ДОЗАТОР ДЛЯ ФАСОВАНИЯ СЫПУЧИХ ПРОДУКТОВ

Полезная модель относится к устройствам для дозирования сыпучих материалов [F27D 3/00, F27D 3/10, G01F 11/00, B65G 65/30, G01F 1/30].
Из уровня техники известно УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДОЗИРОВАНИЯ И ТРАНСПОРТИРОВКИ ПОРОШКОВОГО И/ИЛИ СЫПУЧЕГО ТВЕРДОГО МАТЕРИАЛА В ДИАПАЗОНЕ НИЗКОГО ИЛИ ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ [RU 2467273 C2, опубл.: 20.11.2012], имеющее корпус, содержащий, по меньшей мере, один вход с входным клапаном во входной зоне, по меньшей мере, один выход с выходным клапаном в выходной зоне и, по меньшей мере, один приводящий в движение поршень с регулируемой скоростью перемещения вперед, соответственно, назад линейный привод, отличающееся тем, что поршень выполнен, по меньшей мере, частично в виде полого тела с внутренним пространством поршня и по меньшей мере одним обращенным к входу отверстием для приема материала во внутреннее пространство поршня и обращенным к выходу отверстием для выдачи материала из внутреннего пространства поршня, причем поршень на приводной стороне опирается на уплотнительную опору и уплотняется ею относительно атмосферы, а на неприводной стороне опирается на скребковую опору, которая уплотняет входную зону от выходной зоны относительно прохода твердого материала, причем имеется соединяющий входную зону и выходную зону байпас, и при этом имеются редукционный клапан и нагрузочный клапан, чтобы устанавливать давление во включающем в себя входную зону и выходную зону внутреннем пространстве устройства.
Недостатком аналога является низкая точность дозирования сыпучих веществ малого объема, обусловленная конструкцией дозирующего устройства, а также низкая надежность устройства, обусловленная сложностью конструкции.
Также известно УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБЪЕМНОГО ДОЗИРОВАНИЯ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ [RU 2464535 C1, опубл.: 20.10.2012], содержащее оснащенный ворошителем бункер с выпускной горловиной, размещенной над шиберной заслонкой с мерными сквозными емкостями, совмещаемыми с каналом выгрузки в приемную матрицу, который смонтирован в инструментальном столе станины, где расположены привод и путевая система управления, отличающееся тем, что инструментальный стол снабжен вибратором и подпружинен относительно станины, а многоместный питатель кинематически замкнут с распределительной решеткой горловины бункера посредством демпфера, выполненного в виде пневмокамеры давления, при этом ворошитель имеет форму примыкающих основаниями к сквозным каналам распределительной решетки конусов, угол наклона образующей которых определен соотношением: θ=30°+2ϕ, где ϕ - угол внутреннего трения сыпучего материала.
Наиболее близким по технической сущности является УСТАНОВКА ДЛЯ ДОЗИРОВАНИЯ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ [RU (11) 2 767 102 (13) C1, опубл.: 16.03.2022] дозатор в которой содержит неподвижные нижнюю и верхнюю части и подвижный шибер, смонтированный между упомянутыми частями дозатора, в неподвижных частях дозатора выполнены впускные и выпускные отверстия, обеспечивающие при попеременном совмещении их с мерными объемами, выполненными в шибере, перемещение сыпучего материала из бункера в упаковочный материал, при этом диаметр мерных объемов шибера выполнен меньше диаметра выпускных отверстий в нижней части дозатора с возможностью исключения остатков сыпучего материала в мерных объемах, расстояние между выпускными отверстиями в два раза больше расстояния между мерными объемами, а расстояние между впускными отверстиями равно расстоянию между выпускными отверстиями, привод дозатора выполнен в виде колебательной системы состоящей из пружинного аккумулятора с массой, соединенной с двух сторон с пружинами сжатия.
Основной технической проблемой аналогов и прототипа является необходимость для полного цикла дозирования и фасования в тару применения отдельного привода для смены тары и при оснащении установок этим приводом требуется дополнительное конструктивное решение по их соединению в линию и синхронизация их совместной работы. Таким образом эффективность применения приведенных аналогов для обеспечения полного цикла производства продуктов, содержащих сыпучие вещества, требующих точного дозирования и их надежность снижается.
Целью предлагаемого устройства является устранение недостатков прототипа и упрощение конструкции, уменьшение массогабаритных характеристик, повышение эффективности и надёжности оборудования и расширение функциональных возможностей.
Технический результат полезной модели заключается в обеспечении возможности создания простого и надежного дозатора для дозирования и фасования сыпучих продуктов с одновременной протяжкой упаковочного материала.
Указанный технический результат достигается за счет того, что дозатор для фасования сыпучих продуктов, содержащий неподвижные нижнюю и верхнюю части и подвижный шибер, смонтированный между упомянутыми частями дозатора, в неподвижных частях дозатора выполнены загрузочные и выпускные отверстия, обеспечивающие при попеременном совмещении их с мерными объемами, выполненными в шибере, перемещение сыпучего материала из бункера в упаковочный материал, привод перемещения шибера, отличающийся тем, что к одному из краев шибера смонтирован линейный привод, шток которого при его выдвижении обеспечивает зажим между ответным штоку неподвижным упором верхних краев упаковочного материала и перемещение упаковочного материала вместе с шибером под выпускным отверстием, для синхронной работы привода перемещения шибера и линейного привода, обеспечивающего зажим верхних краев упаковочного материала, выполнен от блока управления.
В частности, расстояние между центрами мерных объемов в два раза меньше расстояния между центрами загрузочных отверстий.
В частности, расстояния между загрузочными отверстиями и выпускным отверстием равны величине хода шибера.
В частности, края упаковочного материала при его перемещении под выпускным отверстием размещены в продольных прорезях направляющего элемента, смонтированного к нижней части корпуса дозатора.
В частности, линейный привод, обеспечивающий зажим верхних краев упаковочного материала выполнен в виде пневматического цилиндра.
Краткое описание чертежей.
На фиг. 1 показан вид спереди в разрезе дозатора для фасования сыпучих продуктов при расположении шибера в крайнем левом положении.
На фиг. 2 показан вид спереди в разрезе дозатора для фасования сыпучих продуктов при расположении шибера в крайнем правом положении.
На фиг. 3-4 показан общий вид дозатора для фасования сыпучих продуктов.
На фиг. 5 показан вид сбоку дозатора для фасования сыпучих продуктов.
На фиг. 6 показана пневматическая схема дозатора для фасования сыпучих продуктов.
На фигурах обозначено: 1 - нижняя часть корпуса, 2 - верхняя часть корпуса, 3 - шибер, 4 - выпускное отверстие, 5 - загрузочные отверстия, 6 - мерные объемы, 7 - фланцы, 8 - левый пневматический цилиндр, 9 - правый пневматический цилиндр, 10 - пневматический цилиндр захвата упаковочного материала, 11 - упор, 12 - блок управления, 13 - датчики положения, 14 - пневматические распределители, 15 - планки, 16 - контргайка, 17 - направляющий элемент, 18 - прорези.
Осуществление полезной модели.
Дозатор для фасования сыпучих продуктов содержит неподвижные нижнюю 1 и верхнюю 2 части корпуса (см.Фиг. 1-4), между которыми подвижно в продольной плоскости смонтирован шибер 3.
В нижней части корпуса 1 дозатора выполнено выпускное отверстие 4, а в верхней части корпуса 2 дозатора выполнены загрузочные отверстия 5. В шибере 3 выполнены мерные объемы 6 в виде сквозных отверстий, диаметры которых равны диаметрам загрузочных отверстий 5 и меньше диаметра выпускного отверстия 4.
Расстояние между центрами мерных объемов 6 в два раза меньше расстояния между центрами загрузочных отверстий 5, а выпускное отверстие 4 расположено по центру между загрузочными отверстиями 5 с возможностью поочередного совмещения с одним из мерных объемов 6 при перемещении шибера 3 из одного крайнего положения в другое или иными словами расстояния между загрузочными отверстиями 5 и выпускным отверстием 4 равны величине хода шибера 3.
Загрузочные отверстия 6 в верхней части корпуса 2 дозатора выполнены с возможностью подключения к ним емкости с дозируемым продуктом (на фигурах не показана).
К торцам дозатора смонтированы фланцы 7 (см.Фиг. 5) с выполненными в них отверстиями для монтажа через упомянутые отверстия к торцам шибера 3 штоков левого 8 и правого 9 пневматических цилиндров, смонтированных, соответственно, слева и справа нижней части корпуса 1 дозатора. Упомянутые штоки пневматических цилиндров 8, 9 находятся во взаимодействии с торцевыми поверхностями шибера 3.
На одном из краев шибера 3 с одной и другой его стороны смонтированы направленные вниз через прямоугольное отверстие, выполненное в нижней части корпуса 1 планки 15. Прямоугольное отверстие в неподвижной нижней части корпуса 1 выполнено с возможностью обеспечения движения в нем планок 15 вместе с шибером 3. На одной из планок 15 смонтирован пневматический цилиндр захвата упаковочного материала 10, шток которого направлен навстречу второй планке 15, а во второй планке 15 смонтирован регулируемый упор 11, выполненный в виде винта, торец стержня которого направлен навстречу штоку пневматического цилиндра захвата упаковочного материала 10 и выполнен соосно ему. Упомянутые упор 11 и пневматический цилиндр 10 выполнены с возможностью размещения между ними верхних краев упаковочного материала для соединения их между собой. Упор 11 снабжён контргайкой 16.
К нижней части корпуса 1 смонтирован направляющий элемент 17, выполненный в виде прямоугольной пластины, снабжённой выпускным отверстием 4, совмещенным с выпускным отверстием 4, выполненным в упомянутой части корпуса 1. Вдоль направляющего элемента 17 по всей его длине, с обеих сторон выпускного отверстия 4 вертикально выполнены прорези 18 с возможностью размещения в них верхних краев упаковочного материала, при этом по всей двумя канавками для упаковочного материала и отверстием для выхода продукции.
Дозатор для фасования сыпучих продуктов снабжён блоком управления 12 (см.Фиг. 6) и двумя датчиками положения 13, смонтированными на пневматических цилиндрах 8, 9 и подключенных к блоку управления 12.
Выходы блока управления 12 соединены с входами электромагнитных приводов пневматических распределителей 14, выходы которых в свою очередь соединены с поршневыми полостями пневматических цилиндров 8-10.
Дозатор для фасования сыпучих продуктов работает следующим образом.
Первоначально края упаковочного материала размещают в прорезях 18 направляющего элемента 17, на выходе из которых соединенные края упомянутого упаковочного материала размещают между штоком пневматического цилиндра захвата упаковочного материала 10 и упором 11.
Дозатор для фасования сыпучих продуктов позволяет получать требуемую дозу сыпучего вещества, подаваемого в упаковочный материал многократным дозированием единичной дозы. В случае получения дозы однократным дозированием используются только один бункер.
При однократном дозировании шибер 3 в начальном положении находится в крайнем правом положении и один из мерных объёмов 6 находится под загрузочным отверстием 5, к которому подсоединен бункер. В этом положении из бункера через загрузочное отверстие 5 в мерный объем 6 поступает дозируемый сыпучий продукт.
Положение шибера 3 обеспечивается подачей давления воздуха в полость левого пневматического цилиндра 8 через соответствующий распределитель 14. Одновременно в штоковую полость пневматического цилиндра захвата упаковочного материала 10 подают давление для втягивания его штока и освобождения упаковочного материала.
При поступлении сигнала из блока управления 12 на отключение пневматического распределителя 14, подключенного к левому пневматическому цилиндру 8, и включение пневматического распределителя 14, отвечающего за подачу сжатого воздуха в поршневую полость правого пневматического цилиндра 9 начинается перемещение шибера 3 в левую сторону.
При перемещении шибера 3 в крайнее левое положение, мерный объём 6 шибера 3 располагается над выпускным отверстием 4 нижней части корпуса 1 и начинается его опорожнение, при этом с датчика положения 13, расположенного на левом пневматическом цилиндре 8, в блок управления 12 подаётся сигнал, который инициирует отсчёт времени, отведённого на фасование, то есть попадание сыпучего продукта в тару. Кроме того, из блока управления 12 подают сигнал на пневматический распределитель 14, который обеспечивает подачу сжатого воздуха в поршневую полость пневматического цилиндра захвата упаковочного материала 10 и происходит захват упаковочного материала путем его зажатия между штоком упомянутого пневматического цилиндра 10 и упором 11. Через заданный промежуток времени происходит подача сигнала из блока управления 12 на пневматический распределитель 14, который обеспечивает подачу сжатого воздуха в поршневую полость левого пневматического цилиндра 8. Начинается перемещение шибера 3 в крайнее правое положение.
Сигнал с датчика положения 13, расположенного на правом пневматическом цилиндре 9, поступает в блок управления 12, который подает сигнал на отключение пневматического распределителя 14, подключенного к пневматическому цилиндру захвата упаковочного материала 10, который прекращает подачу сжатого воздуха в поршневую полость упомянутого пневматического цилиндра 10 и происходит освобождение упаковочного материала. Кроме того, блок управления 12 инициирует подачу сигнала после заполнения мерного объёма 6 на пневматический распределитель 14 правого пневматического цилиндра 9, и начинается движение шибера 3 в левую сторону.
При движении шибера 3 в левую сторону упаковочный материал неподвижен, а при движении шибера 3 вправо, происходит одновременное с перемещением шибера 3 протягивание упаковочного материала по прорезям 18 в направляющем элементе 17 с помощью пневматического цилиндра захвата упаковочного материала 10, обеспечивающего прижатие краев упомянутого упаковочного материала между штоком упомянутого пневматического цилиндра 10 и упором 11. В этом случае время перемещения шибера 3 увеличивается, а скорость перемещения сыпучего продукта уменьшается, тем самым уменьшается вероятность потерь сыпучего продукта.
При получении дозы многократным дозированием работа дозатора начинается с положения, когда шибер 3 находится в крайнем левом положении. В исходном положении, через пневматический распределитель 14, подключенный к пневматическому цилиндру захвата упаковочного материала 10 давление подают в поршневую полость упомянутого пневматического цилиндра 10, и происходит захват упаковочного материала.
При поступлении от блока управления 12 сигнала о заполнении левого мерного объёма 6 и окончании процесса фасования, подают сигнал на пневматический распределитель 14, который включает подачу сжатого воздуха в поршневую полость пневматического цилиндра захвата упаковочного материала 10, и начинается движение шибера 3 в правую сторону с одновременным протягиванием упаковочного материала по прорезям 18 направляющего элемента 17 на один шаг. При этом одновременно происходит движение заполненного мерного объёма 6. Когда передняя кромка мерного объёма 6 достигнет передней кромки выпускного отверстия 4 начинается опорожнение мерного объема 6 и минимально возможное время падения частиц сыпучего продукта определяется из выражения:
t = 2H/g,
где H - высота выпускного отверстия 4, g - ускорение свободного падения.
Передний фронт заполняемой тары или пакета при этом достигает передней кромки выпускного отверстия 4 раньше передней кромки мерного объёма 6. Когда шибер 3 займёт крайнее правое положение, сигнал с датчика положения 13, смонтированного справа от шибера 3 поступает в блок управления 12 и через промежуток времени t из блока управления 12 подают сигнал на пневматический распределитель 14, подключенный к правому пневматическому цилиндру 9 и поршень упомянутого цилиндра 9 начнёт движение влево, при этом после поступления сигнала с упомянутого датчика положения 13, с блока управления 12 подают сигнал на пневматический распределитель 14, подключенный к пневматическому цилиндру захвата упаковочного материала 10 для втягивания штока и освобождения упаковочного материала от захвата. Шибер 3 смещается влево и начинается опорожнение правого мерного объема 6. При срабатывании датчика положения 13, смонтированного слева от шибера 3 блок управления 12 подаёт сигнал на пневматический распределитель 14, включающий подачу давления в поршневую полость левого пневматического цилиндра 8. Перед этим блок управления 12 отключает пневматический распределитель 14 пневматического цилиндру захвата упаковочного материала 10 и происходит захват упаковочного материала для его дальнейшего протягивания. После срабатывания пневматического распределителя 14, подключенного к левому пневматическому цилиндру 8 начинается протягивание упаковочного материала с номинальной дозой равной двум единичным дозам.
При нечётных дозах сыпучего продукта начальное положение шибера 3 с правой стороны, при чётных дозах - с левой стороны.
Таким образом, благодаря использованию в конструкции дозатора пневматического цилиндра захвата упаковочного материала 10 и соосно расположенного ему упора 11, обеспечивающих захват упаковочного материала, края которого проходят в прорезях 18 направляющего элемента 17 и обеспечению тем самым возможности протягивания упаковочного материала вместе с перемещением шибера 3 из одного крайнего положения в другое под управлением блока управления 12, обеспечивающего синхронизацию пневматических элементов дозатора достигается технический результат - обеспечение возможности создания простого и надежного дозатора для дозирования и фасования сыпучих продуктов с одновременной протяжкой упаковочного материала.