насосом 24 на испаритель 2З.

В данном случае предлагаемое охлаждаемое устройство используется в течение всего года и работает в качестве градирни высокой надежности без электродвигателя, снижающего надежность всей системы охлаждения. Потери воды от испарения и утечек компенсируются поступлением ее из трубы для подвода воды 14, перекрываемой поплавковым клапаном 1З. При этом в теплое время года дополнительно понижается температура воды. При поступлении избыточной воды в резервуар 12, часть ее стекает по трубе 27 в канализацию. Экран 2б предотвращает сток охлажденной воды, поступающей в льдоаккумулятор из цилиндрического корпуса 1 непосредственно в наклонную трубу 1З. Если вода в льдоаккумуляторе 2 не замерзла, то более холодные нижние слои воды вытесняются (проходят) под

нижней кромкой экрана 26, поступают в наклонную трубу 13 и далее в контур охлаждения. Если вода в льдоаккумуляторе 2 замерзла, то вращающаяся обойма 4 обычно также примерзает и не вращается небольшой промежуток времени, но под действием отепленной воды оттаивает и начинает вращаться. В любом случае хладоноситель, попадая в льдоаккумулятор 2, протекает по поверхности льда, охлаждается и поступает в наклонную трубу 13 и далее в контур охлаждения.

Таким образом, происходит саморегулирование системы охлаждения в зависимости от температуры наружного воздуха и хладоносителя. За счет описанных выше режимов функционирования системы возрастает эффективность охлаждения хладо-носителя. Конструктивная простота системы охлаждения обеспечивает высокую эксплуатационную надежность.

Испытания, проведенные в Московской, Тамбовской и Тульской областях, подтвердили высокую эффективность разработанной комбинированной системы охлаждения с роторными распылительными устройствами, использующими как естественный, так и искусственный холод. Срок окупаемости системы охлаждения составил в среднем около 5 мес.

УДК 631.3; 621.43:631.22

В.Ф. Некрашевич, доктор техн. наук, профессор И.Б. Тришкин, канд. техн. наук, доцент А.В. Ерохин, канд. техн. наук

Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Рязанский государственный агротехнологический университет им. П.А. Костычева»

устройство для отвода отработавших газов двигателя внутреннего сгорания из животноводческих помещений

В животноводческом помещении нарушение параметров микроклимата приводит к снижению продуктивности животных, увеличению потерь молодняка, перерасходу кормов, сокращению срока службы оборудования и зданий, к заболеваниям животных.

Как правило, в таких помещениях применяют естественную вентиляцию, и они не отапливаются. Поэтому во время раздачи кормов тракторными кормораздатчиками происходит превышение в атмосфере помещения ПДК вредных веществ, содержащихся в отработавших газах дизелей, так как естественная вентиляция не обеспечивает требуемую кратность воздухообмена.

Предлагаемые устройства (защищены авторскими свидетельствами и патентами № 26596

60

и №2 33979) позволяют исключить влияние вредных веществ, содержащихся в отработавших газах двигателя внутреннего сгорания (ДВС), работающего внутри помещений ограниченного объема и воздухообмена, на людей и животных, а также снизить температуру отработавших газов и обеспечить надежную пожаробезопасность.

Общий вид одного из устройств показан на рис. 1. Это устройство можно использовать в помещениях, где трактор движется прямолинейно без маневров, т. е. в коровниках и других животноводческих помещениях, в которых животные содержатся рядами.

Устройство содержит горизонтально расположенный газоотводящий воздуховод 3, в конце кото-