КОРЗИНА 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: http://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.
Известна корзина, содержащая корпус и створку, которая способна открываться и закрываться. Для образования корпуса один листовой материал сгибается в единое целое, образуя переднюю поверхность, боковые поверхности, и части опорной рамы. Створка и рычажный механизм работы створки поддерживаются при помощи частей опорной рамы (Патент JP 2015151155, B65D 90/62; G01G 19/387, 24.08.2015).
Известна корзина, содержащая основной корпус, имеющий трубчатую форму, который скомпонован и предназначен для установки на взвешивающем устройстве; а также створку, соединенную с основным корпусом с возможностью открытия и закрытия, причем внутренняя поверхность створки совместно с основным корпусом образует пространство для сбора продукта, соединение створки и основного корпуса выполнено с возможностью избирательного открытия и закрытия - закрытое состояние для хранения продукта, а открытое состояние для сброса продукта; внутренняя поверхность створки содержит верхнюю наклонную поверхность и нижнюю наклонную поверхность, которые непрерывно соединены, причем угол, образованный нижней наклонной поверхностью и горизонтальной плоскостью, выполнен меньше, угла, образованного верхней наклонной поверхностью и горизонтальной плоскостью (Патент US 2010044116, G01G 13/16; G01G 19/32, 25.02.2010).
Известна корзина, содержащая трубчатый корпус с верхним и нижним отверстиями, который заполняется продуктом через верхнее отверстие; и разгрузочную створку, которая открывает и закрывает нижнее отверстие корпуса; корпус образован телом в виде трубы, имеющим четыре или более стороны, соединенные вместе в кольцевую форму, причем горизонтальное поперечное сечение тела в виде трубы выполнено в виде контура, имеющего дугообразные области и который отличается от прямоугольной формы; корпус корзины имеет форму, при которой в граничной части между соседними боковыми сторонами угол, который образуется между первой виртуальной плоскостью, контактирующей с одной из боковых сторон, и второй виртуальной плоскостью, контактирующей с другой боковой стороной, и который расположен на внутренней стороне корпуса, равен или превышает 90° (Патент US 2013292191, G01G 19/393, 07.11.2013). Данная корзина принята за прототип.
Главным недостатком всех перечисленных аналогов и прототипа является невозможность работы с липкими и замороженными продуктами.
При попадании внутрь описанных выше корзин такие продукты, как чернослив, сушеные финики, жевательный мармелад и т.п., могут прилипать к створкам, которые представляют собой гладкую пластину. В момент открытия этих створок прилипшие фракции продукта не выпадают из корзины, а остаются прилипшими к створке, то есть остаются внутри корзины. Если такая ситуация происходит внутри корзины, соединенной с тензометрическим датчиком или иным измерительным устройством, другими словами внутри весовой корзины, то взвешивание порций продукта будет осуществляться неточно, а значит итоговая доза продукта не будет обладать требуемым весом. Дозатор будет составлять итоговую дозу продукта с учетом полного веса порций продукта внутри весовых корзин, но при разгрузке внутри некоторых весовых корзин будет оставаться по нескольку штук фракций продукта, веса которых будет не хватать в итоговой дозе. А при наборе следующей порции продукта взвешивание должно будет производиться с учетом прилипших фракций продукта, что снижает точность и скорость дозирования. Такой процесс взвешивания является недопустимым, поскольку итоговые дозы продукта будут получаться меньше на величину веса прилипших фракций, то есть меньше требуемого веса.
Кроме значительных погрешностей в весе итоговой дозы продукта прилипшие фракции продукта приводят к частому загрязнению корзин дозатора. Для того, чтобы прочистить корзины от прилипшего продукта, комбинационный дозатор необходимо остановить, что приведет к остановке всей технологической линии. Таким образом, указанный недостаток негативно сказывается на процессе производства. Кроме того, данный недостаток может влиять на качество дозируемого продукта, поскольку в процессе работы комбинационного дозатора такие прилипшие частицы могут постепенно портиться, отваливаться от створки и попадать в итоговую дозу, а значит попадать к потребителям.
Что касается замороженных продуктов, то они также подвержены примерзанию к створкам корзин, как и липкие продукты. При так называемом «переходе через 0» происходит моментальное схватывание влаги, образующейся при соприкосновении холодного продукта с теплым металлом. Таким образом, замороженные продукты как бы «прилипают» к створкам корзины. Все недостатки от такого прилипания были описаны выше в случае с липкими продуктами.
Таким образом, при работе с липкими и замороженными продуктами аналоги и прототип будут не только загрязняться, но и нарушать весь процесс дозирования из-за прилипших фракций продукта.
Задачей, на решение которой направлена заявленная полезная модель, является создание корзины комбинационного дозатора, позволяющей достичь приведенных ниже технических результатов.
Технические результаты, достигаемые при использовании заявляемой полезной модели:
- возможность работы с липкими и замороженными продуктами;
- расширение арсенала технических средств, предназначенных для дозирования пищевых и непищевых товаров.
Технические результаты достигаются за счет того, что в корзине комбинационного дозатора выполненной в виде полого сквозного элемента, боковые стенки которого являются направляющими для продукта, и содержащей по меньшей мере одну створку, закрепленную под нижним торцом корзины с возможностью открытия и закрытия, каждая створка выполнена в виде рамки, на которой закреплен сетчатый материал.
Каждая створка может быть снабжена как минимум одним ребром жесткости.
В качестве сетчатого материала может быть использована сетка.
Сетка может быть выполнена из металла.
Сетка может быть выполнена из пластика.
Корзина комбинационного дозатора представляет собой полый сквозной элемент. 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.
Крепление створки к корзине может быть осуществлено самыми разнообразными способами. Например, створка может быть соединена с корзиной при помощи шарнирного элемента, который позволяет створке в необходимые промежутки времени под действием привода открываться и закрываться, либо она может быть соединена с корзиной при помощи подвижных кронштейнов. Итоговый способ крепления створки к корзине зависит от требований покупателя и характеристик обрабатываемого продукта. Тип привода, который открывает и закрывает створку, также может быть любым, например, пневмопривод или сервопривод.
Количество створок может быть разным - одна или две. Их количество может варьироваться в зависимости от требований потребителя и характеристик продукта.
Для того, чтобы продукты не прилипали к створке в момент накопления, створка выполнена не в виде сплошной гладкой металлической или пластиковой пластины, а в виде рамки. Указанная рамка может повторять контур нижнего отверстия корзины, поскольку это является не только более эстетичным, но и более удобным в эксплуатации. На рамке закреплен сетчатый материал, который предназначен для уменьшения площади контакта продукта со створкой. Для липких и замороженных продуктов такое уменьшение площади контакта является крайне важным, поскольку в случае с заявляемым техническим решением продукт будет не полностью касаться поверхности створки, а только точечно, что не позволит ему прилипнуть к створке. Таким образом, за счет введения в конструкцию створки корзины сетчатого материала, корзина приобрела возможность работы с липкими и замороженными продуктами.
Заявитель не только в теории, но и на практике смог достичь желаемого технического результата, используя заявленную корзину комбинационного дозатора. За счет уменьшенной площади контакта продукта и створки площадь поверхности створки, к которой продукт может прилипнуть, также уменьшилась. В данном случае продукт, вероятно, и может точечно прилипать к сетчатому материалу створки, но после ее открытия, под собственным весом фракции продукта «отрываются» от створки и падают вниз, к следующему узлу обработки комбинационного дозатора. Это объясняется тем, что площадь соприкосновения продукта и сетчатого материала створки оказывается настолько мала, что ее недостаточно для прочного удержания фракции продукта на створке. Таким образом, в корзине после сброса продукта не остается прилипших фракций, которые в дальнейшем могут повлиять как на процесс и точность дозирования, так и на качество самой продукции, которая попадет потребителям.
В качестве сетчатого материала может быть использован любой материал, имеющий ячеистую структуру и способный уменьшать площадь контакта створки с продуктом. Например, в качестве сетчатого материала может быть использована сетка, металлическая или пластмассовая. Использование обычной сетки позволяет упростить процесс производства заявляемого технического решения и упростить процесс его эксплуатации. Важным моментом является размер ячейки сетки - он не должен превышать размер самых маленьких частиц продукта, в противном случае продукт будет просыпаться через сетку и процесс дозирования будет неточным. Целесообразно использовать самый маленький размер ячейки, размером не менее 0,4 мм, поскольку данный размер является оптимальным для работы с большинством продуктов, что придает заявляемому техническому решению универсальность и дополнительную простоту при эксплуатации. Наиболее оптимальными размерами ячейки на основании опытных данных можно считать 1-1,5 мм. Тем не менее, при отдельных обстоятельствах, учитывая все особенности обрабатываемого продукта, размеры ячеек могут быть больше или меньше указанных оптимальных значений.
Как уже было сказано выше, в качестве сетчатого материала может быть использована металлическая или пластмассовая сетка. Использование именно металлической сетки является более предпочтительным, поскольку металл является более прочным и долговечным материалом, нежели пластмасса или пластик. Тем не менее, в некоторых случаях, при работе с особыми продуктами может использоваться и пластмассовая сетка, которая позволит обрабатывать продукт более бережно.
Для упрощения конструкции и процесса изготовления заявляемого технического решения рекомендуется использовать стандартизованную сетку, выпускаемую в промышленных масштабах для различных отраслей промышленности.
Помимо сетки в качестве сетчатого материала возможно использование перфорированных листов металла или пластика. Однако использование именно сетки по сравнению с перфорированными листами металла или пластика имеет определенные преимущества. Прежде всего сетка, выполненная из нитей, имеет минимальную площадь контакта с фракциями продукта, в то время как перфорированный лист обладает значительной гладкой поверхностью между отверстиями, которая подвержена загрязнению и способствует прилипанию фракций продукта. Кроме того, использование сетки является более простым в производстве, поскольку изготовление перфорированного листа металла или пластика с минимальным диаметром отверстий является довольно затратным. Также можно отметить, что в результате производственных испытаний вариант с использованием сетки показал наилучшие результаты - прилипания фракций продукта выявлено не было.
Крепление сетчатого материала к створке может быть осуществлено любым способом: сваркой, пайкой, резьбовым соединением с использованием прижимных планок. Способ крепления сетчатого материала к рамке должен учитывать тип, вес фракций продукта и размер самой корзины комбинационного дозатора.
При работе с замороженными продуктами или тяжелыми липкими продуктами сетчатый материал может легко деформироваться под весом этих продуктов. Для придания сетчатому материалу и всей створке дополнительной жесткости эта створка может быть снабжена ребрами жесткости. Количество ребер жесткости может быть разным и зависит от размеров створки и веса продукта. Ребра жесткости целесообразно располагать на внешней поверхности створки, чтобы они не соприкасалась с продуктом. Кроме того, целесообразно выполнять ребра жесткости из металла, поскольку это наиболее прочный и износоустойчивый материал. Ребра жесткости могут быть прикреплены к створке любым способом, обеспечивающим жесткое крепление, например, методом сварки, клепания или резьбового соединения.
Кроме того, ребра жесткости могут быть выполнены одним целым из материала, из которого сделана рамка створки. Это позволит уменьшить количество разъемных соединений и упрочить конструкцию всей корзины комбинационного дозатора.
Крепление каждой корзины к дозатору может быть осуществлено любым способом - например, при помощи кронштейнов, которые с одной стороны прикреплены к корзине, а с другой стороны жестко крепятся к дозатору. Количество таких кронштейнов не ограничено и может варьироваться в зависимости от величины корзины или характеристик продукта.
Полезная модель поясняется чертежами, где:
На фиг. 1 показан вид корзины комбинационного дозатора сбоку.
На фиг. 2 показан вид корзины комбинационного дозатора спереди.
На фиг. 3 показан вид корзины комбинационного дозатора сверху.
На фиг. 4 показана створка корзины комбинационного дозатора.
Согласно рисункам, заявляемая корзина комбинационного дозатора содержит полый сквозной элемент 1, выполненный в виде четырехугольной трубы, из четырех боковых стенок, которые являются направляющими для продукта. На верхней части полого сквозного элемента выполнены четыре направляющих элемента 2, расположенные в виде четырех лепестков. В данном примере направляющие элементы 2 являются продолжением боковых стенок полого сквозного элемента 1 и выполнены с этими боковыми стенками в виде одного целого. Под нижним торцом полого сквозного элемента 1 закреплены две створки 3, снабженные приводом (на фиг. не показан), который открывает и закрывает их. Также заявляемая корзина комбинационного дозатора содержит планку 4, предназначенную для крепления заявляемой корзины к комбинационному дозатору.
Обе створки 3 заявляемой корзины комбинационного дозатора выполнены в виде металлических прямоугольных рамок, снабженных ребрами жесткости 5. Причем, указанные ребра жесткости 5 и рамки створок 3 выполнены из одного листа металла. Иначе говоря, ребра жесткости 5 и рамки створок 3 вырезаны из одной металлической пластины и представляют собой единую деталь. С внутренней стороны каждой створки 3 к рамке прикреплена металлическая сетка 6. С обратной стороны створок 3 сетка 6 прикреплена к поверхностям рамки при помощи металлических планок 7, выполненных по форме рамки створки 3. Металлические планки 7 прикреплены к рамке створки 3 при помощи клепок.
Работает заявляемое устройство следующим образом.
При попадании в заявляемую корзину порция продукта направляется именно внутрь корзины при помощи направляющих элементов 2. Иными словами направляющие элементы 2 не дают фракциям продукта выпадать из корзины и попадать вне ее. После того, как продукт попал внутрь полого сквозного элемента 1 он ориентируется вдоль его боковых стенок. Створки 3 при этом закрыты, а фракции продукта располагаются на этих створках 3. За счет того, что створки 3 содержат металлическую сетку 6, а фракции продукта в основном соприкасаются именно с ней, то прилипания отдельных фракций продукта не происходит за счет малой площади контакта продукта и сетки 6. При выборе данной корзины в комбинации привод приводит в движение обе створки 3, и они открываются. Благодаря тому, что продукт не прилип к сетке 6, то вся хранившаяся в корзине порция продукта падает вниз и поступает на дальнейшие узлы комбинационного дозатора, потерь отдельных фракций продукта при этом не происходит. Ребра жесткости 5 не дают металлической сетке 6 деформироваться под весом порции продукта.
Заявляемое техническое решение устраняет недостатки, имеющиеся на сегодняшний день в подобных решениях, и позволяет осуществить производство корзин комбинационных дозаторов, способных точно и аккуратно дозировать липкие и замороженные продукты. Кроме того, заявляемая корзина комбинационного дозатора является достаточно простой в производстве и удобной в применении.
Корзина комбинационного дозатора может быть изготовлена в условиях экспериментального или серийного производства.