agroengineeringАгроинженерияAgricultural Engineering (Moscow)2687-11492687-1130РГАУ-МСХА10.26897/2687-1149-2025-1-13-19agroengineering-963Research ArticleТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИИ АПКFARM MACHINERY AND TECHNOLOGIESОбоснование конструктивно-технологической схемы насоса-понтона для гомогенизации и перекачки жидких органических удобрений из лагун-навозохранилищRationale for the design and workflow diagram of a pontoon pump for homogenization and pumping of liquid organic fertilizers from manure lagoonshttps://orcid.org/0000-0001-6736-1263КировЮ. А.KirovYu. A.

Киров Юрий Александрович, д-р техн. наук, доцент446442, Российская Федерация, Самарская обл., г. Кинель, п. Усть-Кинельский, ул. Учебная, 2

 

Yuri A. Kirov, DSc (Eng), Associate Professor

kirov.62@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-8948-4862МилюткинВ. А.MilyutkinV. A.

Милюткин Владимир Александрович, д-р техн. наук, профессор

Vladimir A. Milyutkin, DSc (Eng), Professor

oiapp@mail.ruКировВ. Ю.KirovV. Yu.

Киров Всеволод Юрьевич, аспирант

Vsevolod Yu. Kirov, postgraduate student

kirov.vsevolod@gmail.comРябцевА. А.RyabtsevA. A.

Рябцев Андрей Александрович, аспирант

Andrey A. Ryabtsev, postgraduate student

ryabtsevaa@yandex.ruСамарский государственный аграрный университетРоссияSamara State Agrarian UniversityRussian Federation2025070220252711319Copyright © Киров Ю.А., Милюткин В.А., Киров В.Ю., Рябцев А.А., 20252025Киров Ю.А., Милюткин В.А., Киров В.Ю., Рябцев А.А.Kirov Y.A., Milyutkin V.A., Kirov V.Y., Ryabtsev A.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://agroengineering.timacad.ru/jour/article/view/963

Жидкие навозные стоки свинокомплексов после некоторой подготовки могут применяться в качестве удобрений. С целью обоснования конструктивно-технологической схемы насоса-понтона для гомогенизации и перекачки жидких органических удобрений из лагун-навозохранилищ проведен анализ научно-технической и специальной литературы, а также выполнены патентные исследования способов и устройств для гомогенизации и перекачки жидких органических удобрений из лагун-навозохранилищ. Разработанная технологическая схема насоса-понтона представляет собой три основных этапа: измельчение и перемешивание в дисмембраторе, перекачка и транспортирование шнековой частью насоса к нагнетательной камере, подача в напорную магистраль лопастной частью насоса-понтона. По методике многофакторного планирования эксперимента определены параметры, оказывающие наибольшее влияние на процесс перекачки жидких органических удобрений: диаметр кожуха транспортирующего шнека, длина транспортирующего шнека и частота вращения его вала. Обоснована конструктивно-технологическая схема насоса-понтона, в которой рабочий орган – дисмембратор, измельчая и перемешивая грубодисперсную массу (жидкие органические удобрения), повышает эффективность их гомогенизации и перекачки из лагун животноводческих комплексов. Основным рабочим органом насосной части является транспортирующий шнек, представляющий собой вал с навитой на него трехзаходной спиралью. Поисковые опыты проводились в производственных условиях очистных сооружений свинокомплекса «Кировский», рассчитанного на 30 тыс. гол. при бесподстилочном содержании. Проведенные исследования позволили обосновать эффективную конструктивно-технологическую схему насоса-понтона для гомогенизации и перекачки жидких органических удобрений из лагун-навозохранилищ, рассчитать основные параметры его рабочего процесса и построить напорно-расходную характеристику предлагаемой конструкции опытного образца насоса-понтона.

Liquid manure effluents of pig farms can be used as fertilizers after some treatment. In order to substantiate the design and technological scheme of the pontoon pump for homogenization and pumping of liquid organic fertilizersfrom manure lagoons and reservoirs, the authors analyzed scientific, technical and special literature, as well as carried out patent research of relevant methods and devices. The developed technological scheme of a pontoon pump represents three main stages: grinding and mixing in the dismembrator, pumping and transportation by the screw part of the pump to the discharge chamber, feeding into the pressure line by the vane part of the pontoon pump. According to the method of multifactor experiment planning, the parameters having the greatest influence on the pumping of liquid organic fertilizers have been determined: the diameter of the auger conveyer casing, the length of the auger conveyer, and the shaft speed. The paper provides a rationale for a design and workflow diagram of the pontoon pump with a dismembrator. This working element crushes and mixes coarse-dispersed mass (liquid organic fertilizers), and thus increases the efficiency of their homogenization and pumping from the manure lagoons of livestock facilities. The main working element of the pumping part is the auger conveyer, which is a shaft with a three-round spiral coiled on it. Search experiments were carried out in production conditions of treatment facilities of the “Kirovsky’ pig farm designed for 30 thousand pigs kept litter-free. The conducted researches determined the effective design and technological scheme of the pontoon pump used for homogenization and pumping of liquid organic fertilizers from manure lagoons. Based on the results, we calculated its main operating parameters and built the pressure-flow characteristic of the proposed design of a pontoon pump prototype.

насос-понтоннасос-понтон для гомогенизации и перекачки жидких органических удобренийнавозные стокижидкие органические удобрениядисмембраторлагуна-навозохранилищеутилизация отходов животноводческих комплексовpontoon pumppontoon pump for homogenization and pumping of liquid organic fertilizersmanure effluentliquid organic fertilizersdismembratormanure lagoonwaste disposal of livestock farmsReferencesПлавающий пропеллерный насос: Авторское свидетельство SU142877 A1, МПК F04D3/00. № 693710 / И.Б. Крепис; заявл. 23.01.1961; опубл. 01.01.1961. EDN: YRRDFEKrepis I.B. Copyright certificate No. 142877 A1 USSR, IPC F04D3/00. Floating propeller pump: No. 693710: appl. 23.01.1961: publ. 01.01.1961. (In Russ.)Афанасьев В.Н., Шалавина Е.В. Технологические и технические решения проблемы переработки навоза свиноводческих комплексов // Вестник Всероссийского научно-исследовательского института механизации животноводства. 2013. № 4 (12). С. 146-153. EDN: RNIUQZAfanasyev V.N. Shalavina, E.V. Technological and technical solutions problems manure pig farms. Vestnik Vserossiyskogo Nauchno-Issledovatelskogo Instituta Mekhanizatsii Zhivotnovodstva. 2013;4(12):146-153. (In Russ.)Катышев Л.Н. Выбор технологий и технических средств для откачки осадка сточных вод и животноводческих стоков из прудов-накопителей с применением средств гидромеханизации // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2006. № S4. С. 395-405. EDN: NENOKZKatyshev L.N. Selection of technologies and technical means for pumping sewage sludge and livestock wastewater from storage ponds using hydromechanization means. Gorniy Informatsion no-Analiticheskiy Byulleten. 2006;S4:395-405. (In Russ.)Киров Ю.А. Разработка технологической линии для раз деления навозных стоков // Техника и оборудование для села. 2012. № 4. С. 24-26. EDN: OWZGBBKirov Yu.A. Technological line for manure drains division into fractions development. Machinery and Equipment for Rural Area. 2012;4:24-26. (In Russ.)Киров Ю.А., Милюткин В.А., Киров В.Ю. Техническое решение для гомогенизации и перекачки жидких органических удобрений из навозохранилища // Инновационные технологии: опыт, проблемы, перспективы развития, Тверская государственная сельскохозяйственная академия, 25 октября 2023 г. Тверь: Тверская государственная сельскохозяйственная академия, 2023. С. 203-206. EDN: EWRMQYKirov Yu.A., Milyutkin V.A., Kirov V.Yu. Technical solution for homogenization and pumping of liquid organic fertilizers from a manure storage facility. Innovative technologies: Experience, Problems, Development Prospects, Tver State Agricultural Academy, October 25, 2023. Tver: Tver State Agricultural Academy, 2023. P. 203-206. (In Russ.)Ковалёв Н.Г., Гриднев П.И., Гриднева Т.Т. Научное обеспечение развития экологически безопасных систем утилизации навоза // Аграрная наука Евро-Северо-Востока. 2016. № 1 (50). С. 62-69. EDN: VLMWANKovalev N.G., Gridnev P.I., Gridneva T.T. Scientific support for the development of environmentally safed systems of manure utilization. Agricultural Science Euro-North-East. 2016;1(50):62-69. (In Russ.)Лычев С.С. Предпроектная подготовка к расчету и проектированию шнековых насосов // Международная научно-техническая конференция молодых ученых БГТУ им. В.Г. Шухова, Белгород, 1-20 мая 2018 г. Белгород: Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова, 2018. С. 2511-2518. EDN: JIESWPLychev S.S. Pre-design preparation for the calculation and design of screw pumps. International scientific and technical conference of young scientists of BSTU named after V.G. Shukhov, Belgorod, May 01-20, 2018. Belgorod: Belgorod State Technological University named after. V.G. Shukhov, 2018. P. 2511-2518. (In Russ.)Насос-понтон для гомогенизации и перекачки жидких органических удобрений: Патент RU212417 U1, МПК7 A01С 3/00/ Ю.А. Киров, Д.Н. Котов, В.А. Милюткин, В.Ю. Киров, В.А. Ки ров, Ю.З. Кирова, С.В. Денисов, С.Н. Жильцов; № 2022111686; заяв. 28.04.2022; опубл. 21.07.2022, Бюл. № 21. 5 с. EDN: FOQMXFKirov Yu.A., Kotov D.N., Milyutkin V.A., Kirov V.Yu., Kirov V.A., Kirova Yu.Z., Denisov S.V., Zhiltsov S.N. Pontoon pump for homogenization and pumping of liquid organic fertilizers: Pat. 212417 Russian Federation, MPK7 A01С 3/00; No. 2022111686; 2022. (In Russ.)Насос-понтон для гомогенизации и перекачки жидких органических удобрений: Патент RU212418 U1, МПК7 A01С 3/00 / Ю.А. Киров, Д.Н. Котов, В.А. Милюткин, В.Ю. Киров, В.А. Ки ров, Ю.З. Кирова, С.В. Денисов, С.Н. Жильцов; № 2022112515; заяв. 11.05.2022; опубл. 21.07.2022, Бюл. № 21. 5 с. EDN: ELBDTZKirov Yu.A., Kotov D.N., Milyutkin V.A., Kirov V.Yu., Kirov V.A., Kirova Yu.Z., Denisov S.V., Zhiltsov S.N. Pontoon pump for homogenization and pumping of liquid organic fertilizers: Pat. 212418 Russian Federation, MPK7 A01С 3/00; No. 2022112515; 2022. (In Russ.)Насос-понтон для гомогенизации и перекачки жидких органических удобрений: Патент RU213980 U1, МПК7 A01С 3/00 / Ю.А. Киров, В.А. Милюткин, Д.Н. Котов, В.Ю. Киров, А.А. Ряб цев, В.А. Киров, Ю.З. Кирова, С.В. Денисов; № 2022123625; заяв. 15.09.2022; опубл. 06.10.2022, Бюл. № 28. 5 с. EDN: DTMQNAKirov Yu.A., Milyutkin V.A., Kotov D.N., Kirov V.Yu., Ryabtsev A.A., Kirov V.A., Kirova Yu.Z., Denisov S.V. Pontoon pump for homogenization and pumping of liquid organic fertilizers: Pat. 213980 Russian Federation, MPK7 A01С 3/00. No. 2022123625; 2022. (In Russ.)Насос-понтон для гомогенизации и перекачки жидких органических удобрений: Патент RU214495 U1, МПК7 A01С 3/00 / Ю.А. Киров, В.А. Милюткин, Д.Н. Котов, В.Ю. Киров, А.А. Рябцев, В.А. Киров, Ю.З. Кирова, С.В. Денисов; № 2022123853; заяв. 08.09.2022; опубл. 01.11.2022, Бюл. № 31. 5 с. EDN: OTNRCGKirov Yu.A., Milyutkin V.A., Kotov D.N., Kirov V.Yu., Ryabtsev A.A., Kirov V.A., Kirova Yu.Z., Denisov S.V. Pontoon pump for homogenization and pumping of liquid organic fertilizers: Pat. 214495 Russian Federation, MPK7 A01С 3/00. No. 2022123853; 2022. (In Russ.)Насос-понтон для гомогенизации и перекачки жидких ор ганических удобрений: Патент RU214573 U1, МПК7 A01С 3/00 / Ю.А. Киров, В.А. Милюткин, Д.Н. Котов, В.Ю. Киров, А.А. Рябцев, В.А. Киров, Ю.З. Кирова, С.В. Денисов; № 2022123420; заяв. 01.09.2022; опубл. 03.11.2022, Бюл. № 31. 5 с. EDN: LFBJZRKirov Yu.A., Milyutkin V.A., Kotov D.N., Kirov V.Yu., Ryabtsev A.A., Kirov V.A., Kirova Yu.Z., Denisov S.V. Pontoon pump for homogenization and pumping of liquid organic fertilizers: Pat. 214573 Russian Federation, MPK7 A01С 3/00. No. 2022123420; 2022. (In Russ.)Насос-понтон для гомогенизации и перекачки жидких органических удобрений: Патент RU215666 U1, МПК7 A01С 3/00 / Ю.А. Киров, В.А. Милюткин, Д.Н. Котов, В.Ю. Киров, А.А. Ряб цев, В.А. Киров, Ю.З. Кирова, С.В. Денисов; № 2022126341; заяв. 10.10.2022; опубл. 21.12.2022, Бюл. № 36. 5 с. EDN: MACQVGKirov Yu.A., Milyutkin V.A., Kotov D.N., Kirov V.Yu., Ryabtsev A.A., Kirov V.A., Kirova Yu.Z., Denisov S.V. Pontoon pump for homogenization and pumping of liquid organic fertilizers: Pat. 215666 Russian Federation, MPK7 A01С 3/00. No. 2022126341.2022. (In Russ.)Трифанов А.В., Ворожцов О.В. Обеспечение перемешивания жидкого свиного навоза в пленочном навозохранилище // Молочнохозяйственный вестник. 2017. № 3 (27). С. 125-133. EDN: ZMNSYRTrifanov A.V., Vorozhtsov O.V. Ensuring mixing of liquid swine manure in film manure storage. Molochnokhozayistvenny Vestnik. 2017;3(27):125-133. (In Russ.)Трифанов А.В., Ворожцов О.В. Теоретические предпосылки расчета устройства для перемешивания жидкого свиного навоза в навозохранилищах // Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства. 2014. № 85. С. 127-136. EDN: SYDQPNTrifanov A.V., Vorozhtsov O.V. Theoretical assumptions for calculation of parameters of the device for liquid pig manure mixing in manure storages. Tekhnologii i Tekhnicheskie Sredstva Mekhanizirovannogo Proizvodstva Produktsii Rasteniyevodstva i Zhivotnovodstva. 2014;85:127-136. (In Russ.)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.