В качестве прототипа взят корпус бытового инкубатора “ИПХ-10” производства ООО “ПятигорскСельМаш”, который по сравнению с другими моделями, например “Идеальная наседка” (ИБ1НБ, ИБ2НБ) или “Нептун-006” обеспечивает более лучшие характеристики для инкубации и вывода.
Применяемые материалы для изготовления корпуса (рис. 10) являются деревянные брусья, оцинкованная жесть, листовой пенопласт, декоративный гетинакс, уголки и листовая сталь (для крепления различных узлов и деталей). Как и при выборе радиодеталей, автор не ставит жестких ограничений при изготовлении корпуса инкубатора, читатель может внести поправки на свое усмотрение, исходя из наличия материалов, инструментов, приспособлений и оборудования имеющихся под рукой.
Рис. 10. Устройство корпуса инкубатора А-100Б
Корпус представляет собой паралелипипед с внутренними размерами 400х400х420 mm с толщиной стенок 40 mm. Каркас корпуса выполнен из деревянных брусков сечением 40х40 mm, внутренняя полость обита оцинкованной жестью, внешняя поверхность – декоративным гетинаксом или оцинкованной жестью, пространство между ними заполнено листовым пенопластом 4 толщиной 40 mm. На петлях 3 зафиксирована передняя дверца 1. По внутреннему периметру дверцы приклеен уплотнитель 2 предназначенный для герметизации камеры в закрытом положении, для простоты рисунка ручка и замок фиксации не показаны.
Для обеспечения заданного зазора между днищем и полом в нижней части корпуса прикреплены резиновые ножки 6.
Для обеспечения вентиляции и охлаждения в корпусе проделаны дыхательные отверстия 5 (в верхней части поближе к двери) и 16 (на задней стенке выше центра вентилятора), которые прикрываются поворотными заслонками. Степень открытия заслонок задаются вручную. По центру в задней стенке установлен вентилятор 13 при помощи ряда вспомогательных деталей: он насажен на ось специальной втулки 14, которая посажена с натягом в стенке. Данное решение связано с исключением радиальных нагрузок на ось двигателя 18, который соединяется через переходную втулку 19. Сам двигатель крепится к корпусу на скобах 17. Для простоты крепежные шурупы и винты на рисунке не показаны. Нагреватель 15 размещается между стенкой и вентилятором 13 чуть ниже его центра, с целью обдува камеры уже нагретым воздухом.
Система увлажнения состоит из трубок 11, которые размещены параллельно задней стенке перед вентилятором (вверху и внизу) на которые натянута синтетическая ткань 12. В верхней трубке проделаны отверстия диаметром 0,5…0,9 mm с шагом 10…15 mm обращенные к ткани, один конец трубки заделан наглухо, через другой конец подается вода от электроклапана 21 через питающую трубку 20. Нижняя трубка выполнена в виде желобка (вдоль трубки сделан прорез на всю длину и этот прорез вдет нижний край ткани). Аналогично верхней трубке, один конец заделан наглухо, а с другого конца зафиксирована отводная трубка аналогично трубке 20 (на рисунке она не показана).
На равномерность прогрева очень большое влияние оказывает расположение термодатчика внутри камеры. В прототипе термодатчик расположен на задней стенке выше центра вентилятора и обеспечивает нормальную температуру в задней половине камеры, но вблизи яиц поближе к дверце особенно нижние лотки температура будет ниже нормы, так что комментарии излишни. Размещение датчика чуть глубже середины в верхней части корпуса позволяет выровнять температуру (в середине норма, ближе к вентилятору чуть выше нормы, у дверцы чуть ниже нормы, но в пределах допуска, +/-0,15C). Датчик для влажного термометра для удобства обслуживания следует закрепить на боковой стенке вверху, где лотки при повороте не смогут задеть баллон увлажнителя с водой. В качестве резервуара для увлажнителя можно применить штатный баллон увлажнения от “ИПХ-10”, или стеклянный, от психрометра “ВИТ-2”. Фиксация ткани на датчике влажного термометра выполняется аналогично влажному термометру в составе психрометра “ВИТ-2” (см. руководство пользователя на психрометр “ВИТ-2”).
Система поворота нуждается в более подробном описании. Подавляющее большинство инкубаторов для поворота лотков применяют барабанную систему, где она представляет единую конструкцию вращающийся на одной оси (в качестве примера см. рис. 7). Она является простой, технологичной при изготовлении, ее привод не требует особых узлов и деталей. Помимо достоинств, следует отметить и некоторые недостатки:
1) Не столь эффективно использует внутренний объем камеры (сравнительно низкая плотность размещения яиц на единицу объема).
2) Загрузку барабана надо делать равномерно, не нарушая его балансировки, особенно при неполной загрузке.
3) При размещении барабана в центре камеры, конвекционный вентилятор необходимо сместить в сторону от центра задней стенки, так как его место занимает двигатель и редуктор поворота. Как результат ухудшается обдув яиц и увеличивается неравномерность температуры внутри камеры.
В качестве альтернативы предлагается барабан с шарнирным поворотом (рис. 11), хотя это усложняет его устройство. Несмотря на недостаток, это с лихвой компенсируется более эффективным использованием объема камеры. С примерами реализации механизма поворота в промышленных и фермерских инкубаторов можно ознакомится в [5]
Рис. 11. Кинематика поворотного механизма.
Направляющая рама составлена из уголка 1 и перекладины 2, которые соединены между собой точечной сваркой или заклепками. В зависимости от вида яиц (куриные, утиные, гусиные или перепелиные) число направляющих рам может быть от двух до четырех. Сами направляющие рамы фиксируется на трапеции, состоящие из вертикальной планки 5 и горизонтальной планки 3 через втулки 6, а оси качания 4 посажены с тугой посадкой (желательно дополнительно расклепать или прихватить сваркой). Для наглядности рисунка трапеция с лицевой стороны не изображена, она аналогична трапеции с тыльной стороны.
Лоток для яиц 1 имеет внешние размеры 305х160х90 mm (рис. 12) и сделан из металлической сетки с ячейкой 10х10 mm. С верхней стороны фиксируется окантовка 2 из стальной полоски шириной 8 mm и привариваются точечной сваркой, либо обжимается более широкой полоской согнутой пополам (рис. 13). На каждую направляющую раму устанавливается по два лотка, с широкой стороной в сторону вентилятора. Таким образом, можно разместить 6 лотков вместо четырех (см. руководство по эксплуатации бытового инкубатора “ИПХ-10”).
Рис. 12. Лоток для яиц с укрепляющей окантовкой (точечная сварка)
Рис. 13. Фрагмент рисунка лотка для яиц с укрепляющей окантовкой (обжим или расклепка)
Для поворота трапеции задействована верхняя задняя ось, поэтому она должна быть длиннее и выступать через заднюю стенку. Далее на нее фиксируют элементы для поворота (в качестве примера см. рис. 7). Приемы расположения и фиксации системы поворота аналогичны двигателю вентилятора.
После сборки и наладки прогон камеры на удержание температуры выполняется на протяжении суток, проверяя температуру контрольным термометром (его можно разместить вблизи сухого термодатчика, проделав в корпусе отверстие, при этом заранее надо изготовить заглушку). Установка поддерживаемой температуры выполняется визуально (резистором 1-R35), по показаниям вольтметра, при этом переключатель SA3 (см. рис. 2) устанавливают в положение “Установка темп. сухой”.
Аналогично выполняется установка поддерживаемой температуры влажного термометра, нижний порог сигнализации, верхний порог сигнализации при соответствующих положениях переключателя SA3, при этом надо учитывать погрешность на гистерезис компараторов напряжения. Для положения установки SA3 “Нижний порог”, “Верхний порог” определяется своя погрешность относительно показаний сухого термометра. Для положения SA3 “Устан. влажн. терм.” погрешность определяется относительно показаний влажного термометра.
Эксплуатация инкубатора должна производиться в помещении с температурой +10…25C и относительной влажности 40…60%, при более высокой температуре, например 30…35C возникают проблемы с охлаждением, так как в инкубаторе не предусмотрено автоматическое принудительное охлаждение, эту функцию выполняет оператор вручную.
После изготовления и наладки инкубатора необходимо покрасить металлические части высокопрочной эмалью во избежание коррозии.
Сведения, связанные с биологическими особенностями и технологией инкубации яиц можно ознакомится в [5, 6]