Индукционная воскотопка

Полезная модель относится к пчеловодству и используется для вытопки пчелиного воска.
Известны паровые воскотопки, где вытопка пчелиного воска осуществляется за счет воздействия пара. Устройство состоит из корпуса, крышки, поддона и сетчатой корзинки, расположенной внутри корпуса. В верхней части одной из торцевых стенок установлен патрубок для подачи пара, а в нижней части противоположной стенки выполнено отверстие для выхода остывшего пара и растопленного воска. В воскотопках данного типа для создания оптимальной температуры плавления воска тратится много времени на прогрев паром пространства внутри воскотопки. При этом большая часть энергии тратится в парогенераторах для превращения воды в пар, а также большое количество тепловой энергии уходит с частично остывшим паром через выпускной патрубок. Тепловое воздействие на рамки с воском осуществляется неравномерно, по мере отдаленности рамки от парового патрубка [1].
Также имеется воскотопка, воздействующая на воск инфракрасными лучами, содержащая корпус, в котором располагается противень для воскового сырья и расположенным под ним источником инфракрасного излучения. Недостатком такого устройства является то, что часть энергии и времени тратится на прогрев противня и пространства внутри воскотопки, снижая тем самым производительность [2].
Известна СВЧ установка для вытопки пчелиного воска, содержащая цилиндрический экранный корпус с входными и выходными патрубками. В корпусе установлена перфорированная цилиндрическая камера из неферромагнитного материала, вращающаяся в вертикальной плоскости. В одном основании сделано отверстие для загрузки воскового сырья с расположенным в нем измельчителем и СВЧ генераторным блоком. В нижней части установлен нагревательный элемент. Недостатком данного устройства является низкая эффективность воздействия СВЧ генератора на восковое сырье, связанное с низким содержанием в нем влаги (3-4%) [3].
Задача, на решение которой направлена полезная модель, - обеспечение равномерного и быстрого прогрева и растапливания восковой суши расположенной на рамках или в виде кусков.
Технический результат достигается за счет того, что источник тепловой энергии выполнен в виде нагревательного контура, состоящего из электромагнитной катушки и магнитопровода, установленных в индукционной камере корпуса воскотопки, а также нагревательного элемента, выполненного в виде змеевика прямоугольного сечения с вытянутыми вертикальными сторонами, равными высоте корзинок, и установленного в камере вытопки воска в пространстве между корзинками, причем концы нагревательного элемента выведены в индукционную камеру и соединены с магнитопроводом.
На фиг. 1 изображена схема индукционной воскотопки: 3 - корпус; 4 -нагревательный элемент; 5 - магнитопровод; 6 - электромагнитная катушка; 7 - пульт управления; 9 - кронштейн; 10 - индукционная камера; 11 - камера вытопки воска; 12 - рамка с сушью; 13 - корзинка.
На фиг. 2 изображено сечение А-А на фиг. 1: 1 - стойки; 2 - поддон; 3 - корпус; 4 - нагревательный элемент; 5 - магнитопровод; 6 - электромагнитная катушка; 7 - пульт управления; 8 - крышка; 9 - кронштейн; 10 - индукционная камера; 11 - камера вытопки воска; 12 - рамка с сушью; 13 - сетчатая корзинка; 14 - фиксатор, 15 - замок.
Индукционная воскотопка состоит из прямоугольного корпуса 3, установленного на стойках 1, крышки 8 и поддона 2. Стенки корпуса 3 и крышки 8 выполнены двойными, при этом в полостях между стенками находится теплоизоляционный материал (на фигуре не указан). Корпус 3 разделен на индукционную камеру 10 с электромагнитной катушкой 6 и магнитопроводом 5 и на камеру вытопки воска 11. Внутри камеры вытопки воска 11 с двух противоположных сторон установлены кронштейны 9, на которые устанавливаются сетчатые корзинки 13 с помещенными в них рамками с восковой сушью 12 или восковая сушь в виде кусков. В корпусе 3 установлен нагревательный контур, состоящий из электромагнитной катушки 6, магнитопровода 5 и нагревательного элемента 4. Нагревательный элемент 4 выполнен из нержавеющей стали и представляет собой змеевик прямоугольного сечения с вытянутыми вертикальными сторонами, равными высоте корзинок 13, установленный в пространстве между сетчатыми корзинками 13 в камере 11. Концы нагревательного элемента 4 выведены в индукционную камеру 10 и соединены с магнитопроводом 5. Магнитопровод 5 набран из листов электротехнической стали и имеет сужение в центре, на которое установлена катушка индуктивности 6.
Управление воскотопкой осуществляется с пульта управления 7.
Воскотопка работает следующим образом.
Восковую сушь или рамки 12 с сушью помещают в сетчатые корзинки 13, которые устанавливают на кронштейны 9 в камере вытопки воска 11. Далее закрывают крышку 8 и включают воскотопку, в результате чего производится подача напряжения на электромагнитную катушку 6. В результате подачи напряжения на выводы катушки 6 в проводах возникает электрический ток, который создает магнитный поток, замкнутый через магнитопровод 5 и нагревательный элемент 4. Так как магнитопровод 5 набран из листов электротехнической стали, магнитный поток равномерно распределен по всем листам, при этом вихревые токи распределены по поверхностям всех листов магнитопровода 5 и имеют минимальные значения. Учитывая, что магнитопровод 5 последовательно соединен с нагревательным элементом 4, магнитный поток также будет проходить и через него. При этом магнитный поток, проходя через прямоугольное сечение нагревательного элемента 4, будет вызывать возникновение вихревых токов больших значений. В результате действия вихревых токов нагревательный элемент 4 разогревается и начинает излучать в окружающее пространство тепловую энергию. Под действием теплового излучения восковая сушь начинает нагреваться и плавиться. При нагревании восковая сушь, перейдя в жидкое состояние, просачиваясь через отверстия сетчатой корзинки 13, и падает в поддон 2.
После окончания вытопки воска воскотопку выключают, извлекают из сетчатых корзинок 13 пустые рамками и очищают от нерастопившихся примесей. Далее открывают замок 15, снимают поддон 2, и извлекают воск.
Использование индукционной воскотопки позволит повысить производительность труда за счет увеличения площади растапливаемой поверхности восковой суши с использованием лучистого. При этом сушь можно растапливать как отдельно кусками, так и непосредственно на рамках. За счет равномерного нагревания нагревательного контура вихревыми токами, лучистая энергия будет равномерно распределена по поверхностям всех рамок.
Источники информации.
1. Пчеловодство: учебник. Для студентов вузов / Под. Ред. Ю.А. Черевко - М.: Колос, 2006. - 296 с.
2. Патент RU 222364. Воскотопка электрическая инфракрасная. Авторы: Лужков Ю.М., Крылов B.C., Крылов С.В.
3. Патент 2529701. СВЧ установка для вытопки пасечного воска.