УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВАКУУМИРОВАНИЯ ИЗДЕЛИЙ
DEVICE FOR PRODUCTS VACUUMING

Изобретение относится к средствам для вакуумирования изделий в течение необходимого времени с поддержанием вакуума в необходимом диапазоне.
Известно устройство для вакуумирования (полезная модель к патенту РФ №43457, МПК A61K 35/78, 2004 г.). относящееся к приборам для получения вакуума в целях более длительного сохранения пищевых продуктов.
Устройство для вакуумирования представляет собой емкость, закрытую крышкой с прокладкой. В крышке устанавливается два штуцера от автомобильной бескамерной шины. Резиновые части штуцеров выполнены из материала, используемого в пищевой и медицинской промышленности. Один штуцер с золотником предназначен для вакуумирования, соединяется с вакуумным насосом. Другой штуцер без золотника для контроля вакуума. С ним соединяется устройство для измерения вакуума.
Недостатками такого устройства является следующее:
1. Малая точность устройства для измерения вакуума.
2. Малая производительность, т.к. устройство для вакуумирования работает только в ручном режиме.
3. Отсутствие возможности подключения его к автоматизированной линии.
Наиболее близким аналогом является способ вакуумной упаковки и устройство для его осуществления (патент РФ №2347728, МПК В65В 31/00, 2007 г.), относящийся к способам и средствам для упаковки изделий в герметичные пакеты в особых условиях воздушной среды, а именно в камерах под вакуумом.
Недостатками такого устройства является следующее:
1. В устройстве отсутствует полная автоматизация процесса вакуумирования, в частности, не реализован автоматический режим открытия крышки рабочей камеры.
2. Включение в состав камеры вакуумирования ресивера для повышения производительности усложняет процесс ее работы, при этом выигрыша по времени вакуумирования не достигается. Сокращение времени откачки возможно для второй схемы при постоянной работе насоса (реализуется постоянное поддержание вакуума в магистрали), при этом нет возможности определить уровень вакуума. При закрытии крышки и открытие клапана может реализоваться ситуация с повышенным вакуумом в камере вакуумирования из-за отсутствия датчика давления между клапанном и насосом.
3. Отсутствует датчик контроля наличия изделия, что не позволяет реализовать в камере вакуумирования режим автоматического размещения изделия в рабочей зоне.
4. При расположении нескольких подобных устройств в одном помещении возникает повышенный уровень шума, так как по схеме насос для вакуумирования находится рядом с камерой.
5. Отсутствие уплотнения между крышкой и рабочей камерой приводит к невозможности реализации низкого вакуума даже при постоянной работе насоса.
Задачей предполагаемого изобретения является создание устройства для вакуумирования изделий, обеспечивающего выдержку изделий в течение определенного времени при заданном давлении с повышенной производительностью, постоянной готовностью к работе с полной автоматизацией работы.
Техническим результатом предлагаемого решения является повышение производительности за счет сокращения времени на вакуумирования камеры и полной автоматизации процесса вакуумирования изделий.
Указанный технический результат достигается тем, что камера вакуумирования и насосная соединены магистралью, которая всегда находится под вакуумом, а также за счет полной автоматизации процесса вакуумирования. за который отвечает блок управления. Камера вакуумирования состоит из камеры с датчиком наличия изделия, крышки, уплотнения, механизма закрытия, включающего электродвигатель, выключатели открытия и закрытия крышки, части магистрали, включающей патрубки, вакуумметр и электромагнитные клапаны. Насосная состоит из насоса, электромагнитных клапанов и вакуумметра. Управление комплексом вакуумирования осуществляется автоматически с блока управления. Блок управления контролирует время и величину вакуума в камере с помощью датчиков давления. При уменьшении вакуума блок управления открывает клапана, расположенные в магистрали, и насос производит откачку до верхнего уровня. Блок управления также осуществляет запуск двигателя для открытия, закрытия камеры, установку и извлечения изделий, контроль наличия изделий в камере.
На фиг. 1 схематично изображено устройство для вакуумирования изделий, где: РТ1, РТ2 - вакуумметр; VE1, VE2 - электромагнитный клапан; Д1 - электродвигатель; П1 - датчик открытия крышки (выключатель), П2 - датчик закрытия крышки (выключатель); П3 - датчик контроля наличия изделий; VE3, VE4 - электромагнитный клапан; NI1 - насос.
Для уменьшения времени откачки камеры блок управления до прихода изделий к камере вакуумирования производит вакуумирование части магистрали до клапана VE2. Из-за большего объема магистрали от насоса до клапана VE2, чем от клапана VE2 до камеры вауумирования с учетом объема самой камеры при открытии клапана VE2 происходит моментальная откачка камеры вакуумирования с выходом на рабочий режим.
Устройство для вакуумирования изделий, представленное на фиг.1, работает следующим образом.
До прихода кассеты с изделием к камере вакуумирования оператор с блока управления включает камеру вакуумирования вводом команды «Пуск». В ходе выполнения команды автоматически выполняются следующие действия:
- открываются электромагнитные клапаны VE1, VE3;
- через одну минуту электромагнитный клапан VE3 закрывается;
- включается насос NI1;
- контролируется снижение абсолютного давления в коллекторе насоса NI1, по измерениям вакуумметра РТ2;
- после снижения давления в коллекторе насоса NI1 до заданного уровня открывается электромагнитный клапан VE4 и начинается откачка магистрали до камеры вакуумирования;
- после снижения давления до заданного уровня в магистрали до электромагнитного клапана VE2 устанавливается состояние «Готовность», камера вакуумирования готова к работе.
Если время откачки на каждом участке (до электромагнитного клапана VE4, до электромагнитного клапана VE2) составит более 15 мин, устанавливается состояние "Неисправность", сопровождающееся цветовой и звуковой сигнализацией, блокируется дальнейшая работа камеры. Проводится проверка и устранение протечек в магистрали, после чего происходит, повторный пуск.
При подходе кассеты с изделием к камере вакуумирования включается электродвигатель Д1 и крышка камеры начинает открываться. После полного открытия крышки нажимается выключатель П1 и электродвигатель Д1 останавливается. Кассета с изделием автоматически опускается в камеру. При правильной установке изделия срабатывает датчик контроля наличия изделия П3, включается электродвигатель Д1 и крышка начинает закрываться. За счет уплотнения между крышкой и камерой происходит плотное прижатие крышки к камере с исключением протечек. После полного закрытия крышки нажимается выключатель П2 и электродвигатель Д1 останавливается.
После полного закрытия крышки камеры закрывается электромагнитный клапан VE1, отсоединяя камеру от атмосферы, и открывается электромагнитный клапан VE2, соединяющий камеру вакуумирования с насосом NI1, откачивающим воздух из камеры. При достижении заданного вакуума в камере закрывается электромагнитный клапан VE2, устанавливается состояние «Работа» и начинается отсчет времени вакуумирования. Если время откачки камеры составит более 15 мин. устанавливается состояние "Неисправность", сопровождающееся цветовой и звуковой сигнализацией, блокируется дальнейшая работа камеры.
Абсолютное давление в камере контролируется по измерениям вакуумметра РТ1, время выдержки контролируется блоком управления.
В течение выдержки кассеты с изделиями абсолютное давление в камере вакуумирования контролируется по измерениям вакуумметра РТ1. В случае уменьшения вакуума ниже допустимого предела автоматически выполняются следующие действия:
- открывается электромагнитный клапан VE2:
- после достижения необходимого вакуума закрывается электромагнитный клапан VE2. При цикличности открытия электромагнитного клапана VE2 менее 2 мин устанавливается состояние "Неисправность", сопровождающееся цветовой и звуковой сигнализацией, блокируется дальнейшая работа камеры.
В случае выхода давления в камере из установленного рабочего диапазона отсчет времени выдержки изделий приостанавливается, и продолжается только после возвращения давления в установленный рабочий диапазон.
По окончании выдержки изделий закрывается электромагнитный клапан VE2 (если он был открыт), электромагнитный клапан VE1 открывается, соединяя камеру с атмосферой. После выравнивания давления в камере с атмосферным давлением устанавливается состояние «Конец цикла». При подходе к камере вакуумирования устройства для извлечениям кассеты включается электродвигатель Д1 и крышка камеры открываться. После полного открытия крышки нажимается выключатель П1 и электродвигатель Д1 останавливается. Кассета автоматически извлекается. Срабатывает датчик П3, извещающего об отсутствии кассеты в камере, включается электродвигатель Д1 и крышка начинает закрываться. После полного закрытия крышки нажимается выключатель П2 и электродвигатель Д1 останавливается. При этом электромагнитные клапана VE2, VE3 - закрыты, VE1, VE4 - открыты. Давление в магистрали до электромагнитного клапана VE2 должно быть в рабочем диапазоне (в случае несоответствия выполняется откачка до необходимого уровня). Камера переходит в состояние «Готовность», ожидая подачи следующей кассеты с изделиями.
Данное техническое решение позволяет разработать устройство для вакуумирования изделий, обеспечивающее выдержку изделий в течение определенного времени при заданном давлении с повышенной производительностью, постоянной готовностью к работе и полной автоматизацией работы.
В качестве примера конкретного промышленного выполнения устройства для вакуумирования изделий может служить комплекс для вакуумирования.
Комплекс для вакуумирования включает крышку и камеру, выполненную из алюминиевого сплава АМг6 ГОСТ 4784-97, уплотнение выполненное из шнура 1-2С ∅5 ГОСТ 6467-79, магистраль, собранную из арматуры (хомуты, тройники, фланцы, патрубки) фирмы Anest Iwata, вакуумметр тепловой TPR280 Pfeiffer Vacuum (РТ1, РТ2). электромагнитные угловые клапаны 26424-КЕ61 (VE1, VE2), сервопривод СПШ20-23017 (Д1), выключатели на базе микровыключателей Д701 (П1, П2), индуктивный выключатель ISB W12S8-31P-1,5-10 (П3), электромагнитный проходной клапан 26528-КЕ61 (VE3, VE4), насос форвакуумный Anest Iwata ISP-250C (NI1).
Проведенные испытания показывают, что разработанное устройство для вакуумирования изделий обеспечивает вакуумирование изделий при заданном давлении и в течение определенного времени при этом повышается производительность за счет сокращения времени на вакуумирование камеры и полной автоматизации процесса вакуумирования изделий.