CN115226657A - 蜂窝离心分离方法及分蜜机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于在容器(2)中离心分离蜂窝(20)的方法和分蜜机，其中蜂窝被放置在具有旋转轴线(6)的可旋转的篮(3)的容纳部(4)中，之后篮(3)由马达(9)旋转，使得蜂蜜由于离心力而被驱出蜂窝单元，并沿着容器壁(14)向下流到出口开口(12)，在此处取出蜂蜜，并且其中通过控制单元(15)将篮(3)的转速设置为蜂窝不会被产生的离心力损坏的值。为了减少蜂窝上的负载并为了在不损坏蜂窝的情况下减少排空所需的时间，规定容器(2)内的至少一个蜂窝(20)的质量通过测量装置(17)确定，将结果转发给控制单元(15)，并且控制单元通过马达(9)自动调节转速，从而不超过离心力的临界极限。

Description

蜂窝离心分离方法及分蜜机

技术领域

本发明涉及一种用于在容器中离心分离蜂窝的方法，其中蜂窝被放置在具有旋转轴线的可旋转篮的容纳部中，之后篮由马达旋转，使得蜂蜜由于离心力而被驱出蜂窝单元，并沿着容器壁向下流到出口开口，在此处取出蜂蜜，并且其中通过控制单元将篮的旋转速度设置为蜂窝不会被产生的离心力损坏的值。

本发明还涉及一种分蜜机，尤其用于实施该方法，其具有容器，在该容器中具有用于蜂窝的容纳部和旋转轴线的可旋转篮可经由马达旋转；具有出口开口，离心分离获得的蜂蜜可以从该出口开口取出；并且具有控制单元，利用该控制单元可以设置马达的转速。

背景技术

分蜜机由众多制造商以各种设计形式出售并且是众所周知的。

容器通常是圆柱形不锈钢锅，其外径在400到1000mm之间。在其中至少有一个所谓的篮，其具有用于一个或多个蜂窝的容纳部。术语“蜂窝”在此理解为其蜂窝单元位于所谓的框架中的蜂窝，其取自蜂箱(人造蜂房)。框架通常由边长在150到450mm之间的木材制成，并且可以例如与其他框架一起放入蜂箱中。蜜蜂在蜂蜡的帮助下将框架构建成蜂窝，其具有众所周知的六角蜂窝单元。

尽管也有带有自由轮的手动曲柄驱动器，但本发明限于马达驱动的可旋转支承的篮。其旋转轴线通常是垂直的。

分蜜机主要区分为

a)切向分蜜机

b)径向分蜜机和

c)可逆式分蜜机。

在切向分蜜机中，蜂窝在篮内被切向放置在支架中。当篮旋转时，蜂蜜最初只在面向容器壁的一侧被抛出，直到用手翻转蜂窝。

在径向分蜜机的情况下，蜂窝以星形位于篮的容纳部中，并且蜂窝的两侧，即位于此处的蜂窝单元，在离心力的作用下被清空。但是，这种方法容易出现蜂窝断裂。

在第三种分蜜机中，篮的每个容纳部从围绕轴线的径向定向的起始位置根据篮的旋转方向枢转到至少接近切向的位置，以便当改变篮的旋转方向时两侧都可以被清空。

为了在本申请中解释该术语，容纳部被理解为具有用于蜂窝的插入开口的通常为笼状的隔室，该插入开口通常向上打开，并且所有容纳部都位于可旋转的篮上。此外，旋转轴线应理解为篮或容纳部围绕其旋转的直线，而旋转轴应理解为表示在空间上形成的轴心或轴。

离心分离蜂蜜时，蜂窝会因机械过载而破裂。较高的离心力尤其作用在满的或部分排空的蜂窝上。因此，分蜜机最初通常以较低的转速小心驱动，这可以在最现代的分蜜机的控制单元上设置。当蜂窝接近排空时，养蜂人才敢以更高的速度旋转。在可逆式分蜜机的情况下，转速的选择就更具有挑战性了。

此外，蜂蜜的粘度和蜂窝的重量可能会有很大差异，因此经验值不一定可以沿用。

发明内容

本发明的目的是减少蜂窝上的负载并减少所需的排空时间而不损坏蜂窝。

根据方法，该目的通过权利要求1的特征来实现，尤其是通过使用测量装置确定容器内的至少一个蜂窝的质量，将结果转发给控制单元并且控制单元通过马达驱动器自动调节转速，从而不超过离心力的临界极限。

所有适用于确定蜂窝质量或测量其重量的技术装置在此都被理解为测量装置。该测量装置形成用于测量与蜂窝重量相关的物理现象。在此，测量装置能够在离心分离过程中考虑重量的变化。可以根据质量随时间的变化来计算排空程度。在切向或可逆式分蜜机的情况下，可以以这种方式确定翻转的最佳时间点或离心分离过程的结束。除了保护蜂窝外，还减少了所需的时间，从而通过更有效地使用分蜜机而节省了成本。

确定至少两个蜂窝的质量变化是有利的。

如果在多个蜂窝中在离心分离过程中确定质量减少，可以得出关于蜂窝是否不均匀排空的结论。

在离心过程之前和/或过程中和/或之后确定所有蜂窝的质量是特别有利的。

通过这种方式，不仅获得各个单个蜂窝的重量，并且可以不断地确定由于甩出蜂蜜而导致的重量减少，而且还获得有关篮的圆周上的质量分布的认知。以这种方式，可以在控制器中确定篮中存在的不平衡，并且为了保护篮的具有垂直旋转轴线、例如支承在轴承中的旋转轴的轴承，还可以在探测到这种不平衡的情况下调整转速，从而避免过大的撞击。

如果在离心分离过程中通过至少一个重量传感器不断地确定质量，则是优选的。

因此，第一种实用方法是直接测量一个或多个蜂窝重量。离心分离过程中重量的减轻提供了有关已经从蜂窝单元中离心分离出多少蜂蜜的信息。重量传感器可以通过支撑蜂窝的力传感器或压力传感器形成。然后将测量值无线传输到控制单元是有利的。

替代地或附加地，如果在可逆式分蜜机中通过容纳部角度变化根据转速来确定质量，则是优选的。

这也是一种很简单的确定重量的方法，但是只能在可逆式分蜜机中使用。在静止时，容纳部径向位于容器中。随着转速的增加，容纳部围绕垂直旋转轴线或旋转轴逆着复位的恢复装置(通常是弹簧或弹性体)旋转。蜂窝的重量可以通过在篮的特定转速下测量的旋转角度来计算。例如，可以通过光学方式探测旋转角度。

然而，替代地或附加地，如果在离心分离过程期间通过确定被驱动的篮的惯性矩来探测质量是特别有利的。

在此有利的是，通过确定驱动器的转速、驱动扭矩和篮的角加速度来通过装有蜂窝的篮的惯性矩间接计算质量。

替代性地，通过测量驱动扭矩变化时的加速度变化，可以很容易地通过间接测量来确定蜂窝的质量。因此，可以通过运动范围得出关于质量变化的结论，并将得到的值传输到控制单元。这个过程可以以时间间隔或持续发生。

转速和驱动扭矩优选可以通过已知的马达特性曲线范围、测量的电流、马达电源电压的电压和频率来计算。电流和电压以及频率都可以由变频器探测。

通过使用直接驱动器可以进一步提高这种间接测量的准确性。通过使用传感器测量驱动扭矩，可以进一步提高测量准确性。由于蜂窝旋转的半径是已知的，如果通过测量已知扭矩下的角加速度来确定惯性矩，则可以根据公式惯性矩＝质量乘以半径²来确定质量。

优选地，与至少一个蜂窝的重量减轻相关的转速变化以图形方式显示在监视器上。

因此，想要获取蜂蜜的养蜂人能够详细追踪离心过程。

关于分蜜机，本发明的目的通过权利要求8的特征实现，尤其是通过设置用于确定至少一个蜂窝的质量的至少一个测量装置，来自该测量装置的测量值可以被传递到控制器并且篮的转速可以由控制器根据测量值借助于马达进行设置。

正如在类似的方法权利要求中已经说明的那样，这种分蜜机的优点是蜂窝由于转速不断地适应其重量而不会过载。

质量和允许转速之间的相关性被存储在控制器中是有利的。

将由蜂窝的重量决定的转速极限值存储在控制器中是有意义的。由此通过控制器，马达将始终以正确的转速工作。

有利地规定，如在方法部分中已经说明的，测量装置包括力传感器或用于在离心过程中确定篮的惯性矩的传感器。

如果分蜜机具有用于显示一个/多个蜂窝重量的监视器或可以连接到这样的监视器，那么对于养蜂人来说也是有利的。

养蜂人因此可以更好地认知离心过程及其效果，并在必要时通过更改极限值更好地对其进行影响。

如果显示器是通过无线电或电缆连接的独立单元，这将非常有帮助。这里优选的是智能手机、平板电脑或笔记本电脑的显示器可以用作监视器。

附图说明

下面将参照实施例和附图更详细地解释本发明。

图中

图1示出了根据本发明的可逆式分蜜机的三维视图，

图2示出了与现有技术相比根据本发明的可逆式分蜜机的示意性俯视图，

图3a和图3b示出了容纳部轴承的详细俯视图和纵向剖面图，以及

图4a和图4b示出了具有重叠的容纳部的运动的详细俯视图。

具体实施方式

图中所示的实施例涉及可逆式分蜜机类别的分蜜机1。但本发明也可以很好地用在切向或径向分蜜机中。权利要求的所有特征都可以在所有图示中读取。在附图中，不同的实施例仅涉及不同数量的用于蜂窝20的容纳部4、4.1。

为了获得根据本发明的分蜜机1的概览，在图1中三维示出了具有四个容纳部4、4.1的可逆式分蜜机。为了清楚起见，容器2的盖子在图1中被省略。

在容器内设置有可旋转的篮3，该篮可以通过包括马达9的驱动器8围绕旋转轴线6旋转。在该篮上优选可枢转地安装有容纳部4，使得其根据旋转方向由于离心力而处于不同的位置。在此，容纳部4的旋转轴线10.1、10.2更靠近容器内壁14而不是篮3的旋转轴线6。当篮3静止时，容纳部通过在图3中才示出的恢复装置24置于篮3内的径向位置。

容纳部4具有用于蜂窝20的容纳空间5，为简单起见，蜂窝此处以黑色示出。在该实施例中，容纳部具有格子结构，使得蜂蜜可以由于朝容器内壁14的离心力而从蜂窝中甩出，具体而言取决于旋转方向而从第一或第二蜂窝侧面甩出。

然后，蜂蜜沿着容器内壁14向下流动并且可以从出口开口12取出。可以理解的是，蜂窝的重量在此减少了，这会对蜂窝20的强度并且对篮3可能的不平衡产生影响。

为了在离心过程中连续监测蜂窝的重量，设置了至少一个测量装置17，该测量装置提供关于蜂窝20的重量的信息并将该测量值转发给驱动器8的控制单元15，由此可以直接以控制技术方式通过马达9影响篮的转速，以免损坏。因此，可以设置篮转速的自动调节，从而不超过离心力的临界极限。

测量装置17可以以不同的物理测量方法工作。例如，在图1中，传感器21设置用于确定惯性矩，根据其测量值可以通过计算确定蜂窝的重量。或者作为替代或附加方法，在图2中例如在容纳部4、4.1中附接有力传感器或重量传感器18，其例如作为压电记录仪也可以无线传输其测量数据。或者作为本发明的第三个但不是最终的示例，在图3中设置了量角器，其确定容纳部4、4.1由于离心力抵抗恢复装置24的力产生的摆幅并由此也可以示出重量。摆幅角度也可以通过光电方法确定。

在用于确定蜂窝的重量变化的这些可能的测量方法中的每一种中，可以在离心过程之前将传感器校准到空篮或在容纳部中装有蜂窝的篮。

优选跟踪至少两个或甚至所有蜂窝的重量变化或质量变化。由此系统变得更可靠，也可以更好地检测篮的不平衡。

取决于蜂窝重量或蜂窝重量分布的最大转速存储在控制单元15中。例如，在监视器16上，分蜜机的操作者可以追踪转速变化的确切过程。监视器也可以由平板电脑或智能手机构成。

在图2中，在具有六个容纳部的可逆式分蜜机中以非常清晰的方式可以看到进一步和附加的主要优点，因为使容纳部(4、4.1)的旋转轴线10.1延伸通过容纳部(4、4.1)的容纳空间(5)。这在图的左半部分明确显示。相比之下，图像的右半部分显示了旋转轴线10.2在现有技术中的布置方式。为了以一致的表达进行说明，根据本发明的部件在此被赋予了后缀“.1”并且来自现有技术的部件被赋予了后缀“.2”。

通过将旋转轴线10.1移动到通过容纳空间5的区域中，容器2.1可以被构建为具有比旋转轴线10.2被放置在容纳空间4.2的最外部的末端和容纳空间外部时显著更小的直径。实际上，对于具有六个容纳部的可逆式分蜜机的容器而言，这意味着直径从例如770mm减小到680mm。这大大减少了空间需求和材料需求(不锈钢)。容纳部4.1、4.2的静止位置用虚线表示。

图3a和3b示出了如何实现使用一种空心轴22来代替普通的旋转轴7，因为普通的旋转轴是不可能的，因为容纳部4、4.1否则不能再填充蜂窝。图3a为此示出了容纳部4和空心轴22的俯视截面图，图3b示出了穿过空心轴22和容纳空间5的截面A-A。

可见，旋转轴承13和旋转轴11布置在容纳部4.1的容纳空间5下方，使得容纳部4.1的旋转轴线10.1位于空心轴22的中心。由此，旋转轴线与容纳部4.1的两个纵向侧面和一个端面的距离大致相同。

仅指出了包含在旋转轴承13中的恢复装置24，例如弹簧，以及角度测量装置19(仅由用于发射出的测量信号的箭头表示)。

最后，图4a和图4b示意性地示出了具有十个处于停止(图4a)和旋转(图4b)状态的容纳部4.1的相同的可逆式分蜜机。所有的容纳部都围绕篮的旋转轴线6旋转，为了简单起见和更好的理解，这里没有示出该篮。在此，旋转轴线10.1布置得更靠近彼此，使得其间距小于容纳空间5的最长范围。这样做的结果是，即使由于离心力而完全枢转，容纳部4.1的两个端部也不会具有到容器内壁相同的距离，而是相邻的容纳部会部分重叠。为了使来自蜂窝的蜂蜜不会被甩向相邻容纳部的背离容器壁的一侧，在重叠区域中设置了导流板23。

通过径向辅助线25的表示，其代表从旋转轴线6开始的离心力方向，清楚地表明导流板23相对于辅助线结束的位置在辅助线上正好在辅助线通过下一个容纳部的末端的位置。因此，被甩出的蜂蜜不会累积在下一个更靠近容器内壁的容纳部上。其原因在于导流板仅覆盖容纳部4.1的、在容纳空间中主要是蜂窝的(木)框架所位于的部分。

除了每个容纳部4.1的旋转轴线10.1的移位之外，通过容纳部4.1的这种重叠可以实际保留前面每个可逆式分蜜机具有六个容纳部的示例中所需的容器的直径，从而使每个离心过程的产量(再次)增加60％以上。

附图标记说明

Claims (14)

1.用于在容器(2)中离心分离蜂窝(20)的方法，其中蜂窝被放置在具有旋转轴线(6)的能旋转的篮(3)的容纳部(4)中，之后所述篮(3)由马达(9)旋转，使得蜂蜜由于离心力而被驱出蜂窝单元，并沿着容器壁(14)向下流到出口开口(12)，在此处取出蜂蜜，并且其中通过控制单元(15)将所述篮(3)的转速设置为蜂窝不会被产生的离心力损坏的值，

其特征在于，

所述容器(2)内的至少一个蜂窝(20)的质量通过测量装置(17)确定，将结果转发给控制单元(15)，并且控制单元通过马达(9)自动调节转速，从而不超过离心力的临界极限。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定至少两个蜂窝的质量变化。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在离心过程之前和/或过程中和/或之后确定所有蜂窝的质量。

4.根据权利要求1至3中任意一项所述的方法，其特征在于，在离心过程中通过至少一个重量传感器(18)不断地确定质量。

5.根据权利要求1至4中任意一项所述的方法，其特征在于，在可逆式分蜜机中通过容纳部(4)的角度变化根据转速来确定质量。

6.根据权利要求1至5中任意一项所述的方法，其特征在于，在离心过程期间通过确定被驱动的篮(3)的惯性矩来探测质量。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，通过确定驱动器(8)的转速、驱动扭矩和篮(3)的角加速度来通过装有蜂窝(20)的篮(3)的惯性矩间接计算质量。

8.根据权利要求1至7中任意一项所述的方法，其特征在于，与至少一个蜂窝的重量减轻相关的转速变化以图形方式显示在监视器(16)上。

9.分蜜机，尤其用于实施根据权利要求1至7中任意一项所述的方法，所述分蜜机具有容器(2)，在所述容器中具有用于蜂窝的容纳部(4)和旋转轴线(6)的能旋转的篮(3)能够经由马达(9)旋转；具有出口开口(12)，离心分离获得的蜂蜜能够从所述出口开口取出；并且具有控制单元(15)，利用所述控制单元能够设置马达的转速，

其特征在于，

设置用于确定至少一个蜂窝(20)的质量的至少一个测量装置(17)，来自所述测量装置(17)的测量值能够被传递到控制器(15)并且所述篮(3)的转速能够由所述控制器(15)根据所述测量值借助于马达(9)进行设置。

10.根据权利要求9所述的分蜜机，其特征在于，质量和允许的转速之间的相关性被存储在所述控制器(15)中。

11.根据权利要求9或10所述的分蜜机，其特征在于，所述测量装置(17)包括力传感器(18)。

12.根据权利要求9或10所述的分蜜机，其特征在于，所述测量装置(17)包括用于在离心过程中确定篮(3)的惯性矩的传感器(21)。

13.根据权利要求9至12中任意一项所述的分蜜机，其特征在于，所述分蜜机具有用于显示一个/多个蜂窝重量的监视器(16)或能够连接到这样的监视器。

14.根据权利要求13所述的分蜜机，其特征在于，智能手机、平板电脑或笔记本电脑的显示器能够用作监视器。

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