УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ ВОСКОВОГО СЫРЬЯ Российский патент 1997 года по МПК A01K59/06 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к пчеловодству. Оно может быть использовано на частных приусадебных, кооперативных и государственных пасеках.

Известно (Таранов Г. Ф. Книга пчеловода, М. Росагропромиздат, 1992, с. 255) применение солнечных, паровых и водяных воскотопок с различными нагревательными приборами. Выпускаемый инвентарь и оборудование по переработке воскового сырья не всегда и не в полной мере отвечает требованиям пчеловодческой практики.

Солнечная воскотопка (Зарецкий Н.Н. Использование пчел в теплицах, М. Росагропромиздат, 1990, с. 215 216) представляет собой герметичный деревянный или металлический корпус. Этот корпус сверху закрывается крышкой с двойными стеклами. Внутри корпуса установлен лоток, на котором раскладывают восковое сырье и который должен иметь наклон по отношению к горизонтали в 30
40^o. Расплавившийся воск от нагревания солнечными лучами стекает в сосуд. Для предотвращения прилипания воска к стенкам этого сосуда в него предварительно наливают небольшое количество воды.

Таким типам воскотопок присущи следующие недостатки:
они используются преимущественно в летнюю пору, в то время как их использование ранней весной и осенью, когда скапливается много воскового сырья, малоэффективно;
вода, содержащаяся в воскосырье и воскотопке для технологических целей, при нагревании превращается в пар и осаждается затем на внутренней стеклянной поверхности крышки, а поэтому снижает проникновение солнечных лучей внутрь воскотопки, что в итоге сопровождается снижением эффективности ее работы;
они требуют значительного времени для обслуживания, поскольку для обеспечения перпендикулярного падения солнечных лучей на лоток необходимо периодически из поворачивать в течение всего светового дня;
они обладают по сравнению с другими типами воскотопок низкой производительностью, так как для их нагрева посредством солнечных лучей требуется значительный промежуток времени.

Паровые воскотопки, как правило, состоят из наружного и внутреннего баков, кассеты для загрузки воскового сырья и крышки. Межстенное пространство заполняют водой до уровня отверстий во внутреннем баке. Во внутренний бак загружают восковое сырье и воскотопку ставят на любой источник тепла. Образующийся при кипении пар поступает во внутренний бак и расплавляет сырье.

По сравнению с солнечной воскотопкой эффективность работы паровой воскотопки не зависит от состояния окружающей среды и она более производительна (переработка сырья длится от 45 мин до 1,5 ч). Паровые воскотопки удобны в работе, по качеству получаемого воска они уступают воскопрессам (Зарецкий Н. Н. Использование пчел в теплицах, М. Росагропромиздат, 1990, с. 217). Кроме того, этим типам воскотопок присущи и следующие недостатки:
поскольку в технологических целях рабочим телом служит водяной пар, то по сравнению с солнечными и водяными воскотопками паровые воскотопки требуют повышенных энергозатрат;
в связи с тем, что температура плавления воска составляет 63,5 - 63,7^oC, а температура, при которой начинается разложение воска равно 140-150^oC, то при рабочей температуре, паровой воскотопке свыше 100^oC возможен длительный и сильный перегрев воска, а потому и ухудшение его качества (Нуждин А.С. Пасека на приусадебном участке, М. Росагропромиздат, 1991, с. 74);
вследствие того, что составные примесные составляющие воскового сырья способствуют образованию коллоидных частиц, которые посредством сил молекулярного сцепления могут удерживать вокруг себя воск в виде мельчайших частиц, то для более полного извлечения воска необходимо обогащение воскосырья, например для удаления из сырья примесных частиц его измельчают, погружают в емкость и затем заливают теплой мягкой водой на несколько суток. Однако такой технологический процесс на паровой воскотопке осуществлять не представляется возможным.

Наиболее близким прототипом по принципу работы, конструктивному исполнению и своему назначению является барабанная воскотопка (Ярмош Г.С. Ярмош А. Г. Малая механизация на любительских пасеках, М. ВО Агропромиздат, 1991, с. 155 157). Такая воскотопка представляет собой поворотный барабан, цилиндрическая и торцевые поверхности которого изготовлены из мелкой сетки. Поворотный барабан размещен в баке, в который на 4-5 см выше высоты барабана заливают воду.

Восковое сырье загружают не более 0,2 внутреннего объема барабана. При закипании воды коконы разобщаются между собой и некоторое количество воска поднимается на поверхность воды. Для увеличения отделения воска барабан с развариваемым сырьем поворачивают на полоборота. Отделяющийся воск через верхнюю свободную от коконов сетку всплывает на поверхность воды. Барабан поворачивают в течение всего периода выделения воска. В этой воскотопке вымывание расправленного воска кипящей водой основано на разнице удельных весов воды и всех компонентов перерабатываемого воскового сырья. Применение такого типа воскотопки сокращает время переработки сырья и значительно снижает содержание воска в мерве.

Однако переработке воскового сырья на описанной барабанной воскотопке присущи следующие недостатки:
поскольку воскотопка снабжена одним слоем мелкой сетки, а в самом восковом сырье содержатся смолы, прополис, примеси пыльцы, останки коконов и т.д. образующие разные по величине комки, то скважность (проходимость воска) такого устройства будет занижена;
выталкивающая сила, действующая на погруженные в воду объемы воскового сырья, будет перпендикулярна к поверхности воды. Рабочая же поверхность сетчатого барабана криволинейна (дуга окружности).

Вследствие таких условий наиболее благоприятным для процеживания воска через сетку будет то положение, при котором плоскость ячейки сетки будет параллельна поверхности воды. А это будет наблюдаться только лишь в верхней части барабана вдоль его образующей, проходящей в диаметральном вертикальном сечении. Проходимость же воска через сетку будет снижаться по длине окружности влево и вправо от этого сечения вплоть до нуля в горизонтальных диаметральных сечениях барабана;
усилие, под воздействием которого осуществляется процеживание воска через сетку, направлено нормально к каждой ячейке. А при криволинейной рабочей поверхности барабана это усилие будет являться составляющей от выталкивающей силы и количественно будет зависеть от угла отклонения этой нормальной к плоскости ячейки силы по отношению к вертикали. Поэтому наибольшее усилие для процеживания воска через сетку будет развиваться в верхней узкой полосе барабана вдоль его образующей, а в горизонтальном диаметральном сечении это усилие будет равно нулю;
в рабочей полости барабана по мере выцеживания части воска повышается концентрация невосковых частиц, которые силой молекулярного сцепления удерживают оставшийся воск в виде мельчайших частиц, а поэтому каждый поворот барабана будет сопровождаться по причине указанного явления ухудшением качества перерабатываемого воска;
конструктивно и технологически изготовление такого типа воскотопки сложно и трудоемко.

Цель изобретения повышение эффективности (скважности) работы рабочего органа (сеток) устройства, упрощения его конструкции и улучшения качества переплавляемого воска.

На чертеже представлена конструктивная схема устройства для переработки воскового сырья.

Устройство для переработки воскового сырья содержит корпус 1 с крышкой (бак, ведро и т.п.). Внутри корпуса на упругой подставке 6 (пружине) установлен многосекционный разъемный полый цилиндр. Внутри цилиндра в диаметральной плоскости по отношению к его продольной оси закреплены (от одной и более) металлические сетки (на чертеже представлен двухсекционный цилиндр, т.е. в цилиндре установлены две сетки).

Такой многосекционный разъемный цилиндр собирается из охватывающего полого цилиндра 3 и двух крайних (одна нижняя 5, а другая верхняя 2) секций. Если же количество секций будет больше, то соотношение между количеством охватывающих цилиндров и количеством секций будет иметь вид:
n m 1,
где n количество охватывающих цилиндров;
m количество секций.

Сетки в каждой отдельной секции закреплены на одном из ее торцов (наподобие бытового сита). Эти секции с охватывающим цилиндром собираются таким образом, чтобы нижняя секция 5 имела снизу свободное пространство для размещения воскового сырья 4, а верхняя секция 2 имела свободное пространство сверху для сбора переплавленного воска.

Каждая из секций имеет различную величину ячейки сетки. Нижняя секция оборудована сеткой 7 с наибольшей величиной ячейки, а верхняя секция имеет сетку 8 с уменьшенной величиной ячейки. К самому устройству для переработки воскового сырья прилагается комплект секций из 4 6 штук с различными величинами ячеек сеток. Выбор величины ячеек сеток зависит от степени загрязненности воскового сырья различными примесями.

Сверху многосекционного цилиндра на верхней секции установлен груз-упор 9, посредством которого создают предварительные деформации (натяг) в соединениях секций с охватывающим цилиндром и в упругой подставке (пружина), а также посредством которого вручную осуществляют возвратно-поступательное перемещение многосекционного полого цилиндра вдоль его продольной оси, а соответственно при этом происходит прокачивание рабочей жидкости (мягкая вода, 2 5%-ный раствор серной кислоты в мягкой воде и др.) через ячейки сеток секций.

Устройство работает следующим образом.

Предварительно подготовленное (обогащенное) восковое сырье 4 загружают в нижнюю секцию 5 и совместно с упругой подставкой 6 устанавливают на дно корпуса 1. Производят соединение секции 2 и 5 с охватывающим цилиндром 3 и затем устанавливают на верхнюю секцию груз упор 9.

После сборки в корпус 1 заливают рабочую жидкость до уровня, совпадающего с половиной высоты верхней секции и закрывают корпус крышкой. Корпус устанавливают на любой источник тепла и подогревают рабочую жидкость до начальной стадии кипения, т.е. процесс кипения должен протекать в области слабого образования пузырей и не переходить в область пузырькового кипения.

При нагревании рабочей жидкости коконы сотов разобщаются между собой, а силы молекулярного сцепления, образующиеся вследствие наличия примесных составляющих в восковом сырье и способствующие образованию коллоидных частиц, будут уменьшаться. По мере увеличения температуры эти процессы будут протекать более интенсивно, а отделяющийся воск, процеживаясь через сетки секций, будет всплывать на поверхность воды. При этом прополис и другие невосковые частицы, имеющие удельный вес больше, чем удельный вес рабочей жидкости, будут опускаться на дно корпуса.

На величину процеживаемости воскового сырья через сетку будут влиять два взаимопротивоположных по своей физической природе фактора: первый это выталкивающая сила, действующая на погруженные в рабочую жидкость объемы воскового сырья и второй это сила сопротивления при прохождении воскового сырья через сетку.

Величина выталкивающей силы будет определяться разницей удельных весов рабочей жидкости и воскового сырья. Эту разницу в удельных весах, а соответственно и выталкивающую силу, возможно увеличить до 10% от удельного веса воды путем использования рабочей жидкости, состоящей из обмягченной воды и 2 5% серной кислоты от веса воска и воды. При этом посредством такого состава рабочей жидкости осуществляется осветление воска (Зарецкий Н.Н. Использование пчел в теплицах, М. Росагропромиздат, 1990, с. 220).

Поэтому такое увеличение выталкивающей силы при одновременном уменьшении силы сопротивления прохождению воскового сырья через сетку будет повышать эффективность работы устройства. Сила сопротивления будет зависеть при прочих равных условиях от величины ячейки сетки и степени подвижности рабочей жидкости.

Изменение подвижности рабочей жидкости осуществляется вручную путем нажатия на упор 9. При нажатии на упор происходит деформация упругой подставки 6 (пружины) и перемещение многосекционного цилиндра вдоль своей оси, при отжатии же осуществляется возврат всех элементов в исходное положение, а поэтому будет наблюдаться прокачка рабочей жидкости через ячейки сеток различных секций. Прокачивание рабочей жидкости осуществляют периодически в течение всего периода выделения воска.

По мере снижения до минимума выделения воска (отсутствия на поверхности расплавленного воска более светлых выделений) прекращают подогрев корпуса, снимают крышку и оставляют устройство с открытым верхом для охлаждения до температуры окружающей среды, желательно до комнатной температуры, т.е. осуществляют тепловой отстой воска. Чем медленнее застывает воск, тем более благоприятные условия для его отстаивания, воск становится светлее и чище. Затем после полного застывания воска его извлекают из верхней секции устройства. Как правило, воск не прилипает к стенкам секции и он легко извлекается из нее.

Использование устройства для переработки воскового сырья позволяет реализовать следующие преимущества:
осуществить улучшение качества переработанного воска, так как наличие сеток с различными величинами ячеек (в нижней секции наиболее крупная ячейка, а в верхней секции наиболее мелкая) способствует повышенной проходимости воскового сырья различной степени загрязненности через систему сеток с последовательно уменьшающимися размерами ячеек этих сеток, а это позволяет при однократной переработке получить в каждой отдельной секции воск различной степени очищенности, при многократной переработке очищенность воска будет возрастать, а содержание воска в мере снижаться;
применение специальной рабочей жидкости (обмягченная вода и 2 5% серной кислоты) для повышения выталкивающей силы также улучшает качество перерабатываемого воска его осветление;
в связи с тем, что в качестве рабочего органа используется жидкость снижение качества воска вследствие его перегрева исключается;
повысить производительность по переработке воскового сырья вследствие того, что возможно использовать корпуса с увеличенной емкостью и любые источники тепла с повышенным тепловыделением;
устройство просто по конструкции, удобно в эксплуатации, сравнительно дешево в изготовлении, поэтому оно может быть использовано как на крупных, так и на личных приусадебных пасеках.

Сущность изобретения: устройство для переработки воскового сырья содержит корпус, внутри которого на упругой подставке установлен многосекционный разъемный полый цилиндр и жидкость. Внутри цилиндра в диаметральной плоскости по отношению к его продольной оси на торцах секций закреплены сетки с различными по величине отверстиями, причем отверстия нижней секции имеют максимальную величину, а верхней - минимальную величину отверстий из допустимых значений, жидкость содержит 2 - 5% серной кислоты. 1 з. п. ф-лы, 1 ил.

1. Устройство для переработки воскового сырья, содержащее корпус и размещенные в нем емкость для воскового сырья с отверстиями и жидкость, уровень которой установлен над упомянутой емкостью, отличающееся тем, что емкость для воскового сырья выполнена в виде многосекционного разъемного цилиндра, установленного на дне корпуса с возможностью вертикального перемещения, каждая секция которого снабжена сетчатой перегородкой, размещенной параллельно поверхности жидкости и выполненной с разными по величине отверстиями, причем сетчатая перегородка нижней секции расположена сверху над восковым сырьем и выполнена с наибольшими по величине отверстиями, а верхней внизу и имеет минимальную величину отверстий из допустимых значений. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что жидкость содержит 2 5% серной кислоты от веса воды и воска, растворенной в кипяченой воде.