ВЫСЫПНОЙ БУНКЕР ВЕСОВОГО ДОЗАТОРА

Предложение относится к фасовочно-упаковочному автоматическому оборудованию для пищевых и непищевых продуктов, в частности к устройствам, предназначенным для подачи штучных продуктов из дозатора в тару, а именно к высыпным бункерам.
Предложение может быть использовано в составе упаковочных аппаратов при фасовке весовым дозатором штучных изделий длиной до 100 мм, например пряников, сухарей, конфет, сушек, печенья в пакеты из термосвариваемых материалов.
Из уровня техники известен бункер для связных материалов, содержащий корпус и охватывающую его по периметру воронку с выпускным отверстием (см. патент RU №2255887, B 65 D 88/66, 2005 г.).
Известное устройство предотвращает заклинивание продукта на выходе из бункера с помощью рычага-ударника и подвижного соединения двух частей корпуса.
Недостатком данного устройства является то, что указанные средства разрушения свода пригодны только, если свод или затор образован мелкодисперсными материалами. Такой бункер не применим для разгрузки штучных изделий длиной до 100 мм, чтобы разрушить затор, например из пряников или сухарей одной вибрации не достаточно. Рычаг-ударник также нельзя считать эффективным средством против заклинивания, так как в процессе удара крупнодисперсные продукты еще сильнее застрянут на выходе из бункера.
Известно также устройство для выгрузки кускового материала из бункера, содержащее корпус с выпускным отверстием и желобом,
выполненным в виде клина с углом наклона к горизонтали и волнообразной поверхностью синусоидального профиля (см. патент RU №2014276, B 65 G 65/23, 1994 г.).
Данное устройство предназначено для разгрузки крупнодисперсного материала. Желоб, установленный на выходе из бункера, совершает возвратно-поступательное движение и продвигает продукт в высыпное окно.
Недостатками известного устройства являются сложность конструкции, большие габариты и высокие энергетические затраты. Это устройство нельзя использовать для таких продуктов как пряники или сухари, так как они будут деформироваться под воздействием волнообразного желоба. При этом затор продукта на выходе из бункера не исключен из-за размеров и формы, подобных пряникам штучных изделий.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому решению является бункерное устройство, содержащее сужающийся в нижней части корпус с наклонным дном (см. патент RU №2145301, B 65 D 88/54, 2000 г.).
В данном устройстве для предотвращения затора на выходе из бункера предусмотрено выпускное окно, установленное с возможностью менять размеры, а именно расширяться. Для этого передняя стенка бункера закреплена шарнирно и снабжена возвратными пружинами.
Однако, это известное устройство неприменимо в качестве высыпного бункера весового дозатора в составе упаковочной машины. Выпускное окно бункера в этом случае соединено с продуктовой трубой упаковочной машины и ограничено диаметром указанной трубы. По этой причине размер выпускного окна величина постоянная, ее нельзя изменить при образовании затора продукта в бункерном устройстве.
Технический результат предложения заключается в обеспечении стабильной разгрузки бункера путем предотвращения заклинивания продукта с достаточно крупными размерами в зоне выходного отверстия постоянного сечения.
Для достижения указанного технического результата в высыпном бункере весового дозатора в составе упаковочной машины, включающем полый корпус, открытый сверху для входа продукта и сужающийся посредством наклонных стенок вниз с образованием отверстия для выхода продукта, согласно предложению, вход и выход продукта, обозначенные вертикальными осями, смещены в горизонтальной плоскости относительно друг друга на величину L, которая зависит от длины отдельной фракции продукта l и связана с ней отношением L≥2l, при этом стенка корпуса, находящаяся непосредственно под входом продукта, наклонена к горизонтальной плоскости под углом α с пределами от 30° до 45°. При этом корпус имеет многоугольное поперечное сечение и снабжен вибрирующим устройством.
Наличие отличительных признаков, а именно, выполнение входа и выхода продукта со смещением в горизонтальной плоскости относительно друг друга на величину L, которая зависит от длины отдельной фракции продукта l и связана с ней отношением L≥2l, выполнение стенки корпуса, находящейся под входом продукта, с наклоном к горизонтальной плоскости под углом α с пределами от 30° до 45°, выполнение корпуса многоугольного сечения, дополнение его вибрирующим устройством, свидетельствует о соответствии заявляемого технического решения критерию патентоспособности «новизна».
Сущность предложения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен общий вид в аксонометрии высыпного бункера весового дозатора; на фиг.2 изображен общий вид высыпного бункера в аксонометрии, снабженный механизмом для обрушения сводов; на фиг.3 изображен вид сверху высыпного бункера с механизмом для обрушения сводов; на фиг.4 изображен вид высыпного бункера, представленный со стороны механизма для обрушения сводов (сам механизм не показан); на фиг.5 схематично представлен общий вид весового дозатора; на фиг.6 представлен общий вид упаковочной машины модели «ПИТПАК».
Следует учесть, что на чертежах для большей ясности представлены только те детали, которые необходимы для понимания существа технического решения, а сопутствующее оборудование, хорошо известное специалистам в данной области, на чертежах не представлено.
Заявляемый высыпной бункер входит в состав оборудования весового дозатора, предназначенного для дозирования сыпучих, мелкоштучных и штучных продуктов, который в свою очередь может использоваться самостоятельно или в комплекте с фасовочно-упаковочной машиной.
В представленном примере конкретного выполнения весовой дозатор установлен на фасовочно-упаковочной машине модели «ПИТПАК».
Общий вид упаковочной машины «ПИТПАК» представлен на фиг.6.
Универсальный высокопроизводительный вертикальный автомат предназначен для точного дозирования и упаковки широкого ассортимента мелкого, сыпучего, гранулированного, кристаллического и штучного товара в трехшовные пакеты. Машина производит расфасовку продуктов в герметичные упаковки, сформированные из полотна упаковочного материала, например, полипропиленовой пленки. Конструкция машины обеспечивает работу в двух режимах: автоматическом и ручном.
Машина состоит из сварного каркаса, на котором смонтированы следующие основные узлы: устройство подачи упаковочного материала, формирователь, формирующий из упаковочного материала рукав, устройство для протяжки рукава, продольная сварочная губка, поперечные сварочные губки с разрезающим ножом, защитный кожух и распределительный шкаф с управляющей панелью. Сверху каркас закрыт плитой, на которой установлен и закреплен весовой дозатор.
Привод всех механизмов пневматический. Управление механизмами производится с помощью контроллера.
Общее устройство весового дозатора изображено на фиг.5.
Устройство состоит из рамы, на которой смонтированы следующие основные узлы: загрузочный бункер, вибрирующие лотки - верхний, нижний
и довешивающий, снабженные щетками, весовой бункер с крышкой, толкатель. Весовой дозатор также включает кронштейны с датчиками уровня, блок пневматический, электрический шкаф, пульт управления и заявляемый высыпной бункер.
Рама представляет собой конструкцию из прямоугольных труб с четырьмя опорами для крепления к верхней плите упаковочной машины. Загрузочный бункер - сварная конструкция из нержавеющей стали, которая с помощью боковин установлена на верхней части рамы. В нижней части загрузочного бункера выполнено окно для дальнейшего прохода продукта на верхний вибрирующий лоток. Окно оборудовано стопорной щеткой, установленной на определенной высоте для регулировки уровня продукта на вибрирующем лотке. Вибрирующие лотки, как нижний лоток, так и довешивающий, направлены в весовой бункер. Бункер весовой состоит из лотка и крышки и установлен на тензометрическом датчике, закрепленном на раме. Этот бункер в комплекте с весоизмерительным устройством является дозатором. Привод вибрирующих лотков - электрический, а щеток вибрирующих лотков и крышки весового бункера - пневматический.
Заявляемый высыпной бункер размещен под весовым бункером и закреплен через фланец к верхней плите упаковочной машины.
Общее устройство высыпного бункера весового дозатора изображено на фиг.1-4.
Высыпной бункер весового дозатора в составе упаковочной машины включает полый корпус (фиг.1), открытый сверху для входа продукта и сужающийся вниз с образованием отверстия 1 для выхода продукта на упаковку, составленный из наклонных стенок. Корпус представляет собой цельную конструкцию из металлического листа, согнутого с образованием граней и боковых поверхностей иначе стенок бункера. Только стенка 2 выполнена съемной, отдельной от остальных стенок. Так как выпускное отверстие весового бункера дозатора (место загрузки, входа продукта) должно быть установлено ниже верхней кромки заявляемого бункера,
съемная стенка 2 облегчает установку. В поперечном сечении (сечении параллельном горизонту) корпус представляет собой многоугольник, отличающийся по площади в разных сечениях по высоте бункера.
При этом вертикальная ось симметрии отверстия 1 для выхода продукта обязательно совпадает с осью продуктовой трубы упаковочной машины (на чертеже не показана). Обозначим осью А-А место выхода продукта из бункера (фиг.3). Место загрузки или входа продукта в высыпной бункер, обозначим осью Б-Б. Поскольку ось Б-Б также является осью симметрии весового бункера, из которого продукт поступает в заявляемый бункер, то расстояние L между указанными осями определяют в зависимости от размеров отдельной фракции продукта. Так, если l - длина фракции (пряника или сухаря), то L составляет не менее 2l.
При этом стенка 3, которая расположена под местом входа продукта в заявляемый бункер, имеет угол наклона α не менее 30° к горизонту (фиг.4). Проведенные эксперименты позволили установить диапазон оптимальных величин угла наклона α стенки 3, он составил от 30° до 45°.
Дополнительно высыпной бункер снабжен механизмом для предотвращения образования сводов, а именно вибрирующим устройством 4, который присоединен к корпусу посредством кронштейна 5.
Устройство работает следующим образом.
Перед установкой высыпного бункера весового дозатора на упаковочную машину «ПИТПАК» вычисляют величину L в зависимости от размера продукта, в нашем примере - пряника. Например, длина пряника l=80 мм, то L≥160 мм. Затем производят установку весового дозатора таким образом, чтобы ось Б-Б, то есть ось симметрии весового бункера отстояла от оси А-А, которая является осью продуктовой трубы упаковочной машины, на расстоянии равном 160 мм. После этого устанавливают заявляемый высыпной бункер, причем вертикальная ось симметрии отверстия 1 для выхода продукта совпадает с осью продуктовой трубы. При установке снимают съемную стенку 2 и заводят заявляемый бункер под весовой бункер таким
образом, чтобы бункер дозатора частично вошел в заявляемый бункер. Затем закрепляют съемную стенку 2, возвращая ее на место. На кронштейн 5 устанавливают вибрирующее устройство 4.
В загрузочный бункер весового дозатора подают продукт, например пряники. Затем поток продукта поступает на вибрирующие лотки. Из нижнего вибрирующего лотка пряники подают в весовой бункер, где они накапливаются до определенной массы. После того, как от упаковочной машины поступит запрос на порцию продукта, она поступит в высыпной бункер для последующей упаковки. При такой конструкции высыпного бункера пряники поступают из весового бункера дозатора на наклонную стенку 3 и равномерно, не накапливаясь, соскальзывают по ней в продуктовую трубу. Свод из пряников не образуется, так как пряники поступают по очереди, один за другим, а не все сразу. Этот эффект усиливают, подключая вибрирующее устройство 4.
На этом работа устройства закончена.
Выполнение корпуса высыпного бункера в виде многогранника с наклонными стенками повышает жесткость всей конструкции и облегчает изготовление. Также заявляемое конструктивное решение предотвращает затор продукта в зоне выхода из устройства за счет приема в определенном месте и подачи его под определенным углом. Устройство обеспечивает стабильную разгрузку бункера при упаковке продукта с достаточно крупными размерами.
Устройство было разработано и изготовлено на машиностроительном заводе «ТАУРАС-ФЕНИКС» и успешно использовано на предприятии заказчика.
Из вышесказанного следует, что изготовление данного устройства промышленным способом не вызывает затруднений, предполагает использование освоенных материалов и стандартного оборудования, что свидетельствует о соответствии заявляемого технического решения критерию патентоспособности «промышленная применимость».