ДОЗАТОР

Изобретение относится к устройствам для объемного дозирования и может быть использовано при дозировании различных материалов, в том числе имеющих волокнистое строение, неравномерную длину фракции, как, например, морская капуста, в процессе их фасовки в мягкую или жесткую тару.
Известен шнековый дозатор, содержащий станину, на которой смонтирован бункер-питатель, соединенный посредством сквозного окна с регулируемой заслонкой, с расположенным под ним основным бункером, внутри которого проходит вал привода шнека, выполненный в виде полой скалки, внутри которой размещена оправка, соединенная с приводом возвратно-поступательного движения, а на поверхности полой скалки смонтирован нормализатор давления, уменьшающий колебания давления, воздействующего на частицы дозируемого материала, находящегося в нижней части бункера / Авторское свидетельство СССР №284903, МПК G01F 11/00, опубл. 13.12.1972/.
Известный дозатор имеет большую массу и недостаточно удобен в работе, кроме того конструкция такого дозатора сложна и отличается невысокой эксплуатационной надежностью.
Наиболее близким аналогом к заявленному изобретению является дозатор, содержащий приемный бункер, под выходной частью которого расположена камера с размещенным в ней шнековым питателем, оснащенным приводом и дозирующее устройство / Патент РФ №2483992, МПК B65B 3/08, 1/12, опубл. 10.06.2013/.
Конструкция известного дозатора содержит горизонтальную шнековую камеру с безосевым спиралевидным транспортером для подачи продукта в вертикально ориентированный накопительный бункер, снабженный в нижней части отсекателем продукта, управляемым от сигнала тензометрического датчика системы управления. Внутри бункера соосно установлен разрыхлитель, состоящий из осевого вала с перемешивающими элементами, выполненными в виде стержней или скребков, изогнутых в виде фрагментов спирали. Под накопительным бункером расположена вертикально ориентированная дозировочная емкость, снабженная управляемым от сигнала тензометрического датчика вторым отсекателем.
К числу недостатков известного дозатора следует отнести тот факт, что при дозировке продуктов (материалов), имеющих волокнистое строение, неравномерную длину фракции, возможно нарушение целостности и разрушение структуры дозируемого материала вследствие прямого воздействия на них спиралевидных стержней или скребков в процессе перемешивания, что не только снижает точность дозирования, но и является технологически недопустимым. Отмеченное выше, а также сложность конструкции установки и ее значительные габаритные размеры, существенно снижает область применения подобных устройств.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является создание компактного экономичного дозатора, который может обеспечить равномерность дозирования широкой номенклатуры различных продуктов (материалов), имеющих волокнистое строение, неравномерную длину фракции, неоднородность дисперсного состава.
Технический результат, который может быть достигнут при осуществлении изобретения, заключается в повышении равномерности и точности дозирования, уменьшении габаритных размеров, снижении металлоемкости устройства.
Указанный выше технический результат достигается созданием дозатора, содержащего приемный бункер, под выходной частью которого расположена камера с размещенным в ней шнековым питателем, оснащенным приводом, и дозирующее устройство, в котором, согласно изобретению, дозирующее устройство выполнено в виде совмещенной с выходом шнекового питателя дозирующей головки с мерной камерой, снабженной размещенным в ней подвижным поршнем, взаимодействующим в крайнем своем положении с упором, определяющим заданный объем дозируемого продукта, и выполненной с возможностью поворота относительно своей оси, при этом подвижный поршень мерной камеры снабжен механизмом его возвратно-поступательного перемещения, выполненным с возможностью вытеснения дозированного продукта в тару после поворота дозирующей головки. Кроме того, изобретение характеризуется тем, что дозирующая головка выполнена с возможностью поворота относительно своей оси на угол 90°. Помимо этого, изобретение характеризуется тем, что механизм поворота дозирующей головки и механизм возвратно-поступательного перемещения подвижного поршня выполнены с возможностью приведения в движение от общего привода. Изобретение характеризуется также тем, что общий привод поворота дозирующей головки и возвратно-поступательного перемещения поршня выполнен в виде пневмоцилиндра.
Сущность заявляемого изобретения состоит в следующем.
Эксперименты показали, что выполнение дозирующего устройства в виде совмещенной с выходом шнекового питателя дозирующей головки с мерной камерой, снабженной размещенным в ней подвижным поршнем, выполненной с возможностью поворота относительно своей оси, и снабжение подвижного поршня мерной камеры механизмом его возвратно-поступательного перемещения, выполненным с возможностью вытеснения дозированного продукта в тару после поворота дозирующей головки, позволяет осуществить попеременное наполнение мерной камеры дозируемым продуктом, подаваемым шнеком, и выдачу продукта после поворота дозирующей головки с минимальным риском разрушения структуры дозируемого продукта в ходе дозирования, обеспечить равномерность дозирования.
Заданный объем дозируемого продукта определяется расположением упора, ограничивающего перемещение поршня в мерной камере. Кроме того экспериментально подтверждено, что при повороте заполненной продуктом мерной камеры дозирующей головки, излишки продукта остаются в шнековой камере, за счет чего также исключается вероятность превышения дозы. Эксперименты показали, что внутренняя поверхность мерной камеры дозирующей головки может быть выполнена в виде цилиндрической или иной поверхности.
Выполнение дозирующей головки с возможностью поворота относительно своей оси на угол 90° обеспечивает эффективность работы устройства, удобство в эксплуатации.
Выполнение механизма поворота дозирующей головки и механизма возвратно-поступательного перемещения подвижного поршня с возможностью приведения в движение от общего привода обеспечивает согласованность работы элементов конструкции, способствует повышению равномерности дозирования, компактности установки в целом. При этом в случае оснащения дозирующей головки и подвижного поршня отдельными приводами согласованность их работы также может быть обеспечена известными техническими приемами.
Выбор пневмопривода обусловлен тем, что для его работы характерны надежность, точность, относительная бесшумность и экономичность.
Эксперименты подтвердили, что заявляемая совокупность существенных признаков является оптимальной и обеспечивает достижение технического результата.
Изобретение поясняется чертежами, где:
На фиг.1 изображен дозатор при виде спереди;
На фиг.2 - вид на шнековую камеру и дозирующую головку в разрезе, в положении, когда поршень находится на одной оси с шнеком в крайнем правом своем положении;
На фиг.3 - вид на шнековую камеру и дозирующую головку в разрезе, в положении после поворота дозирующей головки на 90°.
Дозатор, содержит приемный бункер 1, под выходной частью которого расположена смонтированная на каркасе 2 камера 3 с размещенным в ней шнековым питателем 4, который приводится во вращение посредством мотор-редуктора 5. К камере 3 примыкает дозирующая головка 6 с мерной камерой 7, выполненной цилиндрической. В мерной камере 7 размещен подвижный поршень 8 со штоком 9, связанным с пневмоцилиндром 10. Поворот дозирующей головки 6 также осуществляется при помощи пневмоцилиндра 10 с преобразованием линейного перемещения во вращательное с помощью рычага 11. Регулировка дозы осуществляется упором 12 ограничения перемещения штока 9.
Заявляемый дозатор работает по принципу объемного дозирования. Дозируемый продукт (например, морскую капусту) подают в приемный бункер 1, из которого он поступает в камеру 3 и при вращении шнека 4, находящегося на одной оси с поршнем 8 дозирующей головки 6, перемещается вдоль камеры 3 в сторону дозирующей головки 6, заполняет мерную камеру 7, смещая поршень 8 со штоком 9 до упора 12, соответствующего требуемой дозе продукта, после чего вращение шнека 4 прекращается. После заполнения мерной камеры 7 продуктом дозирующая головка 6 разворачивается на 90° и продукт под воздействием пневмоцилиндра 10 поршнем 8 вытесняется через выходное отверстие в тару (пластиковый контейнер) стола.
Таким образом, заявляемая совокупность конструктивных элементов (признаков) разработанного дозатора обеспечивает оптимальное протекание технологического процесса дозирования широкой номенклатуры различных продуктов (материалов), в том числе имеющих волокнистое строение, неравномерную длину фракции, неоднородность дисперсного состава. Кроме того, разработанная конструкция отличается простотой и компактностью.