Механизация хранения и использования навоза

10.11.2014

На фермах по производству молока и свинины получают подстилочный и бесподстилочный навоз. В соответствии с этим в Дании строят навозохранилища для твердого и жидкого навоза, к которым предъявляют определенные требования.
Навозохранилища нельзя строить на заболоченных и с высоким уровнем грунтовых вод участках. Участок вокруг навозохранилища должен быть огражден лесозащитной полосой. При этом деревья лиственных пород должны быть высажены рядами в 6...10 м от объектов с расстоянием между ними 2...5 м.
Навозохранилища для твердого навоза должны иметь: непроницаемое, выполненное с определенным уклоном дно, исключающее потери навоза и проникновение грунтовых вод, а также выдерживающее нагрузку работающих в нем транспортно-технологических машин и погрузочных средств; жижесборники для приема и хранения навозной жижи, выделяемой из подстилочного навоза; несколько секций (не меньше двух) вместимостью, обеспечивающей не менее полугодовое хранение навоза; ограждения, исключающие проникновение людей и животных; располагаться с подветренной стороны по отношению к соседним фермерских хозяйствам.
Навозохранилища для жидкого навоза должны иметь: прочный резервуар, способный выдерживать механические, тепловые и химические нагрузки; непроницаемое дно и стенки, защищенные от коррозии; жесткую, легкую (шатровую) или иную кровлю, предотвращающую потери азота и органического вещества; смотровые люки и смывные устройства, обеспечивающие надежное обслуживание; вместимость, обеспечивающую не менее восьмимесячное хранение; глубину, обеспечивающую возможность выгрузки навоза с помощью насосов; естественную вытяжную вентиляцию (для закрытых хранилищ).
Хранение подстилочного навоза. Для хранения подстилочного навоза, получаемого при привязном или беспривязном содержании коров на глубокой подстилке применяют секционные площадки или навозохранилища со стенами высотой 2,0...2,5 м, оборудованные жижесборниками.
В качестве примера рассмотрим прифермскую площадку(рис. 11.15), примыкающую к помещению для привязного содержания коров.

Механизация хранения и использования навоза

Площадка выполнена из железобетона высокой прочности, выдерживающего нагрузку транспортно-технологических машин большой грузоподъемности, и оборудована жижесборниками. Загружают ее удлиненным до шести-восьми метров наклонным скребковым транспортером, который позволяет путем изменения угла наклона подавать навоз в ту или иную секции. Укладывают и формируют штабели в секциях навесными тракторными погрузчиками.
При хранении подстилочного навоза в течение шести месяцев его масса уменьшается из-за понижения содержания влаги (примерно на 10 %) и органических веществ (до 30 %). Содержание общего и белкового азота, а также минеральных веществ растет при одновременном снижении количества аммиачного азота. За указанный период хранения подстилочный навоз доводят до полуперепревшего состояния, в котором его и вносят в почву.
Навозосоломенную смесь, получаемую при содержании коров и свиней на глубокой подстилке, укладывают в секционные хранилища с высотой стеновых ограждений, равной 2,0...2,5 м (рис. 11.16).

Дно и стены навозохранилища выполняют из прочного железобетона и защищают от коррозии. Хранилище оборудуют жижесборниками, а дно его выполняют с уклоном. В секциях хранилища формируют штабели высотой до 3 м, используя мобильные тракторные погрузчики. Смесь укладывают рыхло и выдерживают не менее шести месяцев, получая полуперепревшую массу, обогащенную минеральными веществами. Ее используют в качестве органического удобрения.
Хранение бесподстилочного навоза. Для хранения бесподстилочного навоза используют открытые или закрытые цилиндрические железобетонные резервуары (рис. 11.17), защищенные от коррозии.

Навозохранилища выполняют из сборных железобетонных элементов высокой прочности и, зачастую, оборудуют жесткой или легкой кровлей. Применяют также хранилища открытого типа. Подают навоз в них насосами, устанавливаемыми в навозоприемниках (рис. 11.18).

Чаще всего в навозоприемниках устанавливают насос фирмы Kimadan A/S. Его используют для подачи жидкого навоза в навозохранилище, а также для обратной промывки навозоприемных каналов, расположенных в помещениях для содержания животных, в частности в коровниках. Насос эффективно работает на перекачке густых навозных стоков крупного рогатого скота с включением соломы. Его оснащают подвижным или неподвижным смесителем, обеспечивающим предварительное перемешивание массы в навозоприемнике.
Насос (рис. 11.19) включает в себя следующие сборочные единицы: электродвигатель с консолью крепления, кожух, зубчатую муфту, вал, защитную трубу, опорный подшипник, шнек, противорежущую пластину, корпус насоса, ротор, всасывающую трубу. К корпусу насоса прикреплен смеситель.

Смеситель (рис. 11.20) включает в себя: корпус, рычаг регулирования уровня перемешивания с рукояткой привода смесителя, переходник, поворотное колено, манжету, насадок, тягу привода крана с рукояткой.

Техническая характеристика насоса представлена в таблице 11.6.

Работа насоса. Работает насос в режиме перемешивания навоза, а затем транспортирования его в навозохранилище только под нагрузкой. Работа насоса в холостую не допускается. Для работы в режиме перемешивания высота слоя навоза в навозоприемнике должна превышать критическую, равную 0,1 м над верхним обрезом подводящего трубопровода. Для перемешивания навоза рукоятку привода смесителя (поз. 7, рис. 11.20) переводят в крайнее нижнее положение. При этом навоз забирается шнеком и подается в рабочую полость насоса, который создает мощную струю и направляет ее в смеситель, снабженный патрубком (насадком). Если насос оснащен подвижным смесителем, то патрубок направляют в центр навозоприемника с тем, чтобы он мог вращаться в обоих направлениях, обеспечивая активное перемешивание массы. При оснащении неподвижным смесителем патрубок направляют вдоль стены навозоприемника, обеспечивая круговое передвижение и эффективное перемешивание навоза.
Для подачи перемешанного навоза в навозохранилище рукоятку привода смесителя переводят в крайнее верхнее положение. При этом навоз из рабочей полости насоса поступает в напорный трубопровод, по которому подается в навозохранилище. При выгрузке навозоприемника не допускают полного его опорожнения, так как донные и опорные подшипники смазываются навозом. Другую какую-либо смазку не применяют.
Центробежный насос фирмы Kimadan A/S используют при влажности навоза крупного рогатого скота и свиней, превышающей 90 процентов. В навозе указанной влажности микробиологическому распаду подвергается мочевина с образованием аммиака и углекислого газа. При этом в открытом навозохранилище значительная часть аммиака теряется, загрязняя окружающую среду. Потери сухого органического вещества и азота зависят от глубины хранилища, температуры окружающей среды, а также площади открытой поверхности. Для уменьшения потерь влаги и летучих компонентов применяют крытые навозохранилища, а при использовании открытых резервуаров, открытую поверхность навоза укрывают слоем соломенной резки с длиной частиц до 100 мм из расчета 10 кг/м2.
В хранилищах укрывают только жидкий свиной навоз, поскольку навоз крупного рогатого скота при длительном хранении разделяется на три слоя -осадок, осветленный и плавающий, состоящий из легких волокнистых частиц, образующих верхний уплотненный слой, значительно затрудняющий улетучивание газов, в том числе аммиака. Укрытие поверхности навозохранилищ позволяет уменьшить потери летучих веществ, но не исключает их.
Технология и комплекс машин для внесения твердых органических удобрений. Твердые органические удобрения (ТОУ) вносят в почву в основном по прямоточной технологии, что объясняется специфическими условиями сельскохозяйственного производства Дании. При этом способе (схема: ферма-поле) удобрения от мест подготовки и хранения к местам использования доставляют одними и теми же машинами в едином неразрывном потоке. Этими же агрегатами удобрения распределяют по поверхности поля, а затем заделывают в почву, спустя не более 10 час. после внесения.
Лучшим временем внесения ТОУ является весна, хорошим периодом считают осень. Эффективность внесения ТОУ в различные периоды года при использовании их под сельскохозяйственные культуры представлена в таблице 11.7.

Технологический комплекс машин для реализации прямоточной технологии включает технические средства для погрузки удобрений в транспортно-технологические машины, доставку и распределение их по поверхности поля с помощью указанных машин.
Базовым техническим средством, реализующим прямоточную технологию, является машина для внесения ТОУ. Для этих целей в Дании широко используют одноосные прицепные машины Samson SP-9, Samson SP-12 и Samson Flex 111-16 (рис. 11.21, а), а также кузовные разбрасыватели, опирающиеся на ходовую систему типа «тандем», Samson Flex III-20 (рис. 11.21, б).

Представленные кузовные машины включают в себя прицеп, снабженный подающим (донным) транспортером и распределяющим устройством. В качестве подающего рабочего органа используют цепочно-планчатые транспортеры. Для распределения компостов применяют три сменных адаптера, два из которых представляют собой крутонакпонные шнеки с фигурной винтовой поверхностью, снабженной резцами (рис. 11.22, а). Третий адаптер выполнен в виде сочетания рабочих органов: двух горизонтальных фигурных шнеков с различным направлением витков, снабженных дополнительными резцами (ножами), и двух горизонтальных дисков с лопатками (рис. 11.22, б). Агрегатируются представленные машины с колесными тракторами класса 2,0...3,0.

Работают машины следующим образом. При движении агрегата по полю верхняя ветвь подающего транспортера, перемещаясь с определенной скоростью, подводит к распределяющему рабочему органу твердые органические удобрения, загруженные в кузов. Распределительные рабочие органы отрывают порции удобрений, дополнительно измельчают их до необходимых размеров и равномерно распределяют по поверхности поля полосой заданной ширины. Кузовные машины с адаптерами в виде крутонаклонных шнеков укладывают полосу шириной 12 или 16 м. Адаптер с комбинированными рабочими органами формирует полосу удобрений шириной 24 м. Конструктивно-технологические схемы кузовных машин для внесения ТОУ представлены на рис. 11.23, а их технические характеристики - в таблице 11.8.

Датские коллеги ознакомили нас с заводом фирмы Samson Agro A/S по производству прицепных машин для внесения твердых органических удобрений. На нем работают 175 человек. Завод представляет собой современное предприятие с высочайшим уровнем организации труда и культуры производства.
Технологии и комплексы машин для внесения жидкого навоза. Технология производства работ по внесению жидкого навоза включает в себя следующие основные операции: погрузку, транспортирование, внесение и заделку удобрений в почву. Жидкий навоз вносят поверхностным или внутрипочвенным способом, применяя прямоточную, перегрузочную и комбинированную технологии.
По прямоточной технологии (схема: ферма-поле) жидкий навоз от мест подготовки и хранения к местам использования доставляют одними и теми же машинами (рис. 11.24), выполняя следующие операции: загрузку транспортно-технологические машины, транспортирование навоза к месту внесения, перемешивание удобрений в машине перед внесением, распределение удобрений по поверхности почвы. По окончании одного цикла машину переводят в транспортное положение и переезжают к месту загрузки.

Описанная технология наименее проста и чаще других применяется в фермерских хозяйствах Дании, что обусловлено также незначительной удаленностью полей от мест хранения навоза.
Перегрузочная технология. При значительной удаленности полей от мест хранения навоза применяют перегрузочную технологию. При этом удобрения из навозохранилища загружают в транспортно-технологическую машину (рис. 11.25), доставляют ею к месту внесения и перегружают затем в технологический агрегат, которым вносят в почву. Разгруженную машину возвращают к месту загрузки.

Перегрузочная технология предусматривает заправку технологических машин на поле. Для этого дозу внесения удобрений регулируют таким образом, чтобы емкость технологического агрегата освобождалась на краю поля. Согласовывают также емкость транспортной машины с вместимостью технологического агрегата.
Комбинированная технология предусматривает применение трубопровода и транспортно-технологического агрегата, включает в себя систему связи, подачи и транспортирования жидкого навоза по трубопроводу, загрузку технологического агрегата, распределение удобрений по поверхности поля (рис. 11.26).

Для подачи жидкого навоза в трубопровод применяют стационарные или мобильные навесные тракторные погрузчики производительностью 120...140 м3/ч. Гибкие трубопроводы диаметром 130,0...150,0 мм выполняют из легких синтетических материалов. В качестве технологических агрегатов чаще используют машины для ленточного внесения жидкого навоза, хотя все технологические машины могут работать в режиме сплошного внесения.
В качестве технических средств для ленточного внесения жидкого навоза применяют транспортнотехнологические машины фирмы «РМ Kimadan A/S» и компании «Samson Agro A/S». Выпускаемые ими машины имеют некоторые отличия в конструкции рабочих органов. В этой связи рассмотрим разработки фирмы «РМ Kimadan A/S» и отличительные особенности технических средств компании «Samson Agro A/S».
Транспортно-технологическая машина с ленточной системой фирмы«РМ Kimadan A/S» (рис. 11.27) предназначена для поверхностного внесения жидкого навоза посредством шлангов, смонтированных в виде волочильного блока.

Машина фирмы «РМ Kimadan A/S» включает в себя технопогическую емкость, навеску, распределитель с гидроприводом, блок волочильных шлангов (крылья), волочильные шланги, гидросистему управления рабочими органами.
Ленточную систему навешивают на транспортно-технологические машины для внесения жидкого навоза «РМ Kimadan A/S», общий вид которых представлен на рисунке 11.28, а технические характеристики - в табл. 11.9.

Унифицированная навеска (рис. 11.29) обеспечивает агрегатирование ленточной системы со всеми конструкциями транспортно-технологических машин для внесения жидкого навоза фирмы «РМ Kimadan A/S». Навеска включает в себя следующие сборочные единицы: кронштейны крепления к загрузочному люку машины, навес распределителя, гидроцилиндр, подъемные кронштейны, скользящие кронштейны.

Распределитель навоза (рис. 11.30) включает в себя гидропривод, делительный диск с 40...48 отверстиями, днище с 40...48 отверстиями, обхват (коробку), уплотнительное кольцо, ротор, нож, крышку.

К распределителю навоз подают по трубе диаметром пять дюймов. Внутренний диаметр волочильных шлангов, крепящихся хомутами к днищу, составляет 40 мм. Количество подсоединяемых шлангов зависит от размеров делительного диска и составляет 40...72. Расстояние между волочильными шлангами составляет: 0,3 м в 12-метровом блоке, 0,31 м в 15-метровом блоке и 0,33 м в 16-метровом блоке.
Привод распределителя обеспечивают гидромотором ОМК-250 с расходом масла 40 л/мин при частоте вращения 200 об/мин и 75 л/мин при частоте вращения 300 об/мин. Применяют также гидромотор MGLR-375 с расходом масла 50 и 60 л/мин при частоте вращения соответственно 130 и 160 об/мин.
Для эффективной работы распределителя навоза следует правильно отрегулировать зазор между ножом (резаком) и делительным диском (рис. 11.31).

При нормальном зазоре в режущей паре вращаемый вручную ротор оказывает определенное сопротивление движению. Слишком свободное вращение ротора приводит к закупорке распределителя, так как соломенные частицы, находящиеся в навозе, затягиваются в зазор, увеличивая сопротивление резанию. Большое сопротивление вращению ротора ведет к быстрому износу режущей пары. Регулируют зазор контргайками, прижимая тарельчатыми пружинами ротор к делительному диску, Давление масла при работе распределителя составляет 5,0...7,5 МПа.
Блок волочильных шлангов (рис. 11.32) включает в себя следующие сборочные единицы: левое и правое крылья, задний блок (вставка); держатели шлангов, гидроцилиндр, кронштейны для транспортировки крыльев, волочильные шланги, удлинители крыльев.

Монтаж ленточной системы распределения навоза. Ленточные системы навешивают на транспортно-технологические машины «РМ Kimadan A/S» или «Samson Agro A/S», параметры которых представлены на рис, 11.33, а технические характеристики - в таблице 11.10. Для монтажа ленточной системы транспортно-технологическую машину устанавливают на специально подготовленной площадке строго горизонтально по ватерпасу. Затем собранную навеску приваривают к цистерне так, чтобы профили находились в совершенно горизонтальном положении по ватерпасу. После этого устанавливают навес для распределителя, приспосабливая его к высоте люка цистерны, и монтируют кронштейны и крылья (волочильные блоки). Затем хомутами крепят к распределителю шланги, размещая их по схеме (рис. 11.34).

При монтаже шлангов крылья должны находиться в развернутом положении, а задний блок - в самой низкой позиции с тем, чтобы обеспечить естественный угол падения волочащихся шлангов. Их затем укорачивают до необходимой высоты. Положение крыльев при свертывании (раскрытии) регулируют винтами гидравлических цилиндров.
Работа транспортно-технологической машины с ленточной системой распределения жидкого навоза. Загруженную навозом машину со свернутыми крыльями устанавливают на краю обрабатываемого поля. Затем гидравлической системой трактора раскрывают крылья с ленточными волочильными блоками и регулируют высоту расположения волочильных шлангов над обрабатываемой поверхностью. Включив в работу подающий насос машины (центробежный или ротационный), перемешивают массу в цистерне. Далее включают в работу гидромотор распределителя и, переключив насос цистерны, под давлением подают в распределитель предварительно перемешанный навоз. Подачу навоза регулируют, сбрасывая часть подаваемого потока на циркуляцию массы в цистерне. Поступивший навоз перемешивается ротором распределителя (рис. 11.35) с одновременным измельчением находящихся в нем длинноволокнистых частиц и подается по системе отверстий делительного диска в волочильные шланги. Через шланги навоз вносят на поверхность поля при определенной скорости движения агрегата. Дозу внесения навоза регулируют подачей насоса и скоростью движения-агрегата (табл 11.11 и 11 12).

По окончании работы открывают крышку распределителя и промывают водой из шланга ротор и распределительную коробку. Затем смазывают маслом или специальной смазкой лезвия ротора. После чего закрывают крышку распределителя и запускают ротор в работу обеспечивая смазку режущей пары.

Как видно из представленных данных, транспортно-технологическая машина с ротационным насосом обеспечивает малые дозы внесения жидкого навоза при скорости движения агрегата, равной 9...10 км/ч и ширине внесения удобрений 12...16 м.

Как видно из табл. 11.12, транспортно-технологическая машина, оборудованная центробежным насосом, обеспечивает высокие дозы внесения жидкого навоза при движении агрегата со скоростью 4...8 км/ч и максимальной подаче насоса. При более высоких скоростях движения агрегата и максимальной подаче насоса дозы внесения удобрений составляют 22,5...33,3 м3/га.
Проведенный нами хронометраж работы агрегата показал, что переводят ленточную систему распределения навоза из транспортного положения в рабочее в течение 15...20 с, а из рабочего в транспортное - за 1,5...2,0 мин. Указанное обстоятельство следует учитывать при организации работ по внесению навоза с использованием рассмотренных машин.
Отличительной особенностью ленточной системы внесения навоза компании «Samson Agro А/S» является комплектование ее сменными распределителями (рис. 11.36): горизонтальным или вертикальным.

Конструктивные параметры этих систем представлены на рис. 11.37, а их технические характеристики - в табл. 11.13.

Горизонтальные распределители жидкого навоза обеспечивают расход 2,0...7,5 м3/мин, а вертикальные - 5,0...10,0 м3/мин при ширине внесения 12, 15, 16, 18 и 20 м. Только вертикальным распределителем комплектуют ленточные системы с шириной внесения навоза 16, 18, 20 и 24 м При этом все ленточные системы с вертикальными распределителями навоза снабжены камнеотделителями, обеспечивающими защиту измельчающего аппарата от посторонних механических включений (щебень, металл и т.д.).
Внутрипочвенное внесение жидкого навоза. При сплошном поверхностном распределении удобрений по поверхности поля их заделывают в почву различными почвообрабатывающими орудиями на различную глубину, не всегда достаточную для рационального использования удобрительных свойств навоза, зачастую, со значительным интервалом времени между внесением и заделкой в почву.
Внутрипочвенное внесение жидкого навоза применяют перед посевом (посадкой) сельскохозяйственных культур и при подкормке вегетирующих растений.
Для внесения удобрений перед посевом применяют разработанную компанией «Samson Agro А/S» ленточную систему с горизонтальным распределителем навоза, снабженную S-образными долотообразными лапами и катками для заделки его в почву (рис. 11.38).

Конструктивные параметры названной системы представлены на рис. 11.39, а ее технические характеристики - в табл. 11.14.

Рассматриваемая система обеспечивает подачу жидкого навоза 2 м3/мин, заделку его в почву на глубину 5,0...15,0 см, прикатывание и выравнивание поля в целях подготовки его для последующего посева (посадки) сельскохозяйственных культур. Ширина полосы внесения удобрений составляет 6,0 и 8,0 м.
Для прикорневой подкормки жидким навозом вегетирующих растений используют разработанные компанией «Samson Agro A/S» ленточные системы с однодисковыми и двухдисковыми сошниками. Распределительную систему с двухдисковыми сошниками поставляют с шириной захвата 6,0 и 8,0 м (рис. 11.40).

Конструктивные параметры распределительных систем представлены на рис. 11.41, а их технические характеристики - в табл. 11.15.

Горизонтальная распределительная система с двухдисковыми сошниками обеспечивает объемную подачу жидкого навоза не менее 120 м3/ч и заделку его в прикорневую систему вегетирующих культур рядового посева.