ВОСКОТОПКА

Полезная модель относится к сельскому хозяйству, в частности к пчеловодству, и может быть использована для извлечения воска при нагревании из воскового сырья (выбракованные соты, восковые срезки, пасечные вытопки и пр.).
Известно устройство для извлечения воска из воскового сырья [SU 1187769, 1983], состоящее из резервуара для воды с восковым сырьем, прессующего органа и топки.
Известное обеспечивает работу только под давлением пара в резервуаре, при этом величина давления контролируется по манометру. Так как устройство при работе постоянно находится под давлением, его эксплуатация требует специальных мер контроля и надзора резервуаров, работающих под давлением из-за опасности его эксплуатации. Кроме того, прессующий орган (крышка, винт с рукояткой, нажимная плита) выполнен неразъемным. Поэтому необходимо приложить значительные физические усилия при подъеме прессующего органа и размещении его перед работой сверху резервуара устройства, а также снятии этого узла перед выгрузкой отходов, что затрудняет эксплуатацию известного устройства из-за значительных физических усилий и ручного труда.
Известен воскопресс, представляющий собой воскотопку, содержащую двустенную камеру и прессующий орган. [Кривцов Н.И., Лебедев В.И. Содержание пчелиных семей с основами селекции. - М.: Колос, 1995. - С. 213].
Недостатком известной воскотопки-воскопресса является то, что ее прессующий орган также выполнен неразъемным, что затрудняет эксплуатацию известного устройства из-за значительных физических усилий и ручного труда, а также в процессе эксплуатации в камере создается повышенное давление.
Известна воскотопка, включающая бак для разваривания воскосырья с приспособлением для его перемешивания и воскосборником [SU №556755, 1977].
В известной воскотопке воск и воскосырье вытапливается посредством кипящей воды. Процесс вытопки воска осуществляется в несколько этапов, причем каждое действие выполняется с использованием ручного труда человека, а также под его непрерывным контролем. Поэтому использование данной воскотопки ведет к большим затратам ручного труда и времени. Кроме того, известное устройство обладает узкими функциональными возможностями, не обеспечивающими эффективное отделение воска.
Известна воскотопка c воскопрессом, содержащая единый двухстенный корпус, межстенное пространство которого образует водяную рубашку, корзину для загрузки воскосырья, установленную на корзине крышку, нажимную плиту, силовой механизм в виде пары винт-гайка, патрубок для слива выжатого воска (готовой продукции), прессующий орган, выполнен разборным по узлам [RU 84186, 2009].
К недостаткам известного технического решения относится малоэффективный узел нагрева водяной рубашки в межстенном пространстве корпуса с образованием пара. В целом известное устройство сокращает количество ручного труда.
Наиболее близким к предлагаемому является водяная воскотопка, содержащая бак для разваривания воскосырья, снабженный механизмом для подачи воскосырья, имеющим в верхней части бункер и патрубок, с расположенным внутри него подающем шнеком, соединенными между собой и с баком, внутри которого размещен воскосборник, соединенный еще одним патрубком с установленным воскопрессом, содержащим прессующий шнек, размещенный в его корпусе, выполненном с электрическим подогревом и сеткой, причем для сбора чистого воска и выжимок имеются емкости [RU 65342, 2007].
В известной воскотопке воск вытапливается под действием кипящей воды, а далее отделяется прессованием в отдельном баке с установленным в нем воскопрессом, т.е. водяная воскотопка и воскопресс размещены отдельно друг от друга и соединены лишь патрубком воскосборника. Поэтому использование известной воскотопки ведет к дополнительным затратам электроэнергии, так как габаритные размеры водяной воскотопки-воскопресса достаточно большие, а воскопрессу требуется дополнительный обогрев для проведения процесса отделения воска и дополнительная теплоизоляция. Вместе с тем, процесс отделения воска можно оценить как эффективный. Также известная воскотопка характеризуется сложной конструкцией, повышенными материалозатратами.
Техническая задача - повышение энергоэффективности процесса отделения воска из воскосырья с получением отделяемого воска высокого качества.
Технический результат - создание воскотопки, обеспечивающей снижение энергозатрат на эффективное отделение воска из воскосырья при одновременном упрощении конструкции.
Поставленная задача решается тем, что заявляется воскотопка, представляющая собой бак с герметичной крышкой и с нагревательным элементом, бак выполнен с возможностью размещения узла отделения воска от воскосырья, предварительно разваренного в присутствии водяной фазы, подогреваемой до кипения нагревательным элементом, внизу бак снабжен патрубком для слива выжатого воска, отличается тем, что бак снабжен внутренней перегородкой, жестко закрепленной к днищу и боковым стенкам бака и разделяющий бак на две камеры, причем высота перегородки меньше высоты стенок бака, одна камера предназначена для размещения узла отделения воска от воскосырья и содержит патрубок для слива выжатого воска, а другая камера, предназначенная для разваривания воскосырья в водяной фазе, снабжена нагревательным элементом для ее подогрева, каждая камера дополнительно снабжена негерметичными крышками, обеспечивающих возможность образования сообщающихся камер для пара.
Патрубок для слива выжатого воска размещен на уровне днища камеры с узлом отделения воска от воскосырья.
Узел отделения воска от воскосырья может быть представлен центрифугой, подключенной к электродвигателю, или воскопрессом с силовым механизмом и корзиной. Вид узла отделения воскосырья не влияет на достижение заявленного технического результата, т.к. заявляемая конструкция воскотопки обеспечивает возможность использования любого известного для этих целей узла, обеспечивающего отделение воска от мервы в закрытых помещениях или в полевых условиях.
Бак выполнен из металла, например из нержавеющей стали и дополнительно может быть снабжен внешней теплоизоляционной оболочкой, например базальтовой тканью.
Нагревательный элемент для подогрева водяной фазы размещен под днищем камеры, предназначенной для разваривания воскосырья в водяной фазе, предпочтительно имеет токопровод при эксплуатации в закрытых помещениях. Нагревательный элемент в полевых условиях может быть представлен в виде дровяной печи.
В качестве водяной фазы используют обессоленную воду, например дождевую воду или снеговую воду или дистиллированную воду, т.е. мягкую воду, что дополнительно улучшает качество отжимаемого воска.
Каждая камера снабжена собственной негерметичной крышкой, которые размещаются на опорных полочках, установленных на внутренней поверхности соответствующих стенок камер.
Сравнение заявляемой конструкции воскотопки с прототипом показывает, что она отличается следующими признаками:
бак снабжен внутренней перегородкой;
внутренняя перегородка жестко закреплена к днищу и боковым стенкам бака, разделяя бак на две камеры;
высота перегородки меньше высоты стенок бака;
одна камера предназначена для размещения узла отделения воска от воскосырья и содержит патрубок для слива выжатого воска;
другая камера, предназначенная для разваривания воскосырья в водяной фазе, снабжена нагревательным элементом для ее подогрева;
каждая камера дополнительно снабжена негерметичными крышками.
Вышеизложенное позволяет сделать вывод о соответствии заявляемой воскотопки условию «новизна».
Наличие внутренней перегородки в баке, высота которой менее высоты стенок бака, в совокупности с негерметичными крышками, которыми снабжена каждая камера, обеспечивают возможность создания сообщающихся камер, в которых пар, образующийся в камере, предназначенной для разваривания воскосырья в водяной фазе, через зазор, образующийся между верхним торцом внутренней перегородки и нижней поверхностью герметичной крышки, свободно проходит в камеру, предназначенную для размещения узла для отделения воска от воскосырья, подогревая внутреннее пространство камеры и обеспечивая эффективный процесс в узле для отделения воска от воскосырья в условиях атмосферного давления, т.к. излишний пар из камеры с узлом для отделения воска от воскосырья отходит через патрубок для слива выжатого воска. Негерметичные крышки пропускают пар в камеру с узлом для отделения воска от воскосырья, но не дают водной фазе или расплавленному воску выплёскиваться наверх, защищая герметичную крышку от восковых нарастаний, препятствуя таким образом уменьшению зазора для прохождения пара и препятствуя загрязнению узла для отделения воска. Совокупность признаков, характеризующих заявляемую воскотопку, обеспечивают получение заявленного технического результата - снижает энергозатраты за счет обеспечения локального обогрева только камеры, предназначенной для разваривания воскосырья в водяной фазе, обеспечивает утилизацию образующегося пара для его использования для подогрева второй камеры с узлом для отделения воска от воскосырья, обеспечивая протекание процесса разваривания воскосырья и отделение воска от воскосырья в условиях атмосферного давления, что положительно сказывается на безопасность процесса, а также на качество отжимаемого воска и количество извлекаемого воска из воскосырья.
Заявляемая воскотопка может быть изготовлена из известных материалов, известными способами, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемой воскотопки условию «промышленная применимость».
Заявляемая воскотопка иллюстрируется следующими примерами конкретного выполнения.
На Фиг. 1 схематично показана заявляемая конструкция воскотопки по примеру 1 с узлом для отделения воска от воскосырья в виде центрифуги (вид сбоку в разрезе, вид сверху в разрезе, вид с торца).
На фиг. 2 схематично показана заявляемая конструкция воскотопки по примеру 2 с узлом для отделения воска от воскосырья в виде воскопресса (вид сбоку в разрезе, вид сверху в разрезе, вид с торца в разрезе).
Заявляемая воскотопка по примеру 1 состоит из бака 1, выполненного из нержавеющей стали и теплоизолированного базальтовой тканью (не показана), разделенного внутренней перегородкой 2 на камеру 3 с водяной фазой 4, предназначенную для разваривания воскосырья, и камеру 5 с узлом для отделения воска от воскосырья в виде центрифуги 6. В нижней части бака 1 под его основанием размещены нагревательный элемент 7, установленный под камерой 3 и двигатель 8, размещенный под камерой 5 и подключенный к центрифуге 6, которые снабжены кожухом 9, размещенным под днищем бака 1. Перегородка 2 по высоте меньше высоты стенок бака 1, торец внутренней перегородки 2 образует зазор с герметичной крышкой 10, имеющей уплотнительную прокладку с боковыми стенками бака 1 (не показана). Каждая камера 3 и 5 снабжена негерметичными крышками 11 и 12, которые удерживаются на полочках (не показаны), размещенными в непосредственной близости к торцу внутренней перегородки 2. На уровне днища камеры 5 выполнен патрубок 13 для слива выжатого воска, снабжённый резиновым шлангом с изгибами для направленного слива в приемную емкость (не показана). Воскотопка по примеру 2 (Фиг. 2) имеет аналогичную конструкцию, но вместо центрифуги 6 в камере 5 размещен воскопресс 14 с корзиной 15.
Заявляемая воскотопка работает следующим образом. В камеру 3 заливают в достаточном количестве водяную фазу - мягкую воду (дождевую или снеговую) и включают нагревательный элемент 7, например, ТЭН, размещенный под днищем камеры 3. После нагревания водяной фазы до кипения загружают воскосырьё (ломаные соты, срезки, забрус, пасечную вытопку) или смывают воскосырье окунанием соторамки в кипящую водяную фазу. Кипящая водяная фаза в камере 3 разваривает воскосырьё. В процессе разваривания воскосырья в камере 3 образующийся пар из верхней части камеры 3 проходит в верхнюю часть камеры 5 через зазор, который образует торец внутренней перегородки 2 и герметичной крышкой 10 и через негерметичные крышки 11 и 12 камер 3 и 5. Пар, поступающий в камеру 5 прогревает ее внутреннюю полость и центрифугу 6 или воскопресс 14 с корзиной 15, а излишки пара выходят через патрубок 13, снабжённый резиновым шлангом с изгибами. Хорошо разваренное воскосырье из камеры 3 перегружают ковшом или ситом в камеру 5 в бак центрифуги 6 во вложенный в него мешок из редкой неокрашенной ткани (не показана) или в корзину 15 воскопресса 14 во вложенный в него мешок из редкой неокрашенной ткани (не показана). В камеру 3 загружают новую партию воскосырья для проведения процесса его разваривания, добавляя при необходимости мягкую воду для доведения количества водяной фазы 4 до требуемого уровня.
Процесс перетопки осуществляют следующим образом.
Камеры 3 и 5 закрывают негерметичными крышками 11 и 12, которые свободно пропускают пар, но препятствуют воде или расплавленному воску выплёскиваться наверх. Бак 1 воскотопки закрывают герметичной крышкой 10. При включении центрифуги 6, воск под действием центробежной силы выходит из бака центрифуги, стекает самотёком на дно камеры 5 и через патрубок 13 и резиновый шланг с изгибами сливается в ёмкость для сбора готового воска (не показана). В случае использования воскопресса 14, мешок с предварительно разваренным воскосырьём помещается в корзину 15, отжимается, воск стекает на дно камеры 5 и через патрубок 13 и резиновый шланг с изгибами попадает в ёмкость для сбора готового воска. По окончанию вытекания воска из камеры 5 через патрубок 13, останавливают центрифугу 6 или воскопресс 14, открывают герметичную крышку 10 бака 1 воскотопки и негерметичную крышку 12 камеры 5, вынимают мешок с остатками (мерва), выгружают мерву а потом открывают негерметичную крышку 11 камеры 3 и загружают новую партию разваренного воскосырья из камеры 3.
Прогрев внутренней полости камеры 5 и узла отделения воска в виде центрифуги 6 или корзины 15 воскопресса 14 паром, отходящим из камеры 3, позволяет обеспечить эффективный процесс разделения воска и мервы любым известным для этого путем - центрифугированием или прессованием с обеспечением высокого качества получаемого воска и высокого процента извлечения воска из воскосырья а также сокращаются энергозатраты на проведение процесса отделения воска от воскосырья, а сам процесс безопасен, поскольку осуществляется при атмосферном давлении.
Следует отметить, что извлечение воска из воскосырья центрифугированием или прессованием в камере 5 занимает существенное время, которое позволяет тщательно разварить следующую партию воскосырья в камере 3, обеспечив тем самым эффективное использование обеих камер.
В заявляемой конструкции воскотопки камера 3 одновременно является ёмкостью для разваривания воскосырья и парогенератором для прогрева центрифуги или воскопресса в камере 5, при этом процесс перетопки осуществляется под атмосферным давлением, что делает его безопасным. Заявляемая воскотопка компактна и позволяет за один цикл перерабатывать любое воскосырьё, извлекая воск практически полностью, т.е. с максимальной степенью извлечения воска. Камеру 3 в случае необходимости можно также использовать в качестве отстойника для воска при чистовой перетопке.
Таким образом, заявляемая воскотопка обеспечивает снижение энергозатрат на эффективное отделение воска из воскосырья при одновременном упрощении конструкции устройства.