УСТРОЙСТВО ОБЪЕМНОГО ДОЗИРОВАНИЯ МНОГОКОМПОНЕНТНОЙ СМЕСИ

Полезная модель относится к устройствам объемного дозирования многокомпонентной смеси в пищевой промышленности, например, для приготовления салатов по индивидуальным заказам потребителя на предприятиях общественного питания. Устройство может быть использовано также в сельском хозяйстве для приготовления кормов животным.
Известен дозатор сыпучих материалов (Патент на полезную модель RU 133290 U1, МПК G01F 13/00, приоритет 24.05.2013, опубликовано 10.10.2013) содержащий бункер, шнек с валом, расположенный в кожухе, выгружное окно. Известная полезная модель предназначена для дозирования одного компонента. Недостатком известного дозатора является невозможность составления многокомпонентной смеси, что непосредственно вытекает из наличия одного бункера и одного шнека.
Известен смеситель кормов (Патент на изобретение RU 2325097 С2, МПК A23N 17/00, приоритет 28.03.2006, опубликовано 27.05.2008) содержащий кожух с установленным внутри него шнеком, загрузочный бункер, разделенный на секции вертикальными перегородками с дозаторами в нижней части каждой секции. Известное устройство пролизводит смешивание нескольких сыпучих компонентов и дозирует полученную смесь. Недостатком известного устройства является невозможность выполнения точного объемного дозирования крупных кусков пищевых компонентов, предназначенных для питания людей.
7
Известен модуль дискретного весового микродозирования (патент на изобретение RU 2168706 С2, МПК G01F 13/00, G01G 13/00, приоритет 10.08.1999, опубликовано 10.06.2001) содержащий раму с установленными на ней бункерами, механизм подачи с приводами, блок управления, лотки, датчики веса. Известное устройство предназначено для формирования многокомпонентной смеси сыпучих материалов в фармацевтической промышленности и для приготовления кормов в сельском хозяйстве. Недостатком известного устройства является невозможность выполнения объемного дозирования крупных кусков пищевых компонентов, предназначенных для питания людей.
Наиболее близким аналогом к заявляемой полезной модели по максимальному совпадению сходных признаков является устройство для осуществления способа дозированной подачи многокомпонентной смеси (авторское свидетельство СССР SU 1377593 A1, G01F 13/00, приоритет 27.06.85, опубликовано 29.02.88) содержащий бункеры для мелкодисперсных сухих компонентов, под каждым из которых последовательно размещены питатель с приводом и весовой дозатор с запорным органом в выходном патрубке, расположенный под весовыми дозаторами распределитель, датчики весовых дозаторов, подключенные к информационным входам блока управления, приводы питателей и запорных органов, соединенные с выходами блока управления. Бункеры с питателями расположены по кругу относительно распределительного элемента, установленного в центре и подключенному к приводу вращения.
Недостатком известного устройства является невозможность объемного дозирования компонентов разного агрегатного состояния, например, приготовление смеси из штучных кусков овощей или фруктов, измельченных листов салата, с добавление жидких или пастообразных компонентов растительного масла, майонеза и других специй.
Задачей заявляемой полезной модели является повышение точности дозирования многокомпонентный смеси из ингредиентов разного размера и разного агрегатного состояния.
Предлагаемое устройство объемного дозирования многокомпонентный смеси содержит ряд признаков общих с ближайшим аналогом (прототипом). Устройство содержит бункеры для загрузки исходных мелкодисперсных компонентов, например, мелкоизмельченных листьев салата и др. Под бункерами для мелкоизмельченных компонентов расположены шнековые питатели с приводами. В области выходных патрубков шнековых питателей установлены весовой дозатор и датчик весового дозатора, подключенный к одному из информационных входов блока управления. Для накопления и промежуточного хранения компонентов в устройство введен промежуточный накопитель. Общее управление работой осуществляется устройством управления, у которого есть несколько информационных входов и несколько выходов. Сигналы датчиков подключены к информационным входам устройства управления, а приводы узлов подключены к выходам устройства управления.
Отличие заявляемой полезной модели от известного устройства заключается в том, что в устройство добавлены дополнительные бункеры и питатели, которые по функциональному назначению разделены на несколько групп: 1) бункеры и питатели для крупных кусковых компонентов, например, кусков овощей и фруктов, 2) емкости и дозаторы для жидких компонентов, например, растительного масла и др., 3) бункеры и дозаторы для пастообразных компонентов, например, майонеза, сметаны и др. Форма выполнения бункеров и питателей каждой группы учитывает агрегатное состояние дозируемого компонента.
В нижней части каждого бункера перед входными окнами шнековых питателей установлены дозаторы компонентов, специфической формы выполнения для каждой функциональной группы в зависимости от агрегатного состояния компонента.
Дозаторы крупных кусковых компонентов выполнены в форме лопастных объемных дозаторов, причем объем полости между двумя соседними лопастями соответствует размещению одного куска компонента. Дозатор кусковых компонентов имеет привод вращения на заданных угол, подключенный к одному из выходов устройства управления.
Дозаторы мелкодисперсной смеси выполнены в форме вертикального шнека и выполняют две функции - ускоренную подачу и разрушение свода. Приводы дозаторов подключены к выходам устройства управления.
Дозаторы жидких компонентов выполнены в форме жидкостных дозаторов с электромагнитными клапанами и расходомерами. Измерение объема жидкости может производиться по времени, либо по показаниям расходомера. Управление процессом дозирования производится электромагнитными клапанами, подключенными к выходам пульта управления.
Дозаторы пастообразных компонентов выполнены в виде поршневых объемных дозаторов, которые содержат впускной и выпускной клапаны, привод перемещения и датчик перемещения поршня. Дозирование включает две стадии: заполнение внутреннего объема дозатора через впускной клапан с одновременным перемещением поршня на заданную величину, разгрузку дозатора через выпускной клапан путем перемещения поршня в исходное состояние. Величина перемещения регистрируется датчиком перемещения. Датчик перемещения подключен к одному из информационных входов устройства управления. Привод перемещения подключен одному из выходов устройства управления.
На каждом выходном патрубке кусковых компонентов установлены оптоэлектронные датчики, которые выполняют функцию счета кусков. Выходы оптоэлектронных датчиков соединены с информационными входами устройства управления. Счетчик крупных кусков является составной частью устройства управления и может быть выполнен либо в форме отдельного электронного блока внутри устройства управления, либо может быть реализован программным способом в общей программе управления устройством.
На выходе питателей мелкодисперсных компонентов установлен весовой дозатор, идентичный известному весовому дозатору прототипа. Измерение веса производится на основе показаний датчика веса, подключенного к информационным входам устройства управления.
Форма и геометрические размеры питателей выполнены различными для каждой функциональной группы компонентов.
Питатели кусковых компонентов выполнены в виде шнека. Радиус винтовой части и шаг винта шнека выполнены с возможностью перемещения одного куска компонента за один оборот. Шаг винта шнека равен расстоянию между внешними кромками лопастей лопастного объемного дозатора. Действие лопастного дозатора и шнекового питателя синхронизировано по времени. Приводы вращения осей шнека и лопастного объемного питателя выполнены на основе шаговых двигателей. Управление осуществляется путем подачи заданного числа импульсов тока от пульта управления в обмотки двигателей. Указанная последовательность действий позволяет исключить заклинивание и разрушение крупных кусков при их попадании между стенками корпуса питателя и винтовой поверхностью шнека.
Питатели мелкодисперсной смеси выполнены в виде шнека с минимальным зазором между винтовой частью и стенкой корпуса. Питатели выполняют функцию загрузки заданного веса мелкодисперсного компонента. Вес определяется по показаниям датчика весового дозатора. При достижении заданного веса пульт управления останавливает вращение оси шнекового питателя.
Питатели жидкого компонента выполнены в виде гибкой трубки.
Группа пастообразных компонентов не содержит отдельных питателей, поэтому материал поступает в промежуточный накопитель непосредственно из поршневого дозатора.
Различные компоненты смеси загружаются в промежуточный накопитель, который установлен на вращающемся столе и с помощью привода последовательно перемещается под выходные патрубков питателей. Пульт управления выполнен на базе микропроцессора. Состав готовой смеси и последовательность действий механизмов задается программным способом.
Совокупность признаков полезной модели позволяет получить технический эффект в виде повышения точности дозирования каждого из компонентов различного агрегатного состояния в отдельности и точность соблюдения рецептуры многокомпонентной смеси в целом. Дополнительным техническим эффектом является снижение доли ручного труда на участке приготовления блюд, расширение ассортимента блюд, возможность выполнения салатов по индивидуальным заказам, например, возможность исключать отдельные компоненты, вызывающие аллергию у конкретного клиента.
На фиг. 1 изображена структурная схема устройства объемного дозирования многокомпонентный смеси. На фиг. 2 изображена схема размещения элементов, вид сверху.
Устройство объемного дозирования многокомпонентный смеси (изображенное на фиг. 1) содержит бункеры крупнокусковых компонентов 1, лопастные объемные дозаторы 2, питатели крупнокусковых компонентов 3, оптоэлектронные датчики крупных кусков 4, бункеры мелкодисперсного компонента 5, дозаторы мелкодисперсного компонента 6, питатели мелкодисперсных компонентов 7, весовой дозатор 8, емкости для жидких компонентов 9, жидкостные объемные дозаторы 10, бункеры пастообразных компонентов 11, объемные поршневые дозаторы 12, устройство управления 13, промежуточный накопитель 14, вращающийся стол 15, привод стола 16.
Электрические соединения узлов показаны на фиг. 1 пунктирными линиями. Выходы оптоэлектронных датчиков крупных кусков 4, датчик веса весового дозатора 8 мелкодисперсного компонента, датчик перемещения поршневого дозатора 12 пастообразного компонента подключены к информационным входам устройства управления. Приводы лопастных объемных дозаторов 2, дозаторов мелкодисперсного компонента 6, жидкостных объемных дозаторов 10, объемных поршневых дозаторов 12, питателей крупнокусковых компонентов 3, питателей мелкодисперсных компонентов 5, привода стола 16 соединены с выходами устройства управления 13.
Взаимное расположение элементов (изображенное на фиг. 2) выполнено следующим образом. Вращающийся стол 15 установлен в центре устройства с возможностью вращения относительно оси. Промежуточный накопитель 14 смещен к краю вращающегося стола 15. В верхней части над поверхностью вращающегося стола по окружности расположены последовательно бункеры крупнокусковых компонентов 1, лопастные объемные дозаторы 2, питатели крупнокусковых компонентов 3, оптоэлектронные датчики 4, бункеры мелкодисперсного компонента 5, дозаторы мелкодисперсного компонента 6, питатели мелкодисперсного компонента 7, весовой дозатор 8, емкости для жидкого компонента 9, жидкостные объемные дозаторы 10, бункеры пастообразных компонентов 11, объемные поршневые дозаторы 12.
Устройство работает следующим образом. Исходные крупнокусковые компоненты в виде кусков овощей или фруктов заданного размера загружаются в бункеры 1. Мелкодисперсные компоненты в виде мелко измельченных листьев зелени загружаются в бункеры 5. Жидкие компоненты, например, растительное масло разных сортов, загружаются в емкости 9. Пастообразные компоненты, например сметана, майонез или иной соус, загружаются в бункеры 11. После запуска в работу устройство управления вырабатывает команду для привода стола 16, который поворачивает вращающийся стол 15. Вращающийся стол 15 перемещает промежуточный накопитель 14 в зону первого выгрузного патрубка питателей крупнокусковых компонентов 3. Вращающийся стол 15 останавливается. Лопастный объемный дозатор 2 начинает движение и перемещает куски компонента в питатель 3. Питатель 3 приходит в движение и перемещает куски продукта в выгрузной патрубок питателя. Куски материала падают вниз. В этот момент оптоэлектронный датчик 4 вырабатывает импульсы счета кусков, которые передаются на информационный вход устройства управления 13. После достижения заданного значения импульсов счета лопастный объемный дозатор 2 и питатель 3 останавливаются. Вращающийся стол 15 по команде устройства управления 13 вновь приходит в движение и перемещается под выгрузной патрубок следующего питателя. После загрузки в промежуточный накопитель всех крупнокусковых компонентов промежуточный накопитель 14 перемещается в зону действия питателя мелкодисперстных компонентов 5. Устройство управления приводит в действие дозатор мелкодисперсного компонента 6 и питатель мелкодисперсного компонента 7.
Все мелкодисперсные компоненты по очереди загружаются в весовой дозатор 8, который регистрирует вес загруженного компонента и передает сигнал на информационный вход устройства управления 13. По достижении заданного веса дозаторы 6 и питатели 7 останавливаются. Вращающийся стол 15 вновь приходит в движение и перемещает промежуточный накопитель 14 в зону действия жидкостных объемных дозаторов 10. Жидкостные объемные дозаторы 10 по команде устройства управления 13 приходят в движение и направляют в промежуточный накопитель 14 заданный объем жидкого компонента. После завершения загрузки жидкого компонента вращающийся стол 15 приводится в движение и перемещает промежуточный накопитель 14 в зону действия объемных поршневых дозаторов 12, которые приводятся в действие по команде устройства управления 13 и направляют в промежуточный накопитель 14 заданное количество пастообразного компонента. После завершения всех заданных операций вращающийся стол 15 перемещает промежуточный накопитель 14 в зону выгрузки готовой смеси и останавливается. Устройство управления 13 вырабатывает сигнал готовности многокомпонентной смеси.
Использование полезной модели позволит повысить точность дозирования каждого компонента различного агрегатного состояния в отдельности и точность соблюдения рецептуры смеси в целом, снизит долю ручного труда, позволит повысить ассортимент блюд, обеспечит возможность выполнения салатов по индивидуальным заказам клиента, в частности, позволит исключить компоненты, которые могут вызвать аллергию конкретного клиента.