МЕХАНИЗМ ОТКРЫВАНИЯ/ЗАКРЫВАНИЯ СТВОРКИ КОРЗИНЫ КОМБИНАЦИОННОГО ДОЗАТОРА

Полезная модель относится к весоизмерительной технике, а именно к устройствам для отмеривания и взвешивания порций продукта, и представляет собой элемент весового комбинационного дозатора.
Весовые комбинационные дозаторы (их еще иначе называют «мультиголовочные дозаторы») это высокоскоростной и точный класс машин, служащий для дозирования пищевой и непищевой продукции. Приближенный принцип работы весового комбинационного дозатора выглядит следующим образом: сначала дозируемый продукт попадает на вибрационный конус (диспенсер), который распределяет продукт по радиальным лоткам; радиальные лотки снабжены виброприводами и подают продукт в промежуточный ковш (накопительную корзину); промежуточный ковш сбрасывает продукт в расположенный ниже взвешивающий ковш (весовую корзину); тензометрический датчик, механически соединенный с взвешивающим ковшом измеряет вес продукта, находящийся в ковше; если взвешивающий ковш выбран в комбинации, то он открывается, и продукт по отводящим скатам сбрасывается в нижестоящую упаковочную машину (Википедия:https://ru.wikipedia.org/wiki/Мультиголовочный_дозатор).
Ковш или по-другому корзина весового комбинационного дозатора предназначена для накопления и взвешивания отдельных порций продукта, которые в дальнейшем будут составляющими итоговой дозы продукта. Как правило, корзина комбинационного дозатора представляет собой полую конструкцию, состоящую из четырех боковых стенок, жестко скрепленных между собой, и нижней створки, закрепленной на одной из боковых стенок с возможностью открытия и закрытия (АМАТА SCALE: http://amatascl.com/oborudovanie/ podbor-po-tipu-dozatora/multigolovochnye-dozatory/kate-214-r/). Корзины некоторых весовых комбинационных дозаторов снабжены не одной, а двумя створками, расположенными в нижней части корзины и закрепленными на манер утиного клюва (АМАТА SCALE: http://amatascl.com/oboradovanie/podbor-po-tipu-dozatora/multigolovochnye-dozatory/kate-210-r/).
Для открывания и закрывания створок каждой корзины существует множество различных механизмов.
Известно устройство открывания и закрывания створок корзины. Для того, чтобы открыть и закрыть нижнее отверстие корзины створки поворачиваются на корпусе на соответствующих валах, таким образом, чтобы створки могли вращаться вокруг этих валов открываясь и закрываясь. В устройстве открывания и закрывания створок корзины коленно-рычажный механизм для открывания и закрывания створок, который соединяет створки, расположен на корпусе корзины. В этом случае, он сконструирован таким образом, что створки удерживаются в закрытом состоянии, когда соединение, которое образует коленно-рычажный механизм находится в так называемой мертвой точке. Кроме того, приводная часть выполнена таким образом, что она открывает и закрывает створки при помощи коленно-рычажного механизма и другого механизма на стороне приводной части, который соединен с коленно-рычажным механизмом. (Патент JP H 05162787, B65D 90/62, G01G 19/387, 29.06.1993).
Известен механизм открывания/закрывания корзины, включающий в себя: часть, управляющую приводом и предназначенную для приложения силы к створке таким образом, чтобы открыть выпускное отверстие в корзине, которая в свою очередь образована из основания, состоящего из выпускного отверстия и створки, закрепленной на основании с возможностью поворота, чтобы открывать/закрывать выпускное отверстие; рычаг, который предназначен для вращения под действием силы, приложенной от части, управляющей приводом; тягу, один конец которой соединен со створкой с возможностью поворота, а другой конец которой соединен с рычагом с возможностью вращения, таким образом, чтобы передавать усилие, приложенное от рычага створке; сила прикладывается к створке, чтобы закрыть выпускное отверстие при помощи крутящего момента, образованного вокруг оси вращения под собственным весом рычага, и крутящего момента, создаваемого вокруг оси вращения под собственным весом створки (Патент JP 2013096738, G01G1 9/387, 20.05.2013). Данный механизм принят за прототип.
Главным недостатком всех перечисленных аналогов и прототипа является тот факт, что положение створок корзины не может быть отрегулировано в процессе эксплуатации дозатора. В большей мере такое регулирование актуально при компенсации погрешностей изготовления деталей, из которых состоит корзина комбинационного дозатора.
Кроме того, при работе с мелкофракционными продуктами, такими как гречка, пшено, чай и т.п., существует вероятность просыпания продукта между двумя створками, либо между створкой и корпусом. В ряде таких случаев положение створки относительно корпуса корзины может быть некорректно отрегулировано, в связи с чем между двумя створками, либо между створкой и корпусом может образовываться зазор. Также, при работе дозатора створка корзины может расшатываться, что также может приводить к появлению зазора между двумя створками, либо между створкой и корпусом, или к увеличению этого зазора. Такое просыпание продукта является недопустимым при осуществлении дозирования, поскольку при просыпании продукта итоговая доза будет значительно отклоняться от требуемого значения, а значит на выходе будут получены упаковки с продуктом, вес которых не соответствует заявленному на упаковке.
В ряде случаев зазор между створками допускается, особенно это актуально для средне и крупно фракционных продуктов, поскольку в противном случае створки корзины при закрытии ударяются друг об друга и издают громкий шум. В случае наличия на дозаторе 10 или 14 корзин шум от открытия и закрытия корзин может быть крайне громким. Для обеспечения относительной тишины при работе дозатора створки регулируют таким образом, чтобы при закрытии они не контактировали друг с другом.
Описанные выше технические решения не позволяют оперативно регулировать взаимное положение створок в процессе работы дозатора для уменьшения или увеличения расстояния между ними, что негативно сказывается на удобстве эксплуатации дозатора в целом.
Задачей, на решение которой направлена заявленная полезная модель, является создание механизма открывания/закрывания створки корзины комбинационного дозатора, позволяющего достичь приведенных ниже технических результатов.
Технические результаты, достигаемые при использовании заявляемой полезной модели:
- повышение удобства эксплуатации за счет обеспечения возможности быстрого и простого регулирования положения створок на корзине комбинационного дозатора;
- расширение арсенала технических средств, предназначенных для дозирования пищевых и непищевых товаров.
Технические результаты достигаются за счет того, что в механизме открывания/закрывания створки корзины комбинационного дозатора, содержащем тягу, которая одним концом связана с приводом, а вторым концом шарнирно соединена с рычагом, который в свою очередь жестко соединен со створкой, причем соединение «тяга-рычаг-створка» выполнено в виде коленно-рычажного механизма, рычаг в месте его соединения с тягой содержит регулировочный паз, в котором зафиксирована ось вращения тяги.
Механизм может содержать вторую тягу, один конец которой шарнирно соединен с рычагом, а второй конец жестко соединен с второй створкой корзины комбинационного дозатора, причем в месте соединения рычага и второй тяги на рычаге выполнен второй регулирующий паз, в котором зафиксирована ось вращения второй тяги.
Фиксация оси вращения тяги в регулировочном пазе может быть выполнена при помощи гайки.
Фиксация оси вращения второй тяги во втором регулировочном пазе может быть выполнена при помощи гайки.
Регулировочный паз может быть выполнен в торце рычага.
Второй регулировочный паз может быть выполнен во втором торце рычага.
Регулировочный паз может быть выполнен в виде удлиненного выреза, который ориентирован вдоль рычага.
Второй регулировочный паз может быть выполнен в виде удлиненного выреза, который ориентирован вдоль рычага.
Корзина комбинационного дозатора представляет собой полый сквозной элемент - основание корзины. Данная форма обусловлена тем, что основное назначение корзины заключается в приеме, накоплении и сбросе порции продукта. Поскольку есть потребность в приеме и сбросе порции продукта, корзина выполнена сквозной, то есть открытой с двух сторон, а для реализации функции накопления продукта корзина выполнена полой.
Боковые стенки корзины являются направляющими для продукта, то есть они направляют порцию продукта вдоль себя внутри корзины для передачи следующему узлу обработки комбинационного дозатора. При этом необходимо отметить, что противоположные боковые стенки корзины комбинационного дозатора могут быть как параллельными, так и не параллельными. Необходимость параллельности противоположных боковых стенок обусловлена характеристиками продукта и требованиями заказчика. Параллельные боковые стенки являются универсальными и позволяют работать с любыми типами продуктов, а не параллельные боковые стенки могут, например, применяться при работе с продуктами, отдельные фракции которых являются длинными и тонкими (хлебная соломка), поскольку они лучше ориентируют фракции продукта внутри корзины.
Внешняя форма корзины комбинационного дозатора может быть любой. Самыми распространенными являются такие формы, у которых поперечное сечение корзины представляет собой прямоугольник или круг. Другими словами, более всего распространены корзины в форме, близкой к прямоугольному параллелепипеду или цилиндру. Такие корзины являются наиболее простыми в изготовлении и использовании. Кроме того, корзина комбинационного дозатора может быть дополнительно снабжена одним или несколькими направляющими элементами. Указанные направляющие элементы предназначены для ориентирования продукта в пространстве при его переходе в корзину из предыдущего узла обработки, например, с вибролотков. Направляющий элемент может быть выполнен в виде пластины из металла или пластика и может быть закреплен на верхней части боковых стенок корзины комбинационного дозатора. В некоторых случаях направляющие элементы выполнены таким образом, что они представляют собой продолжение боковых стенок корзины, располагаясь вокруг нее в виде лепестков. В целом, направляющие элементы не дают продукту при переходе с предыдущего узла обработки выпасть из корзины или упасть мимо корзины, они направляют продукт именно во внутреннюю полость корзины.
Створка корзины комбинационного дозатора предназначена для осуществления функции накопления продукта, то есть для удержания порции продукта внутри корзины на определенное время. Для осуществления данной задачи створка закреплена под нижним отверстием корзины комбинационного дозатора таким образом, что она способна открываться и закрываться под действием привода. В закрытом состоянии производится накопление порции продукта внутри корзины, а когда наступает момент сброса порции продукта, створка переходит в открытое положение и делает корзину сквозной.
Количество створок может быть разным - одна или две. Их количество может варьироваться в зависимости от требований потребителя и характеристик продукта.
При изготовлении отдельных деталей, из которых состоит корзина комбинационного дозатора, некоторые детали могут получаться с какой-либо погрешностью (в размерах, форме и т.п.). Из-за таких погрешностей створки корзины могут быть расположены относительно основания и относительно друг друга с образованием зазоров, не предусмотренных конструкцией корзины. Так, в частности, могут образовываться зазоры между створками, в которые будет просыпаться продукт, либо зазоры между створкой и основанием корзины, которые будут также нарушать герметичность корзины и способствовать просыпанию продукта.
Кроме того, помимо производственных погрешностей, при некорректной регулировке положения створок или при их расшатывании в процессе работы, между створками может образовываться щель, через которую продукт может просыпаться, изменяя тем самым итоговый вес дозы.
Предложенное техническое решение позволяет не только компенсировать производственные погрешности, но и оперативно регулировать положение створок в процессе эксплуатации комбинационного дозатора.
Рычаг является одним из основных элементов заявляемого технического решения. Рычаг предназначен для передачи усилия от привода на створки для их открытия. Самая простая в производстве и применении форма рычага - форма металлической пластины.
Тяга может быть выполнена из любого материала и любой формы. Целесообразно выполнять ее в виде металлической прямоугольной пластины, поскольку металл - наиболее прочный и долговечный материал, а форма прямоугольной пластины наиболее простая и удобная в производстве и применении.
Если корзина комбинационного дозатора снабжена одной створкой, то рычаг может быть жестко закреплен на этой створке либо одним из своих торцов, либо центральной частью. Другой торец рычага шарнирно соединен с тягой, которая связана с приводом и передает усилие от привода на рычаг, который передает это усилие на створку, открывая и/или закрывая ее. В целом, соединение тяги, рычага и створки образует собой коленно-шарнирный механизм. Другими словами, соединение тяги и рычага выполнено шарнирным, с возможностью вращения вокруг оси, которая проходит в месте соединения указанных элементов.
В качестве описанных осей вращения могут использоваться болты, винты, шпильки или специально изготовленные оси. Выбор определенного исполнения оси зависит от типа обрабатываемого продукта и требований пользователя.
Для осуществления возможности регулирования положения створки относительно основания корзины на рычаге в месте соединения с тягой выполнен паз. В указанном пазе расположена и зафиксирована ось вращения тяги. Фиксация оси вращения тяги в пазе может быть выполнена любым образом, например, при помощи гайки. Такой способ фиксации представляется наиболее целесообразным в связи с его простотой.
В зависимости от расположения оси вращения тяги вдоль паза, створка корзины изменяет свой угол наклона, то есть верхний ее край приближается или удаляется от основания, а нижний ее край наоборот удаляется или приближается к нижней части основания (в месте открытия створки и высыпания продукта). Таким образом, при наличии некоторых дефектов производства отдельных элементов корзины комбинационного дозатора, либо при расшатывании створки в процессе работы корзины, положение створки относительно основания корзины может быть в любой момент подкорректировано перемещением оси вращения тяги вдоль паза на рычаге.
Форма паза может быть любой - в зависимости от формы основания корзины, формы створки и т.п. В случае если форма основания представляет собой полый параллелепипед, а створка имеет форму правильного четырехугольника, целесообразно выполнять паз в виде ровного удлиненного выреза, ориентированного вдоль рычага, другими словами в виде узкого прямоугольника, поскольку данная форма является наиболее простой в производстве. Кроме того, необходимо отметить, что выполнение паза в торце рычага сделает процесс сборки и эксплуатации корзины более удобным, поскольку в данном случае ось вращения тяги удобнее заводить в паз и извлекать из паза.
Если корзина комбинационного дозатора снабжена двумя створками, то заявляемое техническое решение снабжено дополнительной тягой, которая шарнирно соединена с другим торцом рычага, противоположным тому, который соединен с первой тягой. Второй край второй тяги жестко связан со второй створкой. Таким образом, при приложении усилия от привода первая тяга передает его на рычаг, а рычаг в свою очередь перелает усилие на первую створку и на вторую тягу, которая воздействует на вторую створку, и под действием привода механизм открывает или закрывает обе створки. Иначе говоря, вся описанная конструкция, состоящая из двух тяг и рычага, представляет собой коленно-шарнирный механизм, который при помощи одного привода способен открывать обе створки корзины комбинационного дозатора.
Для обеспечения возможности регулировки второй створки относительно основания корзины и первой створки, в месте соединения второй тяги и рычага на последнем выполнен регулировочный паз, аналогичный описанному ранее. В данном пазе закреплена ось вращения второй тяги, причем, как и в случае с первой тягой, крепление оси вращения второй тяги во втором регулировочном пазе может быть осуществлено любым способом, в том числе и гайкой благодаря универсальности такого крепления. За счет перемещения оси вращения второй тяги вдоль второго регулировочного паза вторая створка будет отклоняться от основания и наоборот.
Второй регулировочный паз по своей форме может совпадать с первым регулировочным пазом, а может и отличаться от него. Форма второго регулировочного паза зависит от формы второй створки и от общей формы корзины комбинационного дозатора. При стандартных условиях, когда форма второй створки имеет форму правильного четырехугольника, а форма корзины представляет собой полый параллелепипед, второй регулировочный паз целесообразно выполнять в виде удлиненного выреза, причем наиболее удобной для производства является форма узкого прямоугольника, который ориентирован вдоль рычага. Также как и в случае с первым регулировочным пазом, второй регулировочный паз будет более удобным при сборке и эксплуатации корзины, если он будет выполнен на торце рычага, поскольку в данном случае ось вращения второй тяги можно будет быстрее завести внутрь паза либо извлечь ее из паза, приложив при этом минимальные усилия.
Форма второй тяги может быть любой. Для универсальности деталей обе описанные тяги целесообразно делать одно формы, чтобы снизить номенклатуру деталей при производстве и сборке.
Все описанные элементы - обе тяги и рычаг могут быть выполнены из любого материала, однако предпочтительно выполнять их из металла, поскольку это наиболее прочный и долговечный материал.
Привод, который используется для передачи усилия на створки, может быть любым. Например, это может быть сервопривод или электропривод. Выбор типа привод зависит от продукта, который будет фасоваться и пожеланий пользователя.
Полезная модель поясняется чертежами, где:
На фиг. показан вид двустворчатой корзины комбинационного дозатора с механизмом открывания/закрывания створки сбоку и разрез рычага.
Согласно рисунку, заявляемый механизм открывания/закрывания створки корзины комбинационного дозатора содержит рычаг 1, первую тягу 2 и вторую тягу 3. Первая тяга 2 одним своим концом связана с приводом (на фиг. не показан), а вторым своим концом соединена с рычагом 1, причем на торце рычага 1 выполнен регулировочный паз 4, в котором закреплена ось вращения 5 первой тяги 2. Крепление оси вращения 5 в регулировочном пазе 4 осуществлено при помощи гайки. Рычаг 1 своей центральной частью соединен с первой створкой 6 корзины комбинационного дозатора. Указанное соединение рычага 1 и створки 6 выполнено жестким. На втором торце рычага 1 выполнен второй регулировочный паз 7, в котором при помощи гайки зафиксирована ось вращения 8 второй тяги 3. Кроме рычага 1 вторая тяга 3 жестко соединена со второй створкой 9.
Работает заявляемое устройство следующим образом.
В начальном положении весь механизм находится в состоянии покоя, причем створка 6 и створка 9 находятся в закрытом положении, то есть они сомкнуты и закрывают внутреннюю полость основания 10 корзины комбинационного дозатора. Привод передает определенное усилие на тягу 2, тяга 2 перемещается и воздействует на рычаг 1. Поскольку тяга 2 и рычаг 1 связаны шарнирно, перемещение тяги 2 поворачивает рычаг 1 вокруг оси 5. Створка 6, которая жестко соединена с рычагом 1 при повороте рычага 1 также поворачивается, открываясь. Одновременно с этим поворот рычага 1 воздействует на тягу 3, которая связана с рычагом 1 шарнирно, а значит при повороте рычага 1 она также перемещается, вращаясь вокруг оси 8. Створка 9, которая жестко соединена с тягой 3 при перемещении тяги 3 тоже перемещается, открываясь. Таким образом, весь описанный механизм, основанный на шарнирно-рычажном принципе, одновременно открывает обе створки корзины комбинационного дозатора. После того, как продукт высыпался из внутренней полости основания 10, под действием привода происходит обратное перемещение тяг 2 и 3, а также рычага 1. Возвращаясь в исходное положение, все указанные элементы закрывают обе створки 6 и 9 корзины.
Перед началом работы, либо уже в процессе работы корзины, когда створки 6 и 9 приходят в положение не обеспечивающее в достаточной мере герметичность корзины, либо в положение, которое не предусмотрено конструктивным решением, заявляемый механизм позволяет провести корректировку положения створок 6 и 9 относительно друг друга и относительно основания 10.
Для регулировки положения створки 6 ось 5 перемещают внутри паза 4. При таком перемещении положение створки 6 относительно основания 10 меняется - при перемещении оси 5 к краю рычага 1 створка 6 отклоняется от основания 10, и наоборот при перемещении оси 5 к центру рычага 1 створка 6 наклоняется к основанию 10. После придания створке 6 нужного положения ось 5 фиксируют гайкой.
Для регулировки положения створки 9 ось 8 перемещают внутри паза 7. При таком перемещении положение створки 9 относительно основания 10 меняется - при перемещении оси 8 к краю рычага 1 створка 9 отклоняется от основания 10, и наоборот при перемещении оси 8 к центру рычага 1 створка 9 наклоняется к основанию 10. После придания створке 9 нужного положения ось 8 фиксируют гайкой.
Таким образом, заявляемое техническое решение дает пользователю возможность оперативно и просто корректировать положение створок корзины комбинационного дозатора. При использовании заявляемого механизма нет необходимости разбирать корзину на отдельные составляющие и корректировать их форму или размер, что является весьма трудоемким. При необходимости корректировки пользователю достаточно открутить гайки с осей 5 и 8, переместить их в пазах 4 и 7 соответственно, выставив тем самым необходимое положение створок 6 и 9. Данное действие занимает всего несколько минут и может быть выполнено любым оператором. После выставления необходимого положения створок обе оси фиксируют в соответствующих пазах при помощи гаек. Весь процесс регулировки в заявляемом техническом решении является очень простым и быстрым, что значительно способствует удобству при эксплуатации таких корзин в комбинационных дозаторах.
Заявляемое техническое решение устраняет недостатки, имеющиеся на сегодняшний день в подобных решениях, и позволяет осуществить производство корзин комбинационных дозаторов, в которых возможно быстро и просто осуществить регулирование створок относительно основания и относительно друг друга. Кроме того, заявляемый механизм является достаточно простым в производстве и удобным в применении.
Механизм открывания/закрывания створки корзины комбинационного дозатора может быть изготовлен в условиях экспериментального или серийного производства.