ВЕСОВОЙ КОМБИНАЦИОННЫЙ ДОЗАТОР

Полезная модель относится к области весоизмерительной техники и может быть использована при изготовлении весовых дозаторов гранулированных, мелкодисперсных, крупнодисперсных и крупнокусковых продуктов.
Известны устройства (Патент РФ на полезную модель №47516 МПК 7 G01G 19/387, 2005) содержащие вибромеханизмы подачи фасуемого продукта в весовые модули, снабженные средствами для управления операциями дозирования, выгрузки и восполнения продукта, а также средство выдачи продукта. Недостатками этих устройств является низкая производительность и низкая точность дозирования фасуемого продукта
Наиболее близкое по технической сущности к предлагаемой полезной модели является устройство (Патент РФ на полезную модель №45365 МПК 7 В65В 1/32, 2005), содержащее весовое загрузочное устройство, представляющее собой воронку, установленную на центральный питатель, вибропитатель, сообщенный через приводную заслонку с весовым модулем, включающим весовую корзину, оборудованную тензодатчиком, соединенным с приводом заслонки через электронный управляющий блок. Вибропитатель выполнен в виде системы радиальных вибролотков, сообщенных с расположенными по окружности весовыми модулями, содержащими накопительные корзины, сообщенные через приводные заслонки с весовыми корзинами, которые сообщены через индивидуальные приводные заслонки с приемником доз продукта. Центральный микропроцессор, имеющий функции сравнивания и суммирования сигналов от тензодатчиков, выбирает и через индивидуальные приводные заслонки выгружает выбранные дозы из соответствующих весовых корзин в приемник доз.
Недостатком данного весового комбинационного дозатора является отсутствие автоматической регулировки количества подаваемого продукта вибролотком в накопительную корзину в процессе работы. Масса порции продукта во всех в накопительных корзинах примерно одинаковая и не обязательно оптимальная, что приводит к ограничению количества комбинаций и, как следствие, снижение точности и скорости дозирования. Набираемая масса порций может меняться в зависимости от изменения физических, свойств дозируемого продукта (влажность продута, слипание, обертка и т.п.). В этом случае оператору необходимо останавливать дозатор и проводить перенастройку количества подачи продукта вибролотками в накопительные корзины, иначе процесс дозирования остановится из-за невозможности выбрать комбинацию, соответствующую весу установленной дозы продукта из набранных порций. Невозможность индивидуальной настройки количества набираемого продукта в каждую накопительную корзину приводит к ограничению перечня дозируемых продуктов. Например, при дозировании свежих глазированных пряников, кураги, чернослива, очень трудно добиться устойчивой работы описанного дозатора, а при дозах меньше 1 кг, практически не возможно. Под устойчивой работой понимается высокая скорость дозирования (в патенте заявлена 110 доз/мин.) при требуемой точности дозирования (оговаривается ГОСТ8.579-2002)
Кроме того, дозатором не контролируется количество продукта в загрузочном устройстве, что снижает производительность дозатора. При уменьшении продукта в загрузочном устройстве ниже определенного уровня уменьшается вес набранной порции и возникает необходимость вмешательства оператора в процесс дозирования. А также при работе дозатора в составе упаковочной линии необходимо синхронизировать выгрузку продукта из весовых корзин с работой упаковщика, что приводит к снижению сквозной производительности дозировочно-упаковочной линии
Задачей данной полезной модели является расширение перечня дозируемых продуктов и повышение устойчивой работы с высокой производительностью в широком диапазоне трудно дозируемых продуктов.
Для достижения поставленной цели в весовом комбинационном дозаторе, содержащем весовое загрузочное устройство, представляющее собой воронку, установленную над центральным питателем, выполненным, например, в виде конической тарели, центральный процессор, блоки управления, вибропитатель, выполненный в виде системы радиальных вибролотков, сообщенных с расположенными по окружности весовыми модулями, содержащими накопительные корзины, сообщенные через приводные заслонки с весовыми корзинами, которые установлены на тензодатчиках и сообщены через индивидуальные приводные заслонки с приемником дозы продукта, при этом управляющие блоки соединены с приводами заслонок накопительных и весовых корзин непосредственно или через центральный микропроцессор, упомянутый центральный питатель установлен на тензодатчиках, соединенных с центральным процессором через драйвер, а вибропитатель дополнительно содержит микроконтроллеры, число которых равно числу вибролотков, причем микроконтроллеры соединены с соответствующими вибролотками, управляющими блоками и центральным процессором, имеют функцию сравнения сигналов, поступающих с управляющего блока и центрального процессора.
Заявляемый дозатор характеризуется тем, что дополнительно содержит микроконтроллеры, выходы которых соединенные с вибролотками, а входы с выходом центрального процессора и выходами блоков управления, что позволяет автоматически осуществлять подстройку дозатора при изменении физических свойств дозируемого продукта. Введение микроконтроллеров для каждого вибролотка позволяет изменять массу набираемой порции для каждой накопительной корзины индивидуально по сигналу с центрального процессора, в зависимости от того, каких порций меньше в заполненных весовых и измерительных корзинах.
Кроме того, центральный питатель загрузочного устройства дозатора установлен на тензодатчиках соединенных с центральным процессором через драйвер, что позволяет контролировать количество дозируемого продукта, находящегося в загрузочном устройстве и своевременно осуществлять загрузку воронки при выработке продукта.
Дозатор характеризуется также тем, что в его состав введена выгрузная корзина с приводной заслонкой, связанной с центральным процессором. Введение выгрузной корзины обеспечивает более точную синхронизацию по времени выгрузки набранной дозы и работу упаковочной машины, что важно при работе дозатора в составе дозировочно-упаковочной линии.
Сущность полезной модели поясняется структурной схемой дозатора, приведенной на фигуре 1.
Весовой комбинационный дозатор содержит весовое загрузочное устройство, включающее в себя воронку 1, расположенную над центральным питателем 2, выполненным, например, в виде конической тарели, которая установлена на тензодатчики 3, подключенные к центральному процессору 4 через драйвер 5. В состав дозатора входит также вибропитатель выполненный в виде системы радиальных вибролотков 6.1-6.n, соединенных с микроконтроллерами 7.1-7.n. Под вибролотками расположены по окружности весовые модули, содержащие накопительные корзины 8.1-8.n, сообщенные через приводные заслонки с весовыми корзинами 9.1-9-n, которые установлены на тензодатчиках 10.1-10.n и сообщены через индивидуальные приводные заслонки с приемником дозы продукта 11 и далее с выгрузной корзиной 12. В весовые модули входят также блоки управления 13.1-13.n, выходы которых соединенные с приводами заслонок накопительных корзин 8.1-8.n и весовых корзин 9.1-9.n, а входы с центральным микропроцессором 3.
Весовой комбинационный дозатор работает в следующем порядке.
Брикетированный сыпучий продукт, например, конфеты, предназначенные для расфасовки в пакеты с установленной по массе дозой, засыпают в воронку. Отсюда продукт высыпается на тарель и равномерно распределяется по вибролоткам 6.1-6.n. С вибролотков 6.1-6n продукт поступает сначала в накопительные корзины 8.1-8.n. Количество набираемой части дозы (порции) пропорционально времени и интенсивности работы вибропитателя. Величина набираемой порции продукта диктуется центральным процессором 4, управление осуществляют микроконтроллеры 7.1-7.n. После набора заданной порции вибролотки 6.1-6.n по сигналам с блоков управления 13.1-13.n выключаются, а заслонки корзин 8.1-8.n открываются.
Набранные порции продукта высыпаются в весовые корзины 9.1-9.n Корзины, опускаясь, воздействуют своим весом на тензодатчики 10.1-10.n которые вырабатывают сигналы, соответствующие весам порций продукта в корзинах 9.1-9.n. Сигналы от тензодатчиков 10.1-10.n поступают на входы блоков управления 13.1-13.n, которые преобразуют сигналы в цифровой код, нормируют их и передают на центральный микропроцессор 4. Микропроцессор, сортируя сигналы по величине, он подбирает такие их сочетания, чтобы сумма сигналов от нескольких тензодатчиков была наиболее близка к величине, соответствующей весу установленной дозы продукта. Когда подходящее сочетание найдено, процессор подает командные сигналы в соответствующие весовые модули на открывание заслонок весовых корзин. Блоки 13.1-13.n включают приводы заслонок выбранных корзин на открывание. Взвешенные порции высыпаются из указанных процессором корзин в приемник доз продукта 11, где соединяются в одну весовую дозу установленной величины. Из приемника доза продукта поступает выгрузную корзину 12, откуда на участок упаковки, где ее упаковывают известным способом.
В процессе дозирования на вход центрального процессора 5 через драйвер 4 поступает сигнал с тензодатчика 3, по которому оценивается центральным процессором 5 количество продукта, находящегося в загрузочном устройстве. Как только количество продукта достигнет минимально допустимой величины, центральный процессор выдает информацию о необходимости досыпки продукта в воронку. Досылку осуществляет загрузочная система по сигналу с центрального процессора.
В процессе работы устройства может возникнуть ситуация, при которой работа дозатора замедляется. Это ситуация, при которой не хватает порций продукта определенной величины, например из-за отсутствия разброса массы порций, или в большинстве весовых корзин, находятся порции, масса которых превышает необходимую для получения требуемой комбинации (две порции мало, а при ссыпании трех порции происходит превышение требуемой массы дозы). В этом случае центральный процессор подает команду микроконтроллеру вибропитателя для уменьшения массы набираемой порции и в накопительные корзины подаются порции, масса которых меньше предыдущих. Т.е. вероятность получения требуемой комбинации возрастает. В ситуации, когда масса одной порции такова, что даже четырех порций недостаточно для формирования заданной массы дозы, центральный микропроцессор подает команду для объединения двух порций из накопительной и весовой корзин и одновременно подает команду микроконтроллеру вибропитателя для увеличения массы набираемой порции в освободившуюся накопительную корзину. Таким образом, центральный микропроцессор постоянно отслеживает, каких порций меньше и корректирует работу вибропитателя.
Положительный эффект заключается в том, что благодаря возможности автоматической подстройки величины набираемой порции каждую накопительную корзину индивидуально по результатам анализа величины уже набранных порций в весовых корзинах, реализуется возможность устойчивой работы дозатора при дозировании трудно сыпучих продуктов, физические свойства которых могут изменяться в процессе дозирования.
Введение выгрузной корзины с приводной заслонкой, связанной с центральным процессором, позволяет осуществить более точную по времени синхронизацию дозатора и упаковщика при работе заявляемого устройства в составе дозировочно-упаковочной линии, что приводит к увеличению сквозной производительности упаковочной линии. Дозатор и упаковщик не задерживают работу друг друга
Введение в центральный питатель загрузочного устройства дозатора тензодатчиков и драйвера позволяет автоматизировать работу загрузочной системы, что также способствует повышению производительности работы линии.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе.
1. Патент РФ на полезную модель №47516 МПК 7 G01G 19/387, 2005
2. Патент РФ на полезную модель №45365 МПК 7 В65В 1/32, 2005