Воскотопка с СВЧ-парогенератором

Полезная модель относится к сельскому хозяйству, а именно к пчеловодству, и используется для вытопки пчелиного воска.
Известна паровая воскотопка [1], осуществляющая вытопку воска путем воздействия паром. Агрегат состоит из корпуса, крышки, перфорированной емкости, установленной внутри корпуса и поддона. В крышке или верхней части торцевой стенки расположен патрубок для подачи пара внутрь корпуса. В нижней части выполнено отверстие для извлечения растопленного воска и конденсата.
Недостатком устройств является неравномерное тепловое воздействие, а также излишние потери энергии на нагрев полости корпуса, вследствие подачи пара нерассеянным потоком из крайнего положения устройства. Кроме того, обмен тепловой энергией между паром и сырьем осуществляется пассивным путем, что также замедляет работу устройства.
Также известна индукционная воскотопка [2], которая состоит из корпуса с крышкой и поддона, образующих камеру вытопки воска, в которой на кронштейнах установлены сетчатые корзинки для перетапливаемого воскового сырья. Процесс нагрева осуществляется при помощи нагревательного элемента выполненного в форме полого змеевика прямоугольного сечения, осуществляющего процесс вытопки посредством лучевого и конвекционного воздействия сухим воздушным потоком.
Недостатком устройства является низкая эффективность растапливания сырья посредством нагрева сухим горячим воздухом и излучением. Кроме того, отсутствует возможность первичной очистки растопленного воска от примесей.
Задача, на решение которой направлена полезная модель, обеспечение равномерного, эффективного и быстрого прогрева и растапливания воскового сырья, растапливаемого фрагментами или расположенного на рамках.
Технический результат достигается за счет того, что источник тепловой энергии представляет собой СВЧ-парогенератор, состоящий из металлической емкости, магнетрона с излучателем и датчика давления, передающий пар под давлением по системе распределения пара в паронаправляющие трубки, расположенные между корзинок для воскового сырья в три ряда и имеющие направляющие отверстия, выполненные равномерно по всей цилиндрической поверхности паронаправляющих трубок, причем подача пара осуществляется одновременно с двух сторон трубок.
На фиг. 1 изображена схема воскотопки с СВЧ-парогенератором: 1 – корпус; 5 – кронштейн; 6 – корзины для воскового сырья, 7 – рамки с сушью; 8 - паронаправляющие трубки; 16 – модуль управления.
На фиг. 2 изображено сечение А-А на фиг. 1: 1 – корпус; 2 – крышка; 3 – стойки; 4 – поддон; 5 – кронштейн; 6 – корзина для воскового сырья; 7 – рамка с сушью; 8 – паронаправляющие трубки; 9 – направляющие отверстия; 10 – емкость парогенератора; 11 – магнетрон; 12 – излучатель магнетрона; 13 – перегородка из термостойкого стекла; 14 – высоковольтный трансформатор; 15 – кран; 16 – модуль управления; 17 – датчик давления; 18 – система распределения пара.
Воскотопка с СВЧ-парогенератором состоит из квадратного корпуса 1, стоек 3, крышки 2 и поддона 4. Стенки крышки 2, корпуса 1 и поддона 4 выполнены двойными, полости заполнены теплоизоляционным материалом (на фигуре не указан). Внутри корпуса расположен кронштейн 5 для установки рамок с сушью, корзинки для воскового сырья 6, а также паронаправляющие трубки 8, соединенные с емкостью парогенератора 10. В паронаправляющих трубках 8 выполнены направляющие отверстия 9 равномерно по всей цилиндрической поверхности паронаправляющих трубок, что позволяет обеспечить равномерное распределение пара по поверхности воскового сырья, расположенного в корзинах 6 или на рамках с сушью 7. В нижней части корпуса 1 расположен кран 15 для слива конденсата и растопленного воска. Поддон 4 выполнен разборным для обеспечения простоты чистки устройства.
Ниже поддона 4 располагается система распределения пара 17, представляющая собой систему труб, обеспечивающих равномерную подачу пара в паронаправляющие трубки 8. Для снижения тепловых потерь, трубы выполнены в теплоизоляции (на фигуре не указана).
Ниже расположен СВЧ-парогенератор, состоящий из высоковольтного трансформатора 14, питающего магнетрон 11, направляющий СВЧ-волны при помощи излучателя 12, защищенного термостойким стеклом 13, в емкость 10, на 2/3 заполненную водой. Для контроля давления, в верхней части емкости 10 установлен датчик давления 17.
Управление устройством осуществляется при помощи модуля управления 16 расположенного в верхней части корпуса 1.
Воскотопка с СВЧ-парогенератором работает следующим образом.
Восковое сырье или рамки с сушью помещают в корзины для воскового сырья 6, установленные на кронштейны 5 в корпусе устройства. Затем закрывают крышку 2 и включают воскотопку. Напряжение, через трансформатор 14, подается на магнетрон 11, который, в свою очередь, создает СВЧ излучение. СВЧ излучение отводится при помощи излучателя 12, усиливается волноводом и попадает в емкость парогенератора 10, вызывая нагрев воды. Достигнув температуры кипения, вода начинает испаряться. Пар, в свою очередь, находясь в емкости 10, также попадает под действие СВЧ-излучения и продолжает нагреваться. Давление в емкости 10 возрастает, и нагретый пар направляется через систему распределения 18 в паронаправляющие трубки 8, затем через направляющие отверстия, под давлением подается на восковое сырье (сушь). Таким образом, в первую очередь происходит нагрев и дальнейшее растапливание воскового сырья, и только затем – нагрев пространства внутри корпуса и стенок воскотопки.
В процессе теплообмена пар остывает и конденсируется на поверхностях корпуса и воска, после чего стекает и накапливается на поверхности поддона. Расплавленный воск также стекает вниз, но из-за разницы в плотности, остается на поверхности воды. При этом, чужеродные примеси оседают на дно поддона, что в свою очередь позволяет получить воск более высокого качества. После достижения определенного уровня, конденсат, а затем воск сливаются при помощи крана 15 для дальнейшего использования.
После завершения вытопки воска, устройство отключают, извлекают из корзинок для воскового сырья 6 пустые рамки и производят очистку поддона 4, корзинок 6 и корпуса 1 от остатков воска и прочих примесей.
Использование СВЧ паровой установки позволит повысить производительность труда за счет использования направленного равномерного термического воздействия пара на всей поверхности воскового сырья. Воскотопкой с СВЧ-парогенератором возможно растапливать как подготовленное заранее восковое сырье, так и восковую сушь на рамках, извлеченных непосредственно из улья. Кроме того, повышается качество готового продукта благодаря разделению на фракции в воде.
Источники информации.
1. Патент RU 54725 Российской Федерации, МПК А01К 59/06. Паровая электровоскотопка / Баталов Владимир Геннадьевич; заявитель и патентообладатель Баталов Владимир Геннадьевич – №2005137826/22, заявл. 05.12.2005; опубл. 27.07.2006.
2. Патент RU 183484 Российской Федерации, МПК А01К 59/06. Индукционная воскотопка / Сыркин Владимир Анатольевич, Машков Сергей Владимирович, Котов Дмитрий Николаевич, Васильев Сергей Иванович, Крючин Павел Владимирович, Кудряков Евгений Владимирович; заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВО «Самарская государственная сельскохозяйственная академия» – №2018118631, заявл. 18.05.2018; опубл. 24.09.2018.