Изобретения в сфере сельского хозяйства, животноводства, рыболовства

 
Изобретения в сельском хозяйстве Обработка почвы в сельском и лесном хозяйствах Посадка, посев, удобрение Уборка урожая, жатва Обработка и хранение продуктов полеводства и садоводства Садоводство, разведение овощей, цветов, риса, фруктов, винограда, лесное хозяйство Новые виды растений или способы их выращивания Производство молочных продуктов Животноводство, разведение и содержание птицы, рыбы, насекомых, рыбоводство, рыболовство Поимка, отлов или отпугивание животных Консервирование туш животных, или растений или их частей Биоцидная, репеллентная, аттрактантная или регулирующая рост растений активность химических соединений или препаратов Хлебопекарные печи, машины и прочее оборудование для хлебопечения Машины или оборудование для приготовления или обработки теста Обработка муки или теста для выпечки, способы выпечки, мучные изделия

Способ регулирования температурного режима улья и устройство для его осуществления

 
Международная патентная классификация:       A01K

Патент на изобретение №:      2438303

Автор:      Макаров Евгений Владимирович (RU), Салихов Сагит Сабитович (RU)

Патентообладатель:      Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Челябинская государственная агроинженерная академия" (RU)

Дата публикации:      10 Января, 2012

Начало действия патента:      20 Мая, 2010

Адрес для переписки:      454080, г.Челябинск, пр. Ленина, 75, ФГОУ ВПО "Челябинская государственная агроинженерная академия", кафедра ПЭЭСХ


Изображения





Группа изобретений относится к сельскому хозяйству. Предложенный способ регулирования температурного режима улья заключается в том, что периодически воздействуют на пчел в улье неоднородным электрическим полем с градиентом напряженности поля 10-20 В/см2. Периодичность воздействия регулируют в зависимости от температуры, генерируемой пчелами. Предложенное устройство для регулирования температурного режима улья содержит потенциальный и заземленные секционированные электроды, каждая секция которых заземлена через индивидуальный выключатель, генератор импульсов напряжения, блок управления, температурный датчик. Блок управления состоит из усилителя, детектора, компаратора и регистратора. Выход регистратора соединен с входом компаратора. К управляющему входу генератора импульсов подсоединен выход блока управления. В качестве потенциального электрода использована проволока вощинодержателя, расположенная рядами в плоскости соторамки. Соторамка установлена в центре улья. Заземленные секционированные электроды размещены в противоположных сторонах улья параллельно потенциальному. Группа изобретений обеспечивает высокую эффективность обработки пчелиной семьи и позволяет поддерживать температуру на оптимальном уровне. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к пчеловодству и используется для обеспечения регулирования внутриульевого температурного режима с учетом оптимального для пчел сочетания влажности и газового состава воздуха. Также может быть использовано для борьбы с роением пчел, активизации их летной активности, борьбы с клещом Варроа и для интенсификации сбора пчелиного яда и прополиса.

Известны способ и устройство для регулирования микроклимата в улье [Патент 2246213. Устройство для регулирования микроклимата в улье. 7 МПК A01K 47/06. Опубл. 20.02.2005]. Способ заключается в контроле и регулировании внутриульевого микроклимата с учетом оптимального для пчел сочетания определенных значений температуры и влажности внутри улья посредством нагревательного элемента и парообразователя. Периодичность воздействия регулируется микрофоном и датчиками температуры и влажности.

Устройство содержит датчики температуры и влажности воздуха, преобразователи сигналов датчиков в частоту, микрофон, микроЭВМ, коммутирующее устройство для приведения в действие элементов системы кондиционирования и систему кондиционирования улья. Способ и устройство имеют существенные недостатки, а именно высокую потребляемую мощность (до 80 Вт), особенно при низких значениях внешней температуры воздуха (Tнар~-20°C). Микрофон, установленный в пределах досягаемости пчел, подвергается прополисованию, что в совокупности с посторонними шумами приводит к искажению звукового сигнала, таким образом управление в соответствии с акустическими сигналами становится малоэффективным. Влажность и температура вблизи соответственно парообразователя и ТЭНа будут удовлетворять требуемым параметрам, тогда как в удаленных точках улья показатели будут ниже и регулирование осуществляется хуже и в неполном объеме. К тому же оптимальные для пчел сочетания определенных значений температуры, влажности и газового состава внутри улья зависят от породы пчел, местоположения улья, климата региона, состава пчелиной семьи и могут не соответствовать тем оптимальным параметрам, которые поддерживает устройство.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к заявляемым способу и устройству и выбранный в качестве прототипа является способ активизации двигательной активности пчел и устройство для его осуществления [Патент 2294098. Способ активизации двигательной активности пчел и устройство для его осуществления. 7 МПК A01K 47/00, A01K 57/00. Опубл. 27.02.2007. Бюл. 6]. Известный способ заключается в периодическом воздействии на улей неоднородным электрическим полем, градиент которого составляет 2-5 В/см2, а периодичность воздействия регулируют в зависимости от частоты поля, генерируемого пчелами.

Известное устройство, в котором реализован данный способ, содержит датчик двигательной активности, генератор импульсов напряжения, потенциальный и заземленный секционированный электроды и блок управления, включающий усилитель, детектор, компаратор и регистратор. Каждая секция заземленного электрода заземлена через индивидуальный выключатель, что позволяет создать в улье электрическое поле определенной неоднородности и локализации. Датчик двигательной активности представляет собой установленный в летковой части улья электрический зонд, регистрирующий электрическое поле, генерируемое пчелами.

Недостатком способа и устройства является то, что они используются для регулирования двигательной активности и не позволяют регулировать непосредственно температуру. К тому же электрический зонд действует локально, температура же - показатель интегральный. То есть присутствующая в центре улья двигательная активность в зависимости от количества активизировавшихся пчел и внешней температуры воздуха, может соответствовать разным значениям температуры в центре улья. Градиент напряженности неоднородного поля для регулирования частоты электрического поля в прототипе составляет 2-5 В/см2, что недостаточно для поддержания температурного режима улья в пределах, оптимальных для обработки пчел.

Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение эффективности обработки пчел за счет регулирования температурного режима улья с учетом влажности и газового состава.

Поставленная задача решается тем, что в способе регулирования температурного режима улья, заключающемся в периодическом воздействии на улей неоднородным электрическим полем, согласно изобретению градиент напряженности поля составляет 10-20 В/см2, а периодичность воздействия регулируется в зависимости от температуры, генерируемой пчелами.

Неоднородное электрическое поле воздействует непосредственно на физиологические процессы (обмен веществ) в организме каждой особи пчелиной семьи, повышая их двигательную активность и, соответственно, температуру. Обмен веществ сопровождается выделением не только тепловой энергии, но и воды, то есть одновременно регулируется и влажность в улье. Таким образом, регулирование влажности и газового состава (происходит одновременно с регулированием температурного режима) осуществляется пчелами самостоятельно, так как каждая пчела является по сути маленьким источником тепла и влаги, преобразующим химическую энергию корма (нектара, меда) непосредственно в тепловую энергию (C6H12O6+6·O 2 6·CO2+6·H2O + энергия) за счет интенсификации процессов жизнедеятельности.

Градиент напряженности неоднородного электрического поля составляет 10-20 В/см2, такие значения обусловлены требованиями технологии обработки. При значениях градиента напряженности ниже 10 В/см2 эффект от воздействия существенно меньше или отсутствует, а при значениях более 20 В/см2 - наблюдается угнетение пчел.

Для реализации способа используется устройство для регулирования температурного режима улья, содержащее потенциальный и заземленные секционированные электроды, каждая секция которых заземлена через индивидуальный выключатель, генератор импульсов напряжения, к управляющему входу которого подключен выход блока управления, состоящего из усилителя, детектора, компаратора и регистратора, выход которого соединен с входом компаратора, согласно изобретению потенциальный электрод выполнен в виде проволоки вощинодержателя диаметром 0,2-0,4 мм, расположенной рядами в плоскости соторамки, установленной в центре улья, два заземленных секционированных электрода размещены по бокам улья параллельно потенциальному, также в центральной части улья, в зоне расположения расплода, установлен температурный датчик, регистрирующий изменение температуры непосредственно в этой зоне.

Выполнение потенциального электрода в виде проволоки вощинодержателя, расположенной рядами в плоскости соторамки, позволяет повысить до оптимального уровня для обработки пчел градиент напряженности неоднородного электрического поля. Расстояние между рядами проволоки 55-65 мм объясняется тем, что: при междурядном расстоянии более 65 мм будут наблюдаться «мертвые» зоны с минимальной напряженностью, менее 55 мм - зоны с высокой напряженностью.

Диаметр проволоки вощинодержателя составляет 0,2-0,4 мм, что обусловлено толщиной вощины. Проволока диаметром менее 0,2 мм обладает низкой механической прочностью, а более 0,4 мм создает неудобство пчелам при постройке сот, так как ее диаметр больше толщины вощины.

Использование температурного датчика обеспечивает возможность регистрировать изменение температуры, генерируемой пчелами, а также температуры воздуха в зоне локализации расплода, в центре улья. Прополисование термодатчика практически не влияет на его работу.

Изменением числа включенных секций заземляющих электродов регулируется не только локализация поля, но и распределение его напряженности внутри улья. Регулирование напряженности с помощью потенциального электрода, выполненного в виде проволоки вощинодержателя и заземленных секций, является мягким воздействием на пчел и исключает их перевозбуждение.

Таким образом, в результате вышесказанного достигается задача изобретения, а именно регулирование и оптимизация температурного режима улья за счет энергоинформационного воздействия неоднородного электрического поля с целью повышения эффективности обработки.

Проведенные исследования по патентным и научно-техническим источникам информации показали, что предлагаемая совокупность приемов регулирования температурного режима пчелиного жилища и совокупность существенных признаков устройства для его реализации не известна и не следует явным образом из уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемых технических решений критериям «новизна» и «изобретательский уровень».

Предлагаемый способ может быть применен в условиях пасеки, снабженной оборудованием, выпускаемым зарубежными и отечественными производителями. Таким образом, заявляемый способ является доступным и, следовательно, применимым в пчеловодстве.

Предлагаемое устройство может быть выполнено с помощью стандартного оборудования и материалов отечественного и зарубежного производства. Таким образом, заявляемое устройство соответствует критерию «промышленная применимость».

Предлагаемое устройство поясняется чертежами, на которых представлено: на фиг.1 - функциональная схема устройства; на фиг.2 - конструкция потенциального электрода; на фиг.3 - эпюры импульсов напряженности.

Устройство для регулирования внутриульевого температурного режима содержит генератор 1 импульсов напряжения (фиг.1), блок управления 2, потенциальный электрод 3 (фиг.2), выполненный в виде проволоки вощинодержателя 13, установленной рядами в плоскости соторамки 12, расположенной в центре улья. Междурядное расстояние составляет 55-65 мм. Заземленные электроды 6 установлены с противоположных сторон улья 4 параллельно потенциальному. Заземленные электроды выполнены секционированными, каждая секция которых подключена к заземляющему выводу генератора 1 через индивидуальные выключатели 5. Блок управления 2 выполнен в виде последовательно соединенных термодатчика 7, усилителя 8, детектора 9 и компаратора 10 (например, триггер Шмита), выход которого подключен к управляющему выводу генератора 1 импульсов напряжения. С детектором 9 электрически связан регистратор 11.

Способ регулирования внутриульевого температурного режима пчел заключается в том, что в объеме или в части объема улья возбуждают неоднородное электрическое поле с заданной частотой и неоднородностью, с градиентом напряженности 10-20 В/см2. Режим подачи электрического поля осуществляют вручную изменением числа включенных секций с помощью выключателей 5 заземленного электрода, а периодичность воздействия электрического неоднородного поля - автоматически путем изменения длительности интервалов времени, в течение которых поле включено или выключено в зависимости от температуры, генерируемой пчелами.

Способ осуществляется следующим образом.

С помощью генератора 1 импульсов напряжения, потенциального электрода 3, секций заземленных электродов 6 и выключателей 5 во всем объеме улья 4 или в его части возбуждают неоднородное электрическое поле с заданными значениями напряженности E (фиг.3) и частоты. Градиент напряженности неоднородного поля находится в пределах 10-20 В/см2, и выбор его значения обусловлен требованиями технологии обработки.

В зависимости от технологии, то есть от того, с какой целью используется устройство (оптимизация микроклимата, регулирование температурного режима, активизация двигательной активности, роение, борьба с клещом Варроа), ориентировочно определяют число включенных секций заземленных электродов и расстояния между ними. В частности, для возбуждения неоднородного электрического поля во всем объеме улья с помощью выключателей 5 заземляют все секции заземленного электрода 6, кроме центральных.

С генератора импульсов 1 подают напряжение на потенциальный электрод 3. С помощью термодатчика 7 замеряется температура в центре гнезда, генерируемая пчелами. Полученный сигнал поступает в компаратор 10, который настроен на включение и выключение генератора импульсов 1 в зависимости от температуры, генерируемой пчелами (tвкл. = 28°C; tвыкл. = 32°C). Изначально температура внутри улья была ниже 28°C (фиг.3), поэтому компаратор не отключает генератор импульсов, пока температура не поднимется до 32°C за время T1. При достижении 32°C компаратор отключает генератор импульсов, и температура в центре улья плавно снижается до 28°C за время T2. При понижении температуры до 28°C за время T3 происходит включение компаратором генератора импульсов, и далее цикл повторяется. Таким образом, регулирование промежутков времени, в течение которых поле включено, и пауз между периодами работы осуществляют посредством обратной связи в соответствии с температурой, генерируемой пчелами.

Таким образом, предлагаемые способ и устройство для регулирования температурного режима внутри улья обеспечивают высокую эффективность обработки пчелиной семьи и позволяют поддерживать параметры температуры на оптимальном уровне.

Формула изобретения

1. Способ регулирования температурного режима улья, заключающийся в периодическом воздействии на пчел в улье неоднородным электрическим полем, отличающийся тем, что градиент напряженности поля составляет 10-20 В/см2, а периодичность воздействия регулируют в зависимости от температуры, генерируемой пчелами.

2. Устройство для регулирования температурного режима улья, включающее потенциальный и заземленные секционированные электроды, каждая секция которых заземлена через индивидуальный выключатель, генератор импульсов напряжения, к управляющему входу которого подключен выход блока управления, состоящего из усилителя, детектора, компаратора и регистратора, выход которого соединен с входом компаратора, отличающееся тем, что в центральной части улья установлен температурный датчик, регистрирующий изменение температуры воздуха в центре улья, а в качестве потенциального электрода использована проволока вощинодержателя, расположенная рядами в плоскости соторамки, также установленной в центре улья, заземленные секционированные электроды размещены в противоположных сторонах улья параллельно потенциальному.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что расстояние между рядами проволоки вощинодержателя составляет 55-65 мм, а диаметр проволоки - 0,2-0,4 мм.

MM4A Досрочное прекращение действия патента из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 21.05.2012

Дата публикации: 20.03.2013





Популярные патенты:

2241344 Способ производства зеленого корма

... цеолита и удерживают антигельминтный препарат. Далее пласт зеленого корма перемещается в зону кормления практически без потерь цеолита и антигельминтика.Согласно проведенным исследованиям, антигельминтный препарат наносят в виде аэрозоля в соответствии с рекомендуемой для данного препарата дозой, а цеолит добавляют к семенам в количестве 1-10%, что позволяет эффективно скармливать зеленый корм. Количество антигельминтика, меньшее рекомендованной дозы, и цеолита, меньшее 1%, не приводит к заметному эффекту повышения качества корма и увеличения производительности данной технологии по выращиванию корма; и не наблюдается достоверного эффекта излечивания гельминтозов, и изменения ...


2195801 Картофелекопатель швыряльного типа

... Сущность изобретения заключается в следующем. Картофелекопатель снабжен вторым лемехом. Оба лемеха плоские. Ротор установлен с возможностью подачи клубненосной массы с лемехов в сторону, обратную направлению движения картофелекопателя, и закрыт кожухом. Введены суживаюший канал, имеющий в поперечном сечении П-образную форму, и направляющие граблины. В результате обеспечена возможность создания двухрядного картофелекопателя, способного укладывать клубни в валок. Кроме того, гребенки ротора, направляющие граблины, рабочие поверхности канала и экрана обрезинены, что уменьшает повреждаемость клубней при работе, копателя на легкой и сухой почве. Для тяжелых и влажных почв ...


2189742 Способ обработки инкубационных яиц

... способа. Реализация предлагаемого способа возможна в настоящее время на базе существующих технических средств (специально созданных генераторов электрического поля). Способ обработки основан на применении индуцированного низкочастотного высоковольтного электрического поля, создаваемого последовательностью биполярных прямоугольных импульсов с гармоническим заполнением для обработки яиц. Обработка производится с целью увеличения выводимости яиц, вывода цыплят, повышения иммунитета птицы и, как следствие, снижения заболеваемости, ускорения роста, увеличения веса. Переменными (регулируемыми) параметрами при создании поля являются: - амплитуда (напряженность поля), - частота ...


2245614 Устройство для очистки вороха в зерноуборочном комбайне

... установлена над передней частью днища копнителя, решето выполнено прутковым, наклоненным к колосовому шнеку, причем прутки в сечении представляют собой равносторонний треугольник. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что решето выполнено с возможностью изменения расстояния между прутками и регулирования угла наклона в вертикальной плоскости путем поднятия и опускания его передней части. MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе Дата прекращения действия патента: 02.12.2005 Извещение опубликовано: 27.12.2006        БИ: ...


2201663 Устройство для ориентированной посадки лука

... ориентации луковиц после высаживающего аппарата имеет на выходе подпружиненное дно, а внутри щеточный ворс, который расположен радиально к поверхности семяпровода. Кроме того, на нижнем конце семяпровода в задней части его по ходу движения устройства выполнены две сквозные вертикальные прорези, расположенные по разные стороны от продольной плоскости семяпровода свободных концов, причем расстояние между прорезями не менее двух диаметров вешки луковицы. Кроме того, вдавливание и фиксация луковиц в почве происходит с помощью битера, имеющего на рабочей поверхности эластичные лопасти для вдавливания и фиксации луковиц в почве, свободные концы которых заходят при работе в прорези ...


Еще из этого раздела:

2236122 Устройство для содержания животных

2192721 Орудие для обработки засоленных почв

2091023 Способ защиты растений от заболеваний, вызванных нематодами

2119738 Орудие для уборки грубых кормов

2142696 Способ выращивания цветочных и декоративных растений в тепличных и домашних условиях

2184433 Рабочий орган щелевателя

2464780 Способ, устройство и компьютерный программный продукт для управления группой молочного скота

2495561 Машина лесозаготовительная

2216908 Комбайн для уборки урожая с кустарников

2182765 Имитатор звуков рыб