Бытовой инкубатор

 

Использование: в конструировании оборудования и машин для производства инкубаторов и термостатируемых камер. Сущность изобретения: малогабаритный инкубатор с цилиндрическим корпусом на трубчатой подставке выполнен с возможностью поворота в двух плоскостях: вокруг оси на 180^o и по оси на 75^o с нагревателем и вентилятором, установленными по оси инкубатора, и имеет перегородку с отверстиями, суммарная площадь которых в 1,5 - 3,0 раза меньше площади проходного канала вентилятора, перегородка делит камеру инкубатора на две части. 2 з. п. ф-лы, 1 ил.

Предлагаемое техническое решение относится к области птицеводства, а более конкретно к конструкции инкубаторов для выведения домашней птицы, которые могут быть использованы в условиях фермерского хозяйства или селекционного выведения домашней птицы в небольших количествах.

Широко известны промышленные инкубаторы, предназначенные для массового выведения домашней птицы. Применение указанных инкубаторов для решения вышеприведенной задачи выведение домашней птицы в небольших (50 100 шт.) количествах малопригодно вследствие их относительно высокой стоимости (капитальные затраты) и энергоемкости. Кроме того, даже с учетом требований ГОСТ 21056-75 "Инкубаторы. Технические требования", точность поддержания температуры в них достаточно низкая (±0,3^oC) из-за геометрии промышленных инкубаторов и компоновки камеры для яиц. Это снижает основной показатель качества инкубаторов процент выводимости. Сложны и устройства для поворачивания яиц, что приводит к большому количеству боя яиц при их поворачивании.

Известно большое количество технических решений по модификации конструкции инкубаторов, которые улучшают работу отдельных узлов инкубаторов, не меняя тем не менее их конструкции в целом. Однако для решения поставленной задачи выведение домашней птицы в небольших количествах с высоким процентом выводимости и малым процентом боя указанные технические решений неэффективны.

В последнее время появились конструкции инкубаторов, предназначенных для выведения домашней птицы на малую производительность (50 300 шт.), например, который выбран в качестве прототипа как наиболее близкий по выполняемой функции.

Однако такой инкубатор выполнен по традиционной конструктивной схеме и обладает теми же недостатками, что и промышленные инкубаторы. Его стоимость высока, процент выводимости недостаточный (80%), повреждаемость яиц при их переворачивании достаточно большая (до 5 10%), а сам процесс переворачивания обеспечивает недостаточный угол поворота (45±3^o) при достаточно больших габаритах (630х500х500 мм), что сужает область его применения (возможно его использование только для куриных яиц).

Предлагаемое техническое решение в большой степени свободно от указанных недостатков.

Целью предложения является расширение функциональных возможностей бытового инкубатора при одновременном снижении его габаритов и повышении выхода годной продукции (повышении процента выводимости и снижении процента повреждаемости яиц при инкубации) за счет увеличения возможности изменения углов наклона яйца относительно горизонтальной плоскости при его "жестком" закреплении относительно корпуса при одновременном повышении точности поддержания температуры, как по объему инкубатора, так и по времени инкубации.

Указанная цель достигается тем, что бытовой инкубатор для выведения домашней птицы, содержащий теплоизолированный корпус с крышкой, вентиляционное устройство, нагреватель, устройство контроля температуры с датчиком, лоток для размещения яиц и подставку корпуса, отличается тем, что корпус инкубатора выполнен цилиндрическим, закреплен на подставке по оси цилиндра с возможностью поворота вокруг оси по крайней мере на 180^o и с возможностью поворота в плоскости осевого сечения корпусе по крайний мере на 75^o от горизонтального положения и фиксацией по крайней мере в двух положениях, вентиляционное устройство расположено внутри корпуса, по его оси над нагревателем и содержит раструб, направляющий воздушный поток вдоль оси цилиндра вниз с последующим поворотом на 180^o вдоль образующих цилиндрической поверхности корпуса и крышки, лоток с яйцами выполнен в виде кольцевой ячеистой структуры по периферии вентиляционного устройства с раструбом с возможностью жесткого крепления к внутренней поверхности корпуса, причем ячеистая структура лотка выполнена съемной и содержит устройства для жесткой фиксации яиц с параллельностью осей яиц и инкубатора, между дном инкубатора и лотком установлена перегородка с отверстиями, разделяющая корпус на две части в плоскости, перпендикулярной оси корпуса, причем суммарная площадь отверстий перфорации в 1,5 3 раза меньше площади проходного канала вентиляционного устройства.

Кроме того, внутренняя поверхность крышки и корпуса, а также перегородка с отверстиями выполнена из высокотеплопроводного материала, например алюминия.

Указанная совокупность признаков, по мнению авторов, соответствует критерию "Новизна", поскольку в известных нам технических решениях в совокупности не встречается.

В то же время такая совокупность признаков соответствует критерию "Существенные отличия", поскольку только такая совокупность признаков позволяет достигнуть указанной цели расширить функциональные возможности бытового инкубатора при одновременном снижении его габаритов и повышении выхода годной продукции. (Более подробно доказательство последнего утверждения дано ниже при описании работы примера реализации предлагаемого технического решения).

На чертеже представлена конструктивная схема предлагаемого технического решения.

Инкубатор состоит из следующих основных частей.

1. Теплоизолированного корпуса с крышкой.

2. Вентиляционного устройства.

3. Нагревателя.

4. Устройства контроля температуры, включения нагревателя и вентилятора.

5. Датчика температуры, расположенного в зоне размещения яиц.

6. Лотка для размещения яиц в виде ячеистой структуры.

7. Устройства фиксации яиц в ячеистой структуре в виде сеток, прикрепляемых к лотку.

8. Подставки в виде пустотелой изогнутой трубы, являющейся осью вращения корпуса относительно его оси, позволяющей поворачивать корпус на ϕ₁ 180^o, одновременно служащей трубой для отвода части нагретого воздуха.

9. Фиксируемого шарнира подставки, позволяющего менять наклон корпуса относительно горизонтальной плоскости подставки на угол ϕ₂ 75^o.

10. Направляющего раструба вентиляционного устройства.

11. Перегородки с отверстиями для прохода воздуха.

12. Внутренней очехловки корпуса из теплопроводного материала (алюминия).

13. Ограничителя поворота корпуса инкубатора относительно оси.

14. Птичьих яиц.

Инкубатор работает следующим образом.

Яйцо птицы 14 (курица, утка, гусь и т.д.) укладывается в лоток 6 и фиксируется в нем устройством фиксации яиц 7. Лоток 6 устанавливается в корпус 1 и фиксируется крышкой корпуса при ее закрывании. При помощи шарнира 9 устанавливается требуемый для данного типа яиц угол наклона инкубатора к горизонтальной плоскости (для кур 45^o, для уток 60^o, для гусиных яиц 75^o).

Устройство контроля температуры, включения нагревателя и вентилятора 4 подсоединяется к электросети, после чего инкубатор выходит на заданный температурный режим автоматически. При этом нагреватель 3 периодически включается, а вентилятор работает постоянно до завершения процесса инкубации.

Периодически, вручную, или, если это предусмотрено конструкцией, автоматически производится поворот корпуса инкубатора вокруг оси подставки 8 на 180^o до упора в фиксатор 13. Это обеспечивает без повреждения яиц их поворот относительно горизонтальной плоскости на 180^o.

При работе вентилятора 2 воздух внутри корпуса начинает циркулировать, проходя через вентилятор 2 сверху-вниз, нагреватель 3, направляющий раструб 10, поворачивает на 90^o и растекается по дну корпуса инкубатора. Затем вследствие того, что проходное сечение отверстий в перегородке 11 в 1,5 3 раза меньше, чем проходное сечение вентилятора 2, останавливается, создавая под перегородкой 11 зону подогретого воздуха с повышенным давлением, а над перегородкой с лотком 6 и яйцами 14 зону с пониженным давлением. Такое устройство инкубатора обеспечивает равномерный, струйный поток воздуха на лоток 6 с яйцами 14, и, как следствие,их равномерный обогрев по всей площади сечения лотка 6, чего нет во всех известных конструкциях инкубаторов. Эксперименты на опытном образце инкубатора показали, что при этом обеспечивается точность поддержания температуры в рабочей зоне (зона размещения яиц) ±0,2^oC по объему и ±0,1^oC по времени работы инкубатора (до 35 суток для гусиных яиц) независимо от колебаний температуры окружающей среды от 15 до 35^oC по сравнению с прототипом, в котором обеспечивается точность только ±0,5^oC. Это позволило повысить процент выведения с 65 80% в прототипе до 94% в предлагаемом решении.

Для контроля за температурой в рабочей зоне установлен стандартный датчик температуры в виде малоинерционного в тепловом отношении терморезистора 5, который соединен электрически с устройством контроля 4. Для учета и компенсации собственного тепловыделения яиц, а также удаления из инкубатора углекислого газа, выделяемого при инкубации яйцом, в крышке и корпусе предусмотрены отверстия для входа и выхода воздуха, причем выходным отверстием является труба подставки 8. Обеспечение заданного уровня влажности внутри инкубатора осуществляется за счет заливки в него 1 раз в сутки воды через крышку (чертеж). Внутренняя очехловка корпуса 12, таким образом, выполняет двойную функцию, являясь, с одной стороны, ванночкой для воды, а с другой, вследствие своей высокой теплопроводимости выравнивает температуру по объему инкубатора, повышая эффективность работы перегородки с отверстиями 11. Шарнир 9 позволяет использовать инкубатор для разных типов яиц (утки, гуси, куры и т. д. ) и позволяет перевести инкубатор в режим выведения яиц (последние три дня из 21 дня для кур). В этом случае инкубатор при помощи шарнира 9 выставляется горизонтально, а яйца освобождаются от ячеистой структуры 6, фиксирующих устройств 7 и размещаются в инкубаторе в горизонтальном положении.

В настоящее время изготовлен опытный образец инкубатора на 84 куриных (или 30 гусиных, или 54 утиных яйца); проведены его натурные испытания на выведение. Достигнута высокая степень выведения (до 94%) при нулевом проценте боя яиц. Планируется запуск в серийное производство.

По сравнению в прототипом средняя по времени потребляемая электрическая мощность снижена с 200 до 40 Вт, а габариты за счет вращения корпуса вместо наклона лотков (техническое решение прототипа) снижены более чем в 2 раза.

Испытания макета и опытного образца позволили также определить оптимальное значение суммарного сечения отверстий в перегородке 11, которое получилось в 1,5 3 раза меньше площади проходного сечения вентилятора. При большем и меньшем значении резко увеличивается неравномерность температуры по объему рабочей зоны инкубатора, что существенно сказывается на сроках выведения и проценте выведения яиц.

Формула изобретения

1. Бытовой инкубатор, содержащий теплоизолированный корпус с крышкой, установленный на опорный элемент, вентиляционное устройство, нагреватель, устройство контроля температуры нагрева с датчиком и лоток для яиц, отличающийся тем, что инкубатор снабжен перегородкой с отверстиями, суммарная площадь которых в l,5 3 раза меньше площади поперечного сечения проходного канала вентиляционного устройства, упомянутая перегородка установлена под лотком для яиц перпендикулярно к оси инкубатора и делит инкубатор на две части, корпус инкубатора выполнен цилиндрическим, закреплен на опорном элементе на оси цилиндра с возможностью поворота вокруг нее по крайней мере на 180° и с возможностью поворота в плоскости осевого сечения корпуса по крайней мере на 75° от горизонтального положения и фиксацией по крайней мере в двух положениях, вентиляционное устройство расположено внутри корпуса по его оси над нагревателем и содержит раструб, направляющий воздушный поток вдоль оси цилиндра вниз с последующим поворотом на 180° вдоль образующих цилиндрической поверхности корпуса и крышки, лоток с яйцами выполнен в виде съемной кольцевой ячеистой структуры, размещен по периферии вентиляционного устройства с возможностью жесткого крепления к внутренней поверхности корпуса и содержит приспособления для жесткой фиксации яиц в лотке с параллельностью большей оси яиц оси инкубатора.

2. Инкубатор по п. 1, отличающийся тем, что внутренние поверхности корпуса, крышки и перегородка с отверстиями выполнены из высокотеплопроводного материала, например алюминия.

3. Инкубатор по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что опорный элемент корпуса выполнен в виде изогнутой пустотелой трубы и соединен с внутренним пространством корпуса с возможностью выхода из него части воздуха.

РИСУНКИ

Рисунок 1