Electrocouteau Pasechny. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique

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L'article décrit un couteau électrique apicole, exempt des défauts des produits similaires fabriqués par l'industrie. La simplicité de la conception, l'utilisation de la base élémentaire et matérielle disponible permettent de la répéter à la maison.

La façon la plus populaire d'ouvrir les nids d'abeilles lors du pompage du miel consiste à couper les bouchons de cire qui scellent les cellules avec un couteau spécial pour les abeilles. La technologie traditionnelle est la suivante: un ensemble de couteaux apicoles est immergé dans un récipient d'eau bouillante - généralement au moins quatre ou cinq pièces. Ils sortent un couteau, secouent l'eau (le mettre dans le miel entraîne son acidité) et rapidement, jusqu'à ce que le couteau refroidisse, des mouvements de sciage ouvrent les nids d'abeilles. L'ouverture est réalisée par fusion de la cire. Dans ce cas, les efforts mécaniques doivent être minimaux afin d'éviter l'écrasement des cellules. Après quelques secondes, le couteau refroidit (sa température devient inférieure au point de fusion de la cire), il est donc à nouveau immergé dans un récipient d'eau bouillante, le couteau suivant est sorti, puis le processus est répété. Afin d'éviter le raid des abeilles, le nid d'abeilles est ouvert et le miel est pompé à l'intérieur: sur le terrain c'est une tente, dans des conditions stationnaires c'est n'importe quelle pièce adaptée. Les conditions de travail sont assez difficiles : température élevée due au poêle en fonctionnement continu, forte humidité due à la présence d'un récipient d'eau bouillante. La présence d'eau sur le couteau et l'humidité élevée de l'air due à la forte hygroscopicité du miel aggravent sa qualité.

Néanmoins, malgré les inconvénients liés à l'utilisation de couteaux à abeilles chauffés à l'eau bouillante, la plupart des apiculteurs préfèrent la méthode traditionnelle d'ouverture des peignes, refusant d'utiliser les couteaux à abeilles électriques apparemment plus pratiques produits par l'industrie. Malheureusement, les couteaux électriques industriels ne sont en effet pas dépourvus de défauts « congénitaux ». Ainsi, l'échauffement de la lame du couteau lors des inévitables pauses de travail dépasse le point d'ébullition de l'eau, c'est pourquoi, avec la reprise du travail, il se produit une caramélisation des sucres du miel et une brûlure. La puissance insuffisante de l'appareil de chauffage et la conductivité thermique relativement faible du matériau de la lame de couteau conduisent au fait que pendant le fonctionnement, la température du tranchant chute en dessous du point de fusion de la cire. Et un fil chauffant en nichrome n'est pas la partie la plus fiable d'un couteau électrique.

À la suite de nombreuses années d'expériences, j'ai développé la conception d'un couteau à abeille électrique, que j'utilise depuis plus de 10 ans. En l'élaborant, je suis parti des considérations suivantes.

1. L'ouverture du nid d'abeilles est réalisée par action thermique sur le joint du nid d'abeilles. Les forces mécaniques doivent être réduites au minimum pour éviter le plissement des cellules. La température du tranchant de la lame du couteau doit être supérieure au point de fusion de la cire (64 ^оC) en tenant compte de l'intensité de la dissipation thermique d'au moins 10 °C, soit environ 75 °C. La température maximale de la lame du couteau dans n'importe quel mode doit être inférieure au point d'ébullition de l'eau, c'est-à-dire qu'elle ne doit pas dépasser 95 °C. Vous ne devriez pas avoir peur de la surchauffe du miel - en raison de la faible conductivité thermique du miel et de la cire à une température supérieure à 45 ° C, à laquelle les enzymes du miel sont détruites, seule une fine couche de miel en contact direct avec la lame du couteau est chauffé, et ce sont des centièmes et des millièmes de pour cent du volume total de miel , ce qui n'affecte pratiquement pas sa qualité.

2. Pour augmenter la productivité, la puissance du réchauffeur doit être suffisamment grande et la résistance thermique du circuit de pointe du couteau chauffant doit être minimale. Le couteau doit pouvoir être alimenté à la fois par des sources CA et CC (batteries, systèmes électriques du véhicule, etc.). Il doit consommer la plus grande puissance du réseau ; à partir de sources autonomes, la consommation d'énergie doit être réduite. Le couteau fonctionne dans une large plage de températures de chauffage, sa puissance peut donc être réglée discrètement.

L'exigence d'une résistance thermique minimale peut être satisfaite en fabriquant une lame de couteau à partir d'un matériau à haute conductivité thermique. Le coefficient de conductivité thermique le plus élevé - 418,7 W / m-K - pour l'argent, mais un couteau en ce métal sera trop cher. Le cuivre a un paramètre nommé légèrement pire - 389,6 W / m-K. L'acier est totalement inadapté à un couteau électrique, dans lequel le coefficient de conductivité thermique est 8,5 fois inférieur à celui du cuivre. Ayant réalisé un couteau en tôle de cuivre de 3 mm d'épaisseur, on obtient une résistance thermique comparable à celle d'un couteau en argent avec une lame de 2 mm d'épaisseur.

Vous ne devriez pas avoir peur des réactions chimiques du cuivre avec les acides organiques du miel - même nos arrière-grands-mères considéraient les bassines en cuivre comme les meilleurs ustensiles pour la cuisson de la confiture.

3. La température du radiateur ne doit pas dépasser 100 ^оC, et pour améliorer le transfert de chaleur de l'appareil de chauffage à la lame du couteau, la zone de contact maximale de l'appareil de chauffage et de la lame du couteau doit être fournie.

Sur la base de ce qui précède, un couteau électrique rucher a été développé, dont la description est proposée à l'attention des lecteurs. Le schéma de la partie électronique du couteau est illustré à la fig. 1, et la conception - sur la Fig. 2. L'appareil contient un élément chauffant constitué de transistors haute puissance VT1-VT5 fonctionnant en mode actif, un relais thermique scellé KK1 qui éteint l'élément chauffant lorsque la température atteint 95 ° C et un ensemble de diodes Schottky VD1, qui est utilisé pour redresser le courant alternatif lors du fonctionnement dans des conditions stationnaires.

Fig. 1

Fig. 2

La base de la conception du couteau électrique est la lame 6, en tôle de cuivre de 3 mm d'épaisseur. Un tube de cuivre 3 courbé sous la forme de la lettre latine Z d'un diamètre de 8 ... 10 mm y est soudé avec de la soudure dure. La poignée 2, en matériau isolant, est fixée sur le tube. Une fiche du connecteur 1 (XP1) est fixée à son extrémité. Elle et sa prise correspondante XS1 (sur un câble de connexion) sont constituées d'un connecteur détachable ШР avec des broches d'un diamètre de 0,8 ... 1 mm, pour lequel les fragments nécessaires sont coupés des parties broches et douilles du connecteur avec une scie à métaux.

Les transistors 7 (VT1-VT5) sont fixés sur la lame par 6 vis M3 à tête fraisée vissées dans les trous taraudés de la lame. La même vis a également été utilisée pour fixer (à travers une entretoise en mica) l'ensemble de diodes 9 (VD1). Le relais thermique 8 (KK1) est plaqué contre la lame avec un support et des vis M2 (non représentés sur la Fig. 2). Pour améliorer le transfert de chaleur, les surfaces de contact de la lame et les pièces nommées sont lubrifiées avec de la pâte thermoconductrice KPT-8.

Le coefficient de transfert de courant statique de la base des transistors composites de la série KT829 ayant un étalement important (seule sa valeur minimale est normalisée, égale à 750), les résistances R1-R5 sont sélectionnées pour chaque transistor séparément jusqu'à un courant de collecteur de 1,5 A est obtenu (Fig. 3a). La dissipation thermique de ces résistances est difficile, il est donc souhaitable qu'elles dissipent le moins de puissance possible. Évidemment, cela est possible avec une grande résistance des résistances, c'est-à-dire lors de l'utilisation de transistors avec le coefficient de transfert de courant statique le plus élevé possible.

Fig. 3

Toutes les connexions électriques sont réalisées par soudure étain-plomb. Pour la connexion avec la fiche 1, un fil d'une section de 1 mm est utilisé² dans un isolant résistant à la chaleur.

Une fois l'installation terminée, les pièces et les fils sont recouverts d'un excès d'auto-scellant 10 et fermés par un couvercle 4. Il est en tôle de cuivre 0,6 ... Au lieu de conjugaison avec le couvercle 0,8, le tube 4 est aplati et le couvercle est scié pour assurer un accouplement en douceur.

Lors de la répétition de la conception, il est recommandé de fixer temporairement le couvercle à la lame du couteau avec des vis et des écrous M2. Un jour plus tard, une fois le mastic durci, les vis peuvent être remplacées par des rivets en cuivre à tête fraisée (ils ne peuvent pas être installés immédiatement - le mastic fuira en raison des vibrations créées lors du rivetage). L'excès de mastic est enlevé, la lame est affûtée, comme indiqué sur la fig. 2, et moudre. Un couteau ainsi fabriqué assure la température de travail sur le tranchant, quelle que soit l'intensité du travail, et élimine la combustion du miel. Recouvrir le support d'une couche de mastic et utiliser un couvercle hermétique élimine le contact du miel avec la soudure contenant des métaux lourds.

Comme indiqué, le courant de collecteur des transistors VT1-VT5 est choisi pour être de 1,5 A. Ainsi, à une tension d'alimentation de 12V, chaque transistor consomme (et dissipe) une puissance de 121 5 = 18 watts. Dans des conditions stationnaires, le couteau est alimenté par un transformateur abaisseur T1 d'une puissance de 150 watts. Ses enroulements secondaires II.1 et II.2 d'une tension de 12 V chacun sont connectés en série. La prise XS1 est connectée aux enroulements secondaires du transformateur avec un fil PVA 3x1,5. Lors de la connexion de la prise XS1 avec la prise XP1, un redresseur pleine onde est formé sur l'ensemble de diodes VD1. Un cavalier entre les broches 2 et 3 de la prise garantit que tous les transistors sont allumés simultanément, la puissance consommée par le couteau est de 5 18 = 90 watts.

En cas de fonctionnement à partir d'une source autonome, l'alimentation est fournie aux broches 1 et 2 (la consommation électrique est de 3 18 = 54 W) ou 3 et 4 (la consommation électrique est de 2 18 = 36 W). L'ensemble de diodes VD1 sert dans ce cas à protéger contre la tension d'alimentation dans la mauvaise polarité.

En l'absence de transistors de la série KT829, des transistors composites de deux transistors ordinaires peuvent être utilisés (Fig. 3, b). En tant que VT1, il est pratique d'utiliser des transistors de la série KT315, car ils ont un boîtier plat et sont les plus pratiques à installer, comme VT2 - transistors npn basse ou moyenne fréquence dans le boîtier TO-220 avec une puissance maximale dissipée sur le collecteur d'au moins 25 W, une tension admissible entre collecteur et émetteur d'au moins 25 V et un courant collecteur maximum d'au moins 3 A (KT805AM, KT805BM, KT819 avec n'importe quel indice alphabétique, etc.). La résistance de la résistance dans le circuit de base doit être d'au moins 5 kΩ, sinon le transistor VT1 doit être remplacé par un autre avec un coefficient de transfert de courant élevé.

Les diodes d'assemblage VD1 doivent permettre un courant direct d'au moins 10 A et une tension inverse d'au moins 25 V. Il peut s'agir d'assemblages domestiques KD271AS, KD271VS, KD272AS, KD272VS, KD273AS, KD273VS ou de diodes individuelles avec les mêmes paramètres dans le TO- 220 colis. Interrupteur thermique scellé TLRS-9700 avec une température de réponse de +85...95 ^оAvec et un courant de commutation de 10 A, vous pouvez remplacer deux relais thermiques YC9700 ou KSD9700 par un courant de commutation de 5 A en les incluant dans une rupture des fils reliant les émetteurs des groupes de transistors aux contacts 2 et 3 de la prise XP1.

Le couteau est disponible pour la fabrication à la maison. La soudure dure peut être difficile, mais cette opération peut être effectuée dans un atelier de réparation de métaux ou "Rembyttechnika", dans des cas extrêmes, le tube de la poignée peut être fixé à la lame du couteau avec des rivets.

Le couteau est facile à utiliser, fiable et durable.

Auteur : K. Moroz

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