ДОЗАТОР

Предложение относится к дозировочной технике и предназначено для использования в пищевой промышленности преимущественно для дозирования такого продукта, как зерненый творог, перед последующей его упаковкой.
Предпочтительно использование заявляемого технического решения для фасовочно-упаковочных машин, например роторного типа, предназначенных для дозированной расфасовки в пластиковые стаканчики пластичных продуктов с последующей запайкой фольгой и укупоркой пластиковой крышкой.
Известные способы объемного дозирования пластичных продуктов заключаются в подаче (шнеком или поршнем) с постоянным усилием дозируемого продукта из питателя в мерную емкость номинального объема в течение предварительно определенного отрезка времени, достаточного для гарантированного заполнения указанной емкости. Точность дозирования в этом способе достигается тем, что продукт подают из питателя в мерную емкость в избыточном количестве, несколько превышающим установленную дозу, а излишки поступающего из питателя продукта, отсекают от мерной емкости, после чего продукт выгружают.
Из уровня техники известен дозатор мороженого, работающий в соответствии с упомянутой технологией дозирования, содержащий расходную емкость, соединенную с мерной камерой с отверстиями, установленной с возможностью вращения, свободно установленный в камере
плавающий поршень (см. авторское свидетельство SU №1685790, В 65 В 3/12, 23.10.1991, Бюл.№39).
Основным недостатком этого устройства является узкая область применения, а именно, возможность дозирования только текучих продуктов, при дозировании пластичных продуктов имеют место значительные погрешности отмеряемой дозы.
Известно также устройство для наполнения банок продуктом, содержащее питатель, дозирующее приспособление, включающее карусель с укрепленными по ее окружности мерными гильзами, по меньшей мере, один выталкивающий поршень и приспособление для подачи тары (см. авторское свидетельство SU №581009, В 65 В 3/12, 25.11.1977, Бюл. №43).
Данное устройство не обеспечивает точного дозирования продукта, что обусловлено его налипанием на поверхность рабочей части поршня при выталкивании продукта из мерной тары и уносом части дозы. В значительной части это касается такого вязкого и пластичного продукта, как творог, особенно традиционный российский творог, который характеризуется высокими показателями адгезии практически к любому известному конструкционному материалу - к металлам, пластмассам, дереву.
Известны технические решения, включающие регулярное смачивание выталкивающего поршня для снижения явления налипания на него творога. Однако такое решение нельзя назвать приемлемым, поскольку оно ведет к нарушению дозировки и внесению в дозу продукта постороннего вещества -смачивающей жидкости.
Известно также устройство для нагнетания и вакуумирования вязкопластичных пищевых продуктов, как фарш, тесто, творог (см. патент RU №2035151, А 22 С 11/08, 1995 г.). Устройство содержит загрузочный бункер, шнековый нагнетатель, патрубок для подсоединения к вакуумной системе, выгрузочный патрубок, камеру, расположенную между бункером и шнековым нагнетателем и сообщенную посредством щелевидных отверстий
и патрубков с автономной вакуумной системой, валковый питатель, смонтированный в верхней части этой камеры.
Данное устройство позволяет обеспечить двойное вакуумирование продукта, и экспериментально доказывает, что такая совершенная вакуумная обработка продукта снижает его липкость на 40-50%, и как следствие налипание, например творога на поверхности устройства. Это повышает точность дозирования, однако, в целом устройство приобретает значительные габариты и высокую энергоемкость.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому решению является устройство для наполнения емкостей пластичным продуктом, преимущественно творогом, содержащее питатель, дозирующее приспособление и приспособление для подачи тары (см. патент RU №2169683, В 65 В 3/12, 2001 г.).
Недостатками известного устройства являются сложность конструкции и узкая область применения, а именно невозможность дозирования, например зерненого творога, который пользуется неизменным спросом у современного потребителя. Однако многие молокоперерабатывающие предприятия сталкиваются с определенными трудностями при его фасовке, так как из-за зернистой структуры с плотной консистенцией зерен, такой творог легко повредить в процессе дозирования.
Технический результат предложения заключается в улучшении эксплуатационно-технологических возможностей дозатора, преимущественно в составе упаковочной машины, в первую очередь, простого по конструкции и удобного при использовании, и одновременно с этим, позволяющего расширить ассортимент дозируемых продуктов за счет расфасовки зерненого творога.
Таким образом, дозатор должен подать на упаковку точную весовую дозу зерненого творога, при этом упаковочная машина с этим устройством должна обладать высокой производительностью.
Для достижения указанного технического результата, в дозаторе, содержащем загрузочный бункер, под выходной частью которого расположена сообщенная с ним шнековая камера с закрепленным в ней шнеком, и имеющим средство для подачи тары, согласно предложению, шнек образован из гибкой спирали, подающей продукт из шнековой камеры через горловину в накопительный бункер, над которым расположен разрыхлитель, выполненный как барабан с зубьями по всей поверхности, установленный с образованием калибровочного зазора между ним и горловиной и с возможностью вращения от привода, при этом накопительный бункер выполнен с отсекателем продукта на выходном отверстии, а средство для подачи тары снабжено подъемником, установленным с возможностью возвратно-поступательного вертикального перемещения и оснащенным измерителем веса дозируемого продукта, который в свою очередь связан с отсекателем системой управления.
Наличие отличительных признаков, а именно, выполнение шнека в виде гибкой спирали, размещение горловины на выходе продукта из шнековой камеры, выполнение накопительного бункера с отсекателем продукта на выходном отверстии, размещение над ним разрыхлителя в виде барабана с зубьями по всей поверхности, установка его с образованием калибровочного зазора между ним и горловиной и с возможностью вращения от привода, выполнение средства для подачи тары с подъемником, который установлен с возможностью возвратно-поступательного вертикального перемещения и оснащен измерителем веса дозируемого продукта, а также связан системой управления с отсекателем, свидетельствует о соответствии заявляемого технического решения критерию патентоспособности «новизна».
Сущность предложения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен общий вид дозатора в аксонометрии; на фиг.2 схематично изображен фронтальный вид дозатора; на фиг.3 схематично представлен шнек дозатора; на фиг.4 представлен общий вид упаковочной машины модели «ПАСТПАК-Р», снабженной заявляемым дозатором и подъемником тары.
Следует учесть, что на чертежах для большей ясности представлены только те детали, которые необходимы для понимания существа технического решения, а сопутствующее оборудование, хорошо известное специалистам в данной области, на чертежах не представлено.
В представленном варианте предложенный дозатор установлен в фасовочно-упаковочной машине роторного типа модели «ПАСТПАК-Р».
Общий вид упаковочной машины «ПАСТПАК-Р» представлен на фиг.4.
Машина предназначена для автоматической фасовки (объемного дозирования) жидких и пастообразных продуктов в пластиковые стаканчики, герметичного запаивания их крышками из алюминиевой фольги с термолаковым покрытием.
Конструкция машины обеспечивает работу в двух режимах: автоматическом и ручном в период наладки.
Основанием машины служит станина, на которой расположены все механизмы и блоки: поворотный диск, узел подачи стаканчиков, дозатор, узел подачи алюминиевой фольги, узел запаивания стаканчиков, устройство простановки даты, выбрасыватель, приемный стол готовой продукции, шкаф электрический, узел подготовки воздуха.
Станина машины выполнена в виде каркаса, сваренного из прямоугольных труб, покрытого стальной плитой. В центре плиты расположена опора поворотного диска. Равномерно по окружности диска выполнены десять отверстий с установленными в них вкладышами под стаканчики.
Привод всех механизмов пневматический, кроме привода поворотного диска. Поворот диска осуществляется с помощью привода прерывистого действия, а именно, мальтийского механизма.
Машина работает следующим образом. Вначале машину готовят к работе, то есть устанавливают дозу продукта, заполняют узлы подачи стаканчиков и крышек из алюминиевой фольги, соединяют трубопроводом с продуктовой емкостью. Затем после запуска кнопки «Пуск» автоматически
машина совершает с заданным ритмом весь цикл операций от загрузки пустого стаканчика до выдачи на стол готовой продукции запечатанного стаканчика с продуктом. Работа оператора состоит в пополнении в течение смены продуктовой емкости, узлов подачи стаканчиков и крышек и съема упакованных стаканчиков.
Общий вид дозатора представлен на фиг.1.
Устройство включает шнековую камеру 1, которая выполнена из капролона в виде открытого сверху неподвижного горизонтального желоба в форме полуцилиндра и закреплена на основании 2, по существу, стальной установочной плите крепежными элементами, например шпильками. С торцов шнековая камера 1 закрыта фланцами 3, 4, а сверху на нее установлен загрузочный бункер 5. Он представляет собой сварную конструкцию в виде перевернутой усеченной пирамиды, не имеющей оснований, при этом эта конструкция закреплена шпильками по боковым горизонтальным поверхностям шнековой камеры 1 таким образом, что их внутренние пространства образуют совмещенный свободный объем для приема и дальнейшего беспрепятственного транспортирования зерненого творога.
С одного торца шнековой камеры 1 на фланце 3 установлен стальной ступенчатый вал 6, один конец которого размещен в шнековой камере 1 (фиг.2). На этом его конце закреплена втулка 7 со шнеком 8, установленным с возможностью вращения от привода 9, размещенным на другом конце вала 6. Таким образом, шнек 8 полностью находится во внутреннем пространстве шнековой камеры 1, причем второй конец его не закреплен. Шнек 8 выполнен гибким, не имеющим осевого стержня и представляет собой спираль - пружину, свитую из стального прутка, работающую как винт (шнек) и при вращении передвигающую продукт (фиг.3).
С другого торца шнековой камеры 1 к фланцу 4 закреплен и установлен на монтажной конструкции перпендикулярно горизонтальной оси шнековой камеры 1 и на некотором расстоянии от нее разрыхлитель 10, установленный с возможностью вращения от привода 11. Разрыхлитель 10 представляет
собой барабан, выполненный из фторопласта с зубьями по всей его внешней поверхности. А в образовавшемся пространстве между шнековой камерой 1 и разрыхлителем 10 размещена горловина 12, выполненная в виде патрубка с фланцем из металлического швеллера и установленная с калибровочным зазором для прохода продукта с внешней поверхностью барабана разрыхлителя 10. Непосредственно под разрыхлителем 10 размещен накопительный бункер 13, выполненный в виде ссыпной воронки, прикрепленный кронштейном 14 к основанию 2. В нижней части накопительный бункер 13 снабжен отсекателем 15 в виде шиберной заслонки, установленной с возможностью возвратно-поступательного перемещения.
Устройство также включает подъемник тары 16, установленный непосредственно на фасовочно-упаковочной машине с возможностью осевого вертикального перемещения для изоляции тары, которую подводят под накопительный бункер 13, от контактов с поверхностью поворотного диска. Подъемник тары 16 снабжен тензометрическим элементом.
Устройство работает следующим образом.
Продукт, например зерненый творог, подают в загрузочный бункер 5, из которого он беспрепятственно попадает в шнековую камеру 1. Перед дозированием тару поднимают подъемником тары 16, освобождая ее, таким образом, от каких-либо контактов с внутренней поверхностью отверстий поворотного диска машины, после чего тару, например стаканчик, взвешивают. Затем от привода 9 начинает свое вращение шнек 8, бережно перемещая своей спиралью творог из шнековой камеры 1 к горловине 12, а затем к разрыхлителю 10.
Разрыхлитель 10, вращаясь от привода 11, разбивает комки продукта своими зубьями, не позволяя творогу большими кусками попасть в накопительный бункер 13. Таким образом, через калибровочный зазор между горловиной 12 и барабаном разрыхлителя 10 в накопительный бункер 13 поступает масса творога с зернами практически одного размера.
При этом заслонка отсекателя 15 открыта, и продукт попадает в тару. Затем при наполнении тары, а по существу, при фиксировании тензометрическим элементом достижения необходимого заданного веса продукта в стаканчике, заслонка отсекателя 15 закрывается. При этом шнек 8 и разрыхлитель 10 останавливаются, подъемник тары 16 опускается.
На этом работа устройства закончена.
Стаканчик с творогом подают далее на позиции укладки и запайки фольги, простановки даты и т.д. А на позицию дозирования в отверстии поворотного диска подают следующий пустой стаканчик. Цикл повторяется.
Благодаря тому, что гибкий безстержневой спиральный шнек бережно перемещает творожную массу, не травмируя зерно, а разрыхлитель не позволяет творогу падать в накопительный бункер большими кусками, творог не деформируется, сохраняя свою структуру и товарный вид. А дополнение устройства весовой системой на основе тензометрического элемента позволяет достичь высокой точности и скорости дозирования.
Простота конструктивного исполнения, несложность изготовления, надежность в эксплуатации являются основой широкого применения предлагаемого дозатора при расфасовке зерненого творога.
Устройство было разработано и изготовлено на машиностроительном заводе «ТАУРАС-ФЕНИКС» и успешно использовано на предприятии заказчика.
Из вышесказанного следует, что изготовление данного устройства промышленным способом не вызывает затруднений, предполагает использование освоенных материалов и стандартного оборудования, что свидетельствует о соответствии заявляемого технического решения критерию патентоспособности «промышленная применимость».