Россия
Лобня, г. Москва и Московская область, Россия
Лобня, г. Москва и Московская область, Россия
Россия
При заготовке консервированных кормов большое значение имеет равномерное распределение консервантов в корме. Если учесть, что консерванты отличаются по своим физическим свойствам и представлены на рынке Российской Федерации в жидком, вязком, порошкообразном состоянии, то существуют определенные трудности с их дозированием и равномерным распределением в силосуемых кормах. Особенно это важно для консервантов, которые используют в малых дозах. За рубежом этот вопрос решается за счет применения аппликаторов, позволяющих равномерно вносить низкие дозы консервантов в пределах 125–250 мл/т [1]. В нашей стране для увеличения равномерности распределения консервантов обычно к малому их количеству добавляют воду и вносят колонковыми центробежными или диафрагменными насосами из расчета 3–5 л/т силосуемого сырья. Вносить консерванты в чистом виде имеющимися насосами-дозаторами нет возможности, так как они не могут обеспечить равномерность распределения малых доз в корме. В связи с этим в ФНЦ «ВИК им. В. Р. Вильямса» разработана установка к кормоуборочному комбайну для мелкодисперсного внесения консервантов сжатым воздухом. Представлены результаты лабораторных исследований.
емкость, консервант, компрессор, сжатый воздух, трубопроводы, распылитель
Введение. При заготовке консервированных кормов большое значение имеет равномерное распределение консервантов в корме. Для повышения качества силоса и сенажа из многолетних кормовых трав в настоящее время в сельскохозяйственном производстве Российской Федерации широко применяются различные химические [2] и биологические консерванты [3; 4; 5; 6; 7; 8; 9; 10]. Если учесть, что консерванты отличаются по своим физическим свойствам и представлены на рынке Российской Федерации в жидком, вязком или порошкообразном состоянии, то существуют определенные трудности с их дозированием при внесении в силосуемые корма, а также в их равномерном распределении в корме.
Особенно это важно для консервантов, которые используют в малых дозах. Обычно для увеличения равномерности распределения консервантов к малому их количеству добавляют воду и вносят колонковыми центробежными [11] или диафрагменными насосами [12; 13]. Однако при их использовании невозможно добиться внесения малых доз консервантов и равномерного их распределения по массе.
В настоящее время существуют разные способы и устройства для внесения различных консервирующих препаратов.
Анализ существующих устройств для дозирования жидких консервантов [14; 15; 16; 17; 18; 19] показал, что неравномерное распределение препаратов наблюдается при инъектировании растительной массы, например, в кузовах транспортных средств или при использовании иглообразных инъекторов непосредственно перед закладкой корма на хранение.
Такая же проблема существует при послойной укладке и трамбовке массы в силосохранилищах. Препараты вносят после разравнивания силосуемой массы по траншее слоем, не превышающем 20 см. Применяемые для этих целей устройства [20; 21] не обеспечивают внесение малых доз препаратов и, самое главное, их равномерное распределение по слоям закладываемого на хранение силоса.
Известно, что наиболее равномерное внесение жидких консервантов обеспечивается на кормоуборочных комбайнах [22; 23] в процессе погрузки измельченной массы в транспортные средства. В данном случае консервант поступает непосредственно в кормовой поток, перемещающийся внутри силосопровода со скоростью до 38 м/с и более [24].
Однако вопрос о снижении потерь консервантов и повышении их равномерности распределения в потоке измельченной зеленой массы остается и в этом случае до конца не решенным.
Следует также учитывать, что при существующих нормах внесения в силосуемую массу дорогостоящих жидких консервантов из расчета 3–5 л/т [25; 26], во время уборки зеленой массы современными высокопроизводительными кормоуборочными комбайнами типа Дон-680М производства «Ростсельмаш» (Россия), Jaguar — фирмы Claas, BiG X — фирмы Krone (Германия) и другими происходят частые их остановки для дозаправки емкостей объемом 200 или 400 литров, что снижает их производительность.
Заслуживают внимания устройства, в которых дозирование консервантов осуществляется пневматическим способом.
Так, в устройстве для внесения консервантов [27] распылительным диском создается аэрозольное облако консерванта, которое под действием воздушного потока, образованного крыльчаткой с приводом, равномерно распределяется и проникает в массу убираемого валка перед измельчением. Ограничительные кожухи препятствуют потерям аэрозоля, а дозирование консерванта осуществляется, например, подбором шайбы, имеющей соответствующий диаметр проходного отверстия.
Ф.Н. Галлямовым, Р.А. Гариповым, Р.Р. Камалетдиновым разработано устройство для внесения консервантов [28], устанавливаемое на кормоуборочном комбайне и позволяющее вентилятором с диаметральной крыльчаткой создавать в распылителе равномерный воздушный поток по всей ширине валка и вносить консервант в виде аэрозоля непосредственно в тело валка перед измельчением.
В Кубанском государственном аграрном университете разработан агрегат для измельчения и разбрасывания соломы [29], в состав которого входит дозирующее устройство рабочего раствора для обработки соломы, работающее от сжатого воздуха, создаваемого компрессором трактора. Рабочий раствор из емкости, снабженной манометром, давлением воздуха по патрубкам подается к распылителям для обработки соломы перед ее разбрасыванием равномерным слоем по поверхности поля.
Для использования потока воздуха движущегося в материалопроводе кормоуборочного комбайна вместе с массой измельченного корма со скоростью порядка 20 м/с Т.П. Матеконисом и Э.С. Лаужинскасом предложен дозатор жидких добавок [30]. В данном устройстве количество поступающего консерванта из емкости с постоянным уровнем жидкости в распыляющую эжекторную трубку регулируется вследствие изменяемого по высоте положения открытого конца трубки. Другой конец трубки оперт на мембрану пневмокамеры, которая изгибается в зависимости от динамического напора воздушного потока в материалопроводе, передаваемого посредством трубки Пито в вакуумную полость пневмокамеры.
Проведенный анализ литературных источников показал, что, несмотря на разнообразие технических средств для внесения консервантов в силосуемую массу, практически все они не обеспечивают или не полностью обеспечивают равномерность внесения малых доз консервантов в силосуемую массу. В основном они отличаются сложностью конструкций, материалоемки, сложны в эксплуатации. Наиболее перспективным в этом направлении являются устройства, позволяющие распылять консерванты.
Это вызывает необходимость новых технических решений, устраняющих указанные недостатки.
Цель исследований. Разработать установку к кормоуборочному комбайну, обеспечивающую мелкодисперсное внесение малых доз жидких консервантов сжатым воздухом и равномерное их распределение в измельченной растительной массе.
Материалы и методы. Разработку установки к кормоуборочному комбайну для мелкодисперсного внесения консервантов сжатым воздухом и его испытания проводили в лаборатории механизации кормопроизводства ФНЦ «ВИК им. В. Р. Вильямса» в соответствии с «Правилами безопасного механизированного применения биологических и химических консервантов кормов в кормопроизводстве АПК Российской Федерации» [31]. Определение качества работы оборудования, требуемую норму расхода консерванта, пробное внесение консерванта путем выработки полной или частичной емкости для него осуществляли в соответствии с ГОСТ Р54782-2011 «Машины кормоуборочные. Методы испытаний» [32].
В качестве консерванта использовали воду, поступающую самотеком из емкости установки в распылитель, функционирующий от сжатого воздуха, подаваемого компрессором СО-7Б.
Технические характеристики компрессора: производительность компрессора — не менее 30 (500) м3/ч (л/мин); максимальное давление сжатого воздуха компрессора — 0,6 (6) Мпа (кг/см2); ресивер компрессора, объем — 22 л; габаритные размеры: 810 × 520 × 1150 мм; масса компрессора — не более 135 кг; мощность электродвигателя — 4,0 кВт; обороты электродвигателя — 2800 об/мин; напряжение — 380 В.
Контроль давления воздуха в пневмосистеме установки осуществляли по манометру, установленному на ресивере компрессора. Дозу вносимого консерванта устанавливали регулировкой выпускных кранов емкости и компрессора.
Для определения производительности установки использовали мерный стакан объемом 1 л и секундомер. Дисперсность распыляемого консерванта (воды) определяли визуально. Скорость вращения крыльчатки распылителя определяли по тахометру.
Результаты и обсуждение. В ФНЦ «ВИК им. В. Р. Вильямса» разработана установка для мелкодисперсного внесения малых доз жидких консервантов сжатым воздухом [33] (рис. 1).
Основным рабочим элементом установки для мелкодисперсного внесения малых доз жидких консервантов является распылитель (рис. 2, 3), обеспечивающий дезинтеграцию жидкого консерванта и подачу его мелкодисперсных капель непосредственно в силосопровод кормоуборочного комбайна.
Распылитель имеет корпус (1) с вертикальным штуцером (2) для подачи консерванта самотеком, боковым штуцером (3) для подачи сжатого воздуха и кронштейном (4) для крепления распылителя на силосопроводе комбайна. Корпус (1) распылителя снабжен задней крышкой (5) и крышкой-соплом (6). Внутри распылителя расположена крыльчатка (7) с восьмью лопастями (рабочее колесо), выполненная заодно с валом (8), и сепаратор (9). Задняя крышка (5) является внешней опорой вала (8) крыльчатки (7), а сепаратор (9) — внутренней.
Детали распылителя изготовлены из разных материалов. Так, корпус, вертикальный штуцер для подачи консерванта самотеком, боковой штуцер для подачи сжатого воздуха, кронштейн для крепления распылителя на силосопроводе комбайна и крышка-сопло выполнены из стали. Задняя крышка и сепаратор — из фторопласта. Крыльчатка с валом — из дюралюминия.
Установка для мелкодисперсного внесения малых доз жидких консервантов сжатым воздухом работает следующим образом. Компрессор кормоуборочного комбайна подает сжатый воздух через боковой штуцер распылителя на крыльчатку и раскручивает ее. В это же время через вертикальный штуцер подается самотеком из емкости установки консервант на крыльчатку, где происходит его дезинтеграция до мелкодисперсного состояния и в таком виде через сепаратор и крышку-сопло препарат вместе с воздухом вносится в силосопровод.
При определении производительности разработанного устройства в распылитель подавали самотеком жидкость объемом 1,5 л, имитирующую консервант, и сжатый воздух компрессором. При этом сжатый воздух раскручивал крыльчатку до 2000 об/мин, что обеспечивало требуемое распыление. Открытием полностью или наполовину крана емкости регулировали расход консерванта. Максимальный расход распыляемой жидкости достигал 500 мл/мин. Время распыления консерванта определяли по секундомеру.
Заключение. Разработанное устройство к кормоуборочному комбайну на основе распылителя с вращающейся от сжатого воздуха крыльчаткой, позволяет вносить жидкие консерванты в малых дозах — от 100 до 500 мл/мин в мелкодисперсном виде и обеспечивать равномерное их распределение в измельченной растительной массе.
Малые дозы препаратов, вносимые на тонну силосуемого сырья новым устройством, не требуют больших емкостей и частых остановок комбайна для дозаправки консервантом.
Предлагаемое техническое решение отличается простой конструкцией, малой материалоемкостью и стоимостью.
Разработанная установка также может быть использована на стационаре при закладке на хранение в рукава влажного зерна, жома, сенажа и других кормов.
1. Дринча В. М. Способы и аппликаторы внесения консервантов при заготовке кормов // Кормопроизводство. - 2012. - № 2. - С. 45-49.
2. Корма: приготовление, хранение, использование : справочник / В. В. Щеглов, Л. Г. Боярский. - М. : Агропромиздат, 1990. -255 с.
3. Технологические и экономические преимущества использования препарата Биосил НН при силосовании вико-ячменной смеси / Н. Н. Кучин, А. П. Мансуров, И. А. Шишкина, И. И. Рыбин // Научно-технический прогресс в сельскохозяйственном производстве : материалы Междунар. науч.-техн. конф. (Минск, 19-20 окт. 2012 г). - Т. 2. - Минск : НПЦ НАН Беларуси по механизации сельского хозяйства, 2012.- С. 136-140.
4. Победнов Ю. А., Мамаев А. А., Горькин А. М. Сравнительная эффективность консервирования трав с химическими и биологическими препаратами // Кормопроизводство. -2011. - № 6.- С. 46-48.
5. Лактофлор - микробиологический препарат для силосования кормов. - Санкт-Петербург-Пушкин, 2006. - 36 с.
6. Афанасьев П., Гурная О., Калинин Ю. Гарантия качества силоса - Лактофид // Животноводство России. - 2005. - № 6. - С. 57.
7. Клименко В. П. Научное обоснование и разработка эффективных способов повышения энергетической и протеиновой питательности силоса и сенажа из трав : автореф. дис. … докт. с.-х. наук. - Дубровицы : ГНУ ВИЖ Россельхозакадемии, 2012. - 35 с.
8. Использование биологических консервантов при силосовании сочных кормов и их влияние на продуктивность животных / М. Г. Маликова, Н. Ш. Мамлеев, Д. Р. Рахимкулов, Р. Р. Ялалов // Кормление сельскохозяйственных животных и кормопроизводство. - 2010. - № 4. - С. 65-69.
9. Панов А. А. Эффективность бактериально-ферментных препаратов серии «Биотал» при заготовке силоса из однолетних травосмесей и зерносенажа // Сельскохозяйственные вести. - 2009. - № 2. - С. 18-19.
10. Победнов Ю. А. Силосование трав с использованием новых бактериальных препаратов // Зоотехния. - 1998. - № 6. - С. 12-14.
11. Патент РФ № 42080, МПК F04D13/00, A23K3/00. Вертикальный насосный агрегат / Сенник Я. С., Гокоев И. А. - Опубл. в Б. И. - 2004. -№ 32.
12. Рекламный проспект ООО НПП «Белама плюс», Республика Беларусь.
13. Инструкция по эксплуатации насосно-дозирующего комплекса НДК-12 фирмы производителя ООО «Биотроф».
14. А. с. 1318215 SU, МКИ А23К3/03. Устройство для обработки жидкими консервантами пористого растительного материала / И. А. Уланов, Н. А. Зубрилин, Ю. Ф. Лявин, В. И. Дуганец (SU). - № 3949327/30-15; заявлено 03.09.1985; опубл. 23.06.1987, Бюл. № 23.
15. А. с. 1327870 SU, МКИ А23К3/03. Установка для внесения жидких реактивов в обрабатываемый материал / Б. Л. Микая, Н. В. Кондратьев, В. К. Пожарский, В. Е. Поединок, А. И. Герасименко, В. Л. Пяев, А. А. Цаплин (SU). - № 3935007/30-15; заявлено 01.08.1985; опубл. 07.08.1987, Бюл. № 29.
16. А. с. 1357005 SU, МКИ А23К3/03. Устройство для внесения жидких веществ в объем растительного сырья / А. Д. Гарькавый, И. П. Масло, В. Е. Поединок, В. А. Гарькавый, А. С. Полевой, Ю. И. Савченко, Б. И. Андрусенко, Н. П. Каминский, А. П. Алексеев, М. П. Алексеенко (SU). - № 3914745/30-15; заявлено 11.06.1985; опубл. 07.12.1987, Бюл. № 45.
17. А. с. 1493406 SU, МКИ А23К3/03. Устройство для обработки пористого растительного сырья жидкими препаратами / Е. К. Отто, В. Н. Почернин, И. Г. Бойко, А. П. Гусак (SU). - № 4334260/30-15; заявлено 29.10.1987; опубл. 15.07.1989, Бюл. № 26.
18. Пат. 2063146 RU, МПК А23К3/03. Устройство для инъектирования жидкими консервантами кормовой растительной массы / П. Я. Фадеев, В. Я. Фадеев, И. В. Стариков, М. С. Мандрик, И. В. Жоров (RU). - № 93040670/15; заявлено 10.08.1993; опубл. 10.07.1996, Бюл. № 19.
19. Пат. 2061387 RU, МПК А23К3/03; А23N17/00. Агрегат для внесения консервирующих препаратов в растительную массу / И. М. Курочкин, Ю. Е. Глазков, А. В. Милованов (RU). - № 93017878/15; заявлено 29.03.1993; опубл. 10.06.1996.
20. А. с. СССР № 1510819, МКИ А23К3/03. Устройство для внесения консервантов при трамбовке силоса / А. В. Гвоздев, А. Д. Гарькавый, Н. И. Добрянский; опубл. в Б. И. - 1989. - № 36.
21. А. с. СССР № 1641250, МКИ А23К3/03, А01F25/16. Устройство для внесения консервантов при трамбовке силоса / А. В. Гвоздев, А. Д. Гарькавый, Н. И. Добрянский; опубл. в Б. И. - 1991. - № 14.
22. А. с. СССР № 1214009, МКИ А01D43/08. Силосоуборочный комбайн / Т. П. Матеконис, Д. С. Груздене, И. Ю. Сирвидис, П. П. Янулис; опубл. в Б. И. - 1986. - № 8.
23. А. с. СССР № 1777696, МКИ А01D43/08. Силосоуборочный комбайн / О. С. Марченко, Е. И. Резник, А. А. Воронков, Н. М. Симонов, Н. М. Семенихин, М. Ю. Даренко; опубл. в Б. И. - 1992. - № 44.
24. Авраменко П. В. Исследование процесса внесения консерванта в силосопровод кормоуборочного комбайна // Механизация и электрификация сельского хозяйства. Межвед. темат. сб. в 2 т., Т. 2 / РУП «Научно-практический центр Национальной академии наук Беларуси по механизации сельского хозяйства». - Минск : РУП «НПЦ НАН Беларуси по механизации сельского хозяйства, 2013. - С. 27-34.
25. Теория и практика консервирования и хранения кормов / В. А. Бондарев, Ю. А. Победнов, В. М. Соколков, С. А. Отрошко // Сб. научн. тр. к 75-летию Всероссийского научно-исследовательского института кормов имени В. Р. Вильямса «Кормопроизводство России». - М. : РАСХН, ВИК. - 1997. - С. 117-130.
26. Современные способы внесения консервантов / С. А. Отрошко, Ю. Д. Ахламов, А. В. Шевцов // Техника и оборудование для села. - 2011. - № 3. - С. 14-15.
27. Пат. 2469551 RU, МПК А23К3/00. Устройство для внесения консервантов / Ф. Н. Галлямов, Р. Р. Камалетдинов, М. Х. Байгускаров, Д. Ю. Широков (RU). - 2010103430/13; заявлено 02.02.2010; опубл. 20.12.2012, Бюл. № 35.
28. Пат. 2476084 RU, МПК А23К3/00. Устройство для внесения консервантов / Ф. Н. Галлямов, Р. А. Гарипов, Р. Р. Камалетдинов (RU). - 2011126805/13; заявлено 29.06.2011; опубл. 27.02.2013, Бюл. № 6.
29. Пат. 2536454 RU, МПК А01F12/40, A01D90/06. Агрегат для измельчения и разбрасывания соломы / Б. Ф. Тарасенко, М. И. Чеботарев, А. А. Скубак (RU). - 2013138263/13; заявлено 15.08.2013; опубл. 27.12.2014, Бюл. № 36.
30. А. с. 1655451 SU, МКИ A23N17/00. Дозатор жидких добавок в измельченную массу/ Т. П. Матеконис, Э. С. Лаужинскас (SU).- 4679649/15; заявлено 20.03.1989; опубл. 15.06.1991, Бюл. № 22.
31. Правила безопасного механизированного применения биологических и химических консервантов кормов в кормопроизводстве АПК Российской Федерации: инструктивно-методическое издание / А. Ю. Измайлов, О. С. Марченко, В. А. Колесникова, Л. А. Марченко, Т. В. Мочкова, А. И. Мишин. - М. : ФГНУ «Росинформагротех», 2009. - 36 с.
32. ГОСТ Р54782-2011. Машины кормоуборочные. Методы испытаний. - М. : ФГУП «Стандартинформ», 2012. - 45 с.
33. Пат. 2695145 RU, МПК А23К10/00. Устройство для внесения малых доз жидких биологических консервантов / С. А. Отрошко, Н. Д. Шариков, А. В. Шевцов, В. М. Косолапов (RU). - № 2018126501; заявлено 18.07.2018; опубл. 22.07.2019, Бюл. № 21.
