羊群体外驱虫保健机械化药浴技术应用研究

苏龙嘎 乌云高娃 胡建栋

(锡林郭勒职业学院，内蒙古 锡林浩特 026000)

引言

针对羊群体外寄生虫防治设备，我国很多科研、生产单位研制生产了不同类型牲畜药浴机械，如，内蒙古的9CP-10型牲畜喷浴装置，9YY-8B浸泡升降机械化药浴装置，9A-21、9AL-2型流动式药浴机，9YY-70型上下喷淋移动式浴羊专用药浴机，移动式节水淋浸药浴机，吊篮式家畜药浴机，吉林省的9YW-150型微型药浴器，甘肃的9YYP-28型移动式药浴机，青海省的旋转式药淋浴设施，新疆9Y5型可装卸移动式药浴机、移动式药浴机，四川省的组合式牲畜药浴机，北京的动物用电动药浴机等。使用效果各有特色，问题也各有不同，如牲畜进出困难，用量小，在服务乡村振兴方面没有发挥出优势。

因此，绝大多数地方还采用传统的药浴方式，即用水泥槽、大锅或挖土坑铺塑料膜等进行人工药浴，既费工费时，还经常发生牲畜伤亡，又因漏浴，造成羊只交叉感染，防治效果受到影响。另外，各地一般使用体内注射药物进行牲畜体内和体外寄生虫病的综合防治，效果虽然很好，但药物残留对肉食品安全有一定的影响。

1 羊体寄生虫的危害与防控

1.1 寄生虫病的危害

羊体寄生虫病是畜牧业养殖作业中普遍发生在羊群中的一种慢性消耗性疾病。羊群寄生虫可分为体外寄生虫和体内寄生虫2种,前者寄生于羊皮肤表面，后者则寄生于羊的组织器官或体液，存在时间长短不一。羊群中体外寄生虫病主要有疥癣病、螨虫病、蜱虫类病及羊鼻蝇蛆病等；体内寄生虫病主要有吸虫病(如肝片吸虫病)、绦虫病、脑包虫病、线虫病和原虫病等，其中有很多病属人畜共患寄生虫病，寄生虫的发生和存在，从羊体获取营养，不但使羊肌体免疫力下降，还能诱发其他疾病的发生，减缓羊只的生长速度，为病毒和细菌等其他病原体的入侵提供了可乘之机，从而继发感染其他疾病或疫病，造成直接或间接的经济损失[1]。因此，预防和治疗寄生虫病，既关系到畜牧业增产增收，也关系到公共卫生安全和肉产品品质。

1.2 寄生虫的防控

为了控制羊体寄生虫，避免其大范围扩散，抓好保膘育肥，在现代畜牧业养殖基地应根据寄生虫寄生的部位，分别采用适宜的方法，定期进行驱虫工作。

1.2.1 体内寄生虫

常采用药物内服和注射药剂等方式。目前体内驱虫药种类繁多，品质各异，各养殖基地均选用具有高效广谱、低价低毒、残留少和不产生耐药性等优点的驱虫药。

1.2.2 体外寄生虫

各地常采用定期药浴等办法，特别是对防治疥癣病、螨虫病最为有效。药浴根据其使用工具的不同可以分为盆式单体浴、泳道式浸浴、圈式群体喷浴和池式群体喷淋浴等4种。一般地，体外寄生虫防控程序：健康羊群先药浴，个体病羊后药浴(尤其是将患有疥癣病的羊只放到最后)的顺序进行驱虫和保健药浴[2]。

1.2.2.1 盆式单体浴

在药浴盆或其他较大的容器中放入配好的驱虫药后，逐个羊只浸泡药浴。可使用浴缸、木桶、水缸等做浴盆，注入2/3左右30℃的温水，按要求配制好药物，搅拌均匀后，由2～3人操作，适宜小羊群，费时费力，见图1。

1.2.2.2 泳道式浸浴

是全国各地养殖基地最常见的一种，即在专用长方形水泥浴池内加入可淹没羊体的驱虫药液后，将羊只依次赶入池内浸泡驱虫。药液深度应保持在0.8m左右，以使羊体能漂浮在药液中，见图2。这种药浴生产模式，需要占用大量的劳力，赶羊、摁羊、拉羊等操作，存在羊只死伤风险。如果设计成多泳道排浴模式，可大大提高生产效率[3]。

图2 泳道式药浴作业

1.2.2.3 圈式群体喷浴

将羊群集中到羊圈内或一个周围相对封闭的空间内实施药液喷洒作业。按照药浴羊只数量配制药液置入相应的容器中，操作人员启动动力设备或手持便携式喷枪或喷淋设备，在安全距离外向羊体喷洒药液。这种方式，不用人工抓羊，节省劳力，降低了劳动强度，提高工效，也可避免羊只伤亡,即使一名妇女也可完成自家饲养羊只季节性药浴作业[4]。操作简单，但粗放式喷浴药液一次性消耗大，不能保证较高的浴透率，见图3。

1.2.2.4 池式群体喷淋浴

以9-YY-B-x系列为代表，是一种机械化作业模式，采用旋转液涤自洁式滤清装置，药液循环利用。淋浴和喷浴均在特设的药浴池内进行，羊群可自动进入浴池，满员后开动水泵喷、淋交替进行。在全部羊只浴透出浴的过程中，使药液进入自动过滤环节，为下一群羊药浴生产做准备。优点是容浴量大、速度快、安全可靠，羊只自动进出，死伤率为零。但是前期投入较大，需要对设备做好维护保养，也是本文讨论的重点，见图4。

图3 简易移动式和固定式喷浴作业

图4 内蒙古自治区(研发的圆池式群体喷淋浴本项目)

泳道式浸浴和圆池式喷淋浴适用于有条件的大规模养殖专业户；便携式喷浴和人工盆浴则适于养羊少，羊群不大的养殖户使用。9YY-B-x牲畜药浴机属于半移动式结构，是一种适用于给牲畜体外施药、清洗卫生，以及预防和治疗牲畜疥癣等体外寄生虫病的专用药浴机械[5,6]。

1.3 羊体外驱虫保健药浴时机及药物的选择

1.3.1 药浴时机

根据各地经验和寄生虫卵观察，羊只剪毛后7d(剪毛或采食可能导致的伤口愈合期)后进行药浴，且间隔约10d左右再次药浴，可达到最佳药浴效果。药浴前应停喂8h，入浴前可驱赶羊群促其充分排便，尽量减少药浴过程中的排便对药液浓度的影响。药浴后应在指定的位置滴干羊身上药液后，方可将羊群赶回厩舍内。妊娠母羊禁止药浴。如，羊体外寄生虫之一的羊疥癣病，没有明显的季节性，一年四季均可发生,冬末春初时多发，多呈地方性流行。在夏季多数羊只为隐性感染，在冬春季节爆发。药浴是预防和治疗羊疥癣及其他体外寄生虫病的有效办法之一,特别是春秋季节，适当给羊进行药浴，不仅能杀菌消毒，治疗体外寄生虫，还能清洁羊身上的污垢,促进血液循环,利于羊的生长和保膘育肥。[7]

1.3.2 常用的驱虫药物

羊体外寄生虫预防驱虫，主要预防羊虱子、疥螨、痒螨、蜱等对羊只健康的危害。采取每年定期对健康羊只进行药浴或者使用草原驱虫王进行预防。常见的药物有三氯杀虫酯、马拉硫磷、辛硫磷乳油、双甲脒等，其中三氯杀虫酯低毒高效，按0.1%～0.2%稀释后可进行药浴；辛硫磷乳油按0.1%～0.2%稀释后可杀灭体外吸血昆虫等；0.05%马拉硫磷配置双甲脒水溶液可进行药浴；双甲脒外擦患处可杀灭螨虫。

2 机池电舍一体化设计应用与半移动作业

目前，针对羊各种寄生虫病的治疗，用药方法也在不断改进，包括四肢静脉注射法、后海穴注射法、支架提吊式药浴羊法、羊肛门给药法等。体外驱虫保健药浴技术在国内外发展不平衡，大多以土法药浴或体内注射药剂一次性解决。在我国，随着牧区劳动力向城镇转移，克服药物残留、提高羊肉品质的需求强烈，按照绿色、环保、节约、高效的理念，以9YY-B-x牲畜药浴机械为代表的机械化药浴，采取机(机械装置)、池(配套浴池)、电(动力系统)、舍(棚圈)四位一体设计与运行模式，见图5、图6。

1.喷淋装置；2.药浴池；3.滤清器；4.滤清池；5.水管；6.操制盘；7.循环泵；8.电动机或柴油机；9.药液池

图6 9YY-B-x药浴机、池、电、舍一体化模式

2.1 移动式的机械装置

2.1.1 药液喷淋系统

药浴喷淋机构，是药浴机对羊群进行体外驱虫保健洗浴的执行机构，由自旋上喷架和固定下喷三角网架两部分组成，见图7。

自旋上喷架由位于中心加高柱、柱体上方转头体和加装若干喷头的3根转臂组成。利用喷头喷洒药液的反作用力推动上喷架旋转。上喷架转速的调整取决于喷头与地面的夹角。药浴作业时一般将喷头的倾角调整成与地面30°，转速15～32r·min-1。按喷洒均匀性原则，各转臂喷头的间隔距离呈非等距离分布，由不锈钢管材制成，每个转臂安装1个推进器和6～9个喷头。转速与药液喷射压力成正相关。药液喷射压力(扬程)控制通过调节阀门开度的大小来实现，一般控制在0.20～0.25MPa。

固定下喷架由6个带有正态分布喷孔的下喷三角网组成，采用具有高强度、耐腐蚀的PPR管材制成。下喷三角网与加高柱底部采用快速接头进行连接，这样则可为机器移动使用和快速拆装创造方便条件。连接自旋上喷架和固定下喷三角网的加高柱，还起到输送药液的作用，高度可调，一般浴羊时调整为1.4m，浴大畜，如牛调整为2.4m，马和骆驼调整为3.0m。

药浴喷淋的实现通过带有分配机构的蝶式控制阀来实现，调整药液分配走向，将药液通过管道输送到下喷分水器、三角网和上喷中心柱、转头体及转臂。同时控制过滤、待浴和废液处理等工位。这种操控机构，控制灵活、准确，喷射压力和喷射时间可以根据被浴牲畜浴透情况自行调整[8]。

图7 喷淋部分和药液分配操控

2.1.2 药液过滤与药液循环机制

为了确保药液的循环利用，本项目研发的第3代9YY-B-10牲畜药浴机的滤清机械采用粗、细两级过滤，粗滤由2片即插式粗滤网组成，安装在药浴池与滤清池连接处，通过人工辅助操作，除掉被浴畜群体表上附着的杂草和较大颗粒的杂质。细滤采用旋转液涤自洁式滤清装置，该装置是由阀芯上盖、阀芯下盖、滤芯、滤网、主轴、驱动叶轮、叶轮上盖、叶轮下盖等主要部件组成的滤芯旋转组合体。其中，在滤芯上盖和滤芯下盖之间装有6个管网状滤芯形成滤芯组,采用立式安装。滤网用80～100目不锈钢滤网，总过滤展开面积为4m2，旋转液涤自洁式滤清装置转速为100～150r·min-1，如图8所示。每分钟通过过滤的药液不少于100kg,药液中的颗粒杂质清除率可达91%以上。过滤机制的实现是通过循环泵，将药液的压力作用在本装置叶轮的叶片上,并由其带动立轴旋转,立轴又带动由上、下滤芯盖和多个滤芯组成的滤芯组,在滤清池未过滤的药液里转动。在滤清器旋转离心力的作用下，粘附在滤芯上的杂质被清洗下来,药液通过滤芯过滤后,进入药液池,循环利用。采用双作用滤清器，过滤药液的效能可成倍提高，为药浴羊群在等待的时段内快速实现药液中杂质的滤清提供了保障。

滤清机构的设计与良好运行，是整个药浴设备的核心，也是保证机组正常运行的关键。该机构可有效过滤羊群体外附着的泥沙、毛屑、绒毛纤维、粪便等杂物。但是，在药液冲刷下混合在药液中的杂物会堵塞喷嘴，使喷射出的药液压力下降，也可能因堵塞降低药液对牲畜身体表面毛被的穿透力，有时，毛屑、羊的纤维杂物会缠绕在水泵叶轮上，影响叶轮正常工作。因此，即插即用初级粗滤网或人工辅助清除沉积的粪便十分必要，且不可或缺。

旋转液涤自洁式滤清器，也是确保药液循环利用的关键。药液在循环压力泵的作用下，被输送到自旋上喷架和固定三角网，浸润羊群体外后，均通过初级粗滤和滤清器精滤，流入药液池待用。药液的循环利用的主要路径：药液池—循环泵—上喷架(下喷三角网)—羊体—滤清器—药液池。

1.药液回流口；2.回流总口；3.叶轮下盖；4.叶轮壳；5.加强筋；6.滤芯下盖；7.滤芯回流口；8.中滤芯回流口；9.滤芯；10.滤芯；11.滤芯上盖；12.滤芯上盖；13.键；14.立轴；15.锁紧螺母；16.叶片；17.垫圈；18.铜套；19.叶轮；20.左喷嘴；21.右喷嘴

2.1.3 操控装置

在虹吸泵的作用下，接通药液循环路线，启动动力系统，通过扳动操控手柄的位置调整药液流向，分别实现上喷淋、下喷射、过滤、待浴和废液抽取等。给定电动机或柴油机驱动离心式循环泵抽取药液池内的药液，在操控台上打开上喷控制阀，药液通过输送管道和药浴池内中心柱(加高柱)将一定压力的药液输送到转头体和上喷架回转臂，通过回转臂上的推进器驱动转头体旋转实现上喷淋；打开下喷控制阀通过分水器将药液均匀分配到下喷三角网实现下喷；浴过羊的药液通过回液槽先后经粗滤网流入滤清池，当滤清池液面达到一定高度时开启过滤驱动阀，带有压力的药液驱动旋转液涤自洁式滤清器高速旋转进行精细过滤，精滤后的药液通过回液管返回药液池。按照喷浴—过滤—再喷浴的顺序，反复交替进行，直到达到理想的药浴效果。每群羊可根据浴透情况决定喷浴时间。

2.2 固定式配套建筑设施

配套设施主要包括药浴池、滤清池、药液池、废液池，待浴圈等畜舍，并依据国家标准设计。建设的关键点：建池位置要选择水源充足，每次可有3～5m3蓄水量的水井。对于选用机电井作为水源的，应考虑机电井供水可靠性和对附近草场的保护。选用河流湖泊作水源，要考虑污水处理的流向，防止污染自然水体，见图9。

1.机座；2.锁门件；3.挂门件；4.栅栏座；5.排污阀；6.排污井；7.药液池；8.滤清池；9.安全座；10.爬梯；11.药浴池

2.2.1 药浴池

药浴池是用来集中羊群进行驱虫和保健药浴的场所。设计建造时，应充分考虑被浴牲畜对药浴环境的适应性，在条件允许的前提下，应有待浴圈，或尽量靠近牲畜圈舍，砖混结构，色调采用接近牲畜圈舍的颜色，按照以“畜”为本的原则，减轻牲畜恐吓感，使牲畜能自动进出药浴池，或使驱赶工作变得简单易行。同时池面加装防冻裂隔条，并确保一定的、由中心向外的坡度，使其具有回收上、下喷架喷射出的药液并迅速汇入滤清池的功能。一般地，机座中心与药浴池不同心不大于5mm。直径为10m的药浴池一次可集中药浴大羊300只。

2.2.2 滤清池

滤清池的位置介于药浴池和药液池之间，其中与药浴池出口落差应大于0.5m。药液回流先通过粗滤网除去牲畜体外携带的较大颗粒的杂质和粪便，后进入滤清池。再通过旋转液涤自洁式滤清器精滤。安装滤清器的底座与地面不平行不大于3mm。设置两级过滤，结合双作用精滤效果更好，每分钟过滤药液可达180kg以上，能够满足羊群进出药浴池的时间段内完成所有药液的过滤，见图10。滤清池底部设有排污阀，与排污井相连。

图10 两级过滤、双作用滤清器与滤清池相对位置

2.2.3 药液池

药液池是容纳和配制药液的相对密封容器，直径为2.0～2.4m，圆形，砖混结构，有密封盖，有效容积3～5m3，建在滤清池旁边的地面之下，为保证足够的药液循环利用，药液池的容量不小于20m3。药浴作业完毕后，残余药液需及时抽出，用来对圈舍壁、地面等其他设施进行喷洒消毒。秋季药浴结束后，应及时将药液池里的废液彻底排除，以免越冬时冻裂药液池。

2.3 适应动物习性的配套建设问题

草原放养的羊，尽管几经改良和驯化，但仍具有一定野生动物的习性，对陌生的环境总是心生猜疑和恐惧，配套建池也应考虑动物习性，如“羊群效应”，建设流线型待浴圈，浴池的出入口的设置及造型、色调尽量与周边圈舍形成协调一致，便于赶羊、入浴、出浴，方便顺畅。

2.4 动力系统与电气控制

动力系统可根据使用地点基础条件确定，电网覆盖地区选用10kW电动机作动力，无电地区用8kW柴油机作动力，也可以用同样功率小四轮拖拉机为配套动力，便于牧区迁移运输，以适应移动药浴作业。为保障系统药液循环和药浴效果，对循环水泵的选型要满足流量、压力(扬程)等指标的要求。一般直径6～10m的药浴池选择流量为50～100m3·h-1,压力为0.35～0.40MPa的单级离心泵式清水泵,既要保证药液的喷射压力能够透过羊体皮肤表面，又要保证羊群进出药浴池的时间段内完成药液过滤。

从进一步减少劳动力数量，羊群疫病防治和保膘育肥的要求来看，可通过温度、压力、速度和药浴浓度等大量传感器的设置，进一步优化PLC电气控制方案，以提高自动化、智能化程度和科学化水平。

3 9YY-B-x系列主要技术参数与性能试验

各部件、系统严格按照国家机械行业标准JB/T 7140-2011《牲畜药浴机械》的要求规范设计。移动方便、药液循环利用、大小畜通用、使用可靠、操作灵活、工作效率高，确保运行安全可靠，为大面积推广打好基础。特别是药浴池、药液池和滤清池的土建工程部分，按照高于国家机械行业标准JB/T 8402-2011《机械式药浴池》的要求进行设计。

3.1 9YY-B-x牲畜药浴机主要技术参数

按药浴池直径大小和滤清器的使用方式，已经形成6m、8m、10m 3个系列，其中，第3代机型为直径10m，采用双作用滤清器。

3.2 性能试验

本试验依据JB/T 7140-2011《牲畜药浴机械》相关规定，取剪毛后7d的试验羊群为对象，以喷洒均匀性变异系数、单位面积浴羊数、一次纯药浴时间、浴透性和生产试验为评价指标，对9YY-B-x牲畜药浴机的作业性能进行测试，给出人工土法药浴对比效果。

3.2.1 喷洒均匀性变异系数(V)

在直径为10m的药浴池内，高为60cm处的任一直径(转臂)方向上，均匀分布10个量杯，每次喷洒时间不少于1min，称其量杯进水量，将结果进行统计分析和计算。其中，平均喷淋量、标准偏差、均匀性变异系数分别按式(1)～(3)计算。

(1)

(2)

(3)

JB/T 7140-011《牲畜药浴机械》规定，喷洒均匀性变异系数应当≤20%。经检测得出，现有浴场其喷洒均匀性变异系数,V=19%，符合行业标准规定。

3.2.2 单位面积药浴羊数

实测药浴池一次药浴容纳羊数和浴池的直径，按式(4)计算单位面积药浴羊数。

(4)

式中，G为单位面积药浴羊数，只·m-2；N为一次药浴羊数，只；D为药浴池直径，m。

单位面积药浴羊数，大羊2.8只·m-2，小羊3～4只·m-2。根据实测，每批每池药浴羊数以池满且羊体轻微接触为好，这样药液在羊体上停留的时间较长，再加上羊体之间的错动，有利于药液浸润羊体肌肤。但要避免大小羊、健康和体弱羊同浴。

3.2.3 一次纯药浴时间

按照JB/T 7140-2011《牲畜药浴机械》规定，一次纯药浴时间为记录从喷洒开始至第1次喷洒完毕为止的时间，视药液浓度确定时间3～5min，与浴透性同时测定。

3.2.4 表面浴透性

按规定的一次性喷淋时间(5min)完成一次喷淋后，随机抽取10只羊，检查羊体表面浴透情况。

(5)

式中，E为浴透性，%；B为应浴部位中浴透的项目，项；W为应浴部位中未浴透的项目，项。共选取70个有效数据，平均喷淋时间为4.95min时，E=91%。

此外，还进行了轴承温升、喷头喷淋效果、焊接件及管件接头渗漏试验和观测，未发现影响药液作业的相关问题。9YY-B-x牲畜药浴机试验结果如表2所示。由表1可知，该药浴机各项指标符合牲畜药浴机械作业要求，作业效率高，性能稳定。

3.2.5 生产试验

截至目前，第1代和第2代单机已经投入生产5a，每年集中组织药浴生产2～3次。共推广应用成套设备16套。根据各地生产时间、浴羊数量、药液燃油电量的消耗、日浴羊数、故障处理、零部件损坏修理等，按式(6)计算首次故障前的工作时间，作为可靠性等综合指标进行测定。

(6)

式中，MTTFF为首次故障前平均工作时间，h；N为被考核药浴机的总台数，台；ti为第i台药浴机发生首次故障时累积工作时间，h；n为被考核的药浴机中发生首次故障的台数，台；tj为试验结束时，未发生故障的药浴机第j台药浴机累计工作时间，h。

通过近5a的考核计算，MTTFF=62h。据此，与实际生产对比，一般每年药浴3次，每次药浴4d，药浴机每天工作5h，这样，年工作60h左右，与多年的生产试验结果相吻合。

表1 药浴机性能检测结果汇总表

4 结论

利用机械化药浴装备，辅以相关设施，是防治牛羊等家畜疥癣病、脱毛症、虱子等体外寄生虫病和保健育肥的重要措施。与传统的人工药浴和体内注射药物相比，辅以足够的喷淋时长，其浴透率可达100%，克服了人工药浴难以覆盖背部和头部的缺陷，牲畜死伤率可降为零，大大提高了劳动生产率。从肉食品安全的源头上规避了药物残留的安全风险，确保牲畜体健及肉食品质量。对推进畜牧养殖业现代化、规模化、专业化方向发展，强化牲畜疫病防治体系建设是十分必要的。

以“畜”为本，一机多用。药浴机械化的实现一定要结合牧区基础设施建设和当地的养殖方式，利用牲畜的生活习性，把固定部分与牲畜的棚圈结合起来，既要适应牧场生产条件，又要考虑牲畜的习性。基于此，采用半移动结构，即机械部分(电动机、离心水泵、操作台、分配器、滤清器、喷淋部分)可方便、快速拆卸后装车运输，而药浴池、滤清池、药液池和排污井等土建部分固定，实现一机多用。鉴于进一步提高自动化和智能化程度，需要增设多种传感器，优化PLC可编程控制器，发挥电气控制单元在机械化药浴生产中的功用。

机械化药浴是羊群预防、治疗体外寄生虫病和保健育肥最简单、直接的方法，适应牧区效果好，可广泛应用于羊群的规模养殖作业中。但是，这种半移动式生产模式，初期投入中固定设施占50%以上，而且这些固定药浴池、滤清池和药液池常年在野外放置，常年经历酷暑和严寒的自然风化，必定会产生裂纹、渗漏等问题，长远看会影响机械性能的发挥。研究采用新型材料制备可充气的药浴池和药液池，是今后设备设施改进的突破口。