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:

Канада планирует построить космодром 06.04.2026

Развитие космической инфраструктуры все чаще становится вопросом не только науки и технологий, но и национальной безопасности. Многие государства стремятся получить независимый доступ к космическим запускам, чтобы не зависеть от внешних партнеров и укреплять собственный технологический суверенитет. На этом фоне Канада объявила о запуске масштабного проекта по созданию собственного космодрома. Министр обороны Канады Дэвид Мак-Гинти сообщил, что правительство страны инвестирует 200 млн канадских долларов, что составляет около 150 млн долларов США, в строительство национального космодрома. Эти средства станут частью долгосрочной программы развития суверенных возможностей космических запусков. По словам Мак-Гинти, Министерство обороны подписало 10-летнее соглашение с компанией MLS на сумму 200 млн долларов. В рамках этого контракта планируется строительство стартовой площадки, которая будет использоваться не только военными структурами, включая Министерство обороны и Вооруженные силы ...>>

Обновленные телевизоры Xiaomi S Mini LED TV 2026 06.04.2026

Компания Xiaomi представила обновленную серию телевизоров S Mini LED TV 2026, которая заметно отличается от версии, недавно вышедшей на европейский рынок. Новое поколение ориентировано на расширенные возможности отображения и более гибкую конфигурацию экранов, что делает линейку более универсальной для разных сценариев использования. В обновленной серии Xiaomi S Mini LED TV 2026 предлагается сразу пять диагоналей, начиная от 55 дюймов и заканчивая внушительными 100 дюймами. Флагманская модель оснащена 1920 зонами локального затемнения, способна достигать пиковой яркости до 2000 нит и поддерживает частоту обновления изображения до 288 Гц, что делает ее особенно привлекательной для динамичного контента и игр. Младшая модель в линейке отличается в первую очередь количеством зон локального затемнения, которых здесь 576, однако остальные ключевые характеристики остаются на уровне старших версий. Это позволяет сохранить высокое качество изображения даже в более доступном сегменте, не ж ...>>

Беспилотный грузовой самолет с двигателем AEP100 05.04.2026

Авиационная отрасль стоит перед масштабной задачей перехода к экологически чистым технологиям, и одним из наиболее перспективных направлений считается использование водорода в качестве топлива. Этот элемент рассматривается как потенциальная альтернатива традиционным видам авиационного топлива благодаря своей энергоэффективности и отсутствию углеродных выбросов при использовании. На этом фоне Китай сообщил об успешном испытании беспилотного грузового самолета, оснащенного турбовинтовым двигателем AEP100 мегаваттного класса, работающим на водороде. Это событие стало важным этапом в развитии авиационных технологий, так как позволило протестировать двигатель в реальных условиях полета, а не только в лабораторной среде. Испытательный полет был проведен в субботу, 4 апреля, в городе Чжучжоу, расположенном в китайской провинции Хунань. Именно там впервые в реальных условиях был задействован водородный авиационный двигатель подобной мощности, что дало возможность оценить его стабильность ...>>

Случайная новость из Архива Ультра-прочное магниевое соединение 21.02.2020 Компания Allite разработала особый магниевый сплав, обладающий большей плотностью и гибкостью в сравнении с углеродным волокном. Сплав находится где-то между легковесным алюминием и углеродным волокном, при этом обладая гораздо большей устойчивостью, плотностью и жесткостью, а также более низкой ценой для своего производства. Будучи представленным на массовом рынке, сплав наверняка станет одним из наиболее широко применяемых в самых разных сферах. Изначально данный сплав магния под названием Super Magnesium разрабатывался для военных целей и нужд - преимущественно для улучшения военной техники. Теперь же сплав найдет свою нишу и в гражданском рынке материалов. Разработчики отмечают, что конечный тип сплава получился из трех отдельных - AE81, ZE62 и WE54. Каждый из них обладает своей физической и химической характеристикой, таким образом каждый из них выделяется за счет большей гибкости и устойчивости. При этом стоит отметить тот факт, что даже при самой высокой температуре они не горят, а плавятся, что также является нехарактерным поведением данного магниевого сплава. Специалисты провели некоторую дополнительную работу и добились того, чтобы представленные сплавы стали отличными электрическими изоляторами, тем самым дополнительно повысив их устойчивости к работе с высоковольтовыми объектами. Отличаясь на 20% большей плотностью, новый магниевый сплав весит на 15% меньше самого легкого углеродного волокна - впрочем, авиа-сплавы подобного типа все-таки плотнее на 32-35% в зависимости от сферы применения и конкретного авиатранспорта. Полученный результат весьма удивил и поразил разработчиков, которые не были готовы к столь быстрому успеху - теперь их разработка занимает действительно видное место на рынке и вскоре может стать наиболее используемой в широком контексте. Остается дождаться финального этапа доработки сплава, так как специалистам необходимо избавить его от "военных" характеристик.

Другие интересные новости:

▪ Велосипедист в шлеме чаще рискует

▪ OMRON уменьшает размеры FPC-соединителей

▪ Вред малых доз

▪ Рисунок вен на руках для банковских сканеров

▪ Новая технология оптического изображения наночастиц

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Передача данных. Подборка статей

▪ статья Выживание в лесисто–болотистой местности. Основы безопасной жизнедеятельности

▪ статья Можно ли заметить ложь собеседника? Подробный ответ

▪ статья Квассия горькая. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Устройство световых эффектов. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Схема, распиновка (распайка) кабеля для телефонов Motorola d520, m3100. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026