一種蜜蓋電熱切割器的設(shè)計(jì)研究

梁　昭　和紹禹　耿振龍　鄭永春

（1云南農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院，昆明650201；2云南農(nóng)業(yè)大學(xué)東方蜜蜂研究所，昆明650201）

一種蜜蓋電熱切割器的設(shè)計(jì)研究

梁昭1和紹禹2耿振龍1鄭永春1

（1云南農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院，昆明650201；2云南農(nóng)業(yè)大學(xué)東方蜜蜂研究所，昆明650201）

蜜蜂養(yǎng)殖生產(chǎn)中，蜜脾蜜蓋的切割是一項(xiàng)非常繁重的工作，本設(shè)計(jì)立足轉(zhuǎn)地飼養(yǎng)蜂場實(shí)際，在電源選擇、刀型結(jié)構(gòu)、加熱方式等方面進(jìn)行設(shè)計(jì)改進(jìn)，設(shè)計(jì)研究了一種簡單實(shí)用的利用電熱方式熔化切割蜜蓋的電熱切割器。

蜜蜂；蜜蓋；電熱切割

1　引言

在蜜蜂養(yǎng)殖生產(chǎn)中，蜜脾蜜蓋的切割是一項(xiàng)非常繁重的工作，多數(shù)蜂農(nóng)是使用傳統(tǒng)的割蜜刀來進(jìn)行蜜蓋的切割，勞動強(qiáng)度比較大。目前市場上也出現(xiàn)了利用電加熱進(jìn)行蜜蓋切割的電熱蜜蓋切割刀（如圖1所示），多為仿人工切割刀制作，使用AC220V電源，應(yīng)用范圍受到限制。2015年2月27日課題組在云南羅平縣隨機(jī)調(diào)研了來自河南、遼寧、陜西、內(nèi)蒙、山東、安徽等地的10個轉(zhuǎn)地蜂場，有9個蜂場都擁有了太陽能發(fā)電裝置，電源電壓為DC12V，比例達(dá)到90%。為此，課題組在電源選擇、刀型結(jié)構(gòu)、加熱方式等方面進(jìn)行了設(shè)計(jì)改進(jìn)，設(shè)計(jì)研究了一種簡單實(shí)用的利用電熱方式熔化切割蜜蓋的電熱切割器。

圖1　電熱割蜜刀

2　基本結(jié)構(gòu)

2.1機(jī)械硬件系統(tǒng)部分

圖2　蜜蓋電熱切割器結(jié)構(gòu)簡圖

圖2是蜜蓋電熱切割器結(jié)構(gòu)簡圖。切割器由刀片、加熱腔體、電源開關(guān)、手柄等幾部分構(gòu)成，在加熱腔體中置有PTC加熱元件和溫控器。刀片用螺釘連接于腔體下面，刀片是可以更換的；加熱腔體的前面是楔體形狀，這樣可以防止蜜蓋堆積在加熱腔體前方；加熱腔體后面與手柄相連，手柄上裝有電源開關(guān)。

2.2加熱控溫部分

發(fā)熱元件采用PTC加熱體。PTC加熱體由鍍鋅外壓板、不銹鋼波紋狀彈簧片、鍍鋅內(nèi)壓板、單層鋁散熱件、PTC發(fā)熱片、雙層鋁散熱件、鍍鎳銅電極端子和PPS高溫塑膠電極護(hù)套所組成。兩塊PTC加熱元件用PTC卡安裝于加熱腔內(nèi)兩側(cè)，以保證刀片受熱均勻。

溫控器選用突跳式溫控器。突跳式溫控器是一種將定溫后的雙金屬片作為熱敏感反應(yīng)組件，當(dāng)?shù)镀訜釡囟冗_(dá)到設(shè)定溫度時(shí)，溫控器迅速切斷電路；當(dāng)?shù)镀瑴囟认陆档綔乜仄鲝?fù)位溫度設(shè)定值時(shí)，雙金屬片迅速回復(fù)原狀接通電路繼續(xù)加熱。溫控器可以防止由于加熱元件干燒過熱而引發(fā)的不安全因素。

3　電氣控制部分

3.1電氣控制原理

圖3　電氣控制流程圖

圖3是電氣控制流程圖。電源接通按下電源開關(guān)后，電流通過定溫后的突跳式溫控器供給PTC加熱元件對刀片進(jìn)行加熱，當(dāng)?shù)镀瑴囟冗_(dá)到設(shè)定值后，溫控器斷開切斷電路，PTC不再發(fā)熱；當(dāng)?shù)镀瑴囟鹊陀谠O(shè)定溫度時(shí)，溫控器接通電路，PTC繼續(xù)通電加熱；如此反復(fù)，控制刀片溫度基本穩(wěn)定在所設(shè)定的范圍之內(nèi)。

3.2電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)

主要由DC12V直流電源、SB自鎖按鈕開關(guān)、溫控器和兩個PTC加熱體組成。

3.3主要電氣參數(shù)

PTC加熱元件所需電壓為DC12V，最大功率為18W，最高發(fā)熱溫度為150℃，而蜜脾蜜蓋的熔點(diǎn)一般在62～67℃之間。為保證良好的切割效果，設(shè)置溫控器的整定溫度在80到90℃之間，此時(shí)的發(fā)熱功率為8W到10W之間，由此可知，蜜蓋切割器的最大功率為20W，工作時(shí)電路中最大電流為1.7A左右。

圖4　為電氣原理框圖

4　結(jié)語

對于新電熱蜜蓋切管器：采用PTC加熱元件加熱速度快，安全性高；通過PTC加熱刀片，使刀片溫度達(dá)到蜜蓋融化溫度之上，使蜜蓋的切割更加快捷方便，降低了勞動強(qiáng)度，提高勞動效率。

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［2］李然.新型太陽能發(fā)電系統(tǒng)的開發(fā)與研究［J］.東北大學(xué)，2008，06.

［3］鄭玉莉.一種適用于蜜蜂轉(zhuǎn)地飼養(yǎng)的電動搖蜜機(jī)及其配套多功能電氣控制裝置的實(shí)驗(yàn)研究［J］.蜜蜂雜志，2013，01.

［4］徐海榮.鐘史明.充分利用我國太陽能資源，開發(fā)太陽能光伏產(chǎn)業(yè)［J］.沈陽工程學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2006，04.

［5］袁婕.PTC熱敏電阻在節(jié)能燈上的應(yīng)用［J］.電子質(zhì)量，2014，01.

［6］劉大中.PTC熱敏電阻加熱元件及其應(yīng)用［J］.家用電器科技，2002，01.

Design of a Honey Cover Electric Heating Cutters

Liang Zhao1He Shaoyu2Geng Zhenlong1Zheng Yongchun1
（1 Faculty of Engineering and Technology,Yunnan Agricultural University，Kunming,Yunnan 650201；2 Institute of Oriental Bees,Yunnan Agricultural University,Kunming,Yunnan 650201）

Bee breeding production,honey spleen and honey cover cutting is a very heavy work,the design based on actual turn to keeping bee farm,design improvements in power options,knife-type structure,heating methods,design research a simple and practical honey cover cut electric heating cutter use of electric heating melting honey cover.

bees；honey cover；electric heating cutter

國家農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系（蜜蜂）CARS-45-kxj14

梁昭（1989-），男，山東泰安人，在讀碩士研究生，研究方向?yàn)殡姎夤こ?，E-mail：lzliangzhao@163.com

鄭永春，教授，碩士生導(dǎo)師，研究方向?yàn)檗r(nóng)業(yè)電氣工程。