Инкубатор индивидуального пользования

Полезная модель относится к области сельского хозяйства, а именно к инкубаторам для яиц.
Известен инкубатор, содержащий имеющий термоизоляцию корпус с установленными в нем лотком для яиц, нагревателем, увлажнителем и механизмом поворота лотка, обеспечивающим поворот яиц через определенный промежуток времени. Механизм поворота лотка имеет расположенные в плоскости, параллельной одной из боковых стенок лотка, шкивы с установленной на них замкнутой тяговой нитью с утолщением и защелки, установленные на лотке с возможностью взаимодействия их с утолщением тяговой нити (SU 1120947, 30.10.1984).
Известен инкубатор, содержащий термоизолированный корпус с камерой для яиц, закрываемой дверцей, лотки для яиц, размещенные внутри камеры, систему нагрева и поддержания влажности, систему вентиляции и устройство для поворота яиц, выполненное в виде валиков, смонтированных в лотках с возможностью поворота вокруг своей оси, (RU 36168, 10.03.2004).
Наиболее близким аналогом является инкубатор для сельскохозяйственной птицы, содержащий камеру, имеющую разделенную стенками, сообщающиеся между собой отсеки, в одном из которых установлены вентиляторы, нагреватели и увлажнитель, а в других наклонно расположенные лотки. Лотки в смежных рядах обращены во взаимно противоположные стороны, а в стенках, расположенных между отсеками, выполнены жалюзи (SU 747454, 15.07.1980).
Недостаток известных конструкций состоит в неравномерности распределения воздушного потока воздуха во внутренней камере, и как следствие неравномерный обогрев яиц.
Технический результат состоит в упрощении конструкции и повышении производительности за счет равномерности распределения теплового потока.
Технический результат достигается тем, что инкубатор индивидуального пользования имеет короб (1), который изнутри разделен на два отсека: технический (3) для оборудования и инкубационный (4) с расположенными в нем лотками (5) для яиц, деление на отсеки осуществлено при помощи тонкой пластины (6) из фанеры или иного подходящего материала, при этом пластина закреплена таким образом, чтобы был отступ от дна короба 10-12 см, а от крышки - 3-5 см, лотки (5) установлены на рейки, закрепленные на стенках короба в 10-15 см от дна, таким образом, чтобы можно было беспрепятственно вынимать лотки из инкубатора, технический отсек (3) обеспечивает нагрев и вентиляцию воздуха внутри инкубатора и содержит нагревательные приборы в виде двух ламп накаливания (7), каждая из которых имеет мощность 30 Вт, лампы расположены напротив друг друга, в средней части стенок по высоте, над лампами (7) на горизонтальных рейках закреплён вентилятор (8), который направлен вертикально вниз, при этом в плоскости вентилятора (8) установлен изоляционный лист, например из пластмассы или плотного картона, препятствующий прохождению воздуха мимо вентилятора, в крышке короба (2) над отсеком (4) для лотков с яйцами выполнено небольшое смотровое окно (9) из прозрачного материала (10-15 см по ширине), например оргстекла, на внутренней части крышки (2) по периметру окна установлена светодиодная лента (10), на наружной части короба (1) установлена планка, расположенная со стороны технического отсека (3), которая служит местом для крепления блока управления, необходимого для поддержания режимов работы инкубатора, блок управления (11) содержит термореле (12), переключатель лампы (13) и света (14), датчик влажности (15), дополнительно в стенках короба (1) выполнены сквозные вентиляционные отверстия, первое из которых находится в техническом отсеке (3) над изоляционным листом, а второе - на дальней стенке в инкубационном отсеке (4). Инкубатор укомплектован аккумулятором для обеспечения питанием и поддонами для воды, устанавливаемыми под лотками (5).
Взаиморасположение конструктивных элементов обеспечивает подачу приточного воздуха на сразу на нагревательные элементы, последующий равномерный нагрев и равномерную подачу теплого воздуха в нижнюю часть инкубационного отсека, прохождение теплого воздуха через латки и равномерный обогрев яиц, последующий выход воздуха через выходное отверстие в верхней части инкубационного отсека. В конечном итоге обеспечивается максимальный выход птенцов (отсутствуют замершие во время инкубации птенцы).
Известны требуемые режимы и параметры инкубирования куриных яиц, а также особенности работы с сырьём.
Воздух в приборе не должен прогреваться более 43°С. Допускается кратковременное переохлаждение (не ниже 27°С) или перегрев яиц (не дольше пары минут).
Если источник тепла локализован сверху, то оптимально поддерживать 40°С у верхней крышки. Если нагревательные элементы со всех сторон, то 38,5°С. Нижняя норма влажности воздуха - 45%, верхняя - 82%. Уровень влажности изменяется относительно периода инкубации.
Во многих моделях инкубаторов предусмотрен автоматический переворот яиц. Если такой функции нет, яйца переворачивают вручную от 3 до 12 раз в сутки.
Весь процесс инкубации куриных яиц составляет в среднем 20-22 дня. Иногда дольше на 1-2 дня из-за низкой температуры в инкубаторе. Но не более 25 суток.
Выбранные яйца должны находиться в помещении перед погружением в инкубатор. Иначе, погружая их в нагретую камеру, образуется конденсат. Это приведет к нарушению климата и появлению плесени, что фатально для эмбриона. Поэтому 8-12 часов до инкубирования яйца держат при температуре 25°С, избегая сквозняков. Куриные яйца желательно выкладывать горизонтально.
Процесс инкубации куриных яиц происходит в соответствии с определенным графиком. Он условно делится на несколько периодов. В зависимости периода параметры влажности и температуры меняются:
Первый период. Этот период длится 5-6 суток после закладки. Температура должна составлять 38 градусов, влажность - 60-70 %. При этом яйца нужно переворачивать с интервалом в 3-4 часа. Также можно делать и больший промежуток. Однако в любом случае переворачивать сырье следует не меньше 2 раз в день. На 4 сутки нужно поставить температуру 37,5 градусов. Параметры влажности необходимо сократить до 55 %.
Второй период - 7-11 суток. Показатель влажности снижают до 35-46 %. Температурный режим должен составлять 37,5-37,7 градусов. В этот период происходит формирование скелета птенца.
Третий период - 12-20 дней. В это время нужно поддерживать температуру на уровне 37,3-37,5 градусов, а влажность - 70-80 %. Это завершающая стадия формирования птенцов. На 15-16 сутки стоит проверить правильность развития эмбрионов посредством овоскопа. Чтобы повысить влажность, яйца следует сбрызгивать водой. С 18 суток рекомендуется увеличить вентиляцию. Помимо этого, дважды в сутки инкубатор следует проветривать. Для этого его открывают на 15 минут.
Четвертый период. В это время цыплята вылупляются. На этой стадии нужно подождать, чтобы они полностью обсохли. До этого момента камеру не открывают.
Таким образом, для инкубации яиц важно поддерживать необходимые условия в конструируемом устройстве, в частности, температуру и влажность. Если отключилось электричество, нужно обеспечить другой источник питания для прибора.
Разработанная конструкция поясняется чертежами.
На фиг. 1 представлена схема - вид сверху.
На фиг. 2 представлена схема - вид сбоку.
На фиг. 3 представлена схема блока управления - вид сбоку.
На фиг. 4 представлена схема крышки.
На фиг. 5 представлена электрическая схема инкубатора.
На фиг. 6 представлена схема циркуляции воздуха
Описание конструкции
Основой инкубатора является короб (1) со съемной или откидной крышкой (2), сделанная из пенопласта или другого плотного материала, обладающего хорошими теплоизоляционными свойствами.
Короба (1) изнутри делится на два отсека: технический (3) для оборудования и инкубационный (4) с расположенными в нем лотками (5) для яиц. Деление на отсеки осуществлено при помощи тонкой пластины (6) из фанеры или иного подходящего материала. Пластина закреплена таким образом, чтобы отступ от дна составлял 10-12 см, а от крышки 3-5 см. Лотки (5) установлены на рейки, закрепленные на стенках короба в 10-15 см от дна, таким образом, чтобы можно было беспрепятственно вынимать лотки из инкубатора. Технический отсек (3) нужен для нагрева и вентиляции воздуха внутри инкубатора. Здесь находятся нагревательные приборы, в виде двух ламп накаливания (7), каждая из которых имеет мощность 30 Вт. Лампы расположены напротив друг друга, в средней части стенок по высоте. Над лампами (7) на горизонтальных рейках закреплён небольшой вентилятор (8), который направлен вертикально вниз. В плоскости вентилятора (8) установлен изоляционный лист, например, из пластмассы или плотного картона, препятствующий прохождению воздуха мимо вентилятора. В крышке короба (2) над отсеком (4) для лотков с яйцами выполнено небольшое смотровое окно (9) из прозрачного материала (10-15 см по ширине), например, оргстекла. На внутренней части крышки (2), по периметру окна установлена светодиодная лента (10). На наружной части короба (1) установлена планка, расположенная со стороны технического отсека (3), которая служит местом для крепления блока управления, необходимого для поддержания режимов работы инкубатора. Блок управления (11) содержит термореле (12), переключатель лампы (13) и света (14), датчик влажности (15). Дополнительно в стенках короба (1) выполнены сквозные вентиляционные отверстия. Первое из которых находится в техническом отсеке (3) над изоляционным листом, а второе - на дальней стенке в инкубационном отсеке (4). Инкубатор укомплектован аккумулятором для обеспечения питанием и поддонами для воды, устанавливаемыми под лотками (5).
Принцип работы инкубатора
Разработанная конструкция устроена таким образом, чтобы обеспечить требуемые параметры уровня влажности и температуры воздуха.
При включении системы лампы накаливания разогреваются и повышают температуру окружающего их воздуха. Во время работы вентилятор создаёт область пониженного давления над изоляционным листом и область повышенного под ним. Таким образом, нагретый воздух начинает циркулировать внутри инкубатора согласно схеме (Фиг. 6). В процессе циркуляции воздух проходит над поверхностью воды, размещенной в поддонах, увлажняется и проходит через лотки с яйцами, нагревая и увлажняя их. После чего, воздух по верху поступает в технический блок, замыкая цикл. Одновременно с процессом движения воздуха внутри короба осуществляется приток и отток воздуха через вентиляционные отверстия. Таким образом, конструкция обеспечивает требуемые влажностные параметры воздуха для осуществления инкубации.
Для обеспечения температурного режима используют термореле с температурным датчиком. При опускании температуры ниже заданного уровня, срабатывает термореле, и электрическая цепь замыкается. Включаются лампы накаливания и вентилятор. При достижении заданной температуры термореле размыкает цепь, и воздух начинает остывать.
Таким образом, работа инкубатора является многоцикличной, при этом управление осуществляется в автоматическом режиме.
Изготовлена и испытана конструкция инкубатора и получены положительные результаты. Инкубатор работал в заданном режиме без нарушений.
Таблице 1 представлены данные выбранного режима инкубации (температуры, влажности и количества переворачиваний яиц).
Таблица 1
Дни инкубации
1-7
8-18
19-21
Температура, °С
37,8 - 38,0
37,6 - 37,8
37,4 - 37,6
Влажность, %
55 - 65
55 - 65
75 - 85
Переворачивание, раз в сутки
4-5
3-4
0
Проветривание
0
1 - 2
2 - 3
Для оптимального контроля поддерживаемой температуры датчик температуры расположил непосредственно в лотке для яиц.
Уровень влажности воздуха изменяют относительно периода инкубации и регулируют за счёт увеличения площади поверхности воды (ёмкостей с водой) в инкубаторе.
Переворачивание яйца и его проветривание осуществляется в ручном режиме. С одной стороны яйца нарисовал смайлик. Это поможет мне сориентироваться при переворачивании яиц на 180 градусов.
Алгоритм закладки сырья в инкубатор был следующим: 1. установил на дно инкубатора одну ёмкость с водой; 2. прогрел инкубатор до заданной температуры; 3. обработал 50 яиц мыльным раствором; 4. распределил эти яйца на двух лотках; 5. погрузил лотки в инкубатор; 6. плотно закрыл крышку инкубатора.
В процессе инкубации параметры влажности и температуры были запрограммированы в соответствии приведённой выше таблицей режимов.
На 7-е сутки мною была проведена овоскопирование. В темном помещении было просмотрено содержимое яйца, путём помещения его на фонарик. Были видны кровеносные сосуды и их пульсация. Сырье с отсутствием сформировавшейся системы кровоснабжения зародыша были мной отбракованы. Таких было 2 шт.
В процессе контролирования режима инкубации сложились две ситуации, которые потребовали дополнительного решения.
1. На 6-7 сутки инкубации температура воздуха в инкубаторе была ниже необходимой (35-36 С), при этом система нагрева работала исправно.
Выявленная причина: в связи с резким похолоданием на улице снизилась температура воздуха в помещении, где расположен инкубатор.
Выработанное решение: закрытие постоянных вентиляционных отверстий, через которые поступал более холодный воздух из помещения.
2. На 19-21 сутки уровень влажности не удалось поднять выше 75 %.
Выявленная причина: поступление относительно сухого воздуха через постоянные вентиляционные отверстия. Однако в данный период инкубации проходят активные метаболические процессы, которые требуют постоянный приток насыщенного кислородом воздуха, а, следовательно, вентиляционные отверстия закрывать было нельзя.
Выработанное решение: увеличения влажности воздуха путём дополнительного орошение сырья водой из поляризатора.
С 21 по 22 сутки проходили проклёвывание и вылупление цыплят.
Вылупление проходило в основном в течение 3-8 часов от момента проклёвывания. После проклёвывания и вскрытия скорлупы клювом по окружности птенцы упирались в стенки и выбирались из скорлупы.
Два яйца не проклюнулись к 24-м суткам инкубации. И были отбракованы. В литературе такие зародыши называются «замершими».
Через час после вылупления птенцы были перемещены в теплое и сухое место.
Результативность инкубации в опытной конструкции инкубатора в описанном выше режиме и с учётом оплодотворённости яиц данной партии составила 92% (таблица 2)
Таблица 2
Всего заложено яиц (шт.)
Неоплодотворённое яйца (отбракованные на 7-е сутки) (шт.)
«Замершие» (не вылупившиеся на 24-е сутки) (шт.)
Цыплята(шт.)
50
2
2
46
100%
4%
4%
92%
Однако, на мой взгляд, для оценки выводимости яиц в опытной конструкции инкубатора правильнее использовать формулу подсчета без учёта процента оплодотворённости яиц. В литературе содержится следующая формула Выводимости инкубатора:
В=Ц/(З-Н)*100, где
В - выводимость инкубатора, (в %)
З - закладка яиц в инкубатор, (в шт.)
Н - неоплодотворённые, (в шт.), после 1-го овоскопирования (обычно, после 1-й недели инкубации)
Ц - цыплята, (в шт.)
Таким образом, производительность установки составила В = 46 : (50-2) * 100 = 95,8%, что подтверждает качественность обогрева яиц.