牲畜自动饮水装置

① 猪用自动饮水器有哪些类型

现代化猪场的供水一般都是压力供水。其供水系统主要包括供水管路、过滤器、减压阀、自动饮水器等。

猪用自动饮水器的种类很多，有鸭嘴式、乳头式、杯式等（图29），应用最为普遍的是鸭嘴式自动饮水器。

图29 自动饮水器（a）鸭嘴式饮水器 1.阀门 2.弹簧 3.胶垫 4.阀体 5.栅盖 （b）乳头式饮水器 1.钢球 2.饮水器体3.阀杆 （c）杯式饮水器 1.活门 2.杯体265244（1）鸭嘴式自动饮水器（图29a）

鸭嘴式猪用自动饮水器主要由阀体、阀芯、密封圈、回位弹簧、塞盖、滤网等组成。其中阀体、阀芯选用黄铜和不锈钢材料，弹簧、滤网为不锈钢材料，塞盖用工程塑料制造，整体结构简单，耐腐蚀，工作可靠，不漏水，寿命长，猪饮水时，嘴含饮水器，咬压下阀杆，水从阀芯和密封圈的间隙流出，进入猪的口腔，当猪嘴松开后，靠回位弹簧张力，阀杆复位，出水间隙被封闭，水停止流出，鸭嘴式饮水器密封性能好，水流出时压力降低，流速较低，符合猪只饮水要求。

鸭嘴式猪自动饮水器，一般的有大小两种规格，小型的如9SZY2.5（流量2～3升/分钟），大型的如9SZY3（流量3～4升/分钟），乳猪和保育仔猪用小型的，中猪和大猪用大型的。安装这种饮水器的角度有水平的和45度角两种，离地高度随猪体重变化而不同。

饮水器要安装在远离猪只休息区的排粪区内。定期检查饮水器的工作状态，清除泥垢，调节和紧固螺钉，发现故障及时更换零件。（2）乳头式自动饮水器（图29b）

乳头式猪用自动饮水器的最大特点是结构简单，由壳体、顶杆和钢球三大件构成。猪饮水时，顶起顶杆，水从钢球、顶杆与壳体间隙流出至猪的口腔中，猪松嘴后，靠水压及钢球、顶杆的重力，钢球、顶杆落下与壳体密接，水停止流出。这种饮水器对泥沙等杂质有较强的通过能力，但密封性差，并要减压使用，否则，流水过急，不仅猪喝水困难，而且流水飞溅，浪费用水，弄湿猪栏。

安装乳头式饮水器时，一般应使其与地面成45～75度倾角，离地高度，仔猪为25～30厘米，生长猪（3～6月龄）为50～60厘米，成年猪75～85厘米。（3）杯式自动饮水器（图29c）

是一种以盛水容器（水杯）的单体式自动饮水器，常见的有浮子式、弹簧阀门式和水压阀杆式等形式。

浮子式饮水器多为双杯式，浮子室和控制机构放在两水杯之间。通常，一个双杯浮式饮水器固定安装在两猪栏间的栅栏间壁处，供两栏猪共用。浮子式饮水器由壳体、浮子阀门机构、浮子室盖、连接管等组成。当猪饮水时，推动浮子使阀芯偏斜，水即流入杯中供猪饮用，当猪嘴离开时，阀杆靠回位弹簧弹力复位，停止供水，浮子有限制水位的作用，它随水位上升而上升，当水上升到一定高度，猪嘴就碰不到浮子了，阀门复位后停止供水，避免水过多流出。

弹簧阀门式饮水器，水杯壳体一般为铸造件或由钢板冲压而成杯式。杯上销连有水杯盖。当猪饮水时，用嘴顶动压板，使弹簧阀打开，水便流入饮水杯内，当嘴离开压板，阀杆复位停止供水。

水压阀杆式饮水器，靠水阀自重和水压作用控制出水的杯式饮水器，当猪只饮水时用嘴顶压压板，使阀杆偏斜，水即沿阀杆与阀座之间隙流进饮水水杯内，饮水完毕，阀板自然下垂，阀杆恢复正常状态。

② 初二物理题（附图） 图10为一种设计中的牲畜饮水用自动装置

作用于底盖、竖杆和浮子的力有：向上的浮力：
F浮=ρVg=10^3×2×10^(－3)×9.8=19.6（牛）版
向下权的总重力： G总=(0.42+0.58)×9.8=9.8（牛）
水箱的水向下的压力：F压=ρghS=10^3×9.8×0.6×3.14×0.03^2=16.6（牛）
∵向下的力的总和F向下=G总+F压=26.4牛＞F浮 ∴底盖A将下移，装置无法正常工作。

③ 图是一种牲畜饮水用自动装置的示意图．水箱底部有一出水孔，底盖A甲时顶住水箱的出水孔．一旦饮水槽水位

（1）此装置应用了压强、浮力、连通器、力的平衡等物理知识，例如，两个牲畜饮水槽利用了连通器原理；浮球c受到水的浮力．
（2）以ABC为一整体进行受力分析：
ABC整体受到重力、水箱及其中的水向下的压力和向上的浮力，
当浮球受到的向上的浮力大于底盖A、竖杆B和浮球C受到的重力及水箱中的水对底盖A向下的压力的合力时，底盖A会顶住水箱的出水孔．不再有水从水箱流入饮水池，
底盖A、竖杆B和浮球C受到的重力G=mg=（600×10^-3kg+400×10^-3kg）×10N/kg=10N，
水箱中蓄满水时，由公式p=ρgh及p=

F

S

得：
水箱中的水对底盖A向下的压力F=ρghS=1.0×10³kg/m³×10N/kg×0.6m×30×10^-4m²=18N，
由阿基米德原理，可得浮球受到的最大浮力F_浮m=ρ_水gV_排m=1.0×10³kg/m³×10N/kg×2×10^-3m³=20N，
因为在水箱中蓄满水时，浮球受到的最大浮力（20N）小于底盖A、竖杆B和浮球C受到的重力及水箱中的水对底盖A向下的压力的合力（10N+l8N=28N），
所以，这个自动装置在水箱蓄满水时不能正常工作．
（3）第一种情况：从上述计算过程可以看出，该自动装置能正常工作的条件是要保证浮球受到的向上的浮力不小于底盖A、竖杆B和浮球C受到的重力及水箱中的水对底盖A向下的压力的合力，因此浮球受到的重力（质量）；浮球的体积；底盖A和竖杆B受到的重力；出水孔横截面积的大小等都是影响此自动装置能否正常工作的因素）
第二种情况：要使这个自动装置在水箱蓄满水时仍能正常工作，可以采取的改进措施有：①适当减小出水孔的横截面积；②适当降低水箱蓄满水时的水位高度；③保持浮球质量不变的情况下，适当增大浮球的体积；④在保持浮球体积不变的情况下，适当减小浮球的质量．

④ 如图为牲畜自动饮水机的示意图，A是储水箱，K是出水口，它的横面积为6x10的负4m

(1)活塞关闭出水复口时,活塞上承制受水的压强p=ρgh

∴活塞关闭出水口时,活塞上承受水的压力F=pS=ρghS

设浮球的体积为V，则排水体积V排=V/3

由阿基米德原理浮球受的浮力F浮=ρg V排=ρgV/3

由杠杆平衡条件,活塞关闭出水口时有F

⑤ [ 初中物理 ] [ 浮力 ] 如图为牲畜自动饮水器的示意图。

(1)活塞关闭出水口时,活塞上承受水的压强p=ρgh
∴活塞关闭出水口时,活塞上回承受水的压力F=pS=ρghS
设浮球的体积答为V，则排水体积V排=V/3
由阿基米德原理浮球受的浮力F浮=ρg
V排=ρgV/3
由杠杆平衡条件,活塞关闭出水口时有F・OB=F浮・2OB
即ρghS・OB=ρgV/3・2OB
∴浮球的体积应为V=3hs/2=4.5×10-4m3
答：若不考虑活塞杆KB、细杆0C及浮球的重力时，应选择体积4.5×10-4m3的浮球．

⑥ 某饲养场做了一个牲畜饮水用自动装置（如图所示），罐底有一个小出水口，孔下通过一个活塞面积为S1为0.00

（1）设杠杆长为L，当活塞堵住出水口时，此杠杆处于平衡状态，且保持内水平，
此时浮子受容到的浮力：
F_浮力=ρ_水gS₂h₂，
活塞受到水的压力：
F_压力=p_水S₁=ρ_水gh₁S₁，
由杠杆的平衡条件F₁L₁=F₂L₂可得：
F_浮力×L=（F_压力+G）×

1

4

L，
即1.0×10³kg/m³×10N/kg×200×10^-4m²×15×10^-2m=（1.0×10³kg/m³×10N/kg×h₁×0.001m²+70N）×

1

4

L，
解得：h₁=5m；
（2）违反了连通器原理，因为图中牲畜饮水槽的水面高度高于杠杆所在水槽的高度，正常情况下应该是两水面高度相同．
答：（1）为了使活塞自动堵住出水口，水源A罐的液面高度h₁为最高是5m；
（2）违反了连通器原理，因为图中牲畜饮水槽的水面高度高于杠杆所在水槽的高度，正常情况下应该是两水面高度相同．

⑦ 如图为一牲畜自动饮水器，请结合图片指出其中应用的物理原理：（1）______（2）______

（1）储水箱与饮水槽组成连通器；
（2）控制进水的自动装置应用了杠杆平衡原理；
（3）静止时浮球受到平衡力的作用；
（4）牛喝水时应用到大气压的原理．
故答案为：（1）连通器；（2）杠杆平衡原理．