煤加熱電子恆溫孵化裝置的製作方法

2023-06-27 19:51:26

專利名稱：煤加熱電子恆溫孵化裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及用於孵化禽蛋的一種孵化機具。它還可以作為農村生產食用菌、速生豆芽、農作物種子催芽以及食品生產中發酵等多種用途。
傳統孵化禽蛋採用炕孵法、煤油燈孵化等，它是靠人工長期觀察溫度變化改變其加熱量來進行孵化，翻蛋手工操作勞動強度大。其最突出的缺點是溫度不能自控，且溫度均勻性差。在中國專利公開了一種「孵禽薄水溫箱」(專利號88212933)，它是利用熱水保溫孵化，其缺點也是溫度不能自控、溫度均勻性差，而且容量小、操作麻煩。現代的電孵化箱，雖克服了這些缺點，但價格昂貴、燃料費用高。又因農村停電頻繁，故難以在農村推廣應用。
本實用新型意在克服上述孵化技術的缺點，設計了一種價格低廉、耗燃料省、溫度自動控制、溫度均勻性好及操作方便的煤加熱電子恆溫孵化裝置。該孵化裝置特別適合農村家禽養殖業應用。
本實用新型的目的是這樣來實現由箱體、氣流受控門、電子溫控器組成。電子溫控器包括測控溫電路、門控電路、超低溫報警電路及故障報警電路。在箱體外採用兩個對稱煤加熱爐分別經加熱進氣管同時給箱體內提供熱源。在箱體外的兩加熱進氣管內具有氣流受控門。該受控門由門控電路的複合電晶體和繼電器分別組成的電機正轉電路、電機反轉電路控制開閉。氣流受控門由活動板、門框、電機、轉軸及行程開關構成。其轉軸穿過固定門框的軸套，一端與轉動輪相連，另一端與行程開關轉動臂相連，轉動輪經皮帶與電機相連。在箱體內兩邊及底部左右各設置有矩形盒狀熱交換器，該交換器上的進氣管與排煙管排列呈三角形狀，整個箱內形成U字形加熱狀。在箱體內左、右設有翻蛋架，該架上具有蛋架和翻蛋手柄，搖動翻蛋手柄整個蛋架便能旋轉90度。為使箱體內保持空氣新鮮以利禽蛋孵化，在箱體底部設有換氣進氣孔，在箱體頂部設有換氣排氣孔。採用這種結構製作的孵化裝置，當測溫電路測出箱體內溫度略低於設定值時，其電路給出溫度低信號，此信號送入門控電路，通過門控電路的電機正轉電路，電機正轉，使氣流受控門開啟，熱氣流進入熱交換器，箱體內溫度升高；當測溫電路測出箱體內溫度略高於設定值時，其電路給出溫度高信號，此信號送入門控電路，通過門控電路的電機反轉電路，電機反轉，使氣流受控門關閉，熱氣流被阻斷，箱體內溫度下降。這樣周而復始，使溫度恆定在設定值附近。當熱氣流分別進入各熱交換器中，由於箱體內是多面加熱，故不需風扇攪動溫度均勻性好。又由於熱交換器設計成矩形盒狀，進氣管與排煙管安裝成三角形，將爐的點式熱源通過熱交換器轉換成面式向箱體內加熱，有利溫度均勻分布，且熱傳遞損失小。
本實用新型由於採用煤加熱，燃料易得且費用低；電子溫控器的電路採用了線性集成塊及CMOS集成塊，故控溫精度高、耗電省、故障小、易維修。該裝置具有容量大、工作可靠、價格低、耗燃料省等優點。其價格僅為電孵化箱的1／4左右。其孵化效果好，禽蛋出殼率均在90％以上。孵化5000枚雞蛋，燃煤約30－40元，它的燃料費僅為電孵化箱的1／4，是傳統炕孵化法的1／3。這種裝置可在農村廣泛推廣應用。
以下結合附圖對本實用新型實施例作詳細說明


圖1為本實用新型箱體結構示意圖。圖2為
圖1中熱交換器結構示意圖。圖3為
圖1中氣流受控門主視圖。圖4為圖3的俯視圖。圖5為圖3中行程開關的側視圖。圖6為本實用新型電子控制部分框圖。圖7為圖6的電路原理圖。
參見
圖1－－圖7本裝置由類似電孵化箱體，安裝在箱體外與兩煤加熱爐10之間的兩加熱進氣管7內的氣流受控門8及包括測溫控溫電路A、門控電路B、氣流受控門開閉不到位故障報警電路C、超低溫報警電路D的電子溫控器組成。電子溫控器可設置在箱體上，也可為獨立體放置於箱體外。
在箱座18上的箱體，具有左右兩個相同的箱門15，箱體內左右結構相同。箱體內四周具有保溫層1；翻蛋架6上用螺絲活動連接有蛋架4和固定有翻蛋手柄5，搖動手柄5蛋架4可以上下各轉動45度；在左右兩旁和底部左右裝有共四個矩形盒狀熱交換器3，安裝在熱交換器3上的一進氣管7與兩排煙管2呈三角形，在底部的兩熱交換器3上固定有溫度調節水盤17；在箱體上部設置有溫度計13和測溫探頭14(圖7中熱敏電阻Rt1)；在頂部安有照明燈12。在箱體頂部和底部分別開有換氣進氣和換氣排氣孔11。在箱體外具有左右對稱並具爐蓋9的煤加熱爐10，通過在箱門15上的觀察窗16可觀察箱內情況。
氣流受控門8包括活動板23，固定在軸套30上的門框28，固定在支架24上的微型電機19(直流6V－7.5V)，穿過軸套30的轉軸22及行程開關25(包括K1、K2)。其活動板23與轉軸22用固定片27固定在一起，轉軸22一端與轉動輪21相連，另一端與固定在支架24上的行程開關25的轉動臂31相連，轉動輪21通過皮帶20與電機19相連，活動板23與進氣管7之間空餘部分具有阻斷氣流從門側通過的填充物26，支架24裝在活動板23外的進氣管7上。該段進氣管7做成搭接式，安裝時將具有受控門8的該段進氣管搭接在爐體和箱體外的進氣管之間，並將搭接處密封。
測溫及控溫電路為圖7中虛線內A部分。測溫採用由電阻R1、R2、R3，傳感元件熱敏電阻Rt1及電位器W1，表頭G組成普通的不平衡電橋。圓球狀熱敏電阻Rt1放入箱體內(
圖1中標號16)通過引線接入電橋。由於它的慣性小，有很好的溫度測量特性，隨箱體內的溫度不同，a、b兩點間的電位差不同，故流過表頭G的電流也就不同，只要將表頭G指示按溫度刻畫，就能讀出箱體內的溫度。溫控電路包括電阻R4、電位器W2、運算放大器F1組成的電壓比較器及電晶體T1、繼電器J1組成的功率驅動器。合上電源後，把電位器W2調至預先要求的設定溫度時，由於熱敏電阻Rt1處在冷態下，阻值較大，此時b點電壓較C點電壓高，即Vbc＞0,放大器F1的6腳輸出正電壓，使電晶體T1管導通，繼電器J1吸合，因繼電器J1的觸頭J1－1接入門控電路的輸入端，通過門控電路使爐頂氣流受控門8打開，熱氣流進入箱體內熱交換器3，使箱體內的溫度逐漸升高，同時熱敏電阻Rt1的阻值逐漸下降。當Vbc＜0時，比較器翻轉，放大器F1的6腳輸出低電位，電晶體T1截止，繼電器J1釋放，通過門控電路使氣流受控門8關閉，熱氣流被阻斷，箱內溫度下降，熱敏電阻Rt1阻值又增大，b點電位又上升，等到溫度降至Vbc＞0時，又重複升溫過程。這樣周而復始，就能使溫度被控制在設定的值附近。只要改變電位器W2，即可改變被控溫度。門控電路為圖7中虛線內B部分。由電晶體T2、T3和繼電器J2等組成電機DJ(圖3中的標號19)正轉電路(開門升溫)；由電晶體T4、T5和繼電器J3等組成電機反轉電路(關門)。由電阻R8、R9和發光二極體D2、D5同步開關K4、K5組成升溫開門及降溫(關門)顯示電路，由與非門Y1、Y2組成R－S觸發器，用來記憶受控門8的開閉狀態。其工作過程是這樣的假定箱體內的溫度低於設定值，則繼電器J1吸合，J1－1常閉點斷開，d點電位為高電位，經與非門Y3倒相，其輸出為低電位。按下K3使與非門Y2輸出F點為高電位，Y1的輸出E點為低電位。因此或非門H1的輸入均為低電位，輸出則為高電位，從而電晶體T2、T3導通，繼電器J2吸合，J2－1，J2－2接通，電源＋V經J2－1→DJ→J2－2形成通路，電機DJ正轉，通過皮帶20使轉軸22正轉，活動板23打開，氣流通過。同時帶動行程開關轉動臂31，當受控門全開到位時，行程開關K1合上使與非門Y1輸出端E為高電位，從而使或非門H1輸出為低電位，電晶體T2，T3截止，繼電器T2釋放，切斷電機DJ的電源，電機DJ停止轉動。受控門8開啟後，爐中的煤得到充足的氧氣，燃燒加劇，使箱體內的溫度上升。當溫度上升到設定值時，繼電器J1釋放，J1－1閉合，d點電位變為低電位。一方面經與非門Y3倒相使或非門H1輸出為低電位。另一方面由於行程開關K1合上F點電位也為低電位。此時或非門H2的輸入均為低電位，輸出為高電位，電晶體T4、T5導通，繼電器J3吸合，J3－1、J3－2接通，電源＋V經J3－1→DJ→J3－2構成通路，電機DJ反轉，帶動受控門8關閉。當受控門8關閉到位時，使行程開關K2合上，其作用有兩個，一是使與非門Y2輸出F點變為高電位，或非門H2輸出為低電位，電晶體T4、T5截止，切斷電機DJ的電源。另外使與非門Y1的輸出E點變為低電位，為下次開門作準備(只有初開機升溫時才按一下按鍵開關K3，如C3起作用時，可不按K3，受控門也會開)。受控門8關閉之後，阻斷了熱氣流進入箱內的熱交換器3，箱體內溫度降低。當溫度低於設定值時控溫電路發出開門信號，即繼電J1吸合，重複上述開門升溫過程，從而使箱內溫度保持恆定。為防止受控門8開關不到位，設置了故障報警電路，該電路為圖7的虛線內C部分。其由與非門Y4，Y5拾取故障信號，由與非門Y6、Y7，電阻R14，R15，電容C3等元件組成音頻振蕩器電路。其工作原理當受控門開8啟或關閉不到位時，行程開關K1、K2均處斷開，與非門Y4的兩個輸入端均為高電位，輸出為低電位，經與非門Y5倒相，輸出為高電位，音頻振蕩器產生振蕩。與非門Y7輸出的音頻信號通過蜂鳴器Ya發出故障報警信號。只有待故障排出後才能停止報警。如果受控門8開、閉正常，Y4的輸入端始終有一個為低電位，Y5輸出也為低電位，振蕩器不振蕩。為防止電器元件出故障及煤爐熄滅造成溫度過高或過低設置了超低溫報警電路。該電路如圖7的虛線內D部分所示。它是一個獨立的電路，由兩個電壓比較器串接而成。由電位器W4，電阻R17、R18，熱敏電阻Rt2及運算放大器F2等元件組成溫度低時報警；由電阻R16，R18，熱敏電阻Rt2，電位器W3，運算放大器F3等元件組成溫度超高報警；由電阻R20，電容C5，C6及電晶體T6、T7組成音頻振蕩器。電路工作原理首先將W4調到所需的最低溫度值(孵化最低溫度約37℃)。W3調到最高所需的溫度值(約41℃)。此時b點的電位高於a點的電位。將Rt2放入箱體內，當箱內溫度低於最低設定溫度值時，熱敏電阻Rt2的阻值較大，因此C點電位高於b點電位，運算放大器F2輸出高電位，經發光二級管D6，電阻R20使振蕩器振蕩，揚聲器Y6發出低溫報警，同時D6給出溫度低顯示。隨著溫度上升，Rt2阻值減小，C點電位下降，當C點電位低於b點電位時，放大器F2輸出低電位，振蕩器振蕩。如溫度繼續升高，C點電位繼續下降，當C點電位低於a點值時，運算放大器F3輸出高電位，經D7、R20使振蕩器產生振蕩，通過揚聲器Y6發出超溫報警，D7亮顯示溫度超高。這種電路只有在被調節所需的溫度區內，報警器不工作，即不報警。如溫度低於最低要求值或高於最高要求值時，報警均發出報警。
本實用新型的氣流受控門8即為加熱爐10輸送熱源的爐門，安裝在加熱爐10的頂部選料要求耐溫高；電源＋V為7.5V(用乾電池即可)；電子控制部分除門控電路外均可採用其它電路。箱體幾何尺寸長2.3m、寬1.5m、高1.75m。電路中主要元件參數熱敏電阻Rt1、Rt2為MF－1型，7.5KΩ；電位器W1為2.2KΩ，W2、W3及W4均為10KΩ；繼電器J1－J3型號為JZC－7F；二極體D1、D3、D4為2CZ82E；發出二極體D2、D6為HLR－3，D5、D7為HLG－3；運算放大器F1為F007，F2、F3為LM324；電晶體T1－T5及T7為3DG系列，T6為3A×81B；與非門Y1、Y2、Y3為一集成塊，Y4－Y7為一集成塊，型號均為CD4011；或非門H1、H2為一集成塊，型號CD4001。
權利要求1.一種包括箱體、氣流受控門、電子溫控器的煤加熱電子恆溫孵化裝置，在與加熱爐相連的箱體內具裝有蛋架和翻蛋手柄的翻蛋架，在箱體底部具有換氣進氣孔及頂部具有換氣排氣孔，電子溫控器包括測控溫電路及門控電路，其特徵在於裝於加熱進氣管內的氣流受控門由活動門板、門框、電機、轉軸及行程開關構成，該氣流受控門由門控電路的複合電晶體、繼電器分別組成的電機正轉電路和電機反轉電路控制開閉，箱體內兩旁及底部左右具有矩形盒狀熱交換器，熱交換器上的加熱進氣管與排煙管排列呈三角形狀，箱體內形成U字形加熱狀。
2.根據權利要求1所述的煤加熱電子恆溫孵化裝置，其特徵在於轉軸穿過固定門框的軸套，一端與轉動輪相連，另一端與行程開關轉動臂相連，轉動輪經皮帶與電機相連，活動板與加熱進氣管之間空餘部分具有填充物。
3.根據權利要求1所述的煤加熱電子恆溫孵化裝置，其特徵在於電子溫控器包括有氣流受控門開關不到位的故障報警電路。
4.根據權利要求1所述的煤加熱電子恆溫孵化裝置，其特徵在於電子溫控器還包括電壓比較器和音頻振蕩器組成的超低溫報警電路。
專利摘要本實用新型提供了一種煤加熱電子恆溫孵化裝置。其加熱進氣管內的氣流受控門由活動板、門框、電機、轉軸及行程開關構成；該受控門由門控電路的電機正轉電路和電機反轉電路控制開閉；箱體內的熱交換器呈矩形盒狀，熱交換器上的加熱進氣管與排煙管的排列為三角形狀。這種孵化裝置箱價格低、耗燃料省、溫度自動控制，溫度均勻性好及工作可靠、操作方便。價格僅為電孵箱的約1/4，其禽蛋出殼率在90％以上。特別適合農村家禽養殖業應用。
文檔編號A01K41/00GK2195189SQ942366
公開日1995年4月26日 申請日期1994年6月16日 優先權日1994年6月16日
發明者李朝臣 申請人:李朝臣