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:

Атомный секрет вечного блеска золота 20.06.2026

Золото издавна считается символом вечности и благородства не только из-за своей редкости, но и благодаря удивительной химической стойкости. В отличие от большинства металлов, оно не окисляется на воздухе, не тускнеет и не покрывается ржавчиной даже спустя тысячелетия. Эта уникальная инертность позволила золотым артефактам сохранять первозданный блеск с древних времен. Однако точный механизм такой защиты долго оставался загадкой для ученых. Недавнее исследование американских химиков-вычислителей раскрыло, что дело не просто в слабом взаимодействии с кислородом, а в особой атомной структуре поверхности металла. Сотрудники Тулейнского университета Санту Бисвас и Мэтью М. Монтемор провели детальное компьютерное моделирование, чтобы понять, как молекулы кислорода взаимодействуют с поверхностью золота. Ученые сравнили два основных типа атомных структур: "реконструированные" и "нереконструированные" поверхности. Было доказано, что природная способность золота к перестройке атомов играет кл ...>>

Смарфон Realme 16T 5G 20.06.2026

В сегменте доступных смартфонов с акцентом на длительную работу без подзарядки компания Realme представила интересную новинку - модель Realme 16T 5G. Главным преимуществом устройства стала по-настоящему впечатляющая батарея емкостью 8000 мАч, которая способна обеспечить до трех дней автономной работы при умеренном использовании. При этом инженерам удалось сохранить относительно компактный корпус толщиной менее 9 мм и вес всего 224 грамма, что делает смартфон удобным для повседневного ношения несмотря на внушительный аккумулятор. Смартфон оснащен большим 6,8-дюймовым LCD-дисплеем с высокой частотой обновления 144 Гц и пиковой яркостью до 1200 нит. Такое сочетание обеспечивает плавную картинку в динамичных сценах и комфортное восприятие контента даже под прямыми солнечными лучами. За производительность отвечает энергоэффективный процессор MediaTek Dimensity 6300, дополненный оперативной памятью LPDDR4X и накопителем UFS 2.2. Для эффективного отвода тепла во время продолжительных нагру ...>>

Проблема набора веса после 40 19.06.2026

С возрастом многие люди замечают, что поддерживать привычный вес становится все сложнее, даже если рацион и уровень активности существенно не меняются. Ученые из Каролинского института в Швеции раскрыли одну из ключевых биологических причин этого явления. Они показали, что с годами в жировой ткани замедляется процесс обновления липидов, из-за чего организм постепенно накапливает жир. Это естественное возрастное изменение объясняет, почему после 40 лет тело начинает "работать" иначе, способствуя набору веса. В долгосрочном исследовании специалисты наблюдали за жировой тканью 54 мужчин и женщин на протяжении в среднем 13 лет. Независимо от того, набирали участники вес или, наоборот, худели, у всех без исключения скорость липидного обмена в жировых клетках заметно снижалась. Жир в клетках обновляется все медленнее, и этот процесс происходит автоматически с течением времени. Те, кто не компенсировал замедление уменьшением калорийности питания, в среднем набирали около 20% от исходного в ...>>

Случайная новость из Архива TPL5110 - нанопотребляющий таймер управления питанием 01.08.2015 Компания Texas Instruments представила новые таймеры со сверхмалым собственным потреблением TPL5110 и TPL5010, которые дополнили уже существующее семейство таймеров TPL5000 и TPL5100. Микросхема TPL5110 является таймером с интегрированным драйвером MOSFET, предназначенным для управления внешним ключом и отключения токовой нагрузки в устройствах с батарейным питанием. При малом собственном потреблении, порядка 35 нА, с помощью встроенного в TPL5110 драйвера возможно отключать нагрузку через заданные временные интервалы и существенно уменьшить ток потребления системы в режиме сна. Такое решение будет востребовано в устройствах аккумулирования энергии и беспроводных датчиках, так как позволяет ослабить требования по емкости и габаритам используемых батарей. TPL5110 от ранее представленных таймеров TPL5000 и TPL5100 отличает расширенный временной интервал и меньший корпус. Временной интервал таймера задается с точностью порядка 1% при помощи внешнего резистора в диапазоне от 100 мс до 2 часов. Также стоит отметить возможность применения функции одновибратора, когда таймер включает MOSFET только на время единичного цикла после подачи напряжения питания. Выбор между режимом одновибратора и периодичным включением осуществляется с помощью внешнего вывода (ONE_SHOT). При использовании TPL5110, независимо от режима работы, остается возможность управлять ключом питания самостоятельно, используя вывод M_DRV. Таймер TPL5110 выпускается в корпусе SOT23 c 6-ю выводами и предназначен для работы в диапазоне температур от -40 до 105°С. Основные характеристики Диапазон напряжения питания: от 1,8 до 5,5 В; Сверхнизкий ток собственного потребления: 35 нА; Программируемый временной интервал: 100 мс to 7200 с; Точность установки временного интервала: 1%; Встроенный драйвер управления внешним MOSFET; Режим одновибратора; Малый корпус: SOT23-6 (3х3 мм); Возможность принудительного включения MOSFET; Рабочий диапазон температур: от -40 до 105°С.

Другие интересные новости:

▪ Магнитный ползун

▪ Выпил - подойди к тестеру

▪ Возвращение к Эдисону

▪ MAX30205 - медицинский цифровой датчик температуры

▪ Умная сеялка PAU

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Автомобиль. Подборка статей

▪ статья В час по чайной ложке. Крылатое выражение

▪ статья Почему у северных оленей разный цвет глаз зимой и летом? Подробный ответ

▪ статья Водитель автомобиля. Должностная инструкция

▪ статья Конвертер ДМВ с фильтром ПАВ для узкополосной АМ/ЧМ. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Адыгские пословицы и поговорки. Большая подборка

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026