Электростатическая коптильня

Коптильня электростатическая (далее КЭС) предназначена для ускоренного холодного копчения продуктов в домашних условиях.

Состав, принцип действия.

Дым в коптильне образуется за счет теплового воздействия трубчатого электронагревателя на деревянные чурки, уложенные на лоток дымогенератора. Далее через отверстие в крышке поз.12 дым поднимается в полость охладителя, теряя часть тепла на пластинах поз.29,30; проходит через сетку ВВ-блока, получая положительный заряд, и попадает в коптильную камеру. В камере продукты размещены на крюках поз.62, соединенных с отрицательным полюсом ВВ-источника. Заряженные положительно частицы дыма притягиваются к продукту и оседают на нем. Излишки дыма выводятся через рукав, подсоединенный к дымоотводу.

Блок управления (БУ) обеспечивает подачу переменного тока напряжением 220 В к ТЭНу; вырабатывает постоянный ток напряжением 20 кВ; обеспечивает необходимую температуру дыма в коптильной камере (35 С°) за счет периодического отключения ТЭНа. Индикация на панели блока позволяет определить: включено ли высокое напряжение; нагревается или охлаждается ТЭН. При помощи БУ возможно установление порога температуры дыма в коптильной камере (КК). ВВ-блок КЭС крепится на КК сверху (за счет собственного веса) и соединяется с БУ при помощи разъемного соединения (вилка - розетка). Аналогичное соединение с БУ имеет ТЭН. Дымогенератор располагается в правой части каркаса (поз.1). Крышка поз.12 приварена сверху каркаса и предназначена для ориентирования дымового потока в охладитель и с охладителя в коптильную камеру. Лоток поз.13 предназначен для размещения деревянных чурок, короб поз.15 служит для частичного поглощения теплового потока и сбора сгоревших частиц. Экран нижний поз.16 вваривается в каркас заподлицо с полками уголков, служит для частичного поглощения тепла. Экран верхний поз.18 служит для предотвращения выхода дыма наружу. Поз.13,17,18 крепятся сваркой к щитку поз.19, снаружи которого закреплен изолирующий щиток поз.20 с ручкой поз.21. ТЭН закреплен при помощи поз.22,23 в задней правой части каркаса. Направляющие поз.17 служат для обеспечения перемещения короба вперед - назад при закладке дерева в лоток.

Охладитель предназначен для обеспечения охлаждения дымового потока за счет поглощения тепла пластинами поз.29, 30 и за счет потери энергии при повороте потока на 180°. Охладитель представляет собой сварной короб с перегородкой поз.31, делящей его на два отсека. В каждом отсеке закреплены пластины при помощи болтов поз.33,34 и втулок поз.32. Охладитель во время работы КЭС устанавливается в корпус водяного затвора поз.24, заполненным на 2/3 водой во избежание прорыва дыма. Корпус поз.24 приварен сверху крышки поз.12, для слива воды установлен кран поз.39. Водяной затвор применен для простоты снятия охладителя с целью очистки его от копоти.

Коптильная камера представляет собой сварной короб, в нижней части прикрепленный сваркой к рамке поз.44. В левой стенке камеры сваркой закреплен сваркой дымоотвод. КК крепится к каркасу винтами М6. Стык между полками уголков каркаса и рамки заполняется герметиком.

Высоковольтный блок располагается сверху коптильной камеры. Герметизацию обеспечивает прокладка поз.50, вклеенная в пространство между вставкой поз.48 и рамкой поз.49, которые в свою очередь закреплены на крышке поз.47. Внизу вставки закреплены 4 скобы поз.52, на которых при помощи крюков поз.62 закрепляются продукты подвергаемые копчению. Скобы проходят через вставку и крышку насквозь и сверху соединены между собой пластинами поз.53. На скобы подается минус ВВ-источника. Плюс источника подается на сетку поз.57 через высоковольтный провод проходящий внутри стоек поз.57. Стойки крепятся к вставке при помощи стяжек поз.54, шурупов поз.63, винтов поз.78. ВВ-источник располагается внутри корпуса расположенного сверху крышки поз.47. Корпус состоит из стенок поз.59,60 и крышки поз.61. Корпус ВВ-источника закреплен при помощи кронштейнов поз.58.

Блок влагосборника предназначен для сбора влаги, жира с продуктов, находящихся в коптильной камере. Представляет собой лоток поз.65, приваренный к щитку поз.66. Крепится щиток к каркасу при помощи винтов М6, герметизация - прокладкой поз.68.

Изготовление деталей КЭС, сборка.

Изготовление начинают с подбора материалов. Нержавеющую сталь в крайнем случае можно заменить на обычную, но в этом случае коррозионная стойкость деталей (учитывая малую толщину) будет не высока. Стеклотекстолит можно заменить текстолитом, гетинаксом; детали корпуса ВВ-источника можно изготовить из оргстекла. Деревянные стойки поз.55 можно заменить (это будет намного лучше) текстолитовой или фторопластовой трубкой с толщиной стенок не менее 3 мм. Стеклорогожу можно заменить обычной стеклотканью, перед использованием обязательно и ту и другую прокалить с целью удаления легкоплавких связующих материалов. Провод заземления - не менее 8 мм в диаметре, подсоединять лучше к зачищенной трубе отопления.

Каркас сварен согласно чертежу поз.1 из уголков и полос. Швы тщательно зачистить, чтобы обеспечить плотное прилегание навесных деталей. Разметка резьбовых отверстий производится по соответствующим сопрягаемым деталям. Сразу к каркасу можно крепить экраны поз.4 и 16.

Дымогенератор. В первую очередь вырезаются щитки поз.19,20,22,23. По щиткам поз.22,23 в каркасе производят разметку отверстий. Короб поз.15 изгибается из листовой стали согласно чертежу: основное, чтобы он входил с минимальными боковыми зазорами в каркас (п.6 поз.1). Лоток также изгибается из стального листа, перед изгибанием в нем сверлятся отверстия; после изгиба стыки завариваются, швы могут быть негерметичны. После изготовления поз.18 короб и лоток привариваются к щитку поз.19. Встык коробу и к щитку приваривается экран поз.18. Из полосы вырезаются направляющие, прихватываются сваркой к уголкам каркаса, проверяется легкость перемещения собранных поз.13,15,18,19; при необходимости направляющие подпиливают, производят окончательное их крепление. Затем соединяют щитки поз.19,20 и ручку поз.21. Крышка поз.12 вырезается из листа, окна вырубаются зубилом, рихтуются, отверстие 05 сверлить при окончательной сборке. Крышка приваривается в зону, оговоренную п. 10 поз.1 таким образом, чтобы ее левый край не мешал установке на каркас рамки КК поз.44. Для этого рамка сваривается заранее согласно чертежу, в каркасе сверлятся отверстия по отверстиям рамки; после этого приваривается крышка поз.12. Корпус водяного затвора сварен из «П» - образных профилей, которые могут быть выгнуты и самостоятельно. Корпус поз.24 приваривается поверх крышки поз.12, затем в него врезается кран поз.39, так чтобы каркас поз. 1 не мешал установке крана.

Охладитель. Выполнен в виде отдельной сборочной единицы, ничем не крепится, удерживается в корпусе поз.24 под действием собственного веса. Корпус охладителя сваривается из стенок поз.25,26 и крышки поз.27. Вырезаются пластины поз.29,30 и втулки поз.32; из листа вырезается перегородка, которая приклеивается к стенкам поз.25. Затем к стенкам поз.26 приваривается ручка; и согласно чертежу производится установка пластин в охладитель. При изготовлении обратите внимание на отсутствие заусенцев на деталях охладителя: при очистке их от копоти можно получить травму.

Коптильная камера сваривается из стенок поз. 40-43, используя в качестве оправки рамку поз.44, затем короб камеры приваривается к рамке поз.44. Дымоотвод вваривается в левую стенку поз.43, выступание внутрь камеры не более 1 мм.

Блок влагосборника располагается в каркасе поз.1 под коптильной камерой. Лоток поз.65 вырезается из стального листа, изгибается в виде коробки, стенки герметично завариваются. Затем лоток приваривается к щитку поз.66; к нему же приваривается ручка поз.67. Эта часть КЭС практически не нагревается, поэтому теплоизоляция не требуется. Для герметизации стыка между щитком и каркасом устанавливается прокладка поз.68.

ВВ-блок самая сложная сборочная единица КЭС, располагается на коптильной камере. Поз.47,48,49 вырезаются из стеклотекстолита, отверстия в них сверлятся совместно. Стойки поз.55 из березовых брусков, снаружи каждой выдолблены пазы для прохождения ВВ-провода. Между собой стойки скрепляются шурупами. Сетка вырезается в размер из готовой (нержавеющая сталь), допускается ее выполнить из листа нержавеющей стали с максимально возможным количеством отверстий диаметром 3-4 мм. Скобы поз.52 также изготовлены из нержавеющей стали, как и крюки поз.62. Сборку ВВ-блока начинают с закрепления сетки на стойках (заранее в стойки продевается провод) при помощи поз.56,54. Затем стойки закрепляются на вставке поз.48 при помощи поз.54. После этого на крышке поз.47 закрепляются кронштейны поз.58; вставка крепится к крышке при помощи скоб поз.52 и пластин поз.53; рамка крепится к крышке при помощи винтов М5; прокладка поз.50 вклеивается герметиком в паз между рамкой и вставкой. Рукоятка поз.51 устанавливается после электромонтажа ВВ-источника. Приложить получившуюся конструкцию к коптильной камере - проверить вхождение стенок камеры в паз, где установлена прокладка; при необходимости отрихтовать камеру.

Затем к каркасу приваривают стенки поз.5,6,7 и приступают к изготовлению блока управления.

Электромонтаж внутри блока навесной, плату с элементами можно закрепить уголком на основании поз.69. Корпусные детали БУ вырезаются согласно чертежу; по отверстиям в поз.69 нарезают резьбу в каркасе; при монтаже выбирают место для крепления терморезистора R1. В корпусе БУ располагается схема термостабилизатора (А2) и элементы управления КЭС. Основу схемы термостабилизатора составляет компаратор К521САЗ, управление выходной нагрузкой осуществляется эмиттерным выходом микросхемы. Индикаторы режимов работы термостабилизатора светодиоды VD3, VD4. При включении SA1, если не подключен ТЭН (или перегорел) светятся оба светодиода; при нормальной работе свечение чередуется: при нагреве ТЭНа светится VD3 (тиристор VS1 открыт); при остывании (тиристор закрыт) светится VD4. Настройка температурного порога производится резистором R5; для оптимального режима работы КЭС необходимо, чтобы ТЭН отключался при температуре 35°С, настройка производится по теплу человеческого тела (выводов R1- не касаться!).

После сборки и настройки схемы основание поз.69 устанавливают на крышку поз.12, сверлят отверстие под R1, R1 крепят в основании каплей герметика так, чтобы он выступал за пределы крышки поз.12 (внутрь каркаса) на 3-4 мм. Затем к крышке поз.74 крепят боковые панели при помощи поз.77; к ней же крепят розетки поз.76. К основанию крепят при помощи поз.71 переднюю и заднюю панель; производят окончательный электромонтаж и крышку с боковыми панелями крепят винтами к уголкам поз.71. К каркасу крепят щитки поз.22,23 с ТЭНом. Монтаж ВВ-блока производят на крышке поз.47. В качестве повышающего трансформатора использована автомобильная катушка. Она может быть с поврежденным корпусом, разрешенными контактами. В корпусе катушки по бортику делают неглубокий пропил ножовкой, осторожно снимают пластмасовую горловину и вместе с ней из масла извлекают саму катушку. Провода обмоток аккуратно отделяют от горловины, ветошью удаляют излишки масла с обмоток, катушку подсушивают. К кронштейнам поз.58 крепят винтами боковые стенки ВВ-источника поз.59,60 и производят внутри получившейся коробки монтаж (навесной) ВВ-источника. После монтажа, включив ВВ-источник в сеть через БУ, проверяют наличие высокого напряжения, поднося к одному из электродов (к скобе или сетке) полоску папиросной бумаги, свернутую в виде буквы «Л» (длина 30-40 мм) на деревянном стержне. Расхождение полосок свидетельствует о наличии высокого напряжения. После этого полость ВВ-источника заливают герметиком; закрывают крышкой поз.61 и закрепляют ее подгибанием кронштейнов поз.58. Устанавливают рукоятку поз.51. После монтажа элементов электросхемы мегаомметром проверяют сопротивление изоляции скоб, сетки относительно друг друга; выводов ТЭНа относительно каркаса. Сопротивление должно быть не менее 50 МОм. К нижней части каркаса крепят дно с прокладкой.

Подготовка КЭС к работе, эксплуатация.

Установить КЭС на ровную поверхность, на дымоотвод надеть резинотканевый рукав и вынести его в форточку. Заземлить коптильню. Установить охладитель, заполнить корпус водяного затвора водой на 2/3 объема. Вытащив ВВ-блок, подвесить на скобы крюки с продуктом, опустить ВВ-блок в камеру. Подключить ВВ-блок и ТЭН к розеткам БУ. Выдвинуть лоток дымогенератора, засыпать в него ровным слоем фрагменты древесины (ольха, яблоня, вишня) размером не более 10 мм. Включить КЭС в сеть, включить тумблер «Сеть», через 3 минуты включить «Высокое». Цикл копчения при полной загрузке (8-10 кг) продолжается 2-2,5 часа. По окончании процесса выключить «Высокое»; отключить тумблер «Сеть», через 3 минуты вынуть ВВ-блок с продуктом. В процессе копчения контролировать наличие древесины в дымогенераторе каждые 30 минут, отключив при этом «Высокое». Визуальный контроль готовности продукта производить только при отключении тумблера «Высокое». По окончании процесса копчения: обесточить КЭС; протереть скобы ВВ-блока, извлечь блок влагосборника слить жидкость (при наличии) из лотка; вытряхнуть золу из лотка дымогенератора; снять охладитель и слить воду из водяного затвора; осушить затвор ветошью. Техническое обслуживание КЭС включает в себя периодическую (в зависимости от интенсивности эксплуатации) очистку от копоти внутренних поверхностей охладителя, скоб и сетки ВВ-блока, внутренней поверхности коптильной камеры. Для очистки охладителя его разбирают и очищают по отдельности полость корпуса и пластины.

Меры безопасности при эксплуатации КЭС.

1. Продукты нарезать и размещать на скобах ВВ-блока таким образом, чтобы избежать касания продуктами стенок коптильной камеры и сетки.

2. Все манипуляции с продуктом производить только при отключении питания ВВ-блока.

3. Не допускать попадания влаги в розетки и органы управления БУ.

4. Категорически запрещается работать без заземления.

5. Во время работы ВВ-блока запрещено касаться КЭС (кроме БУ) и находиться ближе 1,5 м от КЭС.

6. Категорически запрещается доступ к КЭС детей.

Литература:

1. И.П.Шелестов «Радиолюбителям - полезные схемы». Солон - Р, 1998
2. Радиолюбитель №8 - 2000 год

Спецификация КЭС

Сборочные чертежи

Статья подготовлена специально для "Энциклопедии Технологий и Методик"

© Молотков С.И., 2001 г.
http://patlah.ru

Размещение статьи в Интернете и печатных изданиях допускается только с согласия автора

© "Энциклопедия Технологий и Методик" Патлах В.В. 1993-2010 гг.