Пасечный электронож. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Дом, приусадебное хозяйство, хобби

 Комментарии к статье

В статье описан пасечный электронож, свободный от недостатков подобных изделий, выпускаемых промышленностью. Простота конструкции, применение доступной элементной и материальной базы делают его повторение возможным в домашних условиях.

Наиболее популярный способ вскрытия сот при откачке меда - срезание запечатывающих ячейки восковых крышечек специальным пасечным ножом. Традиционная технология выглядит следующим образом: в емкость с кипящей водой погружен набор пасечных ножей - обычно не менее четырех-пяти штук. Достают нож, стряхивают с него воду (попадание ее в мед приводит к его прокисанию) и быстрыми, пока не остыл нож, пилящими движениями вскрывают соты. Вскрытие осуществляется за счет плавления воска. Механические усилия при этом должны быть минимальными во избежание сминания ячеек. Через несколько секунд нож остывает (его температура становится ниже температуры плавления воска), поэтому его вновь погружают в емкость с кипящей водой, достают следующий нож и далее процесс повторяется. Во избежание налета пчел вскрытие сот и откачку меда производят в закрытом помещении: в полевых условиях это - палатка, в стационарных - любое приспособленное помещение. Условия труда довольно тяжелые: высокая температура из-за непрерывно работающей плиты, высокая влажность из-за наличия емкости с кипящей водой. Присутствие воды на ноже и высокая влажность воздуха вследствие высокой гигроскопичности меда ухудшают его качество.

Тем не менее, несмотря на недостатки, связанные с применением пасечных ножей, нагреваемых в кипящей воде, большинство пчеловодов отдают предпочтение традиционному способу вскрытия сот, отказываясь от использования, казалось бы, более удобных в работе пасечных электроножей, выпускаемых промышленностью. К сожалению, промышленные электроножи действительно не лишены "врожденных" недостатков. Так, нагрев лезвия ножа во время неизбежных перерывов в работе превышает температуру кипения воды, из-за чего с возобновлением работы происходит карамелизация сахаров меда и его обгорание. Недостаточная мощность нагревателя и относительно низкая теплопроводность материала лезвия ножа приводят к тому, что во время работы температура режущей кромки опускается ниже температуры плавления воска. Да и нагреватель из нихромовой проволоки не самая надежная деталь электроножа.

В результате многолетних экспериментов я разработал конструкцию пасечного электроножа, которым пользуюсь уже свыше 10 лет. При его разработке я исходил из следующих соображений.

1. Вскрытие сотов осуществляется термическим воздействием на печатку сотов. Механические усилия должны быть минимальными во избежание сминания ячеек. Температура режущей кромки лезвия ножа должна быть выше температуры плавления воска (64 ^оС) с учетом интенсивности теплоотвода минимум на 10 °C, т. е. примерно 75 °C. Максимальная температура лезвия ножа в любом режиме должна быть ниже температуры кипения воды, т. е. не должна превышать 95 °C. Опасаться перегрева меда не следует - из-за низкой теплопроводности меда и воска до температуры свыше 45 °C, при которой разрушаются ферменты меда, нагревается только тонкий слой меда, непосредственно соприкасающийся с лезвием ножа, а это сотые и тысячные доли процента от общего объема меда, что практически не скажется на его качестве.

2. Для повышения производительности мощность нагревателя должна быть достаточно большой, а тепловое сопротивление цепи нагреватель-режущая кромка ножа - минимальным. Нож должен быть способен питаться как от сети переменного тока, так и от источников постоянного тока (аккумуляторной батареи, бортсети автомобиля и т. п.). Наибольшую мощность он должен потреблять от сети, от автономных источников потребляемая мощность должна быть снижена. Нож работает в широком интервале температуры нагрева, поэтому его мощность допустимо регулировать дискретно.

Требование минимального теплового сопротивления можно выполнить, изготовив клинок ножа из материала с высокой теплопроводностью. Наибольший коэффициент теплопроводности - 418,7 Вт/м-K - у серебра, но нож из этого металла будет слишком дорогим. Немного хуже названный параметр у меди - 389,6 Вт/м-K. Совершенно непригодна для электроножа сталь, у которой коэффициент теплопроводности в 8,5 раз меньше, чем у меди. Изготовив нож из листовой меди толщиной 3 мм, получим тепловое сопротивление, соизмеримое с таковым серебряного ножа с клинком толщиной 2 мм.

Опасаться химических реакций меди с органическими кислотами меда не стоит - еще наши прабабушки считали медные тазы наилучшей посудой для варки варенья.

3. Температура нагревателя не должна превышать 100 ^оС, а для улучшения передачи тепла от нагревателя к лезвию ножа должна быть обеспечена максимальная площадь соприкасания нагревателя и клинка ножа.

Исходя из сказанного, был разработан пасечный электронож, описание которого и предлагается вниманию читателей. Схема электронной части ножа представлена на рис. 1, а конструкция - на рис. 2. Устройство содержит нагреватель из работающих в активном режиме мощных транзисторов VT1-VT5, герметичное термореле KK1, отключающее нагреватель при достижении температуры 95 °C, и сборку диодов Шоттки VD1, служащую для выпрямления переменного тока при работе в стационарных условиях.

Рис. 1

Рис. 2

Основа конструкции электроножа - клинок 6, изготовленный из листовой меди толщиной 3 мм. К нему твердым припоем припаяна изогнутая в виде латинской буквы Z медная трубка 3 диаметром 8...10 мм. На трубке закреплена рукоятка 2, изготовленная из изоляционного материала. В ее торце закреплена вилка разъема 1 (XP1). Она и соответствующая ее розетка XS1 (на соединительном кабеле) изготовлены из разъемного соединителя ШР со штырями диаметром 0,8...1 мм, для чего от штыревой и гнездовой частей разъема ножовкой по металлу отрезаны необходимые фрагменты.

Транзисторы 7 (VT1-VT5) закреплены на клинке 6 винтами М3 с потайной головкой, ввинченными в резьбовые отверстия в клинке. Такой же винт использован и для крепления (через слюдяную прокладку) диодной сборки 9 (VD1). Термореле 8 (KK1) прижато к клинку скобой и винтами М2 (на рис. 2 не показаны). Для улучшения теплопередачи соприкасающиеся поверхности клинка и названных деталей смазаны теплопроводящей пастой КПТ-8.

Поскольку статический коэффициент передачи тока базы составных транзисторов серии КТ829 имеет значительный разброс (нормируется только его минимальное значение, равное 750), резисторы R1-R5 до установки на место подобраны для каждого транзистора в отдельности до получения коллекторного тока, равного 1,5 А (рис. 3,а). Отвод тепла от этих резисторов затруднен, поэтому желательно, чтобы на них рассеивалась возможно меньшая мощность. Очевидно, что это возможно при большом сопротивлении резисторов, т. е. при использовании транзисторов с максимально возможным статическим коэффициентом передачи тока.

Рис. 3

Все электрические соединения выполнены посредством пайки оловянносвинцовым припоем. Для соединения с вилкой 1 применен провод сечением 1 мм² в теплостойкой изоляции.

По завершении монтажа детали и провода с избытком покрыты автогерметиком 10 и закрыты крышкой 4. Она изготовлена из листовой меди толщиной 0,6...0,8 мм путем выколотки по технологии, применяемой при художественной чеканке с двумя промежуточными отжигами. В месте сопряжения с крышкой 4 трубка 3 расплющена, а крышка опилена для обеспечения плавных сопряжений.

При повторении конструкции крышку рекомендуется временно прикрепить к клинку ножа винтами М2 с гайками. Через сутки, после отверждения герметика, винты можно заменить медными заклепками с потайной головкой (сразу их ставить нельзя - из-за создаваемых при расклепывании вибраций герметик вытечет). Излишки герметика удаляют, клинок затачивают, как показано на рис. 2, и шлифуют. Изготовленный таким образом нож обеспечивает рабочую температуру на режущей кромке независимо от интенсивности работы и исключает обгорание меда. Покрытие монтажа слоем герметика и использование плотно закрывающей его крышки устраняет контакт меда с припоем, содержащим тяжелые металлы.

Как отмечалось, ток коллектора транзисторов VT1-VT5 выбран равным 1,5 А. Таким образом, при напряжении питания 12В каждый транзистор потребляет (и рассеивает) мощность 121·5 = 18 Вт. В стационарных условиях нож питают от понижающего трансформатора T1 мощностью 150 Вт. Его вторичные обмотки II.1 и II.2 с напряжением 12 В каждая включены согласно-последовательно. Розетка XS1 соединена с вторичными обмотками трансформатора проводом ПВС 3x1,5. При стыковке розетки XS1 с вилкой XP1 образуется двухполупериодный выпрямитель на диодной сборке VD1. Перемычка между контактами 2 и 3 розетки обеспечивает одновременное включение всех транзисторов, потребляемая ножом мощность при этом составляет 5·18 = 90 Вт.

При работе от автономного источника питание подают на контакты 1 и 2 (потребляемая мощность равна 3·18 = 54 Вт) или 3 и 4 (потребляемая мощность равна 2·18 =36 Вт). Диодная сборка VD1 в этом случае служит для защиты от подачи питающего напряжения в неправильной полярности.

При отсутствии транзисторов серии КТ829 можно применить составные транзисторы из двух обычных (рис. 3,б). В качестве VT1 удобно использовать транзисторы серии КТ315, так как они имеют плоский корпус и наиболее удобны в монтаже, в качестве VT2 - низко- или среднечастотные n-p-n транзисторы в корпусе ТО-220 с максимальной рассеиваемой на коллекторе мощностью не менее 25 Вт, допустимым напряжением между коллектором и эмиттером не менее 25 В и максимальным коллекторным током не менее 3 А (КТ805АМ, КТ805БМ, КТ819 с любым буквенным индексом и т. п.). Сопротивление резистора в базовой цепи должно быть не менее 5 кОм, в противном случае следует заменить транзистор VT1 другим, с большим коэффициентом передачи тока.

Диоды сборки VD1 должны допускать прямой ток не менее 10 А и обратное напряжение не менее 25 В. Это могут быть отечественные сборки КД271АС, КД271ВС, КД272АС, КД272ВС, КД273АС, КД273ВС или отдельные диоды с такими же параметрами в корпусе ТО-220. Герметичное термореле TLRS-9700 с температурой срабатывания +85...95 ^оС и коммутируемым током 10 А можно заменить двумя термореле YC9700 или KSD9700 с коммутируемым током 5 А, включив их в разрыв проводов, соединяющих эмиттеры групп транзисторов с контактами 2 и 3 вилки XP1.

Нож доступен для изготовления в домашних условиях. Затруднение может возникнуть с пайкой твердым припоем, но эту операцию можно выполнить в мастерской металлоремонта или "Рембыттехники", в крайнем случае трубку рукоятки можно прикрепить к клинку ножа заклепками.

Нож удобен в работе, надежен и долговечен.

Автор: К. Мороз

Смотрите другие статьи раздела Дом, приусадебное хозяйство, хобби.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Питомцы как стимулятор разума 06.10.2025

Помимо эмоциональной поддержки, домашние питомцы могут оказывать заметное воздействие на когнитивные процессы, особенно у пожилых людей. Новое масштабное исследование показало, что общение с кошками и собаками не просто улучшает настроение - оно действительно способствует замедлению возрастного снижения умственных способностей. Работа проводилась в рамках проекта Survey of Health, Ageing and Retirement in Europe (SHARE), охватывающего период с 2004 по 2022 год. В исследовании приняли участие тысячи европейцев старше 50 лет. Анализ показал, что владельцы домашних животных демонстрируют более устойчивые когнитивные функции по сравнению с теми, кто не держит питомцев. Особенно выражен эффект оказался у владельцев кошек и собак. Согласно данным ученых, владельцы собак дольше сохраняют хорошую память, в то время как хозяева кошек медленнее теряют способность к быстрому речевому взаимодействию. Исследователи связывают это с тем, что ежедневное взаимодействие с животными требует внимани ...>>

Мини-ПК ExpertCenter PN54-S1 06.10.2025

Компания ASUSTeK Computer презентовала новый мини-компьютер ASUS ExpertCenter PN54-S1. Устройство ориентировано на пользователей, которым важно сочетание производительности, энергоэффективности и универсальности - от офисных задач до мультимедийных проектов. В основе ExpertCenter PN54-S1 лежит современная аппаратная платформа AMD Hawk Point, использующая архитектуру Zen 4. Это поколение чипов отличается улучшенным управлением энергопотреблением и повышенной вычислительной мощностью. Новинка доступна в конфигурациях с процессорами Ryzen 7260, Ryzen 5220 и Ryzen 5210, представленных AMD в начале 2025 года. Таким образом, устройство охватывает широкий диапазон задач - от базовых офисных до ресурсоемких вычислений. Корпус мини-ПК выполнен из прочного алюминия и имеет размеры 130&#215;130&#215;34 мм, что делает его практически незаметным на рабочем столе или за монитором. Несмотря на компактность, внутренняя компоновка позволяет установить два модуля оперативной памяти SO-DIMM ...>>

Глазные капли, возвращающие молодость зрению 05.10.2025

С возрастом человеческий глаз постепенно теряет способность четко видеть на близком расстоянии - развивается пресбиопия, или возрастная дальнозоркость. Этот естественный процесс связан с утратой эластичности хрусталика и ослаблением цилиарной мышцы, отвечающей за фокусировку. Миллионы людей по всему миру сталкиваются с необходимостью носить очки для чтения или прибегают к хирургическим методам коррекции. Однако исследователи из Центра передовых исследований пресбиопии в Буэнос-Айресе представили решение, которое может стать удобной и неинвазивной альтернативой - специальные глазные капли, способные улучшать зрение на длительный срок. Разработку возглавила Джованна Беноцци, директор Центра. По ее словам, цель исследования состояла в том, чтобы предоставить пациентам с пресбиопией эффективный и безопасный способ коррекции зрения без хирургического вмешательства. Новые капли, созданные на основе пилокарпина и диклофенака, показали убедительные результаты: уже через час после первого пр ...>>

Случайная новость из Архива Крепкий пластик, разлагающийся за несколько дней 27.12.2022 Немецкие химики из Университета Констанца разработали прочный и биоразлагаемый пластик. Модернизированный полиэфир упруг и стабилен и напоминает по свойствам пластик HDPE (полиэтилен высокой плотности), но содержит специальные "точки разрыва", способствующие быстрой утилизации. Новый пластик полиэфир-2,18 состоит из двух основных модулей: короткого диольного звена с двумя атомами углерода и дикарбоновой кислоты с 18 атомами углерода. Благодаря своей кристаллической структуре он проявляет как механическую стойкость, так и термостойкость. Пластмассы состоят из длинных цепей одного или нескольких основных химических модулей (мономеров), объясняют ученые. Большинство из используемых пластмасс отличаются высокой кристалличностью и водоотталкивающими свойствами. Именно эти особенности делают пластик таким востребованным в промышленности и повседневной жизни, но они же усложняют естественное разложение. Чтобы преодолеть эту несовместимость между стабильностью и биоразлагаемостью пластмасс, ученые добавили к своим материалам химические "точки разрыва". Под влиянием ферментов химические полимеры разрушаются в заданных местах, что значительно ускоряет процесс переработки. Исследователи провели лабораторные эксперименты с природными ферментами и испытания на промышленном компостном заводе. В течение нескольких дней в ходе лабораторного эксперимента полиэфир разлагался ферментами. Микроорганизмам компостировочного завода понадобилось около двух месяцев, чтобы полностью разбить пластик. Химики продолжают изучать свойства нового вещества, чтобы найти возможность повторного использования переработанных материалов.

Другие интересные новости:

▪ Искусственный лист на основе вольфрама

▪ Новый способ поиска внеземной жизни

▪ Светодиоды на посадочной полосе

▪ Прививка молоком

▪ Айсберги удобряют океан

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Зрительные иллюзии. Подборка статей

▪ статья Перевернутые картинки. Энциклопедия зрительных иллюзий

▪ статья В каком государстве существовал анклав третьего порядка? Подробный ответ

▪ статья Врач-генетик. Должностная инструкция

▪ статья Автомобильная радиостанция диапазона 144-146 МГц. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Волшебная резинка. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025