ПАРОВАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ВОСКОТОПКА Российский патент 2024 года по МПК A01K59/06 

Изобретение относится к области пчеловодства и может быть использовано для вытопки пчелиного воска.

Известна паровая электрическая воскотопка [1], принятая в качестве прототипа, вытопка воска из пчелиных сотов, в которой при атмосферном давлении осуществляется воздействием на них насыщенного водяного пара. Она состоит из корпуса с крышкой для загрузки рамок или вторсырья и поддона с патрубком для слива растопленного воска. В корпус вмонтирован электрический нагреватель (ТЭН).

Недостаток этой воскотопки заключается в том, что помимо загрузки и выгрузки сырья в процессе вытопки воска требуется выполнять ряд промежуточных операций, а также осуществлять постоянное наблюдение за работой воскотопки для исключения аварийных режимов. Это повышает трудоёмкость получения воска. Кроме того, из-за отсутствия регулировки мощности электронагревателя в соответствии с изменяющимся в процессе вытопки расходом пара наблюдается излишний расход электрической энергии. Всё это в итоге снижает эксплуатационную эффективность воскотопки.

Задача изобретения - устранение отмеченных недостатков и тем самым повышение эксплуатационных показателей электрической воскотопки.

Технический результат достигается за счёт того, что в паровой электрической воскотопке, содержащей корпус с крышкой, в верхней части которого установлена с сетчатым дном корзина для загрузки сотовых рамок или вторсырья, под корзиной расположен поддон для сбора растопленного воска, в корпусе имеется заливной патрубок, а в пространстве под поддоном непосредственно у днища корпуса вмонтирован электрический нагреватель, корпус соединён с нулевым проводом электрической сети и заземлён, в днище поддона имеется отверстие для слива конденсата, закрытое пробкой, воскотопка снабжена устройством управления, первый и второй входы которого подключены соответственно к нулевому и фазному проводам электрической сети, между третьим и четвёртым входами подключена обмотка электромагнитного клапана, установленного на заливном патрубке, между корпусом и крышкой проложен уплотнитель, крышка прижата к уплотнителю весом закреплённого на ней груза, на корпусе установлены датчики верхнего и нижнего уровней воды, замыкающие контакты которых подключены первыми выводами к первому входу, а вторыми, соответственно, к шестому и седьмому входам устройства управления, при этом датчик нижнего уровня расположен непосредственно над электронагревателем, а датчик верхнего уровня на высоте, при которой обеспечивается объём воды необходимый для вытопки воска из разовой порции загружаемого в корзину сырья, пространство в верхней части корпуса связано с окружающей средой посредством патрубка, в котором размещён позистор, выводы которого подсоединены к первому и пятому входам устройства управления, к третьему и восьмому входам которого подключён электронагреватель, устройство управления содержит выключатель, присоединённый входом ко второму входу устройства управления, а выходом к третьему входу устройства управления и первым выводам обмоток первого и второго электромагнитных реле, первой и второй сигнальных ламп, первый вывод первого замыкающего контакта первого электромагнитного реле, первый вывод второго замыкающего контакта второго электромагнитного реле, первый вывод замыкающего контакта кнопки, первый вывод третьего размыкающего контакта второго электромагнитного реле и общий вывод ключа присоединены к первому входу устройства управления, второй вывод обмотки первого электромагнитного реле соединён со вторым выводом первого замыкающего контакта первого электромагнитного реле и шестым входом устройства управления, точка соединения второго вывода первого замыкающего контакта второго электромагнитного реле и второго вывода замыкающего контакта кнопки присоединены через второй размыкающий контакт первого электромагнитного реле к четвёртому входу устройства управления, пятый вход которого и управляющий вывод ключа соединены между собой через второй замыкающий контакт второго электромагнитного реле, выход ключа соединён с восьмым входом устройства управления, второй вывод обмотки второго электромагнитного реле соединён с седьмым входом устройства управления через третий размыкающий контакт с выдержкой времени при размыкании первого электромагнитного реле, вторые выводы первой и второй сигнальных ламп соединены соответственно с первыми выводами четвёртого размыкающего контакта и пятого замыкающего контакта первого электромагнитного реле, вторые выводы которых соединены со вторым выводом третьего размыкающего контакта второго электромагнитного реле.

Сущность изобретения поясняется чертежом (Фиг.1 – принципиальная схема; фиг. 2 – монтажные схемы первого электромагнитного реле К1 и второго электромагнитного реле К2).

Паровая электрическая воскотопка, содержащая корпус 1 с крышкой 2, в верхней части которого установлена с сетчатым дном корзина 3 для загрузки сотовых рамок 4 или вторсырья. Поддон 5 для сбора растопленного воска 6 и конденсата 7 установлен на прикреплённые к корпусу с внутренней стороны упоры 8. В корпусе имеется заливной патрубок 9, а в пространстве под поддоном непосредственно у днища корпуса вмонтирован электрический нагреватель 10. Корпус соединён с нулевым проводом электрической сети и заземлён. В днище поддона имеется отверстие 11 для слива конденсата, закрытое пробкой 12. Воскотопка снабжена устройством управления 13, первый х1 и второй х2 входы которого подключены соответственно к нулевому (N) и фазному (A) проводам электрической сети, а между третьим х3 и четвёртым х4 входами подключена обмотка 14 электромагнитного клапана 15, установленного на заливном патрубке. Между корпусом и крышкой проложен уплотнитель 16. Крышка прижата к уплотнителю собственным весом и весом закреплённого на ней груза 17. На корпусе установлены электроды 18 и 19 датчиков соответственно верхнего и нижнего уровней воды, контакты которых подключены первыми выводами через воду к первому входу х1, а вторыми, соответственно, к шестому х6 и седьмому х7 входам устройства управления. При этом датчик нижнего уровня расположен непосредственно над электронагревателем, а датчик верхнего уровня на высоте, при которой обеспечивается объём воды, необходимый для полной вытопки воска из разовой порции загруженного в корзину сырья. Пространство в верхней части корпуса связано с окружающей средой посредством патрубка 20, в котором размещён позистор 21, выводы которого подсоединены к первому х1 и пятому х5 входам устройства управления, к третьему х3 и восьмому х8 входам которого подключён электронагреватель 10.

Устройство управления содержит выключатель QS присоединённый входом ко второму х2 входу устройства управления, а выходом к третьему входу х3 устройства управления и первым выводам обмоток К1.0 и К2.0 первого К1 и второго К2 электромагнитных реле, первой Н1 и второй Н2 сигнальных ламп. Первый вывод первого замыкающего контакта К1.1 первого электромагнитного реле К1, первый вывод первого замыкающего К2.1 второго электромагнитного реле К2, первого вывода замыкающего контакта кнопки SА, первого вывода третьего размыкающего контакта К2.3 второго электромагнитного реле К2 и общего вывода ключа А1 присоединены к первому х1 входу устройства управления. Второй вывод обмотки К1.0 первого электромагнитного реле К1 соединён со вторым выводом первого замыкающего контакта К1.1 первого электромагнитного реле К1 и шестым х6 входом устройства управления. Точка соединения второго вывода первого замыкающего контакта К2.1 второго электромагнитного реле К2 и второго вывода замыкающего контакта кнопки SA присоединены через второй размыкающий контакт К1.2 первого электромагнитного реле К1 к четвёртому х4 входу устройства управления. Пятый вход х5 устройства управления и управляющий «УПР» вывод ключа А1 соединены между собой через второй замыкающий контакт К2.2 второго электромагнитного реле К2. Выход ключа А1 соединён с восьмым х8 входом устройства управления. Второй вывод обмотки К2.0 второго электромагнитного реле К2 соединён с седьмым х7 входом устройства управления через третий размыкающий контакт К1.3 с выдержкой времени при размыкании первого электромагнитного реле К1. Вторые выводы первой Н1 и второй Н2 сигнальных ламп соединены соответственно с первыми выводами четвёртого К1.4 размыкающего контакта и пятого К1.5 замыкающего контакта первого электромагнитного реле К1, вторые выводы которых соединены со вторым выводом третьего К2.3 размыкающего контакта второго электромагнитного реле К2.

Работает воскотопка следующим образом.

Воскотопка устанавливается на устойчивое основание (на чертеже не показано), проверяется надёжность присоединения корпуса воскотопки к заземлённому нулевому проводу электрической сети и присоединения заливного патрубка к источнику воды. В качестве такого источника может служить водопроводная сеть или накопительный бак с водой расположенный гарантированно выше датчика верхнего уровня воскотопки. Отверстие 11 в поддоне для слива конденсата закрывается пробкой, и поддон устанавливается в корпус воскотопки на разнесённые по внутреннему периметру корпуса 1 упоры 8. На эти же упоры поверх отбортовки поддона устанавливается корзина с сетчатым дном, предназначенным для сбора шлама. Корзина заполняется рамками или отдельными комьями сотов и закрывается крышкой. Крышка прижимается к уплотнителю грузом (1…2 кг) для предотвращения утечки пара.

На клеммы х1 и х2 устройства управления подаётся напряжение переменного тока и замыкаются контакты выключателя QS. Если вода в корпусе воскотопки отсутствует или её уровень ниже расположения электрода 19 датчика нижнего уровня, контакты электродных датчиков уровней разомкнуты. Обмотки электромагнитных реле обесточены, их замыкающие контакты в этом состоянии разомкнуты, а размыкающие - замкнуты. Сигнальная лампа Н1, получая питание через размыкающие контакты К2.3 электромагнитного реле К2 и К1.4 электромагнитного реле К1, начинает светиться, указывая на отсутствие воды в корпусе воскотопки. Так как замыкающие контакты обоих реле разомкнуты, обмотка электромагнитного клапана, и спираль электронагревателя обесточены. В таком состоянии воскотопка может находиться сколь угодно долго.

Для перевода её в рабочий режим нажимается и удерживается в замкнутом состоянии кнопка SA. При этом получает питание обмотка 14 электромагнитного клапана по цепи: нулевой провод N электрической сети – вход х1 устройства управления – контакт кнопки SA – размыкающий контакт К1.2 электромагнитного реле К1 – обмотка 14 электромагнитного клапана – контакт выключателя QS – фаза электрической сети. Клапан открывается, начинается заполнение корпуса водой. Как только уровень воды поднимется до уровня расположения электрода 19 датчика нижнего уровня, обмотка К2.0 электромагнитного реле К2 получает питание по цепи: фаза А сети – контакт выключателя QS – обмотка К2.0 - электрод 19 датчика нижнего уровня и через воду и корпус воскотопки нулевой провод сети. Реле срабатывает, контакт К2.1. замыкается, блокируя контакт кнопки SA. Далее кнопку можно отпустить, работа воскотопки до конца вытопки воска будет происходить автоматически без участия оператора. Питание обмотки 14 будет осуществляться помимо контакта кнопки через контакт К2.1. Одновременно размыкается контакт К2.3 – лампа Н1 гаснет. Замыкается также контакт К2.2 и поскольку сопротивление позистора 21 при комнатной температуре близко к нулю управляющий вход ключа А1 замыкается на общий вывод через позистор и контакт К2.2. Ключ при этом в соответствии с алгоритмом его функционирования открыт и электронагреватель 10 получает питание по цепи: нулевой провод - х1 – ключ – спираль электронагревателя – вход х3 устройства управления – контакт выключателя QS – фаза электрической сети. При этом будет осуществляться нагрев воды и одновременно дальнейшее повышение её уровня в корпусе воскотопки.

Как только уровень воды достигнет электрода 18 датчика верхнего уровня воды, получит питание обмотка К1.0 электромагнитного реле К1 по цепи: фаза А сети – контакт выключателя QS – обмотка К1.0 - электрод 18 датчика верхнего уровня и через воду и корпус воскотопки нулевой провод сети. Срабатывает реле К1, замыкается его контакт К1.1, блокируя контакт датчика верхнего уровня воды. Одновременно размыкается контакт К1.2, в результате обесточивается обмотка электромагнитного клапана, поступление воды прекращается.

Нагрев объёма воды продолжается до температуры 100°С. С этого момента начинается её кипение и заполнение пространства корпуса паром. При этом пока стенки корпуса и находящиеся в нём детали относительно холодные весь пар, получаемый в результате кипения воды, успевает сконденсироваться на них, не выходя из пространства корпуса. По мере приближения температуры частей корпуса к 100°С начнётся вытопка воска, замедление скорости конденсации пара, и его излишки станут поступать в патрубок 20. При этом будет происходить нагрев позистора. Как только позистор нагреется до температуры, несколько выше точки Кюри (принят стандартный термистор с точкой Кюри 90°С) его сопротивление резко увеличится, напряжение на управляющем входе ключа также увеличится и в соответствии с алгоритмом функционирования ключа он закроется, обесточив электронагреватель. Давление пара в корпусе воскотопки из-за прекращения парообразования несколько уменьшится и пар из патрубка за счёт атмосферного давления уйдёт снова в полость корпуса. Сопротивление позистора в результате его охлаждения до температуры ниже 90°С уменьшится практически до нуля, что, как было показано выше, приведёт к повторному включению электронагревателя. Таким образом, циклы включения и отключения нагревателя будут повторяться. Вытопленный воск и конденсат сливаются через сетчатое дно корзины в поддон. На сетке задерживается шлам. По мере вытопки уровень воды в корпусе воскотопки уменьшается, электрод 18 датчика уровня оголяется, контакт с водой разрывается, но реле К1 не отключается так как контакт датчика верхнего уровня заблокирован, и включения электромагнитного клапана не происходит. Это необходимо для того чтобы свежая порция воды во время вытопки не приводила бы к перерыву парообразования и нарушению режима вытопки воска. Время полной его вытопки и количество пара, которое необходимо для полной вытопки, а, следовательно, и объём воды необходимый для его получения, определяются опытным путём. Именно на это время установлена задержка срабатывания третьего размыкающего контакта К1.3 первого электромагнитного реле. Как только время вытопки истечёт, размыкается контакт К1.3 электромагнитного реле К1, обесточивается обмотка К2.0 электромагнитного реле К2, размыкается его контакт К2.2 в результате ключ А1 закрывается – электронагреватель отключается. Одновременно с этим получает питание через контакты К2.3 и К1.5 лампа Н2, сигнализируя об окончании вытопки воска.

Далее оператор отключает выключатель QS, переводя устройство управления в исходное состояние, снимает крышку, вынимает из корпуса корзину и (после остывания воска ниже температуры его плавления) поддон. Очищается корзина, сливается из поддона через отверстие 11 конденсат, и извлекается готовый воск. Для ускорения остывания поддона можно опустить его на некоторое время в холодную воду, а для облегчения извлечения из поддона воска необходимо места контакта его со стенками поддона подогреть с наружной стороны, например, обдав струёй горячей воды.

Таким образом, за счёт автоматизации заполнения водой корпуса воскотопки и автоматического поддержания баланса интенсивности парообразования и конденсации пара в процессе вытопки сокращаются затраты времени и трудоёмкость обслуживания воскотопки. Сокращаются также потери пара, а, следовательно, и потери электроэнергии, т.е. повышается энергоэффективность воскотопки. Всем этим в совокупности и решается поставленная задача изобретения.

Источник информации

1. Воскотопка электрическая. Паспорт. ПКБ БИ-Пром Новошахтинск [Электронный ресурс]. URL: https://apistroy.ru/upload/instruktsii/%D0%92%D0%BE%D1%81%D0%BA%D0%BE%D1%82%D0%BE%D0%BF%D0%BA%D0%B0%20%D1%8D%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%82%D1%80%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%B0%D1%8F.pdf (Дата обращения 15.09.2023).

Изобретение относится к области пчеловодства и может быть использовано для вытопки пчелиного воска. Паровая электрическая воскотопка содержит корпус с крышкой, в верхней части которого установлена корзина с сетчатым дном для загрузки сотовых рамок или вторсырья. Под корзиной расположен поддон для сбора растопленного воска. В корпусе имеется заливной патрубок. В пространстве под поддоном непосредственно у днища корпуса вмонтирован электрический нагреватель. Корпус соединен с нулевым проводом электрической сети и заземлен. В днище поддона имеется отверстие для слива конденсата, закрытое пробкой. Воскотопка снабжена устройством управления, первый и второй входы которого подключены соответственно к нулевому и фазному проводам электрической сети, между третьим и четвертым входами подключена обмотка электромагнитного клапана, установленного на заливном патрубке. Между корпусом и крышкой проложен уплотнитель, крышка прижата к уплотнителю весом закрепленного на ней груза. На корпусе установлены датчики верхнего и нижнего уровней воды, замыкающие контакты которых подключены первыми выводами к первому входу, а вторыми, соответственно, к шестому и седьмому входам устройства управления. Датчик нижнего уровня расположен непосредственно над электронагревателем, а датчик верхнего уровня на высоте, при которой обеспечивается объем воды, необходимый для вытопки воска из разовой порции загружаемого в корзину сырья. Пространство в верхней части корпуса связано с окружающей средой посредством патрубка, в котором размещен позистор, выводы которого подсоединены к первому и пятому входам устройства управления, к третьему и восьмому входам которого подключен электронагреватель. Устройство управления содержит выключатель, присоединенный входом ко второму входу устройства управления, а выходом к третьему входу устройства управления и первым выводам обмоток первого и второго электромагнитных реле, первой и второй сигнальных ламп. Первый вывод первого замыкающего контакта первого электромагнитного реле, первый вывод второго замыкающего контакта второго электромагнитного реле, первый вывод замыкающего контакта кнопки, первый вывод третьего размыкающего контакта второго электромагнитного реле и общий вывод ключа присоединены к первому входу устройства управления. Второй вывод обмотки первого электромагнитного реле соединен со вторым выводом первого замыкающего контакта первого электромагнитного реле и шестым входом устройства управления. Точка соединения второго вывода первого замыкающего контакта второго электромагнитного реле и второго вывода замыкающего контакта кнопки присоединены через второй размыкающий контакт первого электромагнитного реле к четвертому входу устройства управления, пятый вход которого и управляющий вывод ключа соединены между собой через второй замыкающий контакт второго электромагнитного реле. Выход ключа соединен с восьмым входом устройства управления. Второй вывод обмотки второго электромагнитного реле соединен с седьмым входом устройства управления через третий размыкающий контакт с выдержкой времени при размыкании первого электромагнитного реле. Вторые выводы первой и второй сигнальных ламп соединены соответственно с первыми выводами четвертого размыкающего контакта и пятого замыкающего контакта первого электромагнитного реле, вторые выводы которых соединены со вторым выводом третьего размыкающего контакта второго электромагнитного реле. Техническим результатом является повышение эксплуатационных показателей электрической воскотопки. 2 ил.

Паровая электрическая воскотопка, содержащая корпус с крышкой, в верхней части которого установлена с сетчатым дном корзина для загрузки сотовых рамок или вторсырья, под корзиной расположен поддон для сбора растопленного воска, в корпусе имеется заливной патрубок, а в пространстве под поддоном непосредственно у днища корпуса вмонтирован электрический нагреватель, отличающаяся тем, что корпус соединён с нулевым проводом электрической сети и заземлён, в днище поддона имеется отверстие для слива конденсата, закрытое пробкой, воскотопка снабжена устройством управления, первый и второй входы которого подключены соответственно к нулевому и фазному проводам электрической сети, между третьим и четвёртым входами подключена обмотка электромагнитного клапана, установленного на заливном патрубке, между корпусом и крышкой проложен уплотнитель, крышка прижата к уплотнителю весом закреплённого на ней груза, на корпусе установлены датчики верхнего и нижнего уровней воды, замыкающие контакты которых подключены первыми выводами к первому входу, а вторыми, соответственно, к шестому и седьмому входам устройства управления, при этом датчик нижнего уровня расположен непосредственно над электронагревателем, а датчик верхнего уровня на высоте, при которой обеспечивается объём воды, необходимый для вытопки воска из разовой порции загружаемого в корзину сырья, пространство в верхней части корпуса связано с окружающей средой посредством патрубка, в котором размещён позистор, выводы которого подсоединены к первому и пятому входам устройства управления, к третьему и восьмому входам которого подключён электронагреватель, устройство управления содержит выключатель, присоединённый входом ко второму входу устройства управления, а выходом к третьему входу устройства управления и первым выводам обмоток первого и второго электромагнитных реле, первой и второй сигнальных ламп, первый вывод первого замыкающего контакта первого электромагнитного реле, первый вывод второго замыкающего контакта второго электромагнитного реле, первый вывод замыкающего контакта кнопки, первый вывод третьего размыкающего контакта второго электромагнитного реле и общий вывод ключа присоединены к первому входу устройства управления, второй вывод обмотки первого электромагнитного реле соединён со вторым выводом первого замыкающего контакта первого электромагнитного реле и шестым входом устройства управления, точка соединения второго вывода первого замыкающего контакта второго электромагнитного реле и второго вывода замыкающего контакта кнопки присоединены через второй размыкающий контакт первого электромагнитного реле к четвёртому входу устройства управления, пятый вход которого и управляющий вывод ключа соединены между собой через второй замыкающий контакт второго электромагнитного реле, выход ключа соединён с восьмым входом устройства управления, второй вывод обмотки второго электромагнитного реле соединён с седьмым входом устройства управления через третий размыкающий контакт с выдержкой времени при размыкании первого электромагнитного реле, вторые выводы первой и второй сигнальных ламп соединены соответственно с первыми выводами четвёртого размыкающего контакта и пятого замыкающего контакта первого электромагнитного реле, вторые выводы которых соединены со вторым выводом третьего размыкающего контакта второго электромагнитного реле.