УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЕСОВОГО ДОЗИРОВАНИЯ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к дозированию перед упаковкой сыпучих материалов.
Известно весодозирующее устройство, содержащее вибролоток, выполненный со сквозными на выходном срезе щелями, весы для отмеривания дозы продукта и заслонки для грубого и точного дозирования (авторское свидетельство СССР №1756202, опубл. 23.08.92 г.)
Недостатком данного устройства является недостаточная точность набора дозы при высокой производительности устройства.
Наиболее близким к заявляемому устройству является устройство для упаковки метизов в ящики, состоящее из загрузочного бункера, вибролотка, смонтированных под ним весов с датчиками. Вибролоток разделен на широкий и узкий отсеки, имеющие заслонки для прекращения подачи продукта (авторское свидетельство СССР №471249 опубл. 25.05.75 г.)
В известном устройстве при задании вибролотку наклона и при открытых заслонках в весоизмерительный бункер засыпается весовая доза близкая к номинальной (грубый вес), после чего вибролоток устанавливается в горизонтальное положение, а заслонка перекрывает подачу материала из широкого отсека. Для достижения номинального веса производится подача продукта только из узкого отсека вибролотка, после чего закрывается заслонка узкого отсека.
Техническим результатом, получаемым при реализации предполагаемого изобретения является создание высокопроизводительного устройства, которое, отличаясь компактностью и пониженной энергоемкостью, обеспечивает стабильную работу при дозировании сыпучих материалов
Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для весового дозирования сыпучих материалов, содержащем загрузочный бункер, снабженный заслонкой, вибролоток с регулируемым шибером и весоизмерительный ковш, расположенный под вибролотком, регулируемый шибер расположен вплотную с заслонкой бункер, а положение заслонки и длина лотка выбраны таким образом, что расстояние от заслонки до точки пересечения линии естественного откоса материала с горизонтальной плоскостью равно расстоянию от заслонки до конца лотка.
В заявляемом устройстве высокая скорость дозирования обеспечивается за счет использования естественного истечения материалов, причем поток материала остается управляемым, что позволяет обеспечить требуемую точность.
Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемое решение отличается конструкцией лотка, требованиями к размерам выпускного отверстия и длине лотка, взаимным расположением шибера и заслонки, что обеспечивает соответствие решения критерию «Новизна»
Приведенная совокупность известных и отличительных признаков позволяет реализовать указанный ранее технический результат, а именно создать высоко производительное устройство для весового дозирования, имеющее по сравнению с прототипом меньшие габариты, более простую конструкцию и низкое энергопотребление.
Суть изобретения заключается в том, что в устройстве, использующем двухскоростное дозирование, высокая скорость подачи материала обеспечивается за счет использования естественного истечения материала при небольшом побуждающем воздействии со стороны вибролотка. В этом случае мощность, требуемая от вибролотка, для обеспечения необходимой
скорости подачи материала меньше, чем без использования естественного истечения материала. Досыпка осуществляется при низкой скорости подачи материала, которая осуществляется при опущенном шибере (степень перекрытия подачи продукта регулируется шибером). Досыпка происходит при подаче тонкого слоя продукта, ограниченного положением шибера. Подача продукта осуществляется за счет вибрации лотка.
Производительность лотка зависит от ширины лотка, высоты слоя подаваемого материала, скорости подачи материала и описывается формулой:
Q=3600γBVh (т/час), где
В - ширина лотка, м;
V - средняя скорость движения материала по лотку, м/сек;
h - высота слоя материала в лотке, м;
2
γ - объемная масса материала, т/м.
В заявляемом устройстве высота материала на выходе лота h определяется исходя из необходимой производительности лотка при грубой сыпи. Высота материала на выходе лотка зависит от длины лотка, положения заслонки на бункере и динамического угла откоса сыпучего материала.
При поднятом шибере максимальная высота выпускного отверстия из бункера (положение заслонки) определяется исходя из необходимости обеспечения управляемости потока. Для обеспечения управляемости потока длина лотка L и высота выпускного отверстия Н связаны зависимостью
L=H/tgβ
β - статический угол откоса сыпучего материала образованного линией естественного откоса сыпучего материала с горизонтальной плоскостью. Величина этого угла определяется свойствами сыпучего материала
Управляемость потока обеспечивается также тем фактом, что регулируемый шибер расположен вплотную с заслонкой бункер. Такое расположение шибера исключает попадание материала между заслонкой и шибером и при подъеме шибера количество материала в лотке определяется только положением заслонки бункера
Повышение производительности заявляемого устройства обеспечивается за счет увеличения высоты слоя материала в лотке, которое обуславливается использованием естественного ссыпания материала и вибрационным воздействием лотка. При вибрационном воздействии на сыпучий материал угол естественного откоса уменьшается, и толщина слоя материала на конце лотка увеличивается. Кроме того, вибрационное воздействие заставляет материал двигаться по лотку со скоростью V
V=kaωcosγ, где
1
2
1
2
k=k+k cosα. k и k коэффициенты, зависящие от свойств материала
γ - угол между тяговым усилием магнита и лотком питателя;
ω - угловая частота, в 1/сек;
α - угол наклона лотка в градусах;
а - амплитуда колебания, м.
Поскольку в заявляемом устройстве скорость движения материала по лотку обуславливается естественным истечением материала и вибрационным воздействием на материал, то для получения производительности, равной производительности прототипа требуется меньшая амплитуда колебаний. Что приводит к снижению энергопотребления устройства и уменьшение габаритов магнита.
Заявляемое устройство показано на фиг.1 Устройство для весового дозирования сыпучего материала содержит загрузочный бункер поз.1, снабженный заслонкой поз.2, регулируемый шибер поз.3, закрепленный на вибролотке поз.4, под которым установлен
весоизмерительный ковш поз.5 на тензодатчиках поз.6., имеющих связь с блоком управления поз.7.
Устройство работает следующим образом. Дозируемый материал загружается в загрузочный бункер поз.1. Загрузочный бункер снабжен заслонкой поз.2. с помощью которой устанавливается толщина слоя материала основной части дозы материала. При включении вибропривода материал, находящийся на лотке поз.4, поступает в весоизмерительный ковш поз.5, причем скорость движения материала обуславливается естественным истечением материала и побуждающим воздействием вибролотка. В момент накопления в весоизмерительном ковше поз.5 основной части взвешиваемой дозы (~90%-95%), шибер поз.3 под воздействием управляющего сигнала блока управления по.7 опускается и подача дозируемого материала уменьшается. Досыпка материала в весоизмерительный бункер осуществляется при работающем вибропитателе, при постоянном контроле взвешиванием до получения заданной дозы.
Предлагаемое техническое решение позволяет уменьшить габариты устройства и снизить энергопотребление при высокой скорости и точности дозирования.
Устройство прошло испытания в опытно-промышленных условиях, где подтвердилась его высокая надежность и эффективность.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР №1756202, опубликовано 23.08.92 г «Весодозирующее устройство»
2. Авторское свидетельство СССР №471249 опубликовано 25.05.75 г «Устройство для упаковки метизов в ящик»