ВЕСОВОЙ ДОЗАТОР

Полезная модель относится к весоизмерительной технике, а именно к устройствам для отмеривания и взвешивания порций продукта, и представляет собой весовой комбинационный (мультиголовочный) дозатор.
Весовые комбинационные дозаторы (их еще иначе называют «мультиголовочные дозаторы») это высокоскоростной и точный класс машин, служащий для дозирования пищевой и непищевой продукции. Приближенный принцип работы весового комбинационного дозатора выглядит следующим образом: сначала дозируемый продукт попадает на вибрационный конус (диспенсер), который распределяет продукт по радиальным лоткам; радиальные лотки снабжены виброприводами и подают продукт в промежуточный ковш (накопительную корзину); промежуточный ковш сбрасывает продукт в расположенный ниже взвешивающий ковш (весовую корзину); тензометрический датчик, механически соединенный с взвешивающим ковшом измеряет вес продукта, находящийся в ковше; если взвешивающий ковш выбран в комбинации, то он открывается, и продукт по отводящим скатам сбрасывается в нижестоящую упаковочную машину (Википедия: https://ru.wikipedia.org/wiki/Мультиголовочный_дозатор).
Радиальные лотки предназначены для передачи продукта к корзинам, как правило, это накопительные корзины, но в некоторых комбинационных дозаторах лотки могут передавать продукт сразу в весовые корзины. Продукт передается в корзины от распределительного конуса. Другими словами, лотки распределяют продукт, поступивший на распределительный конус, по накопительным или весовым корзинам. Для обеспечения возможности перемещения продукта каждый лоток снабжен виброприводом. Под действием вибрации продукт перемещается по желобу лотка и падает в соответствующую корзину.
В случае радиальных комбинационных дозаторов, когда весовые корзины расположены радиально, лотки также располагаются радиально (http://amatascl.com/ oborudovanie/podbor-po-tipu-dozatora/multigolovochnye-dozatory/kate-210-r/). Если рассматривать линейные комбинационные дозаторы, когда весовые корзины расположены в линию, то лотки также располагаются линейно (http://amatascl.com/oborudovanie/podbor-po-tipu-dozatora/lineynye-dozatory/kate-210-lv/).
Все существующие аналоги предназначены для работы с продуктами, способными перемещаться по лотку под действием вибрации. Как правило, это сухие, рассыпчатые продукты – крупы, макароны, конфеты, печенье и т.д. При работе с липкими и влажными продуктами, такими как корма для животных, охлажденное мясо, морепродукты и т.д., будет наблюдаться прилипание продукта к лотку. За счет такого налипания производительность дозатора будет падать, линию необходимо будет останавливать с определенной периодичностью для того, чтобы почистить лотки от налипшего продукта. Все это негативно влияет на процесс производства. Кроме того, хрупкие продукты, такие как безе или зефир в шоколаде, под действием вибрации могут начать ломаться.
Таким образом, основным недостатком всех известных аналогов является невозможность работы с липкими и хрупкими продуктами.
Из патента РФ № 2668853 известно взвешивающее устройство, которое содержит подающее устройство для материала продукта, предназначенного для взвешивания и по меньшей мере один дозатор, предназначенный для контролируемой доставки порций материала продукта от указанного подающего устройства до системы взвешивания. Дозатор содержит транспортные шнеки с приводом от двигателя, выполненные в виде имеющего форму спирали стержня и размещенные в открытом желобе для доставки материала продукта от подающего устройства до системы взвешивания, и блок управления, предназначенный для управления двигателем, для того чтобы выдавать нужную порцию материала продукта в систему взвешивания. Подающее устройство содержит центральную донную часть, имеющую коническую форму, причем двигатели для привода транспортных шнеков располагаются под коническим дном подающего устройства.
Шнековая система перемещения продукта показывает себя неэффективной в случае хрупкого продукта (происходит его разрушение) или липкого продукта, которые прилипает к шнеку и не подается во взвешивающее устройство.
Из патентного документа № CN104369878 известно упаковочное устройство, содержащее подающий узел, включающий регулирующий элемент распределения материала, расположенный на раме, и передающий материал от регулирующего элемента распределения материала к взвешивающему узлу. Подающий элемент выполнен в виде конвейерной ленты, обеспечивающего подачу материала в соответствующую весовую корзину. Подающий элемент и весовой компонент (весовая корзина) равномерно распределены по периферии рамы.
Данный дозатор в некоторой степени позволяет решить проблемы дозирования хрупкого или липкого продукта, поскольку перемещение продукта не шнеком, а при помощи конвейерной ленты осуществляется более бережно. Конвейерная лента не оказывает разрушающего воздействия на продукт, а также исключает его налипание на элементы конструкции дозатора. Недостатком дозатора по патентному документу № CN104369878 является сложность конструкции, неудобство в эксплуатации и обслуживании, обусловленные, в том числе тем, что вал двигателя связан с валом транспортера жестко посредством муфты.
Устройство по патентному документу № CN104369878 выбрано в качестве наиболее близкого аналога (прототипа).
Техническая проблема, решаемая полезной моделью – создание весового дозатора, удобного в обслуживании и при эксплуатации.
Технический результат, достигаемый полезной моделью – упрощение конструкции весового дозатора, повышение удобства в его обслуживании и при эксплуатации.
Технический результат достигается за счет того, что в весовом дозаторе, содержащем корпус, установленные и закрепленные на корпусе подающий узел, распределительный узел и весовой узел, подающий узел выполнен в виде питателя, обеспечивающего подачу взвешиваемого материала на распределительный узел, содержащий транспортеры, обеспечивающие подачу взвешиваемого материала от подающего узла к соответствующему весовому элементу, выполненному в виде весовой корзины, вал каждого транспортера связан с валом двигателя, согласно полезной модели вал транспортера связан с валом двигателя посредством механизма, передающего крутящий момент от вала двигателя на вал транспортера, каждый транспортер содержит раму с конвейерной лентой, выполненной из прочного полимерного полотна, рама транспортера содержит боковые продольные стороны, соединенные между собой поперечными элементами, при этом каждая боковая продольная сторона выполнена состоящей из соединенных между собой посредством оси вращения двух боковых элементов, первый боковой элемент неподвижно закреплен относительно рамы транспортера, а второй боковой элемент выполнен подвижным с возможностью поворота относительно неподвижного бокового элемента вокруг оси вращения, при этом оба боковых элемента каждой боковой стороны рамы транспортера дополнительно закреплены относительно друг друга посредством жесткого разъемного соединения.
Вал транспортера может быть связан с валом двигателя посредством зубчатой передачи.
Вал транспортера может быть связан с валом двигателя посредством ременной передачи.
Конвейерная лента может быть выполнена из полиуретанового полотна.
Конвейерная лента может быть выполнена из поливинилхлоридного полотна.
Конвейерная лента может быть выполнена из эластичного полимерного полотна.
Конвейерная лента может быть выполнена гладкой.
Конвейерная лента может быть выполнена рифленой.
Конвейерная лента может быть выполнена из цельного полимерного полотна.
Боковые элементы каждой боковой стороны рамы транспортера могут быть дополнительно соединены между собой посредством винтового соединения.
Каждый транспортер может быть снабжен скребком для очищения конвейерной ленты.
Каждый транспортер может быть снабжен щеткой для очищения конвейерной ленты.
Заявляемый дозатор содержит корпус, который является его основой. Корпус определяет форму дозатора – радиальную или линейную. В целом, форма дозатора никак не влияет на принцип его работы и обусловлена только удобством размещения в том или ином цеху.
На корпусе дозатора установлены и закреплены следующие основные узлы: подающий узел, распределительный узел и весовой узел. Помимо перечисленных основных узлов в состав дозатора могут входить дополнительные узлы – накопительный узел, состоящий из ряда накопительных корзин, предназначенных для ускорения работы дозатора; отводящий узел, состоящий из набора отводящих скатов, предназначенных для перемещения порций материала к упаковочной машине или далее по производственной линии; узел накопительного бункера, предназначенный для промежуточного накопления готовой дозы материала и так далее.
Подающий узел выполнен в виде питателя и предназначен для распределения материала по элементам распределительного узла. Подающий узел может быть выполнен, например, в виде подающего транспортера или распределительного конуса (диспенсера), который путем вращения или вибрации распределяет поступающий на дозатор материал по элементам распределительного узла.
В заявляемой конструкции весового дозатора, также как в конструкции наиболее близкого аналога, каждый подающий элемент распределительного узла выполнен в виде транспортера, обеспечивающего подачу материала к соответствующей весовой корзине.
Между транспортером и весовой корзиной могут располагаться дополнительные элементы, например накопительные корзины, которые ускоряют работу дозатора. В таком случае транспортер обеспечивает подачу материала к соответствующей весовой корзине через дополнительные элементы продуктового тракта.
Использование конвейера вместо вибрационных лотков или шнеков позволяет перемещать продукт к корзинам комбинационного дозатора более бережно. Под действием вибрации или шнека хрупкий продукт, например, безе, может ломаться или крошиться. В тоже время на конвейере продукт не подвергается никаким воздействиям и перемещается к корзинам в первоначальном состоянии. За счет этого дозатор обрабатывает продукт более бережно, а значит в готовых упаковках отсутствует ломаный и бракованный продукт, что в свою очередь повышает уровень производства.
Влажные и липкие продукты подвержены прилипанию к лоткам – аналогам. Силы вибрации зачастую не хватает для того, чтобы исключить прилипание и продолжать перемещение таких продуктов. А при использовании шнеков зачастую наблюдается налипание продукта на элементы шнека. При использовании заявляемого технического решения продукт попадает на конвейер, перемещается к корзине и сбрасывает продукт внутрь корзины. Под действием силы тяжести продукт падает в корзину. Даже если отдельные фракции продукта липнут к поверхности конвейера, то при перемещении к краю конвейера они все равно под собственным весом падают в корзину. Для уменьшения контакта поверхности фракций продукта с поверхностью конвейера можно поверхность конвейера выполнять рифленой. Это позволит уменьшить процесс прилипания продукта к поверхности конвейера и упростит передачу продукта внутрь корзины.
Отличием заявляемого весового дозатора от наиболее близкого аналога является то, что привод транспортера реализован на основе механизма, передающего крутящий момент от вала двигателя на вал транспортера. Это может быть или ременная передача, или зубчатая передача.
Общеизвестно, что механизмы служат для передачи движения и преобразования энергии. В данном случае передача движения от вала двигателя на вал транспортера осуществляется посредством промежуточного передающего механизма, преобразующего энергию двигателя в движение (вращение) вала транспортера.
Такое выполнение привода дозатора позволяет легко снимать и обслуживать каждый транспортер.
В конструкции наиболее близкого аналога муфта не предусмотрена для передачи движения и преобразования энергии, т.к. муфта просто обеспечивает жесткое соединение вала двигателя и вала транспортера. При этом движение вала двигателя и вала транспортера происходит заодно, как единой жесткой детали.
В отличие от наиболее близкого аналога, в котором двигатель жестко связан с валом, приводящим в движение транспортер (конвейерную ленту), в предлагаемом техническом решении присутствует возможность легкого и быстрого съема с дозатора транспортера в целом, включая и транспортерную ленту, и валы. Такая возможность позволяет производить более качественную очистку транспортеров от фасуемого материала. В данном случае присутствует возможность очистки не только транспортерной ленты, но и системы валов, что повышает гигиеничность производства. Это особенно актуально на молочных производствах, например при фасовке творога, где закисание продукта на дозаторе является недопустимым.
На транспортере у заявляемого весового дозатора конвейерная лента выполнена из прочного эластичного полимерного полотна, снижающего вероятность прилипания к нему липкого продукта - например, из полиуретанового или поливинилхлоридного полотна.
Конвейерная лента может быть выполнена из гладкого или рифленого полимерного полотна.
Гладкое полотно применимо для большинства вида липких продуктов. Такое полотно снижает вероятность прилипания к нему липких продуктов. Однако, при необходимости конвейерная лента может быть выполнена рифленой. Это может быть необходимо при фасовке некоторых липких продуктов, поскольку некоторые продукты имеют свойство меньше налипать именно на рифленую поверхность. В данном случае за счет уменьшенной площади контакта продукта и ленты площадь поверхности ленты, к которой продукт может прилипнуть, также уменьшается.
Полиуретановое или поливинилхлоридное полотно обладают стойкостью к воздействию раздражающих веществ, масел, кислот, жиров. Эластичность обеспечивает также легкое снятие полотна с транспортера при необходимости его замены или ремонта.
Конвейерная лента из полимерного полотна обеспечивает ее хорошее очищение, промывку после использования. В такой ленте отсутствуют поры и иные конструктивные впадины, отверстия, в которых может происходить застревание продукта, затрудняющих санитарную обработку ленты.
Выполнение ленты из цельного полимерного полотна позволяет эффективно использовать для ее очищения от липкого продукта скребки или щетки, которые могут быть установлены непосредственно на транспортере или на корпусе весового дозатора.
Рама транспортера выполнена из боковых продольных элементов, соединенных между собой поперечными элементами.
Для удобства снятия конвейерной ленты с рамы транспортера, боковые продольные элементы рамы выполнены составными, а именно: боковые продольные элементы рамы выполнены состоящими из двух частей, соединенных между собой осью с возможностью вращения указанных элементов относительно друг друга вокруг оси. При этом указанные элементы дополнительно соединены между собой жестким разъемным соединением, например, винтовым. Один из боковых элементов рамы с каждой ее стороны жестко закреплен относительно рамы транспортера, а другой элемент после ослабления (или удаления) дополнительного жесткого соединения имеет возможность поворота вокруг оси относительно первого бокового элемента рамы транспортера. Этот второй боковой элемент рамы транспортера является подвижным, в то время как первый боковой элемент рамы транспортера, жестко закрепленный относительно рамы, является неподвижным.
Для замены конвейерной ленты осуществляют удаление (или ослабление)  жесткого  разъемного соединения, что позволит повернуть подвижный боковой элемент рамы транспортера относительно неподвижного элемента (происходит так называемый «перелом» рамы транспортера). Что позволит без дополнительного напряжения, без риска повреждения снять с рамы транспортера конвейерную ленту и обработать ее (промыть, продезинфицировать).
Таким образом, заявляемый весовой дозатор является простым в исполнении, удобным в эксплуатации и обслуживании, а также надежным.
Полезная модель поясняется чертежами.
На фиг. 1 изображен общий вид заявляемого весового дозатора на примере радиального исполнения.
На фиг. 2 изображен транспортер заявляемого дозатора с конвейерной лентой и видимым боковым продольным элементом рамы транспортера.
На фиг. 3 изображена рама транспортера с «переломанным» боковым элементом.
На фиг. 4 показана зубчатая передача, обеспечивающая перемещение транспортера.
На фиг. 5 показана ременная передача, обеспечивающая перемещение транспортера.
Позиции на чертежах:
1 – корпус (рама) дозатора;
2 – подающий узел (питатель);
3 – накопительный узел (накопительные корзины);
4 – весовой узел (весовые элементы, весовые корзины);
5 – распределительный узел (транспортеры);
6 – рама транспортера;
7 – неподвижный боковой элемент рамы транспортера;
8 – подвижный боковой элемент рамы транспортера;
9 – ось вращения;
10 – жесткое разъемное соединение боковых элементов рамы транспортера;
11 – конвейерная лента;
12 – вал транспортера;
13 – зубчатая передача;
14 – двигатель;
15 – ременная передача;
16 – вал двигателя.
Заявляемый весовой дозатор содержит корпус 1, выполненный в виде рамы радиальной формы. Установленные и закрепленные на корпусе подающий узел 2, накопительный узел 3, распределительный узел 5 и весовой узел 4. Подающий узел 2 выполнен в виде распределительного конуса, обеспечивающего подачу взвешиваемого материала на распределительный узел 5, выполненный в виде расположенных радиально по периметру корпуса 1 дозатора транспортеров 5, обеспечивающих подачу взвешиваемого материала от подающего элемента 2 в соответствующий накопительный элемент 3, выполненный в виде накопительной корзины, который в свою очередь перемещает порцию материала в соответствующий весовой элемент 4, выполненный в виде весовой корзины. Все накопительные элементы 3 и весовые элементы 4 расположены радиально по периметру корпуса 1 дозатора. Вал 12 транспортера 5 связан с валом 16 двигателя посредством механизма, передающего крутящий момент от вала двигателя на вал транспортера, выполненного или в виде ременной 15 или зубчатой 13 передачи. Каждый транспортер 5 содержит раму 6 с конвейерной лентой 11, выполненной из гладкого прочного эластичного полиуретанового или поливинилхлоридного полотна. Рама 6 транспортера содержит боковые продольные стороны, соединенные между собой поперечными элементами (на чертеже не показаны). Каждая боковая продольная сторона выполнена состоящей из соединенных между собой посредством оси 9 вращения двух боковых элементов, первый боковой элемент 7 неподвижно закреплен относительно рамы 6 транспортера, а второй боковой элемент 8 выполнен подвижным с возможностью поворота относительно неподвижного бокового элемента 7 вокруг оси вращения 9, при этом оба боковых элемента каждой боковой стороны рамы транспортера дополнительно закреплены относительно друг друга посредством жесткого разъемного винтового соединения 10.
В процессе работы дозатора взвешиваемый материал перемещается из подающего узла 2 на транспортеры 5 и далее – в накопительные корзины 3, а потом в весовые корзины 4. Движение на вал 12 транспортера передается через вал 14 двигателя через подвижные передающие элементы или в виде зубчатой передачи 13, или в виде ременной передачи 15.
Для замены конвейерной ленты или ее очистки и дезинфекции, дополнительное жесткое разъемное соединение 10 ослабляется (или полностью рассоединяется), подвижный боковой элемент 8 поворачивается вокруг оси 9, лента 11 снимается с рамы 6 транспортера.
Заявляемая конструкция является простой, надежной, удобной в эксплуатации и обслуживании. Также заявляемый дозатор может быть изготовлен в условиях экспериментального или серийного производства.