CC BY
19
Выводы. Анализ технологий приготовления экспандированного корма показал, что большинство заводов не имеют экспандеров, а также не позволяют получать белковые корма, а именно жмых из семян масличных культур. Экспандеры позволяют получать корма в рассыпном, гранулированном видах и крупки для птицы в зависимости от его расположения в технологической линии. Поэтому дальнейшие исследования должны быть направлены на совершенствование экспандеров, а также совершенствование технологий для получения экспандированного белкового корма в разных видах.
Литература
1. Мишуров Н.П. Рекомендуемые технологии производства комбикормов в хозяйствах // Вестник Всероссийского научно-исследовательского института механизации животноводства. 2015. № 4 (20). С. 6 - 14.
2. Влияние инфракрасного облучения на гигиенические характеристики и питательность зерновых кормов / Д.А. Благов, И.В. Миронова, М.Ф. Туктаров [и др.] // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2021. № 1 (87). С. 140 - 144.
3. Припоров И.Е., Гаврилов Е.В. Разработка технологии приготовления комбикорма с применением современной компьютерной техники // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2021. № 4 (90). С. 142 - 145.
4. Козлов С.И. Переработка зерна при производстве комбикормов с использованием новых технологий // Вестник Барановичского государственного университета. Серия: Физико-математические науки. Технические науки. 2013. № 1. С. 175 - 182.
5. Козлов С.И. Результаты экспериментальных исследований процесса экспандирования зерна ржи // Конструирование, использование и надёжность машин сельскохозяйственного назначения. 2015. № 1 (14). С. 51 - 55.
6. Направления совершенствования оборудования при производстве комбикормов / В.А. Шаршунов, А.В. Червяков, С.В. Курзенков [и др.] // Вестник Могилёвского государственного университета продовольствия. 2018. № 1 (24). С. 87 - 93.
7. Сапа В.Ю. Анализ результатов исследования режимов работы экспериментального винтового пресса (экспандера) для производства высокоэффективных кормов для сельскохозяйственных животных // 3i: intellect, idea, innovation - интеллект, идея, инновация. 2020. № 4. С. 61 - 67.
8. Загоруйко М.Г., Дорохов А.С., Марадудин А.М. Обоснование основных параметров шнекового экспандера для переработки высокопротеиновых культур // Нива Поволжья. 2020. № 2 (55). С. 124 - 131.
9. Афанасьев В.А., Богомолов И.С. Исследование влияния режимов экспандирования рассыпных комбикормов на их качество // Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий. 2012. № 3 (53). С. 27 - 30.
10. Мишуров Н.П. Перспективные технологии тепловой обработки комбикормов. М., 2006. 84 с.
11. Афанасьев В.А., Джабаев Ю.А. Оценка эффективности производства и использования экспандированных комбикормов // Вестник ВГУИТ. 2016. № 3. С. 313 - 320.
12. Пат. № 2728603. Российская Федерация. Технологическая линия производства полнорационных комбикормов / Афанасьев В.А., Остриков А.Н., Богомолов И.С., Филипцов П.В., Нестеров Д.А.; заявка № 2019125075; заявл. 06.08.2019; опубл. 30.07.2020. Бюл. № 22.
Игорь Евгеньевич Припоров, кандидат технических наук, доцент. ФГБОУ ВО «Кубанский государственный аграрный университет имени И.Т. Трубилина». Россия, 350044, Краснодарский край, г. Краснодар, ул. Калинина, 13, i.priporov@yandex.ru
Igor E. Priporov, Candidate of Technical Sciences, Associate Professor. Kuban State Agrarian University named
after I.T. Trubilin. 13, Kalinina Str., Krasnodar, Krasnodar Territory, 350044, Russia, i.priporov@yandex.ru
-♦-
Научная статья УДК 631.2
Ультразвуковое устройство для отпугивания грызунов
Сергей Валерьевич Егоров, Иван Викторович Савчук, Дмитрий Олегович Суринский
Государственный аграрный университет Северного Зауралья
Аннотация. В статье рассмотрено ультразвуковое устройство для отпугивания грызунов, предложена его усовершенствованная конструкция. Данная модель может использоваться в производственных и торговых помещениях, зернохранилищах, птицеводческих и животноводческих комплексах. Из техники, имеющейся на данный момент, известно устройство для отпугивания животных (Ди № 2075295 С1 А01М 29/02), у которого генератор акустического излучения выполнен с фиксированной частотой основной несущей гармоники звукового диапазона. Под воздействием отпугивателя самки грызунов становятся бесплодными. Основным достоинством является то, что ультразвуковые отпугиватели безопасны для жизнедеятельности людей, не влияют на домашних животных и птиц, а также не вызывают помех в работе теле- и радиоаппаратуры и в то же время служат надёжной защитой от крыс, мышей и прочих грызунов.
Ключевые слова: отпугиватели грызунов, ультразвуковое устройство, высокочастотные волны, ультразвуковые волны.
Для цитирования: Егоров С.В., Савчук И.В., Суринский Д.О. Ультразвуковое устройство для отпугивания грызунов // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2021. № 5 (91). С. 117 - 121.
Original article
Ultrasonic device for repelling rodents
Sergey V. Egorov, Ivan V. Savchuk, Dmitry O. Surinsky
Northern Trans-Ural State Agricultural University
Abstract. The article considers an ultrasonic device for repelling rodents, its improved design is proposed. This model can be used in industrial and commercial premises, granaries, poultry and livestock complexes. From the equipment available at the moment, a device for repelling animals is known (RU No. 2075295 With 1 A 01M 29/02), in which the acoustic radiation generator is made with a fixed frequency of the main carrier harmonic of the sound range. The main advantage is that ultrasonic repellents are safe for human life, do not affect pets and birds, and also do not cause interference in the operation of television and radio equipment and at the same time serve as reliable protection from rats, mice and other rodents.
Keywords: rodent repeller, ultrasonic device, high-frequency waves, ultrasonic waves.
For citation: Egorov S.V., Savchuk I.V., Surinsky D.O. Ultrasonic device for repelling rodents. Izvestia Orenburg State Agrarian University. 2021; 91(5): 117 - 121. (In Russ.).
В настоящее время существует несколько устройств для отпугивания грызунов на полях сельскохозяйственного назначения, в животноводческих помещениях. Они различаются способами отпугивания и подавления жизнедеятельности вредителей сельского хозяйства [1]. Так, сущность устройства RU № 2012203 С1 А01М 29/04 «Средство акустического отпугивания грызунов» заключается в использовании способа пульсирующего горения в качестве акустического воздействия на живые организмы, при этом низкочастотные акустические волны в инфразвуковом диапазоне отпугивают грызунов из помещения [2]. В изобретении RU № 2042324, Кл. А01М 29/04, приоритет от 21.12.92 «Устройство для отпугивания грызунов» в целях исключения грызунов к адаптации применяется генератор качающейся частоты.
Наиболее близким к заявленному техническому решению является устройство RU № 2146445 С1, кл. А01М 29/02 «Устройство для отпугивания грызунов», в котором для повышения эффективности применены низкочастотные и высокочастотные акустические излучатели, обеспечивающие возможность как привлечения грызунов, так и их отпугивания и уничтожения [3].
Все эти устройства имеют следующие недостатки: слишком точные и чувствительные настройки; часто сбивающиеся настройки, как правило, регулируемые автоматически; низкое качество издаваемой ультразвуковой волны; небольшой радиус воздействия; низкий КПД.
Вышеперечисленные недостатки устранены и доработаны в ультразвуковом отпугивателе (УЗО) грызунов. Для сокращения устройству было дано название «УМНИК». Отпугивающее воздействие УЗО основано на излучении им высокочастотных звуковых колебаний, которые не воспринимаются человеком, но очень сильно воздействуют на грызунов (мышей и крыс). Ультразвук воз-
действует на психику крыс и мышей, вызывая у них чувство тревоги, страха, и вынуждает их покидать занимаемую территорию [4, 5].
Материал и методы. Устройство имеет две основные части. Часть А представляет собой акустическую высокочастотную систему, которая издаёт ультразвук, превышающий 20 кГц, неслышимый для человека, но оказывающий влияние на грызунов. Излучателем является рупорная колонка на пьезоэффекте. Часть В представляет собой электрическую часть устройства, включающую в себя источники питания, преобразователи электрического тока и напряжения, регуляторы.
Устройство «УМНИК» имеет три колонки рупорного типа и может создавать особый эффект при полном КПД своей работы. Суть этого эффекта заключается в следующем. Когда три одинаковые колонки соединены по схеме треугольника и включены, происходит процесс слияния нескольких ультразвуковых волн. Учитывая то, что центр волны - наиболее плотное место, а здесь все центры направлены в отражающую поверхность, образуется своеобразный ультразвуковой пузырь. Данная область становится перенасыщенной ультразвуком. Перед получившимся треугольником находится колонка излучателя с более высокой ультразвуковой частотой, поставленная на максимальную частоту.
Колонка издаёт ультразвуковую волну, имеющую наиболее большую плотность и подходящую т.н. пробивную силу.
Происходит следующее: волна колонки с более высоким УЗ, проходящая через ультразвуковой пузырь, сравнима с камнем, разбивающим стекло. Осколки ультразвукового пузыря распространяются во все стороны, при этом, хоть и нарушая целостность конструкции, сохраняют её общую структуру. Этот эффект получил название эффект разбитого стекла (рис. 1).
Ультразвуковая волна, как и любая звуковая волна, поглощается любым относительно плотным веществом, но данный эффект прибора увеличивает радиус воздействия ультразвуковой волны, при этом сохраняя все её характеристики на гораздо большем расстоянии, чем остальные подобные устройства. При этом «УМНИК» не требует повышения затрачиваемой мощности.
Результаты исследования. Основными элементами составной части силового блока устройства части В являются: сетевой шнур, трансформатор, диодный мост, стабилизатор напряжения, система транзисторов и конденсаторов, аккумуляторная батарея.
Кроме стабилизаторов с фиксированным напряжением существуют интегральные стабилизаторы, предназначенные под регулируемое напряжение. Силовой блок питания устройства устроен на интегральной схеме отечественного производства марки КРЕН12А, регулируемый стабилизатор напряжения 1,3 - 30 В и максимальным током 1,5 А (рис. 1).
Ниже представлен ряд расчётных формул, необходимых для определения и выбора составляющих электротехнических элементов и устройств силовой части УЗО.
ивых = иопор (1 + Я2 / Я1) + ^опор^ (1)
где иопор - внутреннее опорное напряжение микросхемы;
^опор - управляющий ток, текущий через резистор Я2.
Упрощаем формулу, основываясь на том, что этот самый управляющий ток очень мал - около 0,0055 А и результат из-за него практически не изменяется:
Рис. 1 - Схема расположения акустических колонок (динамиков) в устройстве с указанием распространения ультразвука «Эффект разбитого окна»:
1 - АК-059; 2 - МК035
Цвых = Цшор (1 + Я / Я1). (2)
Отсюда получаем, что:
Я2 = Я1(ивых - иопор) / иопор. (3)
Параметры блока питания: выходное напряжение - 13,8 В (можно регулировать), это необходимо с учётом возможности подзарядки аккумуляторной батареи устройства; номинальный ток нагрузки - 25 А; ток защиты от короткого замыкания - 27 А; просадка (потеря) выходного напряжения при номинальном токе нагрузки - не более 0,5 В.
Напряжение в минимуме периода пульсации составит:
13,8 + 3 = 16,8 В. (4)
При значении тока выше номинального будет происходить быстрое уменьшение выходного напряжения - осуществляется функция защиты от перегрузки.
Под радиаторами смонтирован охлаждающий вентилятор. Регулировка выходного напряжения такой схемы осуществляется в очень широком диапазоне - от двух до нескольких десятков вольт. Радиатор с микросхемами изолирован от корпуса блока питания. Сам корпус не соединён гальванически со схемой стабилизатора, а присоединён к защитному заземлению. На входе сетевого напряжения установлен простой ЬС-фильтр. Он защитит трансивер от попадания сетевых помех [6, 7].
В блоке питания используется трансформатор. В устройстве использован понижающий трансформатор на 30 В, т.е. напряжение электросети, которое поступает на первичную обмотку трансформатора Т1 и понижается до 30 В, получаемых на вторичной обмотке. Переменное напряжение с вторичной обмотки поступает на диодный мост, который преобразует его в постоянное. Таким образом, получено выпрямленное напряжение, обладающее массой пульсаций. Чтобы избавится от них, был введён конденсатор С1 большой ёмкости.
Диодный мост выпрямляет переменный ток - пропускает его положительные полуволны и задерживает отрицательные. В результате переменный ток становится пульсирующим током одного направления, но изменяющимся по силе. Чтобы сгладить пульсации тока и сделать его практически постоянным, на выходе выпрямителя подключается электрический фильтр. При прохождении тока через фильтр конденсаторы заряжаются и накапливают большой заряд. Как только ток через выпрямитель прекращает поступать, конденсаторы отдают накопленный заряд, поддерживая тем самым ток в цепи (рис. 2).
Работа УЗО основана на взаимодействии электротехнических радиодеталей. Генерирующая часть собрана на низкочастотных транзисторах и состоит из двух каскадов: задающего генератора на маломощном транзисторе МП-41 или 42 и
усилителя, собранного на транзисторе П4 или П210. Задающий каскад представляет собой автогенератор с индуктивной обратной связью. Частота генератора определяется параметрами колебательного контура, состоящего из катушки индуктивности L1 (первичной обмотки высокочастотного трансформатора Т2) и конденсатора С2.
Частота вырабатываемого тока определяется по формуле:
f = 1/ (2п (Z1C2)0,5). (5)
Схема состоит из двух абсолютно идентичных контуров (верхнего и нижнего), настраиваемых на различную частоту. Первый контур подаёт импульсы высокой частоты на три параллельно соединённых динамика GU1, второй контур - на динамик GU2, расположенный в перпендикулярной плоскости (рис. 2.).
Плавная настройка генератора на нужную частоту осуществляется перемещением внутри обмоток трансформатора ферритового сердечника (изменением индуктивности контурной катушки). Обмотка L3 трансформатора является катушкой обратной связи, с которой переменное напряжение через ячейки R2, СЗ подаётся на базу транзистора VT1.
Напряжение высокой частоты, вырабатываемое автогенератором посредством катушки L2 и конденсатора С5, подаётся на базу транзистора VT2. Нагрузкой этого транзистора является звуковоспроизводящий динамик GU. Генератор питается от выпрямителя, состоящего из силового трансформатора Т1, диода VD1 и электролитического конденсатора С1. Напряжение на вторичной обмотке составляет от 10 до 20 В и зависит от характеристик звуковоспроизводящих динамиков.
Акустическая система генерации ультразвуковых волн обеспечивает подачу с заданными параметрами электрического тока. Блок ЭГУ предназначен для преобразования тока промышленной частоты в ток высокой частоты и применяется для питания пьезоэлектрических преобразователей (колонок), при этом можно регулировать параметры тока при поступлении на акустическую систему [4].
Акустическая система имеет два контура (подсистемы) и две основные части - 1 и 2. Часть 1 представляет собой высокочастотную установку в виде одной колонки марки МК-035, расположенную в центре равностороннего треугольника, созданного рупорными колонками АК-059 и издающую ультразвуковые колебания, превышающие 20 - 30 кГц. Их не слышит человек, но они оказывают влияние на грызунов (рис. 3.).
Часть 2 представляет собой три УЗ-излучателя, расположенные на одной платформе, каждый из которых является регулируемым. Марки и технические данные колонок одинаковы, и работают в диапазоне от 25 до 45 кГц.
Рис. 2 - Принципиальная электрическая схема генерирующей и акустической систем устройства для отпугивания грызунов
Рис. 3 - Схема расположения колонок частей 1 и 2 акустической системы УЗО:
1 - АК-059; 2 - МК035
Технические характеристики ультразвукового устройства для отпугивания грызунов следующие: напряжение в сети, В - 220 ± 20 %, 50 Гц (предусмотрено питание от аккумуляторной батареи 12,5 В); потребляемая мощность (ВА): не более 1,5 - 3; рабочая частота - 20 - 70 кГц; модуляция сигнала - частотно-импульсная 25 - 45 кГц и 10 - 33 кГц; диаграмма направленности (телесный угол) - 360°; продолжительность работы не ограничена; вид грызунов - мыши, крысы; защищаемая площадь - до 350 - 400 м2 (при высоте потолков 6 - 7 м).
Вывод. Акустическая система устройства обеспечивает качественные параметры генерации ультразвука в окружающее пространство с максимально возможным угнетающим действием на грызунов как в бытовых условиях, так и на объектах АПК и промышленности.
Ультразвуковое устройство для отпугивания грызунов является одним из перспективных и эффективных устройств для защиты объектов от грызунов (мышей, крыс). Данное устройство не воздействует на человека и домашних животных, а воспринимается только грызунами.
Литература
1. Суринский Д.О., Козлов А.В. Оптимизация параметров и режимов работы электроконтактного дерати-затора для защиты объектов АПК от крыс // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2019. № 4 (78). С. 159 - 161.
2. Пат. RU 2 012 203 С1 Средство акустического отпугивания грызунов / Северянин В.С. Заявка: 4913339/15; заявл. 20.09.1991.; опубл. 15. 05. 1994.
3. Богоявленский В.М. Расчёт напряжённости электрического поля в изоляции биполярной обмотки // Электротехнологии, электрификация и автоматиза-
ция сельского хозяйства. Вестник МГАУ 2003. Вып. 3. С. 43 - 47.
4. Пат. RU 2 738 970 С1 Ультразвуковое устройство для отпугивания грызунов / Суринский Д.О., Козлов А.В., Юркин В.В., Егоров С.В., Савчук И.В.; патентооблад. Суринский Д.О.; заявка 2020106690; заявл. 12. 02. 2020.; опубл. 21.12. 2020.
5. Бортник И.М., Верещагин И.П., Вершинин Ю.Н. и др. Электрофизические основы техники высоких напряжений. М.: Энергоатомиздат, 1983, 543 с.
6. Использование электрооптических устройств для защиты сельскохозяйственных культур / И.В. Савчук, Е.А. Басуматорова, Д.О. Суринский [и др.] // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2020. № 6 (86). С. 149 - 152.
7. Савчук И.В., Суринский Д.О., Басуматорова Е.А. Преимущества интегрированного способа защиты растений от насекомых-вредителей// Конструирование, использование и надёжность машин сельскохозяйственного назначения. 2019. № 1 (18). С. 39 - 45.
Сергей Валерьевич Егоров, аспирант. ФГБОУ ВО «Государственный аграрный университет Северного Зауралья». Россия, 625003, г. Тюмень, ул. Республики, 7, egorov.sv@asp.gausz.ru
Иван Викторович Савчук, кандидат технических наук, доцент. ФГБОУ ВО «Государственный аграрный университет Северного Зауралья». Россия, 625003, г. Тюмень, ул. Республики, 7, savchukiv@gausz.ru Дмитрий Олегович Суринский, кандидат технических наук, доцент. ФГБОУ ВО «Государственный аграрный университет Северного Зауралья». Россия, 625003, г. Тюмень, ул. Республики, 7, surinskiy.do@ gausz.ru
Sergey V. Egorov, postgraduate. Northern Trans-Ural State Agricultural University. 7, Republic St., Tyumen, 625003, Russia, egorov.sv@asp.gausz.ru
Ivan V. Savchuk, Candidate of Technical Sciences, Associate Professor. Northern Trans-Ural State Agricultural University. 7, Republic St., Tyumen, 625003, Russia, savchukiv@gausz.ru
Dmitry O. Surinsky, Candidate of Technical Sciences, Associate Professor. Northern Trans-Ural State Agricultural
University. 7, Republic St., Tyumen, 625003, Russia, surinskiy.do@gausz.ru
-♦-
Научная статья УДК 631.3:633.1
doi: 10.37670/2073-0853-2021-91-5-121-125
Оптимальный уровень затрат совокупной энергии для максимального урожая озимой пшеницы
Геннадий Георгиевич Маслов, Елена Михайловна Юдина, Николай Васильевич Малашихин,
Ирина Васильевна Вульшинская
Кубанский государственный аграрный университет
Аннотация. Получены зависимости урожайности зерна озимой пшеницы и коэффициента биоэнергетической эффективности затрат совокупной энергии при интенсивной технологии её возделывания. Установлен оптимум урожайности и затрат совокупной энергии на его получение с учётом сложившихся климатических условий года (благоприятного, среднего, в среднем за 3 года, неблагоприятного). Максимальная разница в уровне урожайности в зависимости от условий года выращивания составила 5 ц/га при затратах совокупной энергии 35 ГДж/га. Дальнейшее вкладывание ресурсов не ведёт к росту урожайности зерна озимой пшеницы. По результатам исследования экстремальное значение коэффициента биоэнергетической эффективности имеет место в средние годы при том же уровне энергозатрат, что и для урожайности зерна, при этом дальнейший рост уровня интенсификации технологии возделывания снижает показатель эффективности. В другие годы возделывания пшеницы наблюдалось пропорциональное снижение коэффициента с ростом энергозатрат. Обоснована решающая роль овеществлённых затрат энергии в их общем балансе.
Ключевые слова: затраты совокупной энергии, урожай, коэффициент биоэнергетической эффективности, зависимость, технология.
Для цитирования: Оптимальный уровень затрат совокупной энергии для максимального урожая озимой пшеницы / Г.Г. Маслов, Е.М. Юдина, Н.В. Малашихин [и др.] // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2021. № 5 (91). С. 121 - 125. doi: 10.37670/2073-0853-2021-91-5-121-125.
