БЫТОВОЙ ИНКУБАТОР Российский патент 1995 года по МПК A01K41/00 

Изобретение относится к области сельскохозяйственного производства и предназначено для инкубации и выведения птенцов домашней птицы в условиях подсобного или фермерского хозяйства.

Известен инкубатор, содержащий теплоизолированный корпус с инкубационной камерой, размещенные внутри инкубационной камеры лотки для яиц, вентилятор с источником нагрева, увлажнитель в виде бака с водой, расположенного внутри корпуса.

Недостатком известного инкубатора являются низкие эксплуатационно-технические характеристики, связанные с невозможностью регулирования и контроля влажности, неравномерностью обдува яиц, что приводит к неравномерному теплоотводу и температуре в инкубационной камере, отсутствием перехода на другой температурный уровень на последней стадии инкубации выведения птенцов, отсутствием удаления продуктов дыхания эмбрионов из инкубационного объема и автоматического поворота лотков.

Известен переносной инкубатор, содержащий теплоизолированный корпус с дверцей и ручкой, размещенные внутри корпуса лотки для яиц, нагреватель, вентилятор, блок управления и блок питания в виде перезаряжаемых батарей или аккумуляторной батареи автомобиля (патент Англии N 1397422, кл. А 01 К 41/00, 1975).

Недостатки известного инкубатора невысокие эксплуатационно-технические характеристики и эффективность выведения птенцов, вызванные отсутствием поворота лотков с яйцами, возможностью локального перегрева яиц, соприкасающихся с нагревательными элементами, проложенными в яйцедержателях, удалением из газовой среды только одного продукта жизнедеятельности эмбрионов, углекислого газа, увлажнением воздуха и перехода на другой температурный уровень инкубации на стадии выведения птенцов.

Цель изобретения улучшение эксплуатационно-технических характеристик, повышение эффективности выведения птенцов домашней птицы, экономичности процесса выведения, обеспечение возможности эксплуатации инкубатора в широком диапазоне температурно-влажностных условий, повышение эксплуатационной надежности в условиях сельской местности или при авариях стационарной электрической сети, возможность использования инкубатора как выводной камеры.

Указанная цель достигается тем, что бытовой инкубатор, содержащий теплоизолированный корпус с дверцей и ручкой, размещенную внутри корпуса инкубационную камеру с лотками для яиц, нагреватель, вентилятор, систему управления с блоком питания, снабжен регулируемым увлажнителем и устройством поворота лотков. Инкубационная камера выполнена с перфорированной верхней стенкой и отверстием в нижней стенке и установлена с зазором к корпусу с образованием рециркуляционного канала, коллектора раздачи и вытяжного коллектора. Верхняя стенка корпуса выполнена профилированной, а в нижней и верхней стенках выполнены впускное и выпускное отверстия соответственно с установленными в них регуляторами расхода воздуха. Увлажнитель выполнен в виде двух симметрично расположенных в вытяжном коллекторе бачков, заполненных водой, с фитилями и механизмом настройки влажности, выполненным в виде устройства поджима фитилей. Вентилятор выполнен центробежным, безулиточным и размещен между бачками увлажнителя, нагреватели размещены в рециркуляционных каналах. Механизм поворота лотков выполнен в виде системы тяг, соединенной с кривошипно-шатунным механизмом, связанным с двигателем поворота лотков.

Система управления выполнена в виде блока питания с клеммами для подсоединения к стационарной электрической сети и к батарее аккумуляторов. К первому выходу стабилизированного напряжения постоянного тока блока питания подсоединены параллельно блок регулирования температуры, блок измерения влажности и реле времени блока поворота лотков. Ко второму выходу напряжения постоянного тока подсоединены параллельно электродвигатель вентилятора, последовательно установленные блок регулирования температуры и нагреватели, последовательно установленные электродвигатель поворота лотков, два включенные параллельно концевых выключателя, механический привод которых закреплен на любой из осей лотков, а нормально замкнутые контакты соединены последовательно с неподвижными контактами реле времени, подвижный контакт реле времени и выключатель блока поворота лотков. Параллельно концевым выключателям, контактам реле времени и выключателю блока поворота лотков установлен выключатель питания электродвигателя поворота лотков. Вход блока регулирования температуры соединен с параллельно установленными датчиком температуры, выполненным в виде терморезистора и размещенным в инкубационной камере, и последовательно установленными резистором настройки и выключателем. Вход блока измерения влажности соединен с датчиком влажности, выполненным в виде гигристора и размещенным в инкубационной камере.

На фиг. 1 изображен бытовой инкубатор, разрез; на фиг.2 сечение А-А на фиг. 1; на фиг.3 сечение Б-Б на фиг.1; на фиг.4 функциональная электрическая схема системы управления инкубатором.

Инкубатор бытовой состоит из теплоизолированного корпуса 1, инкубационной камеры 2, установленной внутри корпуса, выполненной с перфорированной верхней стенкой 3 и отверстием 4 в нижней стенке 5. Инкубационная камера 2 установлена с зазором к стенкам корпуса 1 с образованием рециркуляционных каналов 6, коллектора 7 раздачи и вытяжного коллектора 8. Коллектор 7 раздачи воздуха выполнен профилированным в виде воздуховода равного статического давления за счет выполнения верхней стенки 9 корпуса 1 профилированной, что обеспечивает равномерность подачи воздуха в инкубационную камеру через перфорированную верхнюю стенку 3 и одинаковые оптимальные условия для тепло- и массообмена яиц, размещенных в инкубационной камере, с обтекающим их потоком воздуха. Внутри инкубационной камеры 2 установлены на осях лотки 10 для яиц, связанные с механизмом 11 поворота, выполненным в виде системы тяг, соединенной через кривошипно-шатунный механизм с электродвигателем 12. В вытяжном коллекторе 8 размещен центробежный вентилятор 13 с электродвигателем 14. Вентилятор 13 выполнен без улитки, что обеспечивает равномерность подачи воздуха по всем направлениям вытяжного коллектора. В верхней и нижней стенках корпуса 1 выполнены соответственно впускное и выпускное отверстия 15 и 16, через которые осуществляется подача свежего воздуха из помещения и стравливание части отработанного воздуха, что обеспечивает удаление всех продуктов жизнедеятельности эмбрионов из инкубатора, позволяет уменьшить теплопотери, сократить затраты энергии, расходуемой на нагрев приточного воздуха, и расширить температурно-влажностный диапазон допустимых значений параметров воздуха в помещении с сохранением высоких эксплуатационных характеристик без усложнения системы управления. Расход воздуха регулируется посредством регуляторов 17 и 18 расхода, выполненных в виде заслонок, установленных на осях. В вытяжном коллекторе 8 размещен также увлажнитель, выполненный в виде двух симметрично расположенных бачков 19, заполненных водой, между которыми размещен вентилятор 13. Испарение воды осуществляется с фитилей 20, опущенных в бачки. Для регулирования расхода испаряемой жидкости используется механизм настройки влажности, выполненный в виде устройства 21 поджима фитилей 20. В нижней части рециркуляционных каналов 6 симметрично установлены нагреватели 22, обеспечивающие равномерное поле температур воздуха, поступающего в коллектор 7 раздачи. Регулирование температуры и влажности, а также поворот лотков 10 для яиц осуществляется посредством системы 23 управления. Система управления содержит блок 24 питания с клеммами для подсоединения к стационарной электрической сети и к батарее аккумуляторов и запитываемые от него блок 25 регулирования температуры, блок 26 измерения влажности, реле 27 времени блока поворота лотков. Блок 24 питания может быть выполнен, например, в виде последовательно установленных понижающего трансформатора, вход которого соединен с входными клеммами стационарной электрической сети, выпрямителя и стабилизатора напряжения, выход которого соединен с первым выходом блока питания, к которому параллельно подсоединены блок 25 регулирования температуры, блок 26 измерения влажности и реле 27 времени блока поворота лотков. Выход выпрямителя блока питания соединен со вторым выходом блока питания, к клеммам которого через запирающий диод подсоединены клеммы входа от аккумуляторной батареи, что повышает эксплуатационную надежность инкубатора при эксплуатации в сельской местности или при авариях стационарной электрической сети. Ко второму выходу блока 24 питания подсоединены параллельно электродвигатель 14 вентилятора 13, последовательно установленные блок 25 регулирования температуры и соединенные параллельно резисторы-нагреватели 22, последовательно установленные электродвигатель 12 поворота лотков 10, два включенных параллельно концевых выключателя 28 и 29, нормально замкнутые контакты которых соединены последовательно с неподвижными контактами переключателя 30, выполненного в виде реле 27 времени, подвижной контакт переключателя 30 и выключатель 31 блока поворота лотков. Механический привод концевых выключателей 28, 29 закреплен на любой из осей лотков 10. Параллельно концевым выключателям 28 и 29, переключателю 30 и выключателю 31 установлен выключатель 32, который позволяет повернуть лотки 10 в горизонтальное положение и уменьшить зазор между стенкой инкубационной камеры и лотками, предотвратить травматизм из-за попадания в зазор конечностей вылупившихся птенцов при работе инкубатора в режиме выводной камеры. Блок 25 регулирования температуры может быть выполнен, например, в виде запитываемых через входные клеммы, соединенные с первым выходом блока 24 питания, аналоговой микросхемы, делителя опорного напряжения и делителя измеряемого напряжения (Батушев В.А. Вениаминов В.Н. Ковалев В.Г. и др. Микросхемы и их применение. М. Энергия, 1978, 248 с. Аналоговые и цифровые интегральные схемы. (Под ред. С. В. Якубовского. М. Сов.радио, 1979, 336 с.), с включенным в него в качестве одного из сопротивлений терморезистором-датчиком 33 температуры, размещенным в инкубационной камере 2, который подсоединен к делителю измеряемого напряжения через входные клеммы блока 25 регулирования температуры, причем выход делителя опорного напряжения соединен с инверсным входом аналоговой микросхемы, выход делителя измеряемого напряжения с прямым входом аналоговой микросхемы. Выход аналоговой микросхемы соединен с параллельно установленными индикатором температуры и обмоткой реле, контакты которого включены последовательно с клеммой блока 25 регулирования температуры, соединенной с клеммой напряжения постоянного тока второго выхода блока 24 питания и клеммой блока 25 регулирования температуры, соединенной с нагревателями 22. Параллельно датчику 33 температуры установлены последовательно соединенные подстроечный резистор 34 и выключатель 35, что позволяет перенастраивать блок терморегулирования на другой температурный уровень при переводе инкубатора в режим работы выводной камеры. Блок 26 измерения влажности может быть выполнен, например, в виде запитываемых через входные клеммы, соединенные с первым выходом блока 24 питания, аналоговой микросхемы, делителя опорного напряжения и делителя измеряемого напряжения с включенным в него в качестве одного из сопротивлений гигристором-датчиком 36 влажности, размещенным в инкубационной камере 2, который подсоединен к делителю измеряемого напряжения через входные клеммы блока 26 измерения влажности. Выход делителя опорного напряжения соединен с инверсным входом аналоговой микросхемы, выход делителя измеряемого напряжения с прямым входом аналоговой микросхемы, а к выходу аналоговой микросхемы подсоединен индикатор влажности.

Работа инкубатора бытового осуществляется в следующей последовательности. Бачки 19 увлажнителя заливают водой. После закладки яиц в лотки 10 закрывают дверцу в корпусе 1 и включают подачу электропитания к системе 23 управления от бытовой сети и (или) от батареи аккумуляторов. Блок 24 питания подает рабочее напряжение на электродвигатель 14 центробежного вентилятора 13, работа которого обеспечивает непрерывную рециркуляцию воздуха через вытяжной коллектор 8, рециркуляционные каналы 6, коллектор 7 раздачи и инкубационную камеру 2. Одновременно начинает работать реле 27 времени блока поворота лотков, измеряются датчиками 33 и 36, размещенными в инкубационной камере 2, соответственно температура и влажность, а их значения отображаются на индикаторах блока 25 регулирования температуры и блока 26 измерения влажности. В режиме инкубации яиц выключатель 35 разомкнут. При начальной температуре ниже температуры инкубации яиц блок 25 регулирования температуры включает нагреватели 22. Происходит это вследствие того, что на выходе аналоговой микросхемы блока 25 регулирования температуры, где включена обмотка реле, выходное напряжение устанавливается таким, что реле срабатывает и замыкает контакты, подключая нагреватели 22 резисторы к блоку питания. Через них проходит электрический ток и выделяется тепло. Воздух засасывается вентилятором 13 из инкубационной камеры 2 через отверстие 4 в нижней стенке 5 и подается в вытяжной коллектор 8, где за счет напора, создаваемого центробежным вентилятором 13, повышается статическое давление. Поэтому часть отработанного воздуха стравливается через отверстие 16 в помещение, где установлен инкубатор. Воздух равномерно подается безулиточным вентилятором 13 по всем направлениям вытяжного коллектора 8 и обтекает увлажнители, выполненные из симметрично расположенных бачков 19, проходит над фитилями 20, с которых испаряется вода. В рециркуляционных каналах 4 воздух нагревается от включенных нагревателей 22 и поступает в коллектор 7 раздачи воздуха, статическое давление в котором за счет гидравлических потерь и стравливания части отработанного воздуха уменьшается и становится меньше давления в помещении, за счет чего происходит подсос свежего воздуха через отверстие 15. Коллектор 7 раздачи выполнен профилированным в виде воздуховода равного статического давления, что достигнуто профилированием верхней стенки 9 корпуса 1, и обеспечивает равномерную подачу воздуха в инкубационную камеру 2 через перфорированную верхнюю стенку 3. Увлажненный, имеющий одинаковую температуру воздух, равномерно обтекает яйца, расположенные в лотках 10, обеспечивая их термостатирование, дыхание, и не допускает высыхания содержимого яиц в процессе инкубации. В начальный период после включения инкубатора происходит прогрев всей его конструкции, воды, залитой в бачки, и яиц. При повышении температуры газа в инкубационной камере 2 до установленных максимальных значений нагреватели 22 отключаются блоком 25 регулирования температуры. Отключение происходит вследствие того, что на выходе аналоговой микросхемы блока регулирования температуры при повышении температуры уменьшается значение выходного напряжения, и при достижении максимально допустимого значения температуры, измеряемой датчиком 33 терморезистором, срабатывает реле и размыкает контакты, соединяющие блок питания с нагревателями 22, обесточивая их. Регулирование температуры происходит в релейном режиме, что обеспечивает поддержание температуры воздуха в инкубационной камере 2 в допустимом интервале. Регулирование и установка расхода подачи свежего воздуха и стравливания отработанного воздуха посредством регуляторов 17 и 18 и расхода испаряемой воды устройством поджима 21 фитилей 20 производятся при пусконаладочных работах. Расход испаряемой воды может подрегулироваться устройством поджима 21 в процессе эксплуатации инкубатора по показаниям индикатора блока 26 измерения влажности.

При работе инкубатора в режиме инкубации яиц контакт выключателя 32 разомкнут, а выключателя 31 замкнут. Контакты концевых выключателей 28 и 29 нормально замкнуты. Поэтому при любом положении контактов переключателя 30 реле времени 27 на двигатель 12, в момент включения подачи электропитания к системе 23 управления, подается напряжение и он начинает поворачивать установленные на осях лотки 10. При повороте лотков на угол 45^о относительно горизонтального положения поводок, закрепленный на любой из осей, отключит один из концевых выключателей, например выключатель 28, разрывая цепь питания электродвигателя 12, и лотки остановятся в наклонном положении. Через интервал времени не более двух часов реле 27 времени переключит подвижной контакт переключателя 30 и замкнет через нормально замкнутые контакты концевого выключателя 29 цепь питания электродвигателя 12, который через кривошипно-шатунный механизм повернет лотки 10 с яйцами в обратную сторону. При повороте лотков на угол 90^о поводок, теперь уже, разомкнет контакты концевого выключателя 28, разорвав цепь питания электродвигателя 12. Таким образом будет периодически осуществляться поворот лотков 10 на угол ± 45^о относительно горизонтальной плоскости в течение всего времени работы инкубатора в режиме инкубации яиц.

После формирования у эмбрионов скелета через рекомендованное с момента начала инкубации время систему 23 управления переключают на режим выведения. Для этого выключателем 35 включают параллельно датчику 33 температуры терморезистору резистор 34, перенастраивая блок 25 управления температурой на температурный уровень режима выведения. Кроме того, отключают выключатель 31, что позволяет прекратить периодический поворот лотков 10, и замыкают контакты выключателя 32, подав на двигатель 12 напряжение непосредственно от блока 24 питания. После поворота лотков 10 в горизонтальное положение отключают выключатель 32. Вылупившихся птенцов периодически вынимают из инкубатора.

Использование: для инкубации яиц птицы. Сущность изобретения: инкубатор состоит из теплоизолированного корпуса и установленной с зазором к его стенкам с образованием рециркуляционного канала инкубационной камеры с перфорированной верхней стенкой и отверстиями в нижней. В инкубационной камере размещены лотки для яиц с механизмом их поворота. В рециркуляционном канале расположены коллектор подачи и выпуска воздуха, увлажнитель, выполненный в виде симметрично расположенных бачков с водой, в которых установлены фитили с механизмом их поджима и нагреватели. Инкубатор снабжен системой управления с блоком питания. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. БЫТОВОЙ ИНКУБАТОР, содержащий теплоизолированный корпус с дверцей и ручкой, внутри которого с зазором к стенкам корпуса размещена инкубационная камера с лотками и механизмом поворота лотков, нагреватель, увлажнитель, вентилятор, систему управления инкубатором с блоком питания, отличающийся тем, что увлажнитель снабжен механизмом настройки и регулирования влажности, инкубационная камера выполнена с решетчатой верхней стенкой и с отверстием в нижней, под которым размещен вентилятор, симметрично которому установлены бачки с водой увлажнителя с фитилями, при этом механизм настройки и регулирования влажности выполнен в виде устройства поджима фитилей, а в верхней, выполненной профилированной, и нижней стенках корпуса выполнены отверстия с регуляторами их величины, при этом в зазоре между стенками корпуса и инкубационной камеры расположены рециркуляционные каналы с коллектором подачи чистого и зоной стравливания отработанного воздуха, в нижней части инкубатора, симметрично в рециркуляционных каналах установлены нагреватели, механизм поворота лотков выполнен в виде тяг, соединяющих оси каждого лотка между собой и с кривошипно-шатунным механизмом. 2. Инкубатор по п.1, отличающийся тем, что блок питания системы управления инкубатором выполнен с возможностью работы от стационарной сети и от батареи аккумулятора, при этом к первому выходу стабилизированного напряжения постоянного тока блока питания подключены параллельно блок регулирования температуры, блок измерения влажности, реле времени поворота лотков, к второму выходу параллельно привод вентилятора, привод механизма поворота лотков с последовательно установленными запараллеленными двумя концевыми выключателями, механический привод которых закреплен на любой из осей лотков, а нормально замкнутые контакты концевых выключателей соединены последовательно с неподвижными контактами реле времени, подвижным контактом реле времени и выключателем блока поворота лотков, а параллельно концевым выключателям, контактам реле времени и выключателю блока поворота лотков установлены ручной выключатель питания привода механизма поворота лотков и блок регулирования температуры с последовательно установленными запараллеленными нагревателями, при этом вход блока регулирования температуры соединен с параллельно установленными датчиком температуры, выполненным в виде терморезистора и размещенным в инкубационной камере, и последовательно установленными резистором настройки и выключателем, а вход блока измерения влажности соединен с датчиком влажности, выполненным в виде гигристора и размещенным в инкубационной камере.