Автомат для проветривания теплицы своими руками
Автомат для проветривания теплицы своими руками
Если у Вас есть слесарные навыки и можете выделить пару часов времени, Вы сможете сделать автомат для проветривания теплицы своими руками из подручных материалов.
Определимся с конструкцией, основными материалами, размерами для создания гидроцилиндра, выталкивающего шток на 10 см. и открывающего/закрывающего раму или дверь при изменении температуры на 10 С, например, полностью закрытый при +20 С и полностью открытый при +30 С.
В качестве рабочей жидкости используем любое техническое масло, возможно отработанное, керосин, дизельное топливо. Данные жидкости имеют приметно одинаковый коэффициент объёмного теплового расширения k=0,0008.
В качестве гидроцилиндра используем кусок трубы, которую можно поставить как вертикально, чтобы поднимать раму, так и закрепить горизонтально, чтобы открывать дверь.
В качестве исполнительного устройства используем автомобильный газлифт. В отличие от мебельных газлифтов, автомобильные более прочные, уплотнительные манжеты не выходят из строя после хранения (эксплуатации) при низких температурах.
Используем газлифт крышки багажника ВАЗ-2109.
Нам необходимо соединить трубу, газлифт и заливной кран в единое целое.
Рассчитаем элементы конструкции
Для открывания теплицы, шток газлифта диаметром 8мм, перемещающийся на 15см, вытесняет объём жидкости:
ΔV=πD2/4хl = 3,1415 х 0,82/4 х 15 = 7,54 см3.
Чтобы обеспечить полученное изменение объёма рабочей жидкости с коэффициентом объёмного теплового расширения k=0,0008 при изменении температуры на 10 С, необходим общий объём рабочей жидкости, равный:
V=ΔV/ k / (t1-t2) = 7,54 / 0,0008 / 10 = 942 см3 (0,942 литра.)
Чтобы обеспечить быстрое реагирование автомата проветривания на изменение температуры, используем в качестве ёмкости для масла обычную водогазопроводную трубу ДУ-25 длиной 2 метра, имеющую достаточно большую поверхность для теплопередачи.
Внутренний объём трубы составит:
V=П D2/4 х L = 3,1415 х 2,5 х2/4 х 200 = 982 см3
Для установки заливного крана (сверху), газлифта (снизу), труба должна иметь с обеих сторон внутреннюю трубную резьбу 1”.
Для перехода с внутренней резьбы трубы (в нашем случае 1”) на резьбу крана 1/2“ используем стандартный ниппель (фото 2) с вклеенным в него доработанным газлифтом.
Фото 2. Варианты вклеивания доработанного газлифта в штуцер 1" или в резьбу 3/4".
Отпиливаем у газлифта пробку. Берегите глаза, в газлифте сжатый азот.
В конструкции поршня газлифта имеется микроклапан, обеспечивающий медленное перетекание чистой газомаслянной смеси для обеспечения плавного хода штока. В нашем случае вероятно засорение микроклапана, что приведёт к отказу автомата проветривания. Для свободного протекания масла сверлим в поршне гидроцилиндра отверстие диаметром 1-3 мм. (фото 1). Промойте поршень с цилиндром от стружки.
Фото 1. Поршни газлифта с отверстиями для свободного перетекания жидкости.
Сам поршень с уплотняющим кольцом останется в качестве направляющей втулки.
Чтобы в дальнейшем исключить полное втягивание штока в цилиндр, края цилиндра можно «завальцевать» (фото 1).
Внутреннюю поверхность резьбы (втулки, муфты) и наружную часть газлифта очищаем от краски, ржавчины, окалины крупной наждачной бумагой до чистого металла.
Оборачиваем газлифт тканью, пропитанной эпоксидной смолой и плотно забиваем его в сгон, втулку, муфту или ниппель (фото 2).
Вариант сварного соединения достаточно сложен, так как необходимо исключить повреждение внутренней зеркальной поверхности цилиндра газлифта, по которой движется поршень. В этом случае нужно приваривать газлифт в самой верхней части, куда поршень не доходит (Фото 3).
Фото 3. Сварка газлифта и резьбы 3/4".
Способ крепления автомата проветривания к нижней опоре (фото 4) и к открываемой раме может быть любым, но нам понравились изображённые на Фото 5, 6). В этом случае точки крепления расположены по оси гидроцилиндра и на шток не действует изгибающее усилие.
Фото 4. Способ крепления к нижней опоре.
Для свободного перетекания масла, при открытом кране гидроцилиндр должен быть соединён с атмосферой (Отверстие в сгоне. Фото 5,6)
Фото 5. Конструкция верхнего крепления.
Фото 6. Крепление к поднимаемой раме.
Заполняем нашу конструкцию маслом, устанавливаем автомат проветривания в теплицу таким образом, чтобы в закрытом состоянии окна, шток газлифта был почти полностью утоплен.
Настройка осуществляется при установившейся средней оптимальной температуре в теплице. В нашем случае это +25 ОС. Форточка фиксируется в открытом состоянии, затем открывается кран для перетекания масла.
После закрытия крана и отпускания форточки, её положение определяется только температурой рабочей жидкости в гидроцилиндре.
Существенно уменьшить размеры гидроцилиндра можно, если применить рабочую жидкость, замерзающую и изменяющую занимаемый объём при нужной нам температуре.
Смешивая жидкости с разной температурой замерзания, можно изменять температурный диапазон работы автомата проветривания. Например, смешивая гептадекан (температура плавления +22 С) и октадекан (температура плавления +28 С), можно сделать автомат проветривания с объёмом рабочей жидкости в пределах 50мл., работающий в диапазоне температур от +22 до +28 С.
Чувствительность гидроцилиндра зависит от его цвета. Будьте внимательны. Чёрный матовый гидроцилиндр может нагреться и открыть теплицу даже в морозный солнечный день.
Хорошего Вам урожая и отличного настроения.
Автор: Михаил Макеев