Приставка к улью Советский патент 1981 года по МПК A01K47/00 

(54) ПРИСТАВКА К УЛЬЮ

1

Изобретение относится к пчеловодству.

Известно приспособление к улью в виде надставки, которая имеет форму твердого трубчатого тела с квадратным основанием 1.

Однако известное приспособление не улучшает тепловой режим зимой.

Известна приставка к улью, укрепляющаяся на передней его стенке и содержащая вертикальную нагревательную камеру, в верхней части которой встроен нормально закрытый термоклапан 2.

Однако в улье с такой приставкой недостаточно хорошая вентиляция и не регулируется тепловой режим зимой.

Цель изобретения - улучшение условий вентиляции и регулирования температуры в улье зимой.

Указанная цель достигается тем, что верхняя часть камеры имеет канал Для присоединения к верхнему летку улья, внутри камеры установлена вытяжная труба, нижней своей частью пронизывающая стенку и снабженная средством для присоединения к нижнему летку улья, а верхней частью сообщается с атмосферой и выполненная из теплопроводного материала, при этом в нижней части камеры выполнено отверстие для доступа свежего воздуха, причем нижний конец вытяжной трубы в месте сочленения ее с нижним летком содержит пробку-кран, а прозрачная -стенка нагревательной камеры снабжена подвижной шторкой.

Иа фиг. 1 показан улей с нагревательной камерой в солнечное время; на фиг. 2 - то же, в бессолнечное время; на фиг. 3 - улей с нагревательной камерой, вид спереди; на фиг. 4 - то же, вид сбоку.

Улей 1 имеет леток 2, верхний 3 и ниж10ний 4 летки. В корпусе улья располагается в зимнее время клуб 5 пчел. Приставка к улью включает вытяжную трубу 6, нагревательную камеру 7, образованную стенками 8, дном 9, передней стенкой 10, верхним бруском 11. Камера имеет отверстие 12, канал 13, нижний брусок 14, желоб 15, отверстие 16, канал 17, уплотнительные втулки 18, пробкукран 19, патрубок 20 с отверстием 21, термоклапан 22 на биметаллической пластине 23, стойку 24 пластины, шторку 25, гай20 ку 26.

За-счет солнечной радиации нагревается воздух в камере 7 и трубе 6. В камере и трубе возникают конвекционные потоки

воздуха, направленные снизу вверх. В улье за счет тепла клуба пчел также существует конвекционный поток воздуха, который на- правлен снизу вверх. Поток из улья и поток из камеры встречаются в летке 3. Можно ожидать, что вентиляция затормозится. Однако этого не происходит, так как действует еще труба 6, которая отсасывает воздух через леток 4 из нижней части улья, где создается разрежение. Поэтому устройство в целом вызывает изменение направления воздущного потока в улье. Снизу улья отсасывается холодный насыщенный углекислотой и влагой воздух, где он за счет гравитации скапливается, а в верхнюю часть улья из камеры поступает свежий и подогретый воздух Таким образом, происходит замена вытяжной вентиляции с естественным побуждением за счет тепла клуба пчел приточно-вытяжной вентиляцией с побуждением за счет энергии солнечных лучей. Прием замены одного способа вентиляции другим осуществляется автоматически, без участия человека, «Переключателем является сама солнечная радиация.

Чувствительность данного приема вентиляции к солнечным лучам весьма высокая, так как тепловые напоры из улья и из камеры соизмеримы, а отсасывающее действие трубы ничем не уравновещивается. Даже при слабой солнечной радиации вентиляция осуществляется указанным способом. Подавляющее отсасывающее действие вытяжной трубы обеспечивает усиленную вентиляцию.

Поскольку тепловые напоры из камеры и из улья примерно уравновещивают друг друга, интенсивность вентиляции зависит в основном только от разности температур воздуха в трубе и вне улья. Поэтому вентиляцию можно регулировать как вручную,

так и автоматически путем изменения температурного режима трубы и применением заслонки в трубе. При вентиляции в улей вносится тепло, т. е. осуществляется обогрев улья изнутри. По условиям содержания пчел зимой температура в зимовнике не должна превыщать 4°С, при усиленной вентиляции - не выще 6°С. Следовательно нагрев воздуха в камере не должен превыщать 6°С. Поэтому должно быть предусмотрено автоматическое ограничение нагрева.

Несмотря на то, что повыщение температуры воздуха в камере автоматически ведет к усилению венти,(1яции, предусмотрено такое автоматическое ограничение нагрева, осуществляемое с помощью автоматического клапана, которое обеспечивает выход перегретого воздуха наружу. Кроме этого, на случай чрезмерного возрастания температуры в период возрастания солнечной радиации (ближе к весне) предусмотрено затенение части камеры регулируемой щторкой.

В бессолнечное время вытяжная вентиляция с естественным побуждением за счет тепла клуба пчел автоматически замедляется устройством, т. е. замедляется газообмен и теплообмен улья с внещней средой, экономно расходуется тепло, выделяемое клубом пчел. Замедление вентиляции не противоречит потребностям пчелиной семьи. Известно, что в холодное время пчелы сжимаются в плотный клуб, газообмен в клубе замедляется и этим сохраняется тепло, а температура внутри клуба поддерживается до 30°С. В оттепели клуб пчел становится рыхлым и газообмен в клубе усиливается. Таким образом, замедление вентиляции в бессолнечное время полностью соответствует естественным потребностям пчелиной семьи в данных условиях.

На фиг. 2 изображен тот же улей с устройством, но при отсутствии солнечной радиации. Конвекционные потоки воздуха в камере 7 и трубе 6 отсутствуют. Существует конвекционный поток в улье, направленный снизу вверх. Теплый воздух и пары влаги выходят через лоток 3 в камеру и опускаются вниз камеры к выходному отверстию. В это же время наружный воздух по трубе 6 и через, нижний леток 4 поступает в улей, т. е. осуществляется вытяжная вентиляция с естественным побуждением за счет тепла клуба пчел. Но эта вентиляция в данном случае замедлена. В самом деле, если воздух, выходящий из улья в камеру, не охлаждать, то при равенстве температурных напоров из улья и из камеры должно наступить конвекционное равновесие. Однако этого не происходит. Воздух в камере охлаждается, отдает тепло стенкам камеры, стеклу, трубе, часть тепла идет на подогрев воздуха, поступающего по трубе в улей (теплообмен). Но известно, что передача тепла от одного тела к другому требует некоторого времени. Это время и является временем замедления вентиляции. Время замедления зависит в основном от наружной температуры и теплоизоляции камеры. Действия их противоположны. Отсюда следует, что конструктивным выполнением устройства можно задать и необходимое время замедления вентиляции в соответствии с потребностями пчелиной семьи. Например, для увеличения времени замедления можно прозрачную стенку сделать двойной с воздущной прослойкой между стеклами. Наконец, в данном приеме вентиляции стеклянная стенка и труба (металлическая) выполняют роль конденсаторов влаги, способствуют осущению газовой среды улья.

Происходит также нагнетание в улей нагретого до определенной температуры воздуха и вытеснение из улья холодного воздуха, углекислоты и влаги наружу. Это необходимо в ранневесенний облетный для пчел период, когда семье для вывода расплода требуется много тепла (улей в ка кой-то мере инкубатор) и когда должен быть открыт основной леток для свободного выхода пчел наружу, первый с усиленной вентиляцией менее применим для этой цели, так как чрезмерно усилена вентиляция. Указанный прием осуществляется следующим образом. Открывается основной леток для свободного выхода пчел, прикрывается или полностью закрывается вытяжная труба, чтобы не возникала чрезмерно усиленная вентиляция, нагревательная камера с помощью шторки и клапана регулируется на повышенный нагрев воздуха (выше 6°С). В этом случае в солнечное время в камере возникает температурный напор, нагретый воздух устремляется через верхний леток в улей, заполняет весь объем сверху донизу, вытесняя при этом холодный воздух, углекислоту и влагу через нижний основной леток наружу. В бессолнечное время этот прием автоматически заменяется приемом замедления естественной вентиляции, тем самым сохраняется в улье аккумулированное в солнечное время тепло. Нагревательная камера 7 выполнена в форме плоской коробки определенного размера, стенки и дно которой изготовлены из теплоизоляционного материала, например дерева, а передняя (лицевая) стенка- из прозрачного для солнечных лучей материала, например, оконного стекла, внутренняя поверхность камеры окрашена в цвет, способствующий лучшему поглощению солнечных лучей. Камера донной стороной прикреплена к передней стенке улья в вертикальном положении, при этом верхняя часть камеры сообщается через отверстие (леток) верхнего корпуса с верхней частью улья, а снизу сообщается через отверстие, выполненное в нижнем бруске камеры, с атмосферой. Вытяжная труба 6 выполнена определенного размера из теплопроводящего материала, например дюралюминия, и установлена внутри камеры в вертикальном положении, при этом нижний конец трубы через отверстие (леток) нижнего корпуса сообщается с нижней частью улья, а верхний ее конец сообщается с атмосферой. Пробка-кран 19 предназначена для регулирования вентиляции,, т. е. количества отсасывания воздуха из улья в течение определенного времени при данной интенсивности солнечной радиации, и установлена в отверстии в нижнем бруске камеры, через которое сообщается нижний конец вытяжной трубы с нижней частью улья. Она выполнена в виде обычной деревянной пробки слегка конусной формы, на рабочем конце сбоку имеющей затес (лыску), за счет чего в летке образуется регулируемый проход для воздуха из улья в вытяжную трубу. Шторка 25 предназначена для затемнения прозрачной стенки камеры с целью регулирования количества лучистой энергии, проникающей в камеру, выполненную из непрозрачного материала для солнечных лучей, например фанеры, брезента, толи и др. Термоклапан 22 предназначен для поддержания в камере заданной температуры воздуха с целью защиты зимующих пчел в улье от перегрева. Он установлен на верхнем бруске внутри камеры на уровне отверстия, через которое камера сообщается с ульем. Гнездо клапана установлено в отверстии в верхнем бруске камеры с возможностью перемещения по оси к клапану или от клапана, с целью регулирования температуры открытия клапана, сам клапан имеет грибообразную форму и выполнен из пластмассы (легкий, нержавеющий) . и укреплен шарнирно на свободном конце биметаллической пластины, являющейся чувствительным элементом к темгГературе и рабочей частью клапана, другой конец пластины жестко прикреплен к внутренней стороне верхнего бруска камеры. Прозрачную переднюю стенку 10 камеры необходимо выполнить из материала, пропускающего тепловые и ультрафиолетовые лучи. Основной частью устройства является камера 7, выполняющая функцию солнечного нагревателя воздуха (конвектора) и одновременно функцию конвекционного нагнетательного насоса. Стенки 8 изготовлены из досок толщиной 40 мм. Дно 9 камеры заделано герметично фанерой. Лицевая сторона выполнена из стекла. Внутри камера окрашена в черный цвет с целью лучщего поглощения лучистой энергии солнца. Камера сообщается с ульем и внещней средой через специальные отверстия и каналы. В верхнем бруске 11 сделаны отверстия.для вытяжной трубы 6, отверстие 12 для вытяжного патрубка термоклапана и вертикально-горизонтальный канал 13 для соединения летка верхнего корпуса с камерой устройства. В нижнем бруске 14 сделаны два желоба 15 для стока конденсированной влаги, два отверстия 16 для сообщения камеры с внешней средой и вepтиkaльнo-гopизoнтaльный канал 17 для сообщения летка нижнего корпуса с вытяжной трубой 6. Летки верхнего и нижнего корпусов соединяются с каналами камеры через уплотнительные втулки 18 и зарешечены сеткой для того, чтобы пчелы не смогли проникнуть в камеру и в вытяжную трубу. Следующей основной рабочей частью устройства является вытяжная труба 6, выполняющая функцию конвекционного насоса, создающего тягу. Труба выбрана дюралевая, диаметром 30 мм и высотой 30 мм, тонкостенная - 1 мм. Труба имеет высокую теплопроводность и достаточно большую внутреннюю и наружную поверхность соприкосновения с воздухом. Верхний конец трубы соединяется с атмосферой, а нижний конец соединен с каналом 17, который сообщается с летком нижнего корпуса и перекрывается специальной пробкой-краном 19. Поворотом пробкикрана можно плавно изменять проход для газа и таким образом регулировать тягу. Для того, чтобы судить о положении пробкикрана, на ее торце сделана стрелка (указатель), а на бруске метки «Открыто и «Закрыто. Пробку-кран можно вынуть из канала и на ее место вставить резиновую трубку для «просушивания пчелиной семьи. Наиболее ответственной и сложной частью устройства.является термоклапан, предназначенный для защиты улья с зимующими пчелами от перегрева путем перепуска перегретого воздуха из камеры наружу с целью не допустить распада клуба пчел в зимнее время. Термоклапан состоит из вытяжного патрубка 20, пластмассовой гайки 26j пластмассового клапана 22 чашечного типа, биметаллической пластины 23, стойки 24 для крепления пластины. Чувствительным элементом к температуре воздуха в камере является биметаллическая пластина (сталь-инвар), которая одновременно выполняет функцию и рабочего элемента, приводящего в действие перепускной клапан. Для грубой регулировки теплового режима устройства сделана шторка 25, с помощью которой может быть затенена часть стекла камеры. Эта регулировка производится периодически - осенью, зимой, весной, т. е. при значительном изменении солнечной радиации. Ульи, предназначенные для зимовки пчел на воле, ставятся на площадке обращенными передней стенкой на солнечную сторону. На каждый улей навешивается устройство так, чтобы в летки верхнего и нижнего корпусов плотно вощли соединительные летковые уплотнительные втулки 18. Устройство плотно прижимается к передней стенки улья скрепом. Основной нижний леток улья закрывается наглухо. В зимнее время вылет пчел не предусматривается. Если же применять устройство в южных районах страны, где возможен и зимний вылет пчел, то основной леток должен быть прикрыт до минимума. Это делается для того, чтобы улей сообщался с внешней средой только через устройство, которое в этом случае беспрепятственно выполняет свои функции. Закрытие нижнего летка гарантирует и от проникновения в улей мышей. Работа устройства по отсасыванию из улья углекислоты и излищней влаги и наполнению улья свежим подогретым воздухом осуществляется за счет лучистой энергии солнца. Нагрев воздуха в камере предусмотрен в больщей степени, чем требуется, это сделано для того, чтобы можно было в щироких пределах регулировать тепловой режим устройства; грубо - с помощью щторы вручную и точно - с помощью автоматического термоклапана. Эти регулировки корректируются пчеловодом периодически - на осень, на зиму, на ранневесенний период с тем, чтобы в камере в солнечный день поддержив-алась необходимая температура (О-4°С, при усиленной вентиляции до 6°С). Вентиляция также рассчитана с некоторым запасом. При разности температур в камере и вне улья, например в 10°С, скорость конвекционного потока в вытяжной трубе достигает 0,15 м/с. При поперечном сечении вытяжного отверстия, регулируемого пробкой-краном, в 1 см2 обмен воздуха в улье достигает один литр в минуту. Два корпуса многокорпусного улья имеют объем 90 л, часть объема заполнена рамками, сотами с медом, пчелами. Следовательно, весь воздух в улье заменен за время несколько большее одного часа. Работа устройства в осенне-зимний и ранневесенний периоды характеризуется его основными возможными режимами, соответствующими солнечной и бессолнечной погоде и времени суток. Режим усиленной вентиляции и обогрева улья устанавливается автоматически в солнечные дни (фиг. 1). Под действием солнечной радиации нагревается воздух в камере и в вытяжной трубе. В трубе возникает конвекционный поток воздуха, возникает тяга, в результате которой высасывается углекислый газ и сырой холодный воздух из нижнего корпуса, а в верхний корпус поступает свежий и подогретый воздух из камеры. На фиг. 3 и 4 стрелками указаны пути удаляемого газа из улья и свежего подогретого воздуха, поступающего в улей как раз для данного режима вентиляции. При перегреве свежего воздуха в камере открывается термоклапан и перепускается перегретый воздух наружу, в камеру поступает дополнительно свежий холодный воздух и таким образом температура воздуха в камере понижается. Интенсивность вентиляции и тепловой режим устанавливаются пчелводом дифференцированно для каждой пчелиной семьи в зависимости от ее состояния и поведения в начале зимовки с помощью пробки-крана термоклапана и щторы. Режим замедленного «дыхания улья устанавливается также автоматически {без участия пчеловода), но в ночное и любое бессолнечное время (фиг. 2). Поскольку солнечная радиация отсутствует, то конвекционные потоки воздуха в вытяжной трубе и в камере не возникают. Термоклапан плотно закрыт. Существует конвекционный поток газа из улья через верхний леток в камеру устройства. Но этот поток незначителен, так как устройство в этом случае, представляя собой как бы «тамбур между ульем и внешней средой, замедляет вентиляцию. Таким образом, улей едышит, но при значительно меньшем выбросе тепла, чем при вытяжной незамедленной вентиляции. Далее застекленная камера служит для осушения газовой среды улья и играет роль теплообменника. Пары влаги в смеси с теплым воздухом выходят из верхнего корпуса через леток в камеру, соприкасаются с холодным стеклом, конденсируются и выпадают на стекле в виде инея. Таким образом, в камере воздух будет суше, чем в улье. Процесс осушения газовой среды улья идет непрерывно. Часть тепла идет на подогрев поступаюшего воздуха по трубе в улей. С наступлением солнечного дня иней на стекле оттаивает и вода стекает по стеклу в желобки и через отверстие 16 наружу. Под действием солнечной радиации устройство снова автоматически переходит в режим усиленной вентиляции улья. Режим теплового насоса устанавливается пчеловодом в ранневесенний период для того, чтобы вызвать ранний, а при необходимости и сверхранний облет пчел. Далее после облета этот режим необходим для поддержания в улье повышенной, но оптимальной температуры, благоприятствующей более активной деятельности пчелиной семьи по вырашиванию максимально возможного и качественного расплода при минимальных затратах корма. Для перевода устройства в режим теплового насоса необходимо полностью открыть штору и установить терморегулятор на повышенную температуру, при которой произойдет внутренний прогрев улья и пчелы смогут выйти на облет, прикрыть пробку-кран для того, чтобы не возникала чрезмерно усиленная вентиляция улья,открыть основной нижний леток для свободного вылета пчел. Устройство работает в режиме теплового насоса следующим образом. Под действием солнечной радиации воздух в камере нагревается до температуры, на которую установлен термоклапан. Поскольку в ранневесенний период температура в улье еще сравнительно низкая (за исключением центра клуба), то более теплый воздух из камеры устремляется через верхний леток в улей и заполняет сначала верхнюю часть улья, вытесняя более холодный воздух книзу улья и через нижний леток - наружу. Температурный напор, создаваемый камерой, уравновешивается лишь тогда, когда весь объем улья, прогреется изнутри до равновесной температуры в камере и в улье на уровне верхнего летка. В результате внутреннего прогрева весь объем улья становится доступным для активной работы пчел, они дружно выходят на облет, облегчаются все внутриульевые работы. В ночное и бессолнечное время устройство из режима теплового насоса автоматически переходит в режим замедленного «дыхания улья, сохраняя в улье аккумулированное в солнечное время тепло. С наступлением солнечного дня устройство вновь переходит в режим теплового насоса. Использование настояш,его устройства в пчеловодстве позволит пчеловодным хозяйствам и отдельным пчеловодам шире внедрять в производство наиболее прогрессивное зимнее содержание пчел на воле. Содержание зимой пчел на воле требует меньше трудовых и материальных затрат, Отпадает необходимость в зимовниках, можНО неограниченно расширять пасеки в соответствии лишь с наличием нектароносной базы. Оптимизация микроклимата в улье в осенне-зимний период с помощью предлагаемого устройства не только позволит добиться большего числа благополучно зимующих пчелосемей, но и внести качественное изменение в жизнь этих семей. Пчелы более рационально используют свби кормовые запасы, меньше подвержены таким-заболеваниям как понос (нозематоз). Меньше их осыпь, к весне семьи сохраняются более сильными. В ранневесенний период с помощью предлагаемого устройства можно вызвать пчел на ранний, а при необходимости даже на сверхранний облет и после облета поддерживать в улье повышенную температуру, что в значительной мере облегчает работу пчел в этот период. Семьи пчел более интенсивно наращивают свою массу, выращивают здоровый и качественный .расплод; семьи способны более продуктивно работать на ранневесен нем взятке и дать даже товарный мед и другие продукты. Устройство позволяет регулировать количественно и качественно .процессы газообмена и теплообмена с внешней средой, а также может быть применено в ульях всех систем, для чего их надо приспособить, т. е. сделать на передней стенке круглые летки диаметром 25 мм на расстоянии друг от друга 250 мм. Формула изобретения 1. Приставка к улью, содержащая нагревательную камеру, в верхней части которой расположен нормально закрытый термоклапан, отличающаяся тем, что, с целью улучшения условий вентиляции и регулирования температуры в улье зимой, верхняя часть камеры имеет канал для присоединения к верхнему летку улья, внутри камеры установлена вытяжная труба, нижней своей частью пронизывающая стенку и снабженная средством для присоединения к нижнему летку улья, а верхней частью сообщающаяся

с атмосферой и выполненная из теплопроводного материала, при этом в нижней части камеры выполнено отверстие для доступа свежего воздуха.

/ 1

У///7/////////////////////////// /

1 I/

Ю W

принятые во внимание при экспертизе

Фа.г

11

(pus4