Устройство для наполнения банок
CAN FILLER

Изобретение относится к области пищевой промышленности, более конкретно к производству мясных и мясорастительных консервов. Изобретение предназначено для фасовки кускового мясного или мясорастительного сырья в стеклянную или металлическую консервную тару.
Из уровня техники известны различные устройства для наполнения банок. Так из уровня техники известно устройство для наполнения банок под названием «Устройство для наполнения консервных банок» по патенту РФ №2021175 от 04.02.1991 на изобретение (МПК B65B 3/08). Устройство для наполнения консервных банок, содержит опорную раму, смонтированную на последней на вертикальном валу с возможностью вращения дозировочную башню с дозировочными цилиндрами, каждый из которых имеет мерный стакан с поршнем, шток которого оснащен роликом, расположенную над башней крестовину, жестко связанную с рамой, копир для взаимодействия с роликами штоков, насадку для подачи продукта и режущий механизм, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности в работе, оно оснащено пневмоприводом, смонтированным на луче крестовины, расположенном перед насадкой по ходу вращения дозировочной башни, упором, укрепленным на луче крестовины, расположенном после насадки, регулируемым упором, установленным на корпусе башни, механизмами блокировки, число которых равно числу дозировочных цилиндров и каждый из которых состоит из вертикальной стойки, укрепленной на башне около дозировочного цилиндра, и смонтированного на верхнем конце стойки с возможностью поворота корпуса в виде втулки с двумя рычагами, расположенными на разных уровнях, нижний рычаг выполнен двуплечим в виде пластины удлиненной формы, одно плечо упомянутого рычага расположено с возможностью взаимодействия с торцом поршня, а другое - с регулируемым упором, плечи верхнего рычага имеют дугообразную форму, выполнены разновеликими и служат для взаимодействия со штоком пневмопривода и упором, установленным на луче крестовины, а режущий механизм включает кольцевые ножи и нож, приводимый во вращение, нижний конец каждого мерного стакана выполнен коническим, кольцевой нож представляет собой втулку ступенчатой формы с коническим каналом для монтажа ножа на нижнем конце мерного стакана и снабжен кольцом для поджатия его к башне, приводимый во вращение нож состоит из размещенной в насадке приводной оси и диска с углом заточки его кромки не более 15o и центральным отверстием для крепления его на оси, при этом диск подпружинен относительно оси, а торец кольца для поджатия кольцевого ножа к башне выполнен заподлицо с торцом втулки, образующей упомянутый нож. Недостатками данного изобретения являются: 1. Сложные в обслуживании ножевые элементы. Имеются полости в месте установки пружин, что может приводить к забиванию их сырьем, а соответственно к некорректной работе пружин и ножа в целом. В нашей конструкции используются надежная и ремонтопригодная ножевая система, состоящая из ножей цилиндрической формы. 2. Система работает только со вставными элементами (стаканами) с дополнительными ножами, что увеличивает время подготовительно-заключительных операций на санобработку. В нашей конструкции барабан уже имеет рабочие гильзы, и время санобработки уменьшается. 3. Указанные «Улучшения» в данной машине, а именно наличие механизма блокировки (нет банки - нет продукта) является одновременно и недостатком. Так, в момент отсутствия банки, устройство блокировки не допускает сырье в дозировочный стакан. При этом устройство подачи сырья не прекращает подавать сырье и подпрессовывает его, тем самым изменяется плотность сырья, а значит, наряду с травмированием сырья, уменьшается точность дозировки. Простым языком «прыгает доза». В нашем автомате при отсутствии подпора банок автомат останавливается, сырье не травмируется.
Наиболее близким аналогом (прототипом) заявленного изобретения является устройство для наполнения банок под названием «Автомат для механизированного дозирования и наполнения банок мясом В2-ФНА» https://tpsmash.ru/avtomat-v2-fna/. Данное устройство для наполнения банок включает: дозировочную башню, представляет собой сварную конструкцию карусельного типа, в которой расположены 12 мерных сменных гильз; дозатор жира состоит из башни с приемником жира, крышки, подвижного копира и неподвижного копира, в башне выполнены дозировочные цилиндры, в которых расположены поршни; сверху цилиндры закрыты крышками, а к нижней части цилиндра крепятся краны, причем в верхней части штока поршня имеется ролик, который катится по копиру, башня в сборе установлена на валу в опоре, закрепленной на станине, и получает вращение от шестерни промежуточной звезды, на валу установлена звезда, которая служит для перемещения банок, синхронно с поворотом башни; дозатор соли состоит из бункера с крышкой, внутри бункера имеется ворошитель для постоянного разрыхления соли, вращающегося диска с мерными стаканами, промежуточного диска с отверстиями под мерные стаканы, неподвижного диска с выгрузочным окном, вращение дисков и ворошителя осуществляется приводным валом, установленным в опоре, через зубчатое колесо от общего привода наполнителя, а сам бункер состоит из сварного основания, на которое приварена рубашка для подачи пара или горячей воды; бункер подающего устройства представляет собой сварную конструкцию, состоящую из обечайки, плоского днища, горловины с гайкой и четырех опор, крышки решетчатого типа установлены сверху на бункере, ворошитель состоит из трех лопастей сваренных между собой и приводится в движение конической передачей; привод шнека подающего устройства, состоит из корпуса, с расположенным внутри его валом с подшипниками, причем корпус болтами закреплен на корпус шнека, на конец вала внутри корпуса устанавливается шнек, а на другом свободном конце вала установлена коническая шестерня, причем вертикальный вал с конической шестерней, входящей в зацепление с конической шестерней приводного вала шнека приводится во вращение червячным редуктором; привод наполнителя осуществляется от электродвигателя, через ременную передачу вращение передается на червячный редуктор, от редуктора через коническую передачу вращение передается на приводной вал дозировочной башни, с приводного вала, через систему зубчатых передач, вращение передается на валы дозатора жира, дозатора соли, промежуточной звезды, выдающей звезды. Недостатками данного изобретения являются: 1. В прототипе многие детали, контактирующие с сырьем, выполнены из серого чугуна. В нашей конструкции все выполнено из нержавеющей стали. 2. Привод шнека, как и всех остальных вращающихся элементов, осуществляется через шестерни (низкая ремонтопригодность). В нашей конструкции крутящий момент шнеку (как и остальным элементам) сообщает вал мотор-редуктора посредством прямого привода. Оборудование оснащено частотными преобразователями для регулирования скорости. Применение стандартных изделий (мотор-редуктор) повышает ремонтопригодность и увеличивает скорость ремонта. 3. В прототипе применен цилиндрический бункер для сырья с плоским дном, что не дает работать аппарату на сложном (полужидком) сырье. В нашей конструкции бункер конический, применение которого позволяет применить в качестве сырья большой перечень продуктов, как кусочковых, так и полужидких (ветчинные смеси, фарши и т.д.). 4. В прототипе в качестве ворошителя сырья в бункере применен трехлучевая конструкция, двигающаяся параллельно плоскому днищу. При таком исполнении сырье размазывается по днищу и отводится к внешней стороне бункера. В нашей конструкции применен принцип возвратно-поступательного движения проставки со специальной насадкой, которая при поступательном движении (вниз) подталкивает сырье к шнеку подающего устройства, а во время возвратного движения (вверх) освобождает пространство способствуя обвалу сырья от стенок бункера вниз, тем самым предотвращая зависание (залипание продукта). Преимуществом данной конструкции является: А) возможность адаптации узла к разным продуктам путем подбора частоты возвратно-поступающих движений; Б) отсутствие возможности травмирования сырья. 5. Подпор насадки (Башмака), через которую осуществляется нагнетание сырья в дозировочные цилиндры осуществляется посредством механического домкрата, представляющего собой винтовую пару. Данный способ не эргономичен, а также отсутствует контроль усилия подпора, что, в свою очередь, может привести, с одной стороны к протечкам продукта, а с другой стороны к выходу из строя подшипников, подпирающих барабан. В нашей конструкции подпор осуществляется двумя пневмоцилиндрами. Преимуществом данного метода является механизация подпора (оператору необходимо просто нажать кнопку), а также возможность бесступенчатой и наглядной регулировки усилия, посредством изменения входного давления воздуха, подходящего к пневмоцилиндрам подпирающего устройства. 6. Недостаточная надежность подшипников качения в поршневом узле вследствие сложной траектории движения по копиру этих опорных частей. В нашем варианте предусмотрена самоустановка этого узла (подшипники (ролики) заменены на сферическую головку. При данной конструкции уменьшена возможность подклинивания и разрушения подшипника, а соответственно попадания металлических обломков в продукт. 7. В конструкции штока поршня имеется паз, посредством которого осуществляется ориентация положения оси подшипникового узла. Как показывает практика использования данных аппаратов, в этом пазу часто происходит подклинивание, вследствие чего происходит загибание штока поршня. В нашей конструкции позиционирование не требуется ввиду отсутствия подшипникового узла. Наряду с увеличением надежности мы уменьшаем наличие в машине трудновымываемых полостей, что положительно сказывается на качестве продукции. 8. Небезопасный и неэргономический способ нагрева паром или горячей водой корпуса шнека в нашей машине заменен на более удобный и контролируемый способ. Нагрев производится при помощи автоматизированной системой нагрева при помощи электроТЭНов.
Задача, которую поставил перед собой разработчик нового устройства для наполнения банок состояла в повышении надежности и продуктивности устройства в работе. Технический результат заключается в повышении ремонтопригодности, уменьшении возможности подклинивания и разрушения подшипника, а также в расширении арсенала технических средств, за счет обеспечения возможности адаптации узла к разным продуктам и обеспечения возможность бесступенчатой и наглядной регулировки усилия, подпора.
Изобретение пояснено графически, где
на фиг. 1 - показан привод шнека;
на фиг. 2 - показан бункер;
на фиг. 3 - показан пневмопроталкиватель;
на фиг. 4 - показан башмак с механизмом прижима;
на фиг. 5 - показан общий вид башмака;
на фиг. 6 - показан барабан с поршнями;
на фиг. 7 - показан шток цилиндра;
на фиг. 8 - показан механизм нагрева;
на фиг. 9 - показан общий вид устройства для наполнения банок;
на фиг. 10 - показан общий вид наполнителя;
на фиг. 11 - показано расположение шнека в устройстве;
на фиг. 12 - показано расположение расширительного бачка в устройстве;
на фиг. 13 - показан общий вид дозатора;
на фиг. 14 - показана технологическая цепочка дозатора;
на фиг. 15 - показан общий вид устройства для наполнения банок;
на фиг. 16 - показан общий вид устройства для наполнения банок;
на фиг. 17 - показан общий вид устройства для наполнения банок.
Сущность изобретения состоит в том, что устройство для наполнения банок включает наполнитель и соединенный с ним дозатор, причем наполнитель представляет собой рамную конструкцию коробчатой формы, с установленными на нее мотор-редуктором, шнеком в корпусе, пневмопроталкивателем и башмаком, причем мотор-редуктор своим валом соединен со шнеком, помещенным в корпус, состоящий из оболочки и емкости заполненной водой, охватывающей нижнюю часть оболочки, причем шнек состоит из втулки, стержня и витков, на корпусе шнека закреплен бункер, состоящий из закрепленной на фланце конической воронки с которой соединены борта и склиз, консольно через фланцевое соединение на корпусе шнека закреплен одной стороной башмак, вторая сторона которого подведена под барабан и прижата к нему пневмоприжимом, причем башмак сконструирован в виде оболочки переменного сечения, состоящей из фланцев расположенных под углом относительно друг друга и канала, над бункером сконструирован пневмопроталкиватель, выполненный в виде стойки с расположенными на ней пневмоцилиндром с проставкой и наконечником, а дозатор представляет собой размещенные на опорной раме барабан, копир, привод, пневмоприжим башмака и трассу, причем барабан сконструирован на валу и соединен с приводом, барабан состоит из двух оснований, между которыми расположены цилиндры, к нижнему основанию прикреплен нож, внутри цилиндров барабана установлены поршни закрепленные на нем через крышки, причем пневмоприжим башмака выполнен с возможностью автоматического прижатия башмака к основанию барабана при заполнении цилиндра барабана продуктом, а трасса с направляющими для прохождения банок по дозатору выполнена с приемной звездой и транспортировочной звездой. Причем наполнитель представляет собой рамную конструкцию со столом. А мотор-редуктор защищен кожухом. Кроме того, вал мотор-редуктора соединен со через байонетное соединение. Вместе с тем, бункер закреплен на корпусе через фланцевое соединение болтами. Причем фланцы башмака расположены относительно друг друга под углом90°. А канал башмака представляет собой конструкцию переменного сечения, переходящую из круглого к овальному отверстию расположенных в пространстве под углом 90° относительно друг другу. Кроме того, оболочка корпуса шнекавыполнена из трубы, в которую вварены продольные направляющие и два фланца внутренний и наружный. Также емкость корпуса шнека выполнена из листовой стали. Вместе с тем, внутри емкости корпуса шнека расположен по меньшей мере один нагревательный ТЭН. А внутри емкости корпуса шнека установлен расширительный бачок. Также на стойке пневмопроталкивателя закреплен распределительный шкаф. Вместе с тем, наполнитель установлен на рельсах. Кроме того, с торца наполнителя на рамной конструкции установлены демпферы и фиксирующие защелки. Вместе с тем, к нижнему основанию барабана прикреплен нож посредством винтов. Причем крышки поршней закреплены на барабане посредством соединения типа байонет. А на верхней части поршня жестко закреплена сферическая головка. Кроме того, копир закреплен на опорной раме дозатора посредством болтов. А вал привода через шпоночное соединение соединен с барабаном. Вместе с тем пневмоприжим закреплен на раме посредством болтов. А трасса закреплена на раме устройства посредством болтокрепежа через проставки. Кроме того, на поверхности стола рамной конструкции дозатора расположена паровая форсунка.
Устройство для наполнения банок состоит из наполнителя 1 и соединенного с ним дозатора 2. Наполнитель 1 представляет собой рамную конструкцию коробчатой формы со столом, с установленными на нее мотор-редуктором 3, шнеком 4 в корпусе, пневмопроталкивателем 5 и башмаком 6. Мотор-редуктор 3 установлен на столе рамной конструкции. Мотор-редуктор 3 приводит в движение шнек 4. Скорость вращения шнека 4 регулируют при помощи частотного преобразователя, установленного в щите. Частотный преобразователь представляет собой электронный прибор для регулирования скорости вращения электродвигателя. Мотор-редуктор 3 защищен кожухом. Вал мотор-редуктора 3 через байонетное соединение передает вращение на шнек 4. Шнек 4 представляет собой сварную деталь, состоящую из втулки, стержня и приваренных витков. Шнек 4, приводимый во вращательное движение мотор-редуктором 3, проталкивает продукт, например, куски мяса, обваливающийся из бункера 7. Бункер 7 представляет собой сварную конструкцию, состоящую из закрепленной на фланце конической воронки к которой приварены борта и склиз. Бункер 7 через фланцевое соединение болтами закреплен на корпусе 11 шнека 4. Башмак 6 представляет собой сварную конструкцию, состоящую из оболочки переменного сечения, состоящую из фланцев 8 и канала 9. Фланцы 8 расположены под углом 90° относительно друг друга. Канал 9 оболочки представляет собой конструкцию переменного сечения, переходящую из круглого к овальному отверстию расположенных в пространстве под углом 90° относительно друг другу. Башмак 6 закреплен консольно через фланцевое соединение на корпусе шнека 11. Вторая сторона башмака 6 подведена под барабан 10 и прижата к нему пневмоприжимом 17. Через оболочку башмака 6 продукт выдавливают в цилиндры барабана 10 дозатора 2. Устройство выполнено из нержавеющей стали, что соответствует санитарным нормам, предъявляемым к деталям, контактирующим с продуктами питания. Шнек 4 заключен в корпус шнека. Корпус шнека 11 представляет собой сварную конструкцию, состоящую из оболочки и емкости заполненной водой. Оболочка выполнена из трубы, в которую вварены продольные направляющие и два фланца внутренний и наружный. Внутри оболочки расположен шнек 4. Емкость выполнена из листовой стали и охватывает собой нижнюю часть оболочки. Для нагрева воды в емкости расположены 2 нагревательных ТЭНа 26. Для компенсации избыточного давления образующегося в результате нагрева воды в емкости установлен расширительный бачок 12. Пневмопроталкиватель 5 представляет собой стойку 13 трубной конструкции, с расположенными на ней пневмоцилиндром 14, проставкой 22 наконечником 23 и распределительным шкафом. Пневмопроталкиватель 5 расположен над бункером 7. Бункер 7 конической формы выполнен из листового металла. В бункер 7 помещают продукт, например, куски мяса. Шток пневмоцилиндра 14 совершает поступательное движение, при этом происходит проталкивание продукта наконечником в зону захвата шнека 4. При возврате штока пневмоцилиндра 14 в исходное положение происходит высвобождение пространства над шнеком 4, что способствует сходу продукта в зону захвата шнека 4. Наполнитель 1 установлен на рельсах. С торца наполнителя 1 на рамной конструкции установлены демпферы и фиксирующие защелки. В конструкции предусмотрен концевой выключатель (датчик), контролирующий соединение наполнителя 1 и дозатора 2. При стыковке наполнителя с дозатором необходимо отрегулировать силу прижима на фиксирующих защелках. Наполнитель 1 и дозатор 2 выполнены разъемными для проведения санитарной обработки, для чего на рамной конструкции наполнителя открывают защитную защелку, рамную конструкцию наполнителя 1 по рельсам отводят от дозатора 2. Затем снимают башмак 6, вынимают шнек 4, снимают верхнюю часть бункера 7 и производят санитарную обработку полостей наполнителя 1 а также отдельно бункера 7. Дозатор 2 представляет собой размещенные на опорной раме барабан 10, копир 15, привод 16, пневмоприжим башмака 17 , башмак 6 и трасса 18. Опорная рама является несущей конструкцией, на которой расположены все основные узлы дозатора 2. Барабан 10 предназначен для транспортировки продукта в дозаторе 2, формирования дозы и перемещения продукта в тару. Барабан 10 представляет собой сварную конструкцию, состоящую из двух оснований, между которыми расположены двенадцать цилиндров. К нижнему основанию посредством винтов прикреплен нож. В цилиндрах расположены поршни 24, которые устанавливаются в барабан 10 и закреплены на нем через крышки. Крышки закреплены на барабане 10 посредством соединения типа байонет. При подаче продукта из наполнителя происходит заполнение цилиндра продуктом, при этом поршень 24 поднимается вверх до упора, расположенного на копире 15 и упирается в копир сферической головкой 25. Сферическая головка 25 жестко закреплена на поршне 24. Двигаясь по копиру 15, поршень 24 опускается вниз, при этом происходит высвобождение наполненной массы в тару. Копир 15 закреплен на опорной раме дозатора 2, посредством болтов. Барабан 10 расположен на валу. Вал приводится в движением посредством привода 16. Привод 16 состоит из мотора-редуктора и вала. Вал привода приводит в движение барабан 10 и фиксируется в верхней части установки на копире 15. Вращение на барабан 10 передается через шпоночное соединение. Пневмоприжим 17 башмака 6 предназначен для предотвращения утечки продукта при заполнении цилиндра барабана 10 продуктом. При включении машины пневмоцилиндры 14 автоматически поднимаются, тем самым прижимая башмак 6 к барабану 10, не давая продукту просочиться сквозь зазор между башмаком 6 и пластиной барабана 10. Пневмоприжим 17 башмака 6 к пластине барабана обеспечивает равномерную нагрузку и надежное крепление. Пневмоприжим 17 закреплен на раме посредством болтов. Трасса 18 предназначена для прохождения банок по технологической цепочке дозатора 2. При движении тары с транспортера она попадает на трассу 18 дозатора 2, где подхватывается приемной звездой 19 и подается к транспортировочной звезде 20, где происходит операция «дозации». На данной операции банка подхватывается транспортировочной звездой 20 и транспортируется на отводящий транспортер. Трасса 18 с ее направляющими не дает банке выйти из зоны наполнения и транспортируется до зоны выгрузки и на отводящий транспортер.Трасса 18 крепится на раме устройства посредством болтокрепежа через проставки. На поверхности стола рамной конструкции дозатора 2 расположена паровая форсунка 21. Она предназначена для поверхностного нагрева и увлажнения торцевой поверхности поршня. Это необходимо для предотвращения налипания продукта на поршень. При этом обеспечивается полное высвобождение продукта из цилиндра. Элементы устройства для наполнения банок дополнительно заключены в кожухи. Кожухи являются элементом безопасности. Кожухи закреплены на дозаторе 2 посредством болтокрепежа и соединения шип - паз.
Устройство для наполнения банок работает следующим образом. Основным продуктом, с которым работает наполнитель, является предварительно подготовленное кусковое мясо. Продукт из тележек загружается подъемником в бункер 7 наполнителя 1, после чего посредством шнека 4 через башмак 6 транспортируется к дозатору 2. Дозатор 2 в автоматическом режиме дозирует продукт в банку посредством объемного дозирования. Продукт, подаваемый шнеком 4 через башмак 6 в цилиндры барабана 10 поднимает поршень до уровня задаваемого упором, расположенном на копире 15. Высота упора задает необходимую дозу. После заполнения цилиндра продуктом он переходит на следующую операцию. Заполненный цилиндр перемещается вдоль пластины бункера 7 до момента подачи банки. После того как под заполненный цилиндр подается банка пространство под цилиндром открывается и поршень, перемещаясь по копиру 15, вдавливает заполненный продукт в банку. Далее банка выводится из зоны работы дозации.
Преимущества устройства для наполнения банок: А) Высокая гигиеничность. Устройство полностью выполнено из нержавеющей стали, обеспечена легкость и полнота санитарной обработки; Б) Точность дозирования. Установлена инновационная система подачи сырья к шнеку наполнителя; В) Простота и безопасность эксплуатации, обслуживания и ремонта, реализованные на уровне конструкторских решений; Г) Возможность плавной регулировки производительности. Элементная база включает специально подобранные частотные преобразователи, современную автоматику; Д) Легкость и технологичность встраивания в существующие и проектируемые линии консервного производства.