Воскотопка с индукционным парогенератором

Полезная модель относится к сельскому хозяйству, а именно к пчеловодству, и используется для вытопки пчелиного воска.
Известна индукционная воскотопка [2], которая состоит из корпуса, крышки и поддона, составляющих камеру вытопки воска, в которой установлены корзинки для воскового сырья. Процесс нагрева осуществляется при помощи нагревательного элемента, имеющего форму полого змеевика прямоугольного сечения, осуществляющего процесс вытопки лучевым и конвекционным воздействием сухим нагретым воздушным потоком.
Недостатком устройства является низкая эффективность растапливания сырья посредством нагрева сухим горячим воздухом и излучением. А также высокое энергопотребление устройства.
Также известна воскотопка с СВЧ-парогенератором [1], осуществляющая вытопку воска путем воздействия паром, генерируемым СВЧ излучением. Агрегат состоит из корпуса, крышки, перфорированных трубок, установленных внутри корпуса и горизонтально расположенного поддона. В нижней части устройства расположены трансформатор с магнетроном, волновод и емкость, отделенная от волновода стеклом. Распределение пара происходит через паронаправляющие трубки.
Недостатком устройства является сложный контроль рабочих температур при генерировании пара излучением сверхвысокой частоты. А также затраты энергии на нагрев пара, не задействованного в растапливании воска и остающегося в емкости парогенератора.
Задача, на решение которой направлена полезная модель – обеспечение равномерного, эффективного и быстрого растапливания воскового сырья, вытапливаемого фрагментами или расположенного на рамках.
Технический результат достигается за счет того, что источник тепловой энергии представляет собой индукционный парогенератор, состоящий из металлического резервуара, толстостенного цилиндра с индуктором и датчика давления, направляющий пар под давлением по системе распределения пара в парораспределительные магистрали, расположенные между корзинок для воскового сырья в три ряда и имеющие направляющие отверстия, выполненные равномерно по всей цилиндрической поверхности парораспределительных магистралей, причем распределение пара осуществляется одновременно с двух сторон магистралей.
На фиг. 1 изображена схема воскотопки с индукционным парогенератором: 1 – корпус; 5 – кронштейн; 6 – корзины для воскового сырья, 7 – рамки с восковой сушью; 8 - парораспределительные магистрали; 16 – модуль управления; 17 – датчик давления; 18 – система распределения пара.
На фиг. 2 изображено сечение А-А на фиг. 1: 1 – корпус; 2 – крышка; 3 – стойки; 4 – поддон; 5 – кронштейн; 6 – корзины для воскового сырья, 7 – рамки с восковой сушью; 8 - парораспределительные магистрали; 9 – направляющие отверстия; 10 – резервуар парогенератора; 11 – футляр индукционного нагревателя; 12 – индуктор; 13 – нагревательный элемент; 14 – стойки индукционного нагревателя; 15 – кран; 16 – модуль управления; 17 – датчик давления; 18 – система распределения пара.
Воскотопка с индукционным парогенератором состоит из корпуса 1 квадратного сечения, стоек 3, крышки 2 и поддона 4. Стенки крышки 2 и корпуса 1, а также поддон 4 выполнены двойными, полости заполнены теплоизоляционным материалом (на фигуре не указан). Внутри корпуса расположены корзинки для воскового сырья 6, кронштейны 5 для установки рамок с восковой сушью, а также парораспределительные магистрали 8, соединенные с нагревательным элементом парогенератора 13 системой распределения пара 18. В парораспределительных магистралях 8 имеются направляющие отверстия 9 равномерно по всей цилиндрической поверхности парораспределительных магистралей, что позволяет обеспечить равномерное распределение пара по поверхности воскового сырья, расположенного в корзинах 6 или на рамках с восковой сушью 7. В нижней части корпуса 1 расположен кран 15 для слива конденсата и растопленного воска. Поддон 4 выполнен под углом, для повышения эффективности выхода растопленного воска, и разборным для обеспечения простоты чистки устройства.
Ниже поддона 4 располагается система распределения пара 18, представляющая собой систему труб, обеспечивающих равномерную подачу пара в парораспределительные магистрали 8. С целью сокращения тепловых потерь в окружающую среду, трубы, находящиеся вне корпуса, выполнены в теплоизоляции (на фигуре не указана).
Ниже расположен индукционный парогенератор, состоящий из нагревательного элемента 13, проходящего сквозь индуктор 12, расположенные внутри футляра 11, установленного при помощи стоек 14 в резервуар 10, заполненный водой. Контроль давления осуществляется датчиком 17, установленным в верхней части емкости 10.
Управление рабочим процессом устройства осуществляется при помощи модуля управления 16 расположенного в верхней части корпуса 1.
Воскотопка с индукционным парогенератором работает следующим образом.
Восковое сырье (подготовленное или в виде восковой суши помещают в корзины для воскового сырья 6, установленные на кронштейнах 5 в корпусе устройства. Затем закрывают крышку 2 и включают устройство. В результате подачи напряжения на индуктор 12 создается электромагнитное поле, воздействующее на нагревательный элемент 13, в результате чего возникающие вихревые токи вызывают нагрев элемента 13, который, в свою очередь, нагревает находящуюся в нем воду до температуры кипения и генерирует пар. Пар, в свою очередь, заполняет систему распределения пара 18 и парораспределительные магистрали 8. Давление в системе 18 возрастает, и нагретый пар через направляющие отверстия 9 под давлением подается на восковое сырье (сушь). Таким образом, первоначально энергия пароводяной смеси затрачивается на нагрев и дальнейшее растапливание воскового сырья и уже после – на нагрев пространства внутри корпуса и стенок воскотопки.
В течение процесса теплообмена пар остывает и конденсирует на поверхности корпуса и нерастопленного воскового сырья, затем стекает по поверхности поддона через кран 15 и накапливается в заранее подготовленной емкости. Расплавленный воск также стекает в емкость, при этом в результате разницы плотности, выделяется на поверхности воды, а посторонние примеси оседают на дне емкости, что, в свою очередь, позволяет получить воск более высокого качества.
По завершению операции 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 воскотопки с индукционным парогенератором позволит повысить производительность труда за счет первоочередного воздействия пара непосредственно на сырье, а также использования направленного равномерного термического воздействия пара по всей поверхности воскового сырья. Воскотопкой с индукционным парогенератором возможно растапливать как восковую сушь на рамках, извлеченных непосредственно из улья, так и подготовленное заранее восковое сырье. Кроме того, повышается качество готового продукта благодаря разделению на фракции в воде.
Источники информации
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.
Патент RU 206422 Российской Федерации, МПК А01К 59/06. Воскотопка с СВЧ-парогенератором / Сыркин Владимир Анатольевич, Васильев Сергей Иванович, Киров Юрий Александрович, Кудряков Евгений Владимирович; заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВО «Самарская государственная сельскохозяйственная академия» – №2021109692, заявл. 08.04.2021; опубл. 13.09.2021 (прототип).