3. Конструкторская часть

Флотатор для обработки навозных стоков

В современных технологических линиях по переработки и утилизации навозных стоков, поступающих с крупных животноводческих комплексов, важное значение имеет операция по очистке отделенной жидкой фракции навоза, которая представляет собой дисперсную среду из воды и взвешенных твердых частиц экскрементов животных. Жидкая фракция навозных стоков составляет до 90% от общей исходной массы и в таком виде не может быть использована в качестве ценного органического удобрения и внесения в почву. Кроме того, в необработанном виде жидкая фракция навозных стоков представляет серьёзную угрозу для почвы, воды, воздушного бассейна и, в конечном счете, для человека.

Анализ научно-технической и патентной литературы по состоянию вопроса механизации процессов обработки жидких навозных стоков показал, что для этой цели существует большое количество методов и технических средств и наиболее простым и эффективным является метод обработки стоков путем флотации.

Флотация- это метод разделения и очистки жидких навозных стоков за счет насыщения обрабатываемой среды пузырьками воздуха и создания комплексов «вода-пузырек воздуха - твердая частица навоза», твердые частицы «прилипают» к образовавшимся пузырьком воздуха и поднимаются (флотируются) к поверхности воды, где образовывают пенный слой (флотационный шлам).

Из анализа конструкций флотационных аппаратов можно сделать вывод, что наиболее эффективной и перспективной в использовании является конструктивно-технологическая схема флотатора, рабочий процесс которой основан на насыщении сточной воды пузырьками воздуха за счет её электролиза, так называемой электрофлотации.

С целью повышения качества обработки навозных стоков, поступающих с животноводческих ферм и комплексов, в Самарской государственной сельскохозяйственной академии была разработана экспериментальная установка для разделения и очистки жидкой фракции бесподстилочного навоза методом электрофлотации.

Флотатор состоит из емкости 1, патрубка 2 для подачи исходной массы жидкой фракции навозных стоков, электродов 3, устройства 4 для сбора и удаления флотационного шлама, переливной перегородки 5, патрубка 6 для вывода очищенной сточной воды.

Исходная масса жидкой фракции навозных стоков через патрубок 2 подаётся в емкость 1, где под воздействием процесса электролиза воды, который обеспечивают электроды 3, происходит насыщение воды пузырьками газа. На образовавшихся пузырьках абсорбируются взвешенные твердые частицы навоза и поднимаются вместе на поверхность обрабатываемой воды и образуют пенный слой - флотационный шлам, который вследствие своих физико-химических свойств сохраняет свою способность удерживаться на поверхности.

Далее флотационный шлам удаляется с поверхности воды устройством 4, причем, с целью снижения влажности флотационного шлама, устройство 4 снабжено дополнительной фильтровальной перегородкой 7. Очищенная сточная вода переливаете через перегородку 5 и удаляется из зоны обработки через патрубок 6.

Использование разработанного флотатора в технологической линии по переработке и утилизации навозных стоков позволяет повысить качество обработанной массы бесподстилочного навоза, снижения содержания взвешенных твердых частиц в жидкой фракции и снижения влажности отделенного флотационного шлама. Кроме того, предлагаемая конструкция способствует приготовлению ценного органического удобрения из жидкой и твердой фракции навозных стоков и улучшению экологической обстановки на животноводческих фермах и комплексах.

Экономический эффект использования предлагаемой конструкции флотатора достигается за счет снижения трудовых и эксплуатационных затрат на весь процесс переработки и утилизации стоков животноводческих ферм и комплексов. Кроме того, при работе данного флотатора достигается экологический эффект, который трудно подсчитать в деньгах.

Техническая характеристика:

Производительность, м3/ч	10... 15
Плотность тока на электродах, мА/см2	8... 12
Затраты эл. энергии, кВт/м3	0,12... 0,14
Содержание взвешенных частиц в сточной воде, мг/л	64,0
Влажность флотационного шлама, %	73...78
Габариты, м	1,7x0,8x1,4

Разработанная конструкция флотатора успешно прошла испытания на очистных сооружениях животноводческих ферм и комплексов Самарской области.

2. Безопасность жизнедеятельности

Многие электрические установки в сельскохозяйственном производстве работают в неблагоприятных условиях: агрессивные газы, пыль, повышенная влажность пагубно сказываются на состояние изоляции. Для обеспечения безопасности людей и животных необходимо выполнить заземление и зануление устройства, к которому следует подключать металлические части и детали электрооборудования. Не должно быть частей, к которым есть допуск у животных, то есть всё электрооборудование должно быть убрано вне доступное для животных место.

Все механические движущиеся части должны быть закрыты кожухами, чехлами, сетками. Не допускаются к работе на агрегате посторонние лица и рабочие, не ознакомленные с техникой безопасности. Всё оборудование поддерживать в удовлетворительном состоянии, не допускать работы сломанного агрегата, во избежание дальнейшей поломки. Вовремя проводить техобслуживание и ремонт.

2. Технико-экономические показатели проекта

Эффективность предложений проекта определяется сравнением существующей технологии с предлагаемой проектом. С целью осуществления рационального подбора машин и подсчета технико-экономических показателей составляем технологическую карту выполнения технологических процессов на молочной ферме.

Порядок расчета технологической карты рассмотрим на примере процесса «уборки навоза» строка 2 в технологической карте.

В третьей графе записываем объем работ в сутки, который равен 100 м3.

Стойловый период составляет 365 дней, записываем в графу 4.

Годовой объем работ (графа 5) равен

100•365= 36500 м3.

В графе 6 указываем оборудование – установка для уборки навоза из-под решетчатых полов в свинарниках, в графе 7 мощность- 1,2 кВт.

Часовая производительность равна 10…15м3/ч, ее записываем в графу 9.

Число часов работы машины в год (графа 10) определяем разделив годовой объем работ (графа 5) на часовую производительность (графа 9) равна 2433,3 часа.Графа 11 – количество машин.

Обслуживающий персонал (графа 12) 1 человек. Годовые затраты труда (графа 13) определяются умножением числа часов работы машины на число обслуживающего персонала равна 2433,3 чел•ч.

В графе 14 определяют затраты электроэнергии на весь объем работы:

Зэл.=1,2∙2433,3=2919,96 кВт.

В графе 15 записывают балансовую стоимость машины. Балансовую стоимость установок для разделения исходной массы на фракции и стоимости конструктивной разработки по проекту (24500), усовершенствующей это оборудование.

В графе 16 записывают размер инвестиций, который определяют по формуле

И=Ц•Км,

где Ц – цена машины, руб.;

Км – коэффициент, учитывающий затраты на монтаж машины Км = 1,2.

Цена машины составляет 24500 руб

И=24500•1,2=29400 руб

Оплата труда (графа 17) определяется умножением затрат труда (графа 13) на часовую ставку с учетом отчислений. Часовую ставку определим из месячной оплаты равной 2300 рублей и месячного фонда рабочего времени (166,6 ч) часовая ставка равна 13,2 руб/ч. С учетом отчислений часовая ставка

Счо=Сч(1+Котп)(1+Ксоц),

где Котп – коэффициент отпускных, Котп=0,842;

Ксоц – коэффициент, учитывающий отчисления на социальные нужды, Ксоц=0,26.

Счо=13,2(1+0,842)(1+0,26)=18,03 руб

Графа 17 равна 44529,4 руб.

Затраты на электроэнергию графа 18 определяются умножением расхода электроэнергии (графа 14) на цену электроэнергии.

Ззат.эн.=2919,96*2,2= 6423,9 руб

Амортизационные отчисления определяются по формуле

А=И*На,

где И – инвестиции графа 16, руб; На – норма амортизационных отчислений, На =0,167

А=29400*0,167=4910руб.

Отчисления на ремонт и ТО равны

Тр=И*Нтр,

где Нтр – норма отчислений на ремонт и ТО, Нтр =0,083.

Тр=29400*0,083=2440 руб.

Прочие прямые затраты (графа 21) включают в себя себестоимость концентрированных кормов и затраты на их доставку в кормоцех. Всего эксплуатационных расходов графа 22 определяется суммой граф 17,18,19,20. Графа 22 равна 58303,3 руб

Заключение

Выбор технологической схемы механизации производственных процессов зависит от способа содержания животных, типа кормления, конструкции помещения, природно-климатических условий, производственных условий хозяйства и других факторов.

Комплект машин и оборудования, входящих в линии механизации, могут быть различны и должны отвечать экономической и хозяйственной целесообразности использования техники.

В курсовом проекте разработана технология комплексной механизации уборки навоза и разделения его на фракции животноводческой фермы с гнездовым содержанием 12000 свиней.

Список литературы

1. Алешкин В.Р., Рощин П.М. Механизация животноводства. -М.: Агропромиздат, 1993. - 320 с.

2. Брагинец Н.В., Палишкин Д.А. Курсовое и дипломное проектирование по механизации животноводства. - М.: Агропромиздат, 1991. - 191 с.

3. Дегтярев Г.П. Справочник по машинам и оборудованию для животноводства. - М.: Агропромиздат, 1986. - 224 с.

4. Карташов Л.П. Механизация, электрификация и автоматизация животноводства. -М.: Колос, 1997г.

5. Методические указания по курсовому проектированию для студентов инженерного факультета. Доценты Новиков В.В., Янзина Е.В., ст. преподаватель Успенская И.В.: Кинель, 2004 г.

6. Методические указания к расчету технологических линий. Доцент Новиков В.В., доцент Карпов П.М. Кинель, 2000г.

7.Механизация и технология производства продукции животноводства / В.Г. Коба, Н.В. Брагинец, Д.Н. Мурусидзе, В.Ф. Некрашевич. - М.: Колос, 2000. - 528 с.

8. Мельников СВ. Технологическое оборудование животноводческих ферм и комплексов. - Л.: Агропромиздат, 1985г.

9. Фролов Н.В. Методические указания по курсовому проектированию для студентов инженерного факультета. Кинель, 1983г.

10. Фролов Н. В. Технологические расчёты производственных процессов в животноводстве. Самара, 2004г.

Размещено на Allbest.ru