Gyvūnų infraraudonųjų spindulių šildymo švitintuvai ir įrenginiai

Žemės ūkyje kaip infraraudonosios spinduliuotės šaltiniai gyvuliams šildyti naudojami bendrosios paskirties kaitrinės lempos, kaitrinės lempos, vamzdiniai emiteriai ir vamzdiniai elektriniai šildytuvai (TEN).

Kaitinamosios lempos.

Kaitinamosios lempos skiriasi įtampa, galia ir konstrukcija. Kaitinamųjų lempų dizainas priklauso nuo jų paskirties. Stiklinė lemputė, kurios skersmuo nustatomas pagal lempos galią, prie pagrindo sutvirtinta specialia mastika. Ant pagrindo yra varžtinis sriegis tvirtinimui į lizdą, kuriuo lempa prijungiama prie tinklo. Volframas naudojamas lempos siūlui gaminti. Siekiant sumažinti volframo sklaidą, lempa užpildoma inertinėmis dujomis (pvz., argonu, azotu ir kt.).

Pagrindiniai kaitinamosios lempos parametrai:

• Nominali įtampa,

• elektros energija,

• šviesos srautas,

• vidutinė degimo trukmė.

Bendrosios paskirties kaitrinės lempos yra 127 ir 220 V.

Kaitinamųjų lempų elektros galia nurodoma kaip vidutinė vardinės įtampos, kuriai lempa suprojektuota, vertė. Žemės ūkyje dažniausiai naudojamos kaitrinės lempos, kurių galios diapazonas yra nuo 40 iki 1500 W.

Kaitinamosios lempos šviesos srautas yra tiesiogiai proporcingas lempos elektros galiai ir kaitinamojo siūlo temperatūrai; lempoms, kurios išdegė 75% savo vardinio eksploatavimo laiko, leidžiamas šviesos srauto sumažėjimas 15-20% pradinės vertės.

Naudodami apšvietimo lempas gyvūnams šildyti, atminkite, kad didelis šviesos lygis gali sudirginti gyvūnus.

Vidutinį kaitinamosios lempos degimo laiką daugiausia lemia volframo purškimas. Daugumos bendrosios paskirties kaitinamųjų lempų vidutinis degimo laikas yra 1000 valandų.

Pakeitus tinklo įtampą, palyginti su vardine verte, pasikeis lempos skleidžiamas srautas, taip pat galia ir tarnavimo laikas. Pakitus įtampai ± 1%, lempos šviesos srautas pakinta ± 2,7%, o vidutinis degimo laikas - ± 13%.

Kaitinamosios lempos su atspindinčiu sluoksniu. Spinduliuotės srautui nukreipti į tam tikrą zoną naudojamos lempos su veidrodžiu ir difuziniu atspindinčiu sluoksniu, kuris dedamas iš vidaus į viršutinę lemputės dalį.

Šilumą skleidžiančios lempos.

Šie spinduliuotės šaltiniai yra „šviesos“ skleidėjai, susidedantys iš volframo monoritės ir reflektoriaus, kuris yra specialaus profilio lemputės vidinis aliuminuotas paviršius. IKZ tipo lempų spinduliuotės srauto Ф (λ) pasiskirstymo pagal spektrą kreivė parodyta fig. 1.

Ryžiai. 1.Spinduliavimo srauto pasiskirstymas pagal IKZ 220-500 ir IKZ 127-500 lempų spektrą.

Ryžiai. 2. Spinduliavimo srauto pasiskirstymas pagal lempų IKZK 220-250 ir IKZK 127-250 spektrą.

Fig. 2 parodyta spinduliuotės srauto pasiskirstymo kreivė pagal IKZK 220-250 ir IKZK 127-250 tipų lempų spektrą.

Žibintų tipo žymėjime raidės reiškia: IKZ — infraraudonųjų spindulių veidrodis, IKZK 220-250 — infraraudonųjų spindulių veidrodis su dažyta lempute; skaičiai po raidžių nurodo tinklo įtampą ir spinduliuotės šaltinio galią. Lempa yra paraboloidinė stiklo lemputė. Dalis lempos paviršiaus iš vidaus padengta plonu atspindinčiu sidabro sluoksniu, kad spinduliavimo srautas būtų sutelktas tam tikra kryptimi.

Labai svarbus stiklinių lempučių parametras, turintis įtakos lempų tarnavimo laikui, yra jų atsparumas karščiui, tai yra gebėjimas atlaikyti staigius temperatūros pokyčius. Norint padidinti atsparumą karščiui keičiant įkrovos sudėtį stiklo lydymosi metu, reikia sumažinti jo šiluminę talpą ir temperatūrinį linijinio plėtimosi koeficientą, taip pat padidinti šilumos laidumą.

Priklausomai nuo lemputės formos, lempos turi skirtingą spinduliuotės srauto pasiskirstymą: arba sutelktos išilgai ašies (su paraboline lempute), arba plačios, maždaug 45 ° kieto kampu (su sferine lempute). Reikėtų pažymėti, kad žemės ūkio gamyboje naudojamos lempos su sferine lempute, šios lempos užtikrina tolygesnį spinduliuotės pasiskirstymą šildymo zonoje.

Lemputės viduje pritvirtintas volframo gijų korpusas. Kaitinamojo siūlo korpuso kaitinamoji medžiaga išgaruoja vakuume, nusėda ant vidinio lemputės paviršiaus ir sudaro juodą dangą.Dėl to sumažėja šviesos srautas, nes stiklas jį intensyviau sugeria.

Siekiant pailginti lempos tarnavimo laiką ir sumažinti kaitinamojo siūlo korpuso išgaravimo greitį, kolba užpildoma inertinių dujų (argono ir azoto) mišiniu.

Dujų buvimas sukelia šilumos nuostolius dėl šilumos laidumo ir konvekcijos. Dujomis užpildytose lempose lemputė šildoma ne tik kaitinamojo siūlo spinduliuote, bet ir konvekcija bei laidumu iš užpildymo dujų. Taigi šildant dujas 500 W lempoje sunaudojama 9% tiekiamos energijos.

Galingose ​​lempose su masyviu kaitinamojo siūlo korpusu šilumos nuostolių per dujas padidėjimą visiškai kompensuoja staigus kaitinamojo siūlelio sklaidos sumažėjimas, todėl jos visada išsiskiria su dujomis.

Skirtingai nuo vakuuminių lempų, atskirų inertinių dujų kolbų sekcijų temperatūra priklauso nuo jų darbo padėties. Pavyzdžiui, apversdami kolbą aukštyn kojomis, galite sumažinti metalo ir stiklo jungties šildymą nuo 383–403 iki 323–343 K.

Spinduliuotės srautas priklauso nuo kaitinimo siūlelio kūno temperatūros. Temperatūros padidėjimas pagreitina volframo išgaravimą ir padidina matomos šviesos dalį spinduliuotės sraute. Todėl IKZ tipo lempose, kuriose infraraudonoji spinduliuotė yra efektyvi, kaitinamojo siūlo darbinė temperatūra sumažinama nuo 2973 K (kaip kaitrinėje lempoje) iki 2473 K, o šviesos efektyvumas sumažėja 60%. Tai leidžia iki 70% sunaudotos elektros energijos paversti infraraudonaisiais spinduliais.

Sumažinus kaitinimo siūlelio temperatūrą, infraraudonųjų spindulių lempų tarnavimo laikas pailgėjo nuo 1000 iki 5000 valandų.Kaitinamojo kūno spinduliuotę, kurios bangos ilgis yra didesnis nei 3,5 mikronai (7-8% viso srauto), sugeria lemputės stiklas, todėl dėl temperatūros šuolių dažni priešlaikiniai lempų gedimai.

Švitinimas iš IKZ tipo lempos 50-400 mm atstumu iki šildomo paviršiaus svyruoja nuo 2 iki 0,2 W / cm2.

Energijos spinduliuotės, kurią sukuria infraraudonųjų spindulių veidrodinė lempa IKZ, kurios galia 250 W pakabos aukštyje: 1 — 10 cm, 2 — 20 cm, 3 — 30 cm, 4 — 40 cm, 5 — 50 cm, 6 — 60 cm, 7 - 80 cm...

Šilumos perdavimui spinduliuote gali būti naudojamos paprastos kaitrinės lempos su volframo ritė ir rutulio formos lemputė. Radiacijos efektyvumo padidėjimas užtikrinamas tiekiant įtampą, kurios vertė yra 5-10% mažesnė už vardinę; be to, įrenginyje turi būti sumontuoti poliruoto aliuminio atšvaitai.

Vamzdžių infraraudonųjų spindulių skleidėjai.

Pagal konstrukciją vamzdiniai infraraudonosios spinduliuotės šaltiniai yra suskirstyti į dvi grupes - su kaitinimo korpusais, pagamintais iš metalo varžinių lydinių ir volframo. Pirmasis yra paprasto arba ugniai atsparaus stiklo vamzdis, kurio skersmuo 10–20 mm; Vamzdžio viduje, išilgai centrinės ašies, yra korpusas su sriegiu spiralės pavidalu, kurio galuose yra tiekiama maitinimo įtampa. Tokie emiteriai nėra plačiai naudojami. Paprastai jie naudojami patalpų šildymui.

Volframo kaitinamųjų siūlų skleidėjai savo konstrukcija yra panašūs į kaitinamųjų lempų lempas. Šildymo korpusas volframo spiralės pavidalu yra išilgai vamzdžio ašies ir yra pritvirtintas prie molibdeno laikiklių, lituotų prie stiklo strypo. Vamzdinis radiatorius gali būti pagamintas su išoriniu arba vidiniu reflektoriumi, suformuotu išgarinant sidabrą ar aliuminį vakuume. Fig.3 parodyta tokio IR spinduliuotojo konstrukcija.

Vamzdžių spinduliuotės spinduliuotės spektrinis pasiskirstymas yra artimas vamzdinių emiterių spinduliuotei; šildymo temperatūra yra 2100-2450 K.

Ryžiai. 3. Įprasto vamzdinio IR šaltinio konstrukcija. 1 — bazė; 2 — strypas; 3 — strypą laikanti spyruoklė; 4 — molibdeno laikikliai; 5 — stiklo strypas; 6 — elektrodai; 7 — volframo siūlas; 8 — stiklinis vamzdelis.

Mažos galios (100 W) vamzdiniai radiatoriai gali būti plačiai naudojami žemės ūkyje jaunų gyvulių ir paukščių šildymui. Taigi Prancūzijoje jie naudojami jauniems naminiams paukščiams šildyti narvuose. Radiatoriai montuojami tiesiai ant narvo lubų, 45 cm aukštyje ir užtikrina vienodą šildymą 40 viščiukų.

Vamzdinės lempos gali būti sėkmingai naudojamos kuriant kombinuotus švitinimo ir apšvietimo įrenginius jauniems ūkio gyvūnams ir naminiams paukščiams, ypač jei atsižvelgsime į tai, kad UV lempos ir lempos eritemos apšvietimui taip pat yra vamzdinės konstrukcijos.

Kvarciniai IR spinduliuokliai.

Kvarciniai IR spinduliuotojai yra panašūs į aprašytus aukščiau, išskyrus tai, kad naudojamas kvarcinio stiklo vamzdelis. Čia apsiribosime kvarciniais IR spinduliais su volframo kaitinimo elementais.

Ryžiai. 4. Prietaisas infraraudonųjų spindulių lempai su kaitinimo siūlu KI 220-1000.

4 paveiksle parodytas kvarcinio vamzdžio emiterio įtaisas - KI (KG) tipo lempa. Cilindrinė kolba 1, kurios skersmuo 10 mm, pagaminta iš kvarcinio stiklo, kuris turi didžiausią pralaidumą IR spektrinėje srityje. 1-2 mg jodo dedama į kolbą ir pripildoma argono. Šviesos korpusas 2, pagamintas monoritės pavidalu, yra sumontuotas išilgai vamzdžio ašies ant volframo atramų 3.

Įvestis į lempą atliekama naudojant molibdeno elektrodus, įlituotus į kvarcines kojeles 4. Kaitinamosios spiralės galai prisukami prie vidinės rankovių dalies 5. Cilindriniai pagrindai 6 pagaminti iš nikelio juostelės su siūle, kurioje išoriniai molibdeniniai laidai yra suvirinti 7. Kvarcinių spinduliuoklių pagrindų temperatūra neturi viršyti 573 K. Atsižvelgiant į tai, eksploatacijos metu apšvitinimo įrenginiuose radiatoriai turi būti aušinami.

Kartu su elipsinio cilindro formos veidrodiniu reflektoriumi kvarcinės lempos sukuria labai didelę apšvitą. Jei veidrodinės lempos suteikia spinduliuotę iki 2-3 W / cm2, tada spinduliuotę iki 100 W / cm2 galima gauti iš kvarcinės lempos su reflektoriumi.

Kvarcinius spinduolius su volframo kaitinimo elementais gamina tokios kompanijos kaip Osram, Philips, General Electric ir kt. W įtampai 110/130 ir 220/250 V. Šių lempų tarnavimo laikas yra 5000 valandų.

KI-220-1000 lempos spinduliuotės energijos pasiskirstymas spektre parodytas fig. 5. Kvarcinių lempų skleidžiamos spinduliuotės spektrinė sudėtis pasižymi tuo, kad bangų ilgių, didesnių nei 2,5 mikronų, srityje yra antrasis maksimumas, kurį sukelia spinduliuotė iš šildomo vamzdžio. Į lemputę įpylus jodo, sumažės volframo purškimas ir taip pailgės lempos tarnavimo laikas. Infraraudonųjų spindulių kvarco lempose padidinus įtampą virš vardinės, tarnavimo laikas smarkiai nesumažėja, todėl keičiant taikomą įtampą galima sklandžiai reguliuoti spinduliuotės srautą.

Ryžiai. 5. KI 220-1000 tipo lempos spinduliavimo energijos spektro pasiskirstymas esant skirtingoms lempos įtampai.

Jodo ciklo infraraudonųjų spindulių kvarco lempos turi šiuos privalumus:

• didelis savitasis spinduliuotės tankis;

• radiacijos srauto stabilumas eksploatacijos metu. Radiacijos srautas gyvenimo pabaigoje yra 98% pradinio;

• maži matmenys;

• gebėjimas atlaikyti ilgalaikes ir dideles perkrovas;

• galimybė sklandžiai reguliuoti radiacijos srautą plačiame diapazone keičiant tiekiamą įtampą.

Pagrindiniai šių lempų trūkumai:

• esant aukštesnei nei 623 K rankovių temperatūrai, kvarcas sunaikinamas dėl šiluminio plėtimosi;

• Lempas galima naudoti tik horizontalioje padėtyje, kitaip kaitrinis korpusas gali deformuotis veikiamas savo svorio ir dėl jodo koncentracijos apatinėje vamzdelio dalyje bus sutrikdytas jodo ciklas.

Infraraudonųjų spindulių lempos su jodo ciklu naudojamos dažams ir lakams džiovinti įvairiose žemės ūkio paskirties vietose; ūkinių gyvūnų (veršelių, paršelių ir kt.) šildymui.

Švitintuvai su infraraudonųjų spindulių lempomis.

Siekiant apsaugoti infraraudonųjų spindulių lempas nuo mechaninių pažeidimų ir vandens lašų, ​​taip pat perskirstyti spinduliuotės srautą erdvėje, naudojamos specialios jungiamosios detalės. Spinduliuotės šaltinis kartu su šviestuvu vadinamas maitinimo šaltiniu.

Švitintuvai su įvairiomis infraraudonųjų spindulių lempomis plačiai naudojami gyvulininkystėje jaunų ūkio gyvulių ir naminių paukščių vietiniam šildymui.