Одним из необходимых условий осуществления интенсификации животноводства является разработка и внедрение технологий и оборудования для уборки и дезинфекции животноводческих помещений. Это связано с тем, что высокая концентрация поголовья в животноводческих помещениях приводит к повышенному содержанию там патогенной микрофлоры, что в свою очередь приводит к распространению инфекционных заболеваний животных и другим негативным последствиям. Кроме того, накапливающиеся в животноводческих помещениях загрязнения, мешают проведению технического обслуживания оборудования, приводят к нарушениям покрытий, коррозии, разрушению деталей конструкции, что препятствует правильной эксплуатации и уменьшает срок службы машин, механизмов, а также и оборудования и помещений животноводства. В конечном итоге всё это снижает экономическую эффективность животноводства.
Выпускаемое оборудование не отвечает в полной мере требованиям поставленной задачи по разным причинам. Оно не всегда совместимо с процессами содержания, кормления и поения, применяемых на комплексах, фермах, в том числе малых, а также в подсобных и личных хозяйствах. Так, например, у применяемых моечных машин нет требуемой функции дезинфекции, дезинфекционные установки на шасси автомобиля не представляется возможным использовать из-за их габаритов в связи с особенностями проектирования современных животноводческих помещений. Проблема уборки и дезинфекции животноводческих помещений может быть решена путем создания специализированной моечной машины высокого давления, сочетающей в себе функции моечной машины для уборки животноводческих помещений и дезинфекционной установки.
Проведение мойки и дезинфекции соответствуют типовым технологиям, которые включают в себя операции – очистка поверхностей струёй теплой или холодной воды под давлением с помощью моечных машин, орошение дезинфицирующим растворам поверхностей и т.д. 
По назначению дезинфекции, проводимые в животноводческих помещениях можно подразделить на профилактическую (предупредительную) и вынужденную (текущую и заключительную), текущую при наличии больных животных и далее заключительную. Дезинфекцию осуществляют в основном химическими и физическими способами и, как правило, после удаления загрязнений (уборки). 
Наиболее радикален химический способ, заключающийся в нанесении на объекты дезинфекции различных дезинфицирующих химических веществ, путём распыления их растворов, в том числе посредством создания аэрозолей, проникающих в труднодоступные места и т. д. Выбор вида дезинфицирующего химического вещества и его концентрации в каждом отдельном случае индивидуален. Это зависит и от характера объекта дезинфекции и от вида предполагаемых или установленных возбудителей болезни. Также следует учитывать, что к величине концентрации, предъявляются противоречивые требования, с одной стороны она должна быть как можно более высокой, для получения набольшей эффективности проведения дезинфекции, с другой стороны, низкой, чтобы, обеспечить требования техники безопасности и охраны окружающей среды. Очевидно, что процесс изменение дозировки должен быть не сложным и не требовать больших затрат времени. Из всего указанного выше следует, что возникает необходимость решения технического вопроса по осуществлению возможности у обслуживающего персонала производить в процессе работы изменение дозировки активной жидкости, с целью изменения концентрации химического вещества для получения требуемой оптимальной концентрации на выходе моечной машины.
На Рис. 1 показаны основные узлы структуры разработанной моечно-дезинфицирующей машины, в которой получение дезинфицирующих химических растворов заданной концентрации производится с помощью современных технических средств, в которой задаётся, измеряется и изменяется объёмная концентрация, с использованием расходомеров, контроллера, пропорционального клапана, также насоса высокого давления с эжекторным входом.

Дозировка изменяется в процессе работы посредством ввода в контроллер требуемых значений концентрации, который на основании информации от расходомеров автоматически поддерживает требуемую концентрацию на выходе насоса, управляя пропорциональным клапаном.
Смешивание воды и дезинфицирующего раствора производится в насосе высокого давления с эжекторным входом.
Процесс смешения потоков воды и активной жидкости в камере эжектора схематически поясняется Рис 2.

Рисунок 2 – Процесс смешения потоков воды и активной жидкости в камере эжектора 

В сечении 0 – 0, совпадающем с началом камеры смешения, средние скорости рабочего (эжектирующего) потока V_E и всасываемого (эжектируемого) потока V_EJ являются исходными. За этим сечением расположен начальный участок смешения потоков, где по центру сохраняется ядро скорости рабочего потока, не охваченное процессом смешения. В пределах ядра скорости потока постоянны и равны средней скорости истечения из сопла V_E [1, с. 90].
Смешение потоков в камере эжектора сопровождается изменениями осредненного давления вдоль проточной части. По мере выравнивания профиля поперечного распределения скоростей потоков и уменьшения от сечения к сечению средней скорости суммарного потока происходит повышение давления.
Повышение давления в зоне смешения канала постоянного радиуса без учета поверхностного трения о стенку может быть определено по формуле:

, (1)

где р₀ - давление в сечении 0-0;
р₁ - давление в сечении 1-1 (рис. 2);
r - плотность вещества;
V_E - скорость рабочего потока;
V_A - скорость всасываемого потока;
А_E - отношение площадей сопла и камеры (относительное расширение).При очистке поверхностей струйным способом очистка производиться с помощью физико-химического фактора воздействия воды и водных растворов, который дополняется механическим ударом струи по удаляемым загрязнениям. 
По давлению воды у насадка струйные моечные машины обычно подразделяют на машины низкого давления 10х10⁵ Па, среднего давления (10-50)х10⁵ Па и высокого давления (50-60)х10⁵ Па.
Сила удара струи определяется из уравнения:

где, m -секундная масса жидкости, кг/с;v- скорость потока, м/с;
- плотность жидкости, кг/м³ ;
- сечение набегающей струи, м² ;
- угол падения струи, рад.
Из анализа уравнения видно, что сила удара струи пропорциональна квадрату скорости потока, то есть если, например, скорость потока возрастёт в 2 раза, то сила удара струи возрастёт в 4раза.
Скорость потока в свою очередь зависит от напора воды в соответствии с формулой:

где H- напор воды, м;
g – ускорение силы тяжести, м/с², 
- коэффициент скорости, который зависит от формы отверстия и типа насадки.
Если связать между собой скорость, используя уравнение (3) и расход воды получим равенство (4)

где – коэффициент расхода, изменяющийся от 0,62 ( для круглого сечения) до 0,97 (для конусоидального насадка );

d²_н – диаметр насадка .

Из формул видно, что, уменьшая диаметр насадка и увеличивая скорость истечения воды за счёт напора Н, можно повысить силу удара Р при неизменном расходе Q. Таким образом, тонкоструйная высоконапорная очистка приводит к интенсификации процесса за счёт увеличения механического фактора воздействия на удаляемые загрязнения.

На рисунке 3 приведены, полученные в результате экспериментальных исследований, зависимости расхода воды Q (1), времени очистки t (2) от напора. Очистке подвергались загрязнённые поверхности площадью 1 м². Симбатный ход кривых расхода воды и времени очистки показывает, что достигаемый эффект от повышения напора струи получен при уменьшении диаметра сопла насадка и соответствующем увеличении скорости истечения воды. Очевидно, что уменьшать диаметр сопла можно до значений, при которых не будет происходить быстрого засорения отверстия, поэтому рекомендуемое минимальное значение диаметра сопла: 0,8- 1,5 мм.

Рисунок 3 – Экспериментальные зависимости расхода воды Q (1), времени очистки t (2) от напора.

Очевидно, что одним из главных главным вопросом при выполнении функции моечно-дезинфицирующей машины – дезинфекции является точность поддержания средней концентрации дезинфицирующего вещества в растворе на выходе машины. Высокое качество при выполнении этой функции обеспечивается для данной машины за счёт наличия в ней обратной связи, которая позволяет поддерживать концентрацию с требуемой точностью. Для регулирования применён пропорциональный клапан.
Как показал эксперимент, применённый пропорциональный клапан имеет высокую повторяемость, малое время достижения, которое намного меньшее допустимого. 
Экспериментальные исследования показали, что моечно-дезинфицирующая машина позволяет производить тонкоструйную высоконапорную очистку, Поддержания средней концентрации дезинфицирующего вещества в растворе на выходе машины обеспечивается с требуемым качеством за счёт наличия обратной связи, а также высокой линейности. малого гистерезиса характеристики пропорционального клапана.
Результаты имеют повторяемость, не выходящую за пределы погрешностей измерений, что подтверждает их достоверность.
Разработанная моечно-дезинфицирующая машина позволит выйти в данной области на уровень, соответствующий лучшим образцам зарубежного оборудования,

Рисунок 4. Общий вид моечно-дезинфецирующей машины

Ниже в таблице приведены основные технические характеристики разработанной моечной машины.
Технические характеристики моечно-дезинфецирующей машины
Таблица

Авторы надеются, что данная статья может оказать определенную практическую пользу лицам, занимающимся созданием и эксплуатацией моечных машин высокого давления для уборки и дезинфекции животноводческих помещений.

1. Физика. Большой энциклопедический словарь.- М.: Большая Российская энциклопедия, 1999. 460с.
2. Новый политехнический словарь.- М.: Большая Российская энциклопедия, 2000. 460с.
3. Тельнов Н.Ф. Технология очистки и мойки сельскохозяйственных машин» М. «Колос», 1973. 295 с.

Все статьи автора «Сергеев Николай Николаевич»