Устройство для поения пчел на пасеке
Владельцы патента RU 2446681:
Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования (ФГОУ ВПО) Челябинская государственная агроинженерная академия (RU)
Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к пчеловодству. Предложенное устройство состоит из емкости для воды, дозатора, патрубка, наклонного бруса с канавкой для стока жидкости, компрессора, генератора озона и озонатора. Озонатор выполнен в виде плоского ящика со вставленным в него в форме перевернутого короба диффузатором, содержащем выемки для протока воды, перегородку, отделяющую зону приема воды от зоны ее потребления, патрубок для подачи озоновоздушной смеси, трубку для выведения отработанной озоновоздушной смеси со входом, расположенным ниже уровня патрубка и выходом выше уровня жидкости в озонаторе. Зона потребления воды имеет регулятор уровня жидкости. Входное отверстие трубки для выведения отработанной озоновоздушной смеси расположено внизу трубки в горизонтальной плоскости, ниже которого в корпусе диффузатора перпендикулярно направлению движения воды установлены гребенки. Высота зубьев гребенок находится на одном уровне со входным отверстием трубки для выведения отработанной озоновоздушной смеси. Изобретение обеспечивает сохранение постоянной концентрации озона в потоке воды при различном уровне ее потребления. 4 ил.
Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к устройствам для поения пчел на пасеке.
Известно устройство для общего поения пчел на пасеке, содержащее емкость для воды, дозатор, патрубок, наклонный брус с площадкой для поения и канавкой для стока жидкости (Мачичка М. Пчеловодное оборудование, инвентарь и их самодельное производство. - Братислава: «Природа», 1988). Вода из дозатора через патрубок попадает в канал наклонного бруса и стекает вниз. Пчелы садятся на площадку и хоботком сосут жидкость, находящуюся в канале. Данная поилка предназначена для обслуживания пасеки, состоящей из нескольких десятков ульев.
Недостатком устройства является то, что пчелы садятся рядом с каналом, из которого пьют воду. Различные болезнетворные микроорганизмы от инфицированных особей попадают в воду, через которую происходит перезаражение других пчел, пользующихся этим общим источником водопотребления. Возникают массовые инфекционные заболевания, вызывающие гибель пчел и их личинок. Прямой экономический ущерб нередко превышает 2…3 тысяч рублей на одну семью за сезон.
Известно устройство для озонирования аквариумов, содержащее компрессор, генератор озона, емкость с водой (аквариум) и озонатор воды в виде барботера. Озон обеззараживает воду, придает ей дезинфицирующие свойства. Обработанная озоном вода дезинфицирует аквариум, барботер, трубопроводы и прочие детали конструкции (Мигулин В. Аквариум и озон. Рыбоводство и рыболовство, - 1969, №3).
Однако процесс обработки большого объема воды требует высокой мощности устройства для ее озонирования. Большая масса воды и мощная, производительная система для ее озонирования не позволяют отследить заданную концентрацию озона в различных слоях жидкости.
Известно устройство (прототип) для кормления пчел жидким озонированным углеводным кормом, состоящее из компрессора, генератора озона, озонатора в виде плоского ящика с вставленным в него диффузатором в форме перевернутого короба и содержащем: выемки для протока жидкого углеводного корма, перегородку, герметично отделяющую зону хранения корма от зоны ее потребления, патрубок для подачи озоно-воздушной смеси и трубку для выведения отработанной озоно-воздушной смеси с входом, размещенным в вертикальной плоскости и расположенным ниже уровня патрубка, и выходом - выше уровня жидкости (Патент на изобретение №2365104. МПК A01K 53/00. Опубл. 27.08.2009 - Бюл. №24). Устройство работает тихо и не создает препятствий в процессе кормления пчел. Жидкий озонированный углеводный корм предотвращает инфицирование пчелиной семьи в улье, стимулирует ее опылительную активность и увеличивает продолжительность жизни пчел. Так как непосредственному воздействию озона подвергается небольшая часть корма, находящаяся в диффузаторе (максимальное колебание интенсивности потребления от 0 до 0,5…0,7 г/с), то устройство способно провести процесс его обработки в отдельном улье при низких затратах мощности на работу озонатора.
Однако данная конструкция не может поддерживать заданную концентрацию озона при поении пчел на пасеке, где интенсивность потребления в 10…30 раз больше и достигает значений 12…20 г/с. Увеличение интенсивности потока уменьшает время нахождения воды в диффузаторе, что влияет на концентрацию озона в ее составе. Объясняется это тем, что при ламинарном режиме движения жидкости озон быстро абсорбируется только ее верхним слоем, а дальнейшее проникновение озона в глубину протекает путем диффузии. Скорость диффузии значительно медленнее процесса абсорбции, и за более короткое время озон из верхних слоев жидкости не успевает достигнуть дна кормушки в диффузаторе.
Цель изобретения - обеспечить постоянную концентрацию озона в потоке воды при различном уровне ее потребления на пасеке.
Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для поения пчел на пасеке, состоящем из емкости для воды, дозатора, патрубка, наклонного бруса с канавкой для стока жидкости, компрессора, генератора озона, озонатора в виде плоского ящика с вставленным в него в форме перевернутого короба диффузатором и содержащем: выемки для протока воды, перегородку, отделяющую зону приема воды от зоны ее потребления, патрубок для подачи озоно-воздушной смеси, трубку для выведения отработанной озоно-воздушной смеси с входом, расположенным ниже уровня патрубка, и выходом - выше уровня жидкости в озонаторе, в отличие от прототипа зона потребления воды снабжена регулятором уровня жидкости, а у трубки для выведения отработанной озоно-воздушной смеси входное отверстие расположено внизу трубки в горизонтальной плоскости, а ниже его в корпусе диффузатора перпендикулярно к направлению движения воды установлены гребенки, высота зубьев которых находится на одном уровне с входным отверстием трубки для выведения отработанной озоно-воздушной смеси.
Благодаря тому, что зона потребления воды снабжена регулятором уровня жидкости, столб воды в зоне приема и потребления в корпусе озонатора всегда постоянен. Это сохраняет постоянный режим работы компрессора по величине максимального давления озоно-воздушной смеси в диффузаторе и положительно влияет на стабильность концентрации озона в воде.
Благодаря тому, что у трубки для выведения отработанной озоно-воздушной смеси входное отверстие расположено внизу трубки в горизонтальной плоскости, создается «жесткий» режим перепада величины максимального и минимального давления в диффузаторе. Быстрые перепады давления и инерционности воды во время движении то вверх, то вниз создают микроколебания слоев жидкости в вертикальной плоскости с частотой тактов «сжатия» компрессора, при этом на поверхности потока образуются волны. Гребенки разделяют движущийся в горизонтальной плоскости слой жидкости на отдельные струйки, при этом микроколебания воды в вертикальной плоскости перемешивают струйки из нижних и верхних слоев потока. Ламинарный режим движения жидкости преобразуется в турбулентный. При этом озон быстро абсорбируется не только верхними слоями воды, но и нижними, что ускоряет его диффузию внутри потока. Чем выше интенсивность движения жидкости в диффузаторе, тем более активно идут процессы, способствующие сохранению заданной концентрации озона в воде вне зависимости от скорости ее движения. Так как высота гребенок не превышает уровень входа в отверстие трубки для выведения отработанной озоно-воздушной смеси, то их зубья не препятствует движению этой смеси в диффузаторе.
По имеющимся у автора сведениям новые признаки устройства для поения пчел на пасеке, а именно: наличие регулятора уровня жидкости в зоне потребления воды, расположение входного отверстия трубки для выведения отработанной озоно-воздушной смеси в конце трубки в горизонтальной плоскости, наличие гребенок, установленных в корпусе диффузатора ниже входного отверстия перпендикулярно к направлению движения воды, высота зубьев которых находится на одном уровне с входным отверстием, не известны из уровня техники и представляют собой в совокупности с известными признаками устройства новую конструкцию поилки для пчел на пасеке, позволяющую получить новый положительный эффект - постоянную концентрацию озона в потоке воды при различном уровне ее потребления, что позволяет сделать вывод о соответствии технического решения критериям «новизна» и «изобретательский уровень».
На фиг.1 изображен общий вид поилки на пасеке; на фиг.2 - общая схема системы озонирования воды; фиг.3 - вид озонатора спереди; фиг.4 - вид озонатора слева.
Устройство для поения пчел на пасеке (фиг.1) состоит из емкости 1 для воды, дозатора 2, патрубка 3, наклонного бруса 4 с каналом для стока жидкости, компрессора 5, генератора озона 6 и озонатора 7.
Система озонирования воды (фиг.2) включает: I - компрессорный блок; II - блок генератора озона; III - блок озонатора.
Озонатор (фиг.3 - вид спереди, фиг.4 - вид слева) состоит из диффузатора 8 с выемками 9 для протока воды, перегородкой 10, отделяющей зоны приема 11 воды от зоны потребления 12, патрубка 13 для подачи озоно-воздушной смеси, трубки 14 с входом 15 для отработанной озоно-воздушной смеси, расположенным внизу трубки в горизонтальной плоскости уровня патрубка и выходом 16 выведения отработанной озоно-воздушной смеси, расположенным выше уровня жидкости в корпусе 23, выполненном в виде плоского ящика с вставленным в него в форме перевернутого короба диффузатором 8, воды 17, регулятора 18 уровня жидкости, гребенок 19, расположенных перпендикулярно к направлению движения воды в диффузаторе 8 с зубьями 20, высота которых находится на одном уровне с входным отверстием 15 трубки 14, крышки 21 с отверстием 22 для установки патрубка устройства дозирования.
Устройство работает следующим образом.
Вода из емкости 1 (фиг.1) через дозатор 2 и патрубок 3 подается в озонатор 7, где заполняет все пространство в корпусе 23 озонатора до уровня слива регулятора 18 (фиг.3). Постоянный столб жидкости в зоне приема 11 и потребления 12 воды поддерживается через выемки 9 в диффузаторе 8. Постоянный столб жидкости обеспечивает стабильный режим работы компрессорного блока I (фиг.2) по величине максимального давления озоно-воздушной смеси в диффузаторе 8 (фиг.3), что положительно влияет на устойчивость концентрации озона в воде. Благодаря тому, что устройство для поения пчел содержит озонатор, обрабатывающий только ту часть воды в потоке, которая идет для поения пчел, значительно снижаются затраты мощности на процесс ее озонирования.
Для предотвращения обратного потока жидкости в систему в случае его переполнения компрессор 5 (фиг.1) устанавливают над озонатором 7. Воздух из атмосферы нагнетается компрессорным блоком I (фиг.2) в блок генератора озона II, где из кислорода воздуха вырабатывается озон, который в виде озоно-воздушной смеси поступает в блок III озонатора. При работе озонатора 7 (фиг.1) озоно-воздушная смесь через патрубок 13 (фиг.3) поступает внутрь диффузатора 8, где создает избыточное давление, которое выталкивает воду до уровня входа 15 трубки 14. Отработанная озоно-воздушная смесь через выход 16 трубки 14, расположенный выше уровня воды в озонаторе, возвращается в атмосферу. Благодаря тому, что вода обладает инерцией в процессе движения, а вход 15 в трубку 14 располагается в горизонтальной плоскости параллельно поверхности воды без зазора, система регулирования работает «жестко». Жидкость в такте «всасывание» с частотой работы двухтактного компрессора (такты «всасывание», «сжатие» с частотой 25 или 50 Гц) перекрывает вход 15 в трубку 14. В диффузаторе создаются микроколебания слоев воды в вертикальной плоскости, при этом на поверхности потока образуются волны. Гребенки 19 разделяют движущийся слой жидкости зубьями 20 на отдельные струйки, при этом микроколебания воды в вертикальной плоскости перемещают жидкость в нижних и верхних слоях потока, перемешивая их. Ламинарный режим движения воды преобразуется в турбулентный. Площадь поверхности потока, контактирующая с озоно-воздушной смесью, резко возрастает. Озон быстро абсорбируется не только верхними слоями воды, но и нижними, что ускоряет его диффузию внутри потока. Чем выше интенсивность движения жидкости в диффузаторе (повышенный расход воды в поилке), тем более активно идут процессы, пропорционально ускоряющие поглощение (абсорбцию) озона водой из озоно-воздушной смеси. Данное техническое решение обеспечивает сохранение заданной концентрации озона в воде в пределах 0,08…0,09 мг/л независимо от скорости ее движения. Благодаря тому, что высота зубьев 20 гребенок 19 (фиг.4) не превышает уровень входа 15 в трубки 14 для выведения отработанной озоно-воздушной смеси, зубья 20 не препятствуют движению этой смеси в диффузаторе и не замедляют процесс абсорбции озона. Высота зубьев составляет 3/4 высоты гребенки, соотношение частоты зубьев к протокам соответствует 40…50%. В зависимости от потребления воды пчелами персонал в течение суток вручную с помощью дозатора 2 (фиг.1) устанавливает необходимый ее расход из емкости 1 для хранения. Озонированная вода по регулятору 18 уровня жидкости (фиг.3) зоны потребления 12 воды поступает в канавку наклонного бруса 4 (фиг.1). Поток дезинфицирует канавку для стока жидкости и ближайшую поверхность бруса.
При поении озонированная вода обеспечивает микробиологическую защиту пчел от различных болезнетворных микроорганизмов, а также стимулирует их полезно-хозяйственную активность. При этом возрастает сила и иммунный статус пчелиной семьи (Циколенко С.П., Гордиевских Л.М. Усовершенствование технологии круглогодичного использования пчелиных семей и результаты ее производственной проверки/ Сб. Материалы XLVIII международной научно-технической конференции «Достижения науки - агропромышленному комплексу», ч.4. - Челябинск, ЧГАУ, - 2009).
Расчетный экономический эффект от разработки составляет 0,9…1,1 тыс. руб. на пчелиную семью в год.
Устройство для поения пчел на пасеке, состоящее из емкости для воды, дозатора, патрубка, наклонного бруса с канавкой для стока жидкости, компрессора, генератора озона, озонатора в виде плоского ящика со вставленным в него в форме перевернутого короба диффузатором, содержащим выемки для протока воды, перегородку, отделяющую зону приема воды от зоны ее потребления, патрубок для подачи озоно-воздушной смеси, трубку для выведения отработанной озоно-воздушной смеси со входом, расположенным ниже уровня патрубка и выходом - выше уровня жидкости в озонаторе, зона потребления воды снабжена регулятором уровня жидкости, а у трубки для выведения отработанной озоно-воздушной смеси входное отверстие расположено внизу трубки в горизонтальной плоскости, а ниже него в корпусе диффузатора перпендикулярно к направлению движения воды установлены гребенки, высота зубьев которых находится на одном уровне со входным отверстием трубки для выведения отработанной озоно-воздушной смеси.
