Значение и масштабы водопотребления
Обеспечение ферм водой — это критически важная задача для ведения животноводства. Вода требуется не только для поения скота, но и для приготовления кормов, санитарной обработки помещений и мойки оборудования. Потребности в воде огромны: например, для содержания всего 200 голов крупного рогатого скота ежедневно необходимо 5–6 тысяч литров. Как правило, небольшие фермы подключаются к централизованному водопроводу. Однако для крупных хозяйств, насчитывающих 400–600 и более животных и часто удаленных от населенных пунктов, приходится организовывать автономные системы с собственной водокачкой.
Основные типы насосов и их применение
Сердцем любой системы водоснабжения является насосное оборудование. Выбор конкретного типа насоса зависит от источника воды.
Центробежные насосы
Для забора воды из поверхностных источников (рек, прудов, озер) или неглубоких шахтных колодцев чаще всего применяют центробежные насосы. Принцип их работы основан на действии центробежной силы: электродвигатель вращает вал с рабочим колесом, оснащенным лопатками. Эти лопатки захватывают воду и отбрасывают ее к периферии в спиральную камеру («улитку»), создавая давление. Под этим напором вода поступает в нагнетательный трубопровод и далее в сеть. Производительность таких агрегатов варьируется в широких пределах — от 6 до 54 кубометров в час.
Вихревые насосы
Для аналогичных источников используются и вихревые насосы. Их ключевое отличие — в конструкции рабочего колеса, лопатки которого имеют прямую, радиальную форму. Это позволяет эффективно перекачивать воду из всасывающего патрубка в нагнетательный.
Погружные насосы
Для подъема воды из глубоких артезианских скважин необходимы погружные насосы. Весь агрегат, объединенный с герметичным электродвигателем, опускается непосредственно в скважину. Электроэнергия подается по специальному кабелю. Вращение от двигателя через вертикальный вал передается на рабочие колеса насоса. Такие системы способны поднимать воду с большой глубины с производительностью от 7.2 до 30 кубометров в час.
Водоструйные установки
Для глубоких шахтных колодцев применяют комбинированные водоструйные установки. Они состоят из двух насосов: центробежного (располагается на поверхности) и водоструйного (опускается в колодец). Водоструйный насос выполняет роль эжектора, поднимая воду на высоту, достаточную для всасывания центробежным насосом. Производительность таких систем составляет 3–16 кубометров в час.
Автоматизация и специальные системы
Автоматические водоподъемные установки
Современные фермы стремятся к автоматизации процессов. Для этого используются комплексные водоподъемные установки, которые могут включать насос любого типа (центробежный, вихревой, погружной). Ключевым элементом такой системы является гидропневматический бак, который создает и регулирует давление в сети. Автоматика, включающая реле давления и станцию управления, самостоятельно включает и выключает электродвигатель насоса в зависимости от расхода воды, а также защищает оборудование от перегрузок.
Ленточные водоподъемники
На летних пастбищах и в лагерях для скота популярны простые и надежные ленточные водоподъемники. Они способны поднимать воду с глубины до 50 метров из бетонированных шахтных колодцев. Рабочий орган — бесконечная прорезиненная лента, часть которой погружена в воду. При движении лента увлекает за собой слой воды, который поступает в приемный бак. Привод обычно осуществляется от бензинового двигателя, а производительность достигает 5 кубометров в час.
Ветроустановки
В степных районах с постоянными ветрами эффективно используются ветроагрегаты, соединенные с водяными насосами. Их устанавливают на отгонных пастбищах и вдоль скотопрогонных трасс. Энергия ветра, вращающего лопасти ветряка, через механическую передачу приводит в действие насос, качающий воду из колодцев или открытых водоемов.
Накопительные и регулирующие сооружения
Важнейшим элементом любой автономной системы водоснабжения являются водонапорные башни, часто сборно-блочной конструкции. Они выполняют несколько функций: создают запас воды на случай пикового потребления или отключения насосов, поддерживают стабильное давление в распределительной сети и позволяют регулировать работу насосных установок. Конструктивно башня состоит из опорной колонны и установленного на ней бака. Современные башни, как правило, оснащены системами автоматического управления для поддержания необходимого уровня воды.