Кабінет Міністрів України НАЦІОНАЛЬНИЙ АГРАРНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
Технічний навчально-науковий інститут		Кафедра механізації тваринництва
МАШИНИ ТА ОБЛАДНАННЯ ДЛЯ ТВАРИННИЦТВА
Методичні вказівки до проведення лабораторних робіт
Частина 1 ЗАСОБИ водопостачання ферм та напування тварин
	К и ї в 2004

Рекомендовано методичною комісією ННЦ з механізації в АПК (протокол № 3 від 16 грудня 2003 року):
РЕВЕНКО Іван Іванович МОЗОЛЕНКО Євген Миколайович МАНЬКО Володимир Миколайович ЛІЩИНСЬКИЙ Степан Павлович ПИЛИПЕНКО Олександр Миколайович ЧОС Микола Миколайович ХМЕЛЬОВСЬКИЙ Василь Степанович ЗАРАЙСЬКА Світлана Самуїлівна ЗАБОЛОТЬКО Олег Олександрович ПОТАПОВА Світлана Євгеніївна ВАСИЛЕНКО Роман Григорович СОРОКІН Володимир Миколайович РАДЧУК Віталій Валерійович
МАШИНИ ТА ОБЛАДНАННЯ ДЛЯ ТВАРИННИЦТВА
Методичні вказівки до проведення лабораторних робіт
	Частина 1
Засоби водопостачання ферм та напування тварин
	КИЇВ-2004

Лабораторна робота № 1

Водопостачання ферм

1. Мета роботи. Вивчити призначення, будову, процес роботи та правила експлуатації насосів, водоструминних установок, водопідіймачів, безбаштових водокачок та водонапірних башт.

2. Обладнання: відцентрові (К 8/18; КМ 8/18; 2ЭЦВ6-6.,3-85) та вихровий (1,5В-1,3) насоси; водопідіймальна установка ВН-2Ц-6; стрічковий (ВЛМ-100) і шнуровий (ВШП-50А) водопідіймачі.

3. Зміст роботи

3.1. Водопідіймальні обладнання

Для забезпечення водою технологічних, побутових та протипожежних потреб тваринницьких ферм, літніх таборів та пасовищ, використовуються різні типи насосів та водопідіймачів.

Насосами називають гідравлічні машини, які призначені для підіймання, переміщення та нагнітання води. В умовах тваринницьких підприємств частіше використовують відцентрові і вихрові насоси, в меншій мірі - водоструминні установки. На відміну від насосів водопідіймачі забезпечують тільки підіймання води, а тому їх використовують здебільшого на пасовищах.

Насосна установка включає (рис. 1, а) фільтр 1, зворотні клапани 2 та 13, всмоктувальну трубу 3, вакуумметр 4, власне насос, що складається з кришки 5, корпуса б, лопатевого робочого колеса 7 та вала 8, напірну трубу 10, манометр 11 та засувку 12.

Корпус насоса відливається з чавуну і має завиткоподібну форму (рис. 1, б). Лопатеве робоче колесо являє собою один чи два паралельних диски 15, з'єднаних міх собою криволінійними лопатями 16, плавно відігнутими проти напрямку обертання колеса. Диски і лопаті утворюють міжлопатеві канали. Один з дисків має ступицю, другий - всмоктувальну горловину 17 з боку кришки корпуса. Цей диск називають переднім.

Відцентрові насоси використовуються для підіймання води з відкритих водоймищ, шахтових та трубчастих колодязів. Вони бувають одноступеневі та багатоступеневі. До одноступеневих відносяться насоси типу К та КМ. Прикладом може бути насос К 45/30.

Рис. 1. Конструктивно-функціональна схема насосної установки:

а – загальний вигляд; б – насос;

1 – фільтр; 2 – приймальний клапан; 3 – всмоктувальна труба; 4 – вакуумметр;

5 – кришка насоса; 6 – корпус насоса; 7 – лопатеве робоче колесо; 8 – вал насоса;

9 – заливний пристрій; 10 – напірна труба; 11 – манометр; 12 – засувка;

13 – зворотний клапан; 14 – бак для води; 15 – диск робочого колеса;

16 – лопать; 17 – всмоктувальна горловина

Марка означає: К - консольний. Вал цього насоса з’єднується з валом електродвигуна чи іншого джерела енергії муфтою, а корпус монтується на окремому кронштейні. М - моноблочний. Корпус такого насоса монтують на фланці корпуса електродвигуна, а робоче лопатеве колесо встановлюють навалу електродвигуна. Крім цього, перша цифра показує номінальну подачу - (м³/год), а друга - повний напір (м).

Принцип дії Перед включенням насоса в роботу, його порожнину та всмоктувальну трубу необхідно залити водою. Витіканню води в колодязь запобігає зворотній клапан 2.

При обертанні робочого колеса вода, що знаходиться в міжлопатевих його каналах, під дією відцентрової сили спрямовується від колеса до його периферії, набуваючи при цьому кінетичної енергії, яка йде на створення напору. Вода надходить в корпуса насоса, а з нього в нагнітальну трубу. При звільненні каналів колеса від води в його середній частині та у всмоктувальній трубі створюється розрідження, що сприяє засмоктуванню води з колодязя в насос. Таким чином, при обертанні робочого колеса створюється потік води з колодязя до насоса і через нього у водопровідну мережу.

Роботу насоса характеризують такі параметри: подача, повний напір, споживана потужність та коефіцієнт корисної дії (К.К.Д.). При паралельному включенні кількох насосів збільшується подача води; при послідовному – підвищується напір.

Таблиця 1. Технічна характеристика одноступеневих відцентрових насосів

Марка насоса	Подача, м3/год	Висота підіймання води, м	Потужність електродвигуна, кВт	Висота засмоктування, м
К 8/18	14	20...14	1,7	4
КМ 8/18	14	20...14	1,7	4
КМ 20/18	22	21...17	2,7	4
К20/30	30	35...34	2,7	4
К 45/30	54	45...27	5,5	4,5
К 90/20	100	25...19	6,3	5,5
КМ 90/20	100	25...19	6,3	5,5

Багатоступеневі заглибні відцентрові насоси використовують для підіймання води із бурових свердловин. Марка насоса, ЭЦВ6-10-80, означав: Э - електрофікований, Ц - відцентровий, В -високонаирний, 6 - діаметр обсадної труби в дюймах (приблизно 150мм) 10 - мінімальна подача, м³/год, 80 - номінальний напір, м.

Конструкція кожної секції такого насоса включає (рис. 2): корпус 4, лопатеве робоче колесо 6, напрямну 5. Кількість секцій приймають залежно від глибини свердловини. Робочі колеса насаджені на 3. Всі секції з'єднуються зовнішніми стяжками. Насос з електродвигуном монтується на водонапірній трубі. При цьому електродвигун займає нижнє положення. Насос занурюють у воду на глибину не менше 2-х м. Його подача не повинна бути більшою за дебет свердловини, інакше

Рис. 2. Конструктивно-функціональна схема відцентрового

заглибного насоса типу ЭЦВ:

1 – зворотний клапан; 2 – підшипники вала; 3 – вал; 4 – корпус; 5 – напрямна;

6 – робоче колесо; 7 – фільтр; 8 – двигун.

агрегат працює в сухому режимі і швидко виходить з ладу.

Принцип дії Крізь фільтр 7 вода заповнює порожнини секцій. При обертанні колеса його лопаті відкидають воду до стінок напрямної, поверхня якої має таку форму, що спрямовує воду до всмоктувальної горловини робочого колеса наступної секції. Тиск води зростає пропорційно кількості секцій, які вона проходить. На виході з насоса вода підіймає зворотний клапан і поступає у водонапірну трубу.

Таблиця 2. Технічна характеристика заглибних насосів

Марка насоса	Діаметр свердловини, дюймів	Подача, м3/год	Напір, м	Потужність електродвигуна, кВт
ЭВЦ6-4-130	6	4	127	2,8
ЭВЦ5-6,3-80	5	6,3	78	2,8
ЭВЦ6-10-140	6	10	137	8
ЭВЦ6-10-185	6	10	181	8
ЭВЦ8-16-140	8	16	137	12
ЭВЦ8-25-100	8	25	98	11
ЭВЦ10-63-65	10	63	64	22
ЭВЦ10-120-60	10	20	59	32

Вихрові насоси - це різновид відцентрових. Вони розвивають значно більший напір і не потребують заливання води в порожнину корпуса при повторних пусках, але мають значно меншу подачу.

Марка насоса, наприклад, ВК-1/16 означає: В - вихровий, К - консольний, 1 - подача, м³/год, 16 - напір, м.

Конструктивна схема насоса приведена на рис. 3. Робоче колесо вигляд турбіни. Всмоктувальний 2 та напірний 3 патрубки розміщені зверху корпуса насоса, а тому порожнину необхідно заливати перед першим пуском. Всмоктувальну трубу заливати не обов’язково. При обертанні робочого колеса 4 за напрямком стрілки на корпусі, вода подається лопатями 5 від всмоктувального до напірного патрубка. Для нормальної роботи торцеві і радіальні зазори між лопатевим колесом та стінками корпуса повинні бути в межах 0,005... 0,015мм. Особливе значення має величина зазору між торцем лопатей 5 і перемичкою 7, яка розмежовує всмоктувальний та патрубки. Для збільшення строку служби насоса необхідно уважно стежити за справністю фільтра, щоб у насос не потрапляв пісок.

Таблиця 3. Технічна характеристика вихрових насосів

Марка насоса	Подача, м3/год	Напір, м	Потужність електродвигуна, кВт	Висота всмоктування, м
ВК-1/16	1,1...3,7	40...114	1,5	6
ВК-2/26	2,7...8	60...20	5,5	5
ВК-4/24	5,7...15,3	70...20	7,5	4
ВК-10/45	18...40	85...30	17	3

Правила експлуатації відцентрових насосів.

При появі у воді піску необхідно зменшити подачу, прикривши засувку на всмоктувальній трубі.

Рис. 3. Конструктивна схема вихрового насоса:

1 – корпус; 2 – всмоктувальний патрубок; 3 – напірний патрубок;

4 – робоче колесо; 5 – лопаті; 6 – робоча камера; 7 – перемичка

Динамічний рівень у свердловині повинен бути не менше ніж на 1 – 2м вище основи заглибного насоса. Якщо він знижується, то слід зменшити подачу.

При зменшенні на 25% подачі води насос слід негайна відключити.

У поверхневих насосів щоденно слід підтягувати сальникові ущільнення. Періодично раз на 10 днів слід добавити сальникової набивки, а щоквартально її заміняють повністю. Цю роботу виконують при зупиненому насосі. Остаточно сальник підтягують золотником під час роботи настільки, щоб корпус насоса в зоні сальника не нагрівався вище 50°С, а вода з під сальника не протікала зовсім або не більше 50 краплин за хвилину.

Якщо підтягуванням сальника підтікання усунути не вдається, тоді потрібно замінити сальникову втулку.

Необхідно регулярно прочитати отвір на дні кронштейна, щоб вода з під сальника відводилась у дренаж, і не потрапляла у. підшипники.

Перед пуском насоса необхідно перевірити, чи вільно прокручується вал. Підшипники відкритого типу один раз: на добу слід змащувати, щомісячно їх промивають, оглядають і повністю замінюють мастило.

Водопідіймачі бувають стрічкові, шнурові, водоструминні, пневматичні, гвинтові та вібраційні.

Стрічкові та шнурові водопідіймачі застосовуються для підіймання води із шахтних та трубчастих колодязів з внутрішнім діаметром більше 0,5 м та глибиною до 50 м. Частіше їх використовують на стаціонарних пунктах для напування тварин у зонах степів та пустель.

Рис. 4. Конструктивно-функціональна схема стрічкового

водопідіймача ВЛМ-100:

1 – шків ведучий; 2 – стрічка; 3 – водопідйомна труба; 4 – натяжний ролик;

5 – трубчастий колодязь; 6 – захисна труба; 7 – резервуар; 8 – лоток;

9 – обвідний ролик; 10 – корпус.

Марка водопідіймача, наприклад ВШП-50, означає: В - водопідіймач, Ш - шнуровий; П - пасовищний; 50 - рівень, на який піднімає воду.

Водопідіймальна установка включає (рис. 4) ведучий шків 1, робочий орган (шнур з гумово-кордової тканини) 2, трубу водопідіймальну 3, натяжний ролик-баласт 4, колодязь трубчастий 5, трубу захисну 6, резервуар 7, лотік 8, ролик обвідний 9, корпус 10.

Принцип дії. Від двигуна пасовою передачею крутний момент передається на ведучий шків, від якого приходить в рух робоча стрічка 2. Натяжний ролик-баласт 4 утримує стрічку, занурену у воду, у вертикальному положенні. Рухаючись вгору з швидкістю до 5 м/с, стрічка 2 на своїй поверхні підіймає воду з колодязя в корпус 10. На ведучому шківі під дією відцентрової сили Вода відривається від стрічки і потрапляє на лотік 8, звідки відводиться в резервуар 7 або, в жолобкові напувалки.

Стрічкові водопідіймачі відрізняються від шнурових тільки перерізом робочого органа.

Таблиця 4. Технічна характеристика водопідіймачів

Показники	ВЛМ – 100	ВШП – 50А2
Тип водопідіймача	стаціонарний безнапірний
Робочий орган	гумово-кордова стрічка перерізом 6 100мм	гумово-кордова стрічка з рифлями перерізом 12 32мм
Номінальна подача, м3/год	5	3,6
Висота підіймання, м	до 50
Лінійна швидкість робочого органа, м/с	до 6
Потужність двигуна, кВт	3,3	4,4

Для ефективної роботи водопідіймачів необхідно щоб робоча стрічка знаходилась по центру колодязя., а натяжний ролик-баласт був нижче динамічного рівня води не менше ніж 0,5м, відстань його від дна колодязя повинна бути не меншою 0,25м, а швидкість стрічки повинна бути в межах 4...6м/с.