КОМБИНАЦИОННЫЙ ДОЗАТОР
COMBINATION METERING DEVICE

Предлагаемое изобретение относится к устройствам для комбинационного весового дозирования и предназначено для бережного дозирования легкоповреждаемых сыпучих продуктов (ягоды, печенье и т.п.).
Известен комбинационный дозатор, содержащий ряд обрабатывающих модулей для приема, взвешивания, накопления и выгрузки индивидуальных партий изделий (см. патент США №4844190, МПК G01G 13/00, 1988). Известен также весовой комбинационный дозатор, содержащий каркас, на котором установлен бункер и питающие вибролотки, под которыми установлены корзины для взвешивания доз продукта (см. патент РФ №45365, МПК G01F 11/24, 2004 г.).
Наиболее близким по технической сути к предлагаемому изобретению является, на наш взгляд, комбинационный дозатор по патенту на полезную модель РФ №60480, МПК В65В 1/32, 2006 г. - прототип. Указанный дозатор содержит бункер для сыпучего продукта, сообщенный с наклонными радиальными вибролотками, под которыми расположены весовые корзины. Весовая корзина, открытая сверху, имеет четыре вертикальные стенки. Дно корзины закрывается плоской крышкой, снабженной приводом. Под корзинами установлены наклонные скаты для доз продукта.
Эксплуатация данного дозатора показала, что углы наклона скатов и форма корзин выбраны скорее из необходимости добиться большей производительности, чем обеспечения бережного весового дозирования легкоповреждаемого продукта. Например, взвешивание на данном дозаторе ягод для молочно-ягодных смесей приводит к снижению качества продукции из-за повреждений оболочки ягод и утечки ягодного сока.
Технической задачей является обеспечение бережного весового дозирования легкоповреждаемого сыпучего продукта типа ягод.
Технический результат достигается тем, что в комбинационном дозаторе, включающем бункер с вибролотками, сообщенными с весовыми корзинами, имеющими стенки и окно с откидывающейся крышкой, шарнирно прикрепленной одним концом к корзине, установленные под весовыми корзинами главные скаты, сообщенные с приемником дозы продукта, весовые корзины закреплены наклонно с образованием одной из стенок промежуточного ската, имеющего угол наклона не меньше угла наклона главного ската, кромки двух других стенок выполнены закругленными, крышка изогнута с возможностью прилегания к закругленным кромкам указанных стенок, при этом свободные концы крышек имеют выступы, выполненные с возможностью образования, при открытом положении крышек, дополнительных скатов, сообщенных с главными скатами.
Комбинационный дозатор для весового дозирования фруктов характеризуется тем, что угол наклона промежуточного ската равен 30-33°, а угол наклона главного ската равен 20-23°.
Комбинационный дозатор для весового дозирования печенья характеризуется тем, что угол наклона промежуточного ската равен 33-37°, а угол наклона главного ската равен 23-27°.
Устройство дозатора поясняется чертежами. На фиг.1 показан общий вид дозатора; на фиг.2 - сечение весовой корзины (пунктирными линиями обозначены промежуточные положения крышки при открывании).
В примере конкретного исполнения комбинационный дозатор содержит бункер 1 для сыпучего продукта (например, ягод). С бункером сообщены вибролотки 2, оборудованные затворами 3. Под вибролотками установлены весовые корзины 4, которые имеют стенки 5 и стенки 6. Корзины закреплены наклонно с образованием из стенки 5 промежуточного ската под углом  к горизонту (см. фиг.2). Оптимальное значение угла  для легкоповреждаемых сочных ягод, найденное опытным путем, составляет 30-33°. Как показали испытания, при  меньше 30° уменьшается производительность, а при  больше 33° резко повышается повреждаемость ягоды. Для весового дозирования печенья, продукта более твердого, оптимальное значение  равно 33-37°.
Кромки стенок 6 закруглены. Окно корзины закрывается крышкой 7, которая изогнута по форме закруглений кромок на стенках 6. Крышка прикреплена одним концом к корзине при помощи шарнира 8 и оборудована приводом открывания (не показано). Другой конец крышки имеет плоский выступ 9. Размер выступа рассчитан так, что при открытой крышке его край практически соприкасается с главным скатом 10. Минимальный зазор (2-3 мм) оставлен из соображений удобства эксплуатации (иначе крышки 7 будут постоянно хлопать по скатам 10). Главные скаты имеют угол наклона β, который для ягод составляет 20-23°, а для печенья равен 23-27°. Данный интервал определен опытным путем из требования оптимальной скорости скатывания дозы продукта при обеспечении его цельности. Легко видеть, что угол β меньше угла , так как длина ската 10 больше длины стенки 5, а скорости скатывания продукта, как в конце стенки, так и в конце ската, должны быть примерно одинаковы. Дозатор также оборудован встряхивателями 11 в виде ударных механизмов, взаимодействующих со скатами 10.
Комбинационный дозатор работает следующим образом. В исходном состоянии вибролотки 2 закрыты затворами 3, а корзины 4 закрыты крышками 7. При этом изогнутая часть крышки достаточно плотно прилегает к закруглениям на стенках 6, закрывая окно в корзине 4. После нажатия кнопки «Пуск» включаются вибролотки 2, а затворы 3 открываются. Сыпучий продукт, например ягоды, начинает поступать из бункера 1 на вибролотки 2. Вибрация разделяет слипшиеся ягоды и обеспечивает их перемещение в один слой, который со временем достигает весовой корзины 4. Поступающие в корзины ягоды аккуратно скатываются по наклонной стенке 5 и накапливаются в ковшеобразной части крышки 7.
Накопление продукта в корзинах производят до некоторого установленного программой веса, который является частью дозы продукта. Затем выключают вибролотки и запирают затворы 3. Благодаря вибрации в весовые корзины доставляются примерно одинаковые части доз продукта (плюс-минус 10-15%). Весовые корзины 4 оборудованы измерительными тензодатчиками, которые производят точное взвешивание части дозы продукта. Информация о результате взвешивания поступает сначала в аналогоцифровой преобразователь, затем, в цифровом виде, в центральный процессор. Процессор сразу начинает комбинировать полученные данные, складывая их и сравнивая суммы с контрольным числом, равным установленному весу дозы. Получив наилучшее сочетание весов, сумма которых равна установленному весу дозы в пределах допустимой погрешности, процессор посылает сигналы на открытие соответствующих весовых корзин. Сигналы поступают в приводы соответствующих крышек 7. Открывание крышки происходит путем ее поворота вокруг шарнира 8. Глубина изгиба крышки рассчитана так, что высыпание ягод из ее ковшеобразной части начинается на последней фазе открытия, когда зазор между краем выступа 9 и основным скатом 10 минимален. В этом положении выступ 9 служит дополнительным скатом, обеспечивающим бережную передачу взвешенной части дозы продукта на скат 10. Части доз скатываются в переходный конус (не показано) и попадают в приемник дозы. Здесь части соединяются в дозу установленного веса, которую затем доставляют известным способом в упаковочный автомат.
Процессор постоянно контролирует положение затворов, крышек и наличие продукта в корзинах. После высыпания ягод из корзин процессор закрывает крышки и включает соответствующие вибролотки для подачи продукта в пустые корзины. После взвешивания новых порций ягод процессор комбинирует новые результаты измерений с уже известными весами, чтобы добиться наилучшего совпадения суммы частей дозы с заданным весом целой дозы. В дальнейшем цикл повторяется. С целью предотвращения прилипания ягод к скатам (которое возможно в данной конструкции при щадящих углах наклона) автоматика в момент открывания крышек включает встряхиватели 11, которые начинают постукивать по скатам, вызывая отрыв ягод. После закрывания крышек 7 встряхиватели выключаются.
Неочевидным, на наш взгляд, в предлагаемом техническом решении является то, что наклонное расположение стенки корзины и ковшеобразная форма крышки с выступом, выходящим за габарит окна, придают указанным деталям функции скатов, как промежуточных участков общего скатывающего путепровода. При этом бережное накопление ягод происходит в ковшеобразной части крышек, а выступы на крышках обеспечивают аккуратное высыпание ягод из корзин. Найденные технические решения позволили исключить в конструкции дозатора участки с вертикальным сбросом продукта, которые имеются в прототипе. Не являются также очевидными оптимальные значения углов  и β, найденные опытным путем.
В соответствии с описанной выше схемой на предприятии OOO «ВКП «Сигнал-Пак» (г. Екатеринбург) изготовлен экспериментальный образец комбинационного дозатора. Испытания образца показали полное достижение технического результата. Ягоды, взвешенные по описанной выше технологии, имеют хорошую сохранность, повреждения оболочек практически отсутствуют. По результатам испытаний начато изготовление опытного образца комбинационного дозатора, который будет использован в линиях быстрой заморозки фруктовых смесей.
Описанное выше техническое решение отвечает критериям новизны, изобретательского уровня и промышленной применимости, в связи с чем предлагается к правовой защите патентом на изобретение.