ВЕСОВОЙ КОМБИНАЦИОННЫЙ ДОЗАТОР

Полезная модель относится к весоизмерительной технике, а именно к устройствам для дозирования сыпучих материалов.
Известен весовой комбинационный дозатор по патенту №45365 на полезную модель, содержащий вибропитатель, сообщенный через приводную заслонку с весовым модулем, включающим весовую корзину, оборудованную тензодатчиком, соединенным с приводом заслонки через электронный управляющий блок. При этом вибропитатель выполнен в виде системы радиальных вибролотков, сообщенных с расположенными по окружности весовыми модулями, содержащими накопительные корзины, сообщенные через приводные заслонки с весовыми корзинами, которые сообщены через индивидуальные приводные заслонки с приемником дозы продукта, при этом управляющие блоки соединены с приводами заслонок через центральный микропроцессор, имеющий функции сравнивания и суммирования сигналов от тензодатчиков.
При работе известного дозатора взвешенные части продуктовой дозы из весовых корзин поступают на отводящие скаты и далее в приемную воронку, в которой происходит объединение частей продуктовой дозы в единое целое. Далее из приемной воронки взвешенная продуктовая доза поступает в упаковочную машину или другое приемное устройство. При поступлении продуктовой дозы со ската на приемную ворону возможна ситуация (связанная с разными причинами, например, большая скорость подачи продукта, легкий продукт и т.п.), когда при движении частей дозы по отводящим скатам происходит завихрение продукта, что может повлечь за собой деление дозы. Т.е. часть продукта движется по скатам прямолинейно, а другая часть движется по дугообразной траектории. Данное различие в траекториях движения приводит к тому, что время движения различных частей продуктовой дозы по отводящим скатам становится не одинаковым и, следовательно, различные части продукта приходят к приемной воронке в разное время. В итоге происходит смешение продуктовых доз взвешенных в следующих друг за другом циклах дозирования (взвешивания), т.е. часть продукта из предыдущей дозы может попасть в следующую дозу. Данное обстоятельство снижает скорость и точность дозирования.
Кроме того, известный дозатор обладает недостаточной надежностью работы. Это обусловлено тем, что в нем не обеспечено надежное (гарантированное) движение продукта по заданному направлению - из вибролотка в сторону накопительной корзины.
Вибролоток в известном дозаторе (согласно фиг.1) содержит лоток, установленный на раме, связанной с основанием, установленным на корпусе дозатора. При несогласованности центра масс лотка относительно основания движение продукта может осуществляться не в сторону накопительной корзины, а в противоположную сторону, или движения не будет совсем.
Недостатком известного комбинационного дозатора являются низкие скорость измерения и точность дозирования, а также недостаточная надежность работы дозатора.
Задача, решаемая заявляемой полезной моделью - повышение скорости дозирования весового комбинационного дозатора, повышение точности дозирования и повышение надежности работы дозатора.
Поставленная задача решается тем, что в весовом комбинационном дозаторе, содержащем вибропитатель, выполненный в виде системы радиальных вибролотков, предназначенных для подачи продукта в расположенные по окружности весовые модули, содержащие накопительные корзины, сообщенные через первые приводные заслонки с весовыми корзинами, оборудованными датчиками веса, весовые корзины сообщены через вторые приводные заслонки с приемником дозы продукта, при этом каждая накопительная и весовая корзина снабжена как минимум одной приводной заслонкой, датчик веса каждой весовой корзины соединен с микропроцессором, анализирующим сигналы от датчиков веса, микропроцессор соединен с блоком управления, предназначенным для управления движением приводов заслонок и вибролотков; приемник дозы продукта содержит отводящие скаты, предназначенные для подачи доз продукта из весовых корзин в приемную воронку, количество отводящих скатов соответствует количеству весовых корзин, отводящие скаты выполнены в виде желобов наклонными, ориентированными к входному отверстию приемной воронки, каждый отводящий скат выполнен с боковыми бортами, в верхней части отводящий скат имеет в поперечном направлении размер не менее поперечного размера выходного отверстия весовой корзины, в нижней части отводящий скат в поперечном направлении имеет размер, не превышающий диаметр выходного отверстия приемной воронки; каждый вибролоток содержит лоток, платформу, основание, электромагнит с якорем и как минимум две пластинчатые пружины, при этом лоток опирается на платформу, электромагнит жестко связан с основанием вибролотка, якорь электромагнита жестко соединен с платформой, связанной с основанием вибролотка посредством пластинчатых
пружин, охватывающих основание с электромагнитом с боковых сторон, при этом первая пластинчатая пружина связана с одной стороны с платформой, а с другой стороны - с основанием вибролотка, вторая пластинчатая пружина связана с одной стороны с якорем электромагнита, а с другой стороны - с основанием вибролотка, основание вибролотка связано с корпусом дозатора посредством пружин; центры тяжести лотка и основания с закрепленным на нем электромагнитом находятся на прямой, отклоненной по направлению к лотку на угол 15-30° от прямой, проходящей через центр тяжести основания вибролотка с электромагнитом перпендикулярно плоскости второй пластинчатой пружины.
В заявляемом дозаторе блок управления управляет движением приводов каждой заслонки (накопительных и весовых корзин), а также управляет движением каждого вибролотка. При этом компоновочно блок управления может быть выполнен как единый блок, имеющий соответствующие электрические и логические соединения, а также возможно наличие нескольких блоков управления, каждый из которых управляет движением приводов заслонок соответствующего весового модуля и соответствующего вибролотка. Принципиального значения компоновка блока управления для заявляемого технического решения не имеет.
Датчики веса могут иметь любое известное выполнение, удобно использовать тензодатчики.
В заявляемом техническом решении отводящие скаты выполнены в виде раздельных желобов - по одному желобу на каждую весовую корзину. В верхней части желоба ширина его поперечного сечения имеет размер, не менее поперечного размера выходного отверстия весовой корзины, чтобы исключить просыпание частей продуктовых доз мимо желобов. Желоба имеют продольные борта, которые выполняют функцию направляющих для продукта, препятствующих движению продукта по дугообразной траектории и препятствующих пересыпанию продукта в соседние желоба.
Нижняя часть поперечного сечения каждого желоба имеет размер не более диаметра выходного отверстия приемной воронки. Это условие необходимо для того, чтобы исключить непопадание частей продуктовой дозы в выходное отверстие приемной воронки при движении продуктовых доз вдоль бортов отводящих скатов.
Таким образом, в заявляемом полезной модели повышена скорость дозирования, т.к. все продуктовые дозы гарантированно движутся по заданному направления - из весовой корзины по скатам в приемную воронку, а также повышена точность взвешивания, т.к. исключено случайное попадание продуктовой дозы с другой дозой продукта.
В заявляемой полезной модели каждый вибролоток содержит лоток, платформу, основание, электромагнит с якорем и как минимум две пластинчатые пружины, при этом лоток установлен на платформе, электромагнит жестко связан с основанием вибролотка, якорь электромагнита, жестко соединен с платформой, связанной с основанием вибролотка посредством пластинчатых пружин, охватывающих основание с электромагнитом с боковых сторон, при этом первая пластинчатая пружина связан с одной стороны с платформой, а с другой стороны - с основанием вибролотка, вторая пластинчатая пружина соединена с одной стороны с якорем электромагнита, а с другой стороны - с основанием вибролотка, основание вибролотка связано с корпусом дозатора посредством пружин. Лоток может быть установлен на платформу непосредственно или может опираться на нее через переходные элементы. Первая и вторая пластинчатые пружины могут представлять собой пакет пружин, т.е. несколько параллельных друг другу пластинчатых пружин.
На электромагнит подается питающее напряжение, после этого электромагнит притягивает к себе якорь, жестко соединенный с платформой, расположенной над основанием вибролотка. Далее под воздействием упругой деформации пластинчатых пружин платформа совершает возвратно-поступательные движения в соответствии с движениями якоря электромагнита. Поскольку лоток жестко связан с платформой, то лоток также начинает совершать возвратно-поступательные движения с соответствующей амплитудой колебаний.
Основание вибролотка связано с корпусом дозатора посредством пружин, например, цилиндрических. Таким образом, обеспечивается организация вибролотка как колебательного контура с резонансом, позволяющего проводить как настройку амплитуды вибрации вибролотка, так и непосредственно работу вибролотка, заключающейся в подаче продукта в накопительные корзины.
Из теоретических расчетов скорости и амплитуды передвижения продукта по лотку известно, что линия, соединяющая центры масс лотка и основания с электромагнитом должна быть перпендикулярна плоскости пластинчатых пружин, при таком выполнении достигаются идеальные условия работы вибролотка.
Однако, стремление соблюсти данное условие приводит к тому, что комбинационный дозатор получается со значительными габаритными размерами. Для того, чтобы не увеличивать габаритные размеры дозатора при обеспечении надежного перемещения продукта из лотка по направлению к накопительной корзине экспериментальным путем было установлено, что продукт будет надежно перемещаться в заданном направлении при неувеличении габаритных размеров дозатора при
следующем условии: центры тяжести лотка и основания с закрепленным на нем электромагнитом находятся на прямой, отклоненной по направлению к лотку на угол 15-30° от прямой, проходящей через центр тяжести основания вибролотка с электромагнитом перпендикулярно плоскости второй пластинчатой пружины.
Таким образом, выполняя вибролоток вышеуказанным образом, обеспечивается надежное перемещение продукта из лотка по направлению к накопительным корзинам, исключающем движение продукта в обратную сторону или его застой в лотке, при неувеличении габаритных размеров дозатора.
Все существенные признаки в совокупности обеспечивают достижение заявляемого технического результата и поставленной задачи.
Заявляемый весовой комбинационный дозатор поясняется чертежами.
На фиг.1 изображен заявляемый комбинационный дозатор - вид сбоку.
На фиг.2 сечение А-А заявляемого дозатора.
На фиг.3 изображены весовые модули заявляемого дозатора.
На фиг.4 изображен вибролоток заявляемого дозатора.
На фиг.5 изображена схема соединения тензодатчика весовой корзины с приводом заслонки.
Весовой комбинационный дозатор содержит радиальные вибролотки 1, предназначенные для подачи продукта в расположенные по окружности весовые модули 2, т.е. вибролотки 1 сообщены с весовыми модулями 2 и количество вибролотков 1 соответствует количеству весовых модулей 2. Каждый весовой модуль 2 содержит накопительную корзину 3, сообщенную через первую приводную заслонку 4 с весовой корзиной 5. Сообщение накопительной корзины 3 с весовой корзиной 5 через приводную заслонку 4 означает, что при открытии заслонки 4 продукт может беспрепятственно поступать из накопительной корзины 3 в весовую корзину 5. Каждая весовая корзина 5 сообщена через вторую приводную заслонку 6 с приемником дозы продукта и оборудована датчиком веса, выполненным в виде тензодатчика 7. Сообщение весовой корзины 5 с приемником дозы продукта через приводную заслонку 6 означает, что при открытии заслонки 6 продукт может беспрепятственно поступать из весовой корзины 5 в приемник дозы продукта. Тензодатчик 7 каждой весовой корзины 5 соединен с микропроцессором 8, анализирующим сигналы от тензодатчиков 7. Выход микропроцессора 8 соединен с входом блока 9 управления, выходы которого соединены с приводами заслонок соответствующих весовых модулей 2 и вибролотками 1. Блок 9 управляет движением заслонок каждого весового модуля 2, кроме того от блока 9 осуществляется управление движением каждого вибролотка 1, а именно, по сигналу от
блока 9 включается или отключается электромагнит 16. Возможно в дозаторе использовать несколько блоков управления, в этом случае выход микропроцессора 8 необходимо соединить со входами всех блоков управления, количество которых будет соответствовать количеству весовых модулей. В этом случае микропроцессор 8 будет подавать команды на соответствующий блок управления, который, соответственно, будет приводить в движение или отключать привод заслонки или вибролоток, к которым данный блок управления подключен. Приемник дозы продуктов содержит отводящие скаты 10, количество которых соответствует количеству весовых корзин 5; приемную воронку 11. Отводящие скаты предназначены для обеспечения поступления дозы продукта из весовой корзины 5 в приемную воронку 11. Для обеспечении такого перемещения продукта скаты 10 выполнены наклонными, ориентированными к входному отверстию приемной воронки 11. Каждый отводящий скат 10 выполнен в виде желоба с бортами вдоль всей длины желоба с его обеих сторон. Данные борта являются направляющими для доз продукта. В верхней части каждый скат 10 имеет поперечный размер «Б» не менее поперечного размера «Б1» (ширине) выходного отверстия весовой корзины 5. Форма поперечного сечения выходного отверстия весовой корзины 5 и поперечного сечения ската 10 не имеют принципиального значения, главное, чтобы их взаимная геометрия при указанном выше условии обеспечивала непросыпание продуктовой дозы из конкретной весовой корзины 5 мимо соответствующего ей ската 10 (т.е. ската 10, находящегося напротив данной весовой корзины 5). В нижней части скат 10 в поперечном направлении имеет размер «А», не превышающий диаметр «В» входного отверстия 12 приемной воронки 11. Выходное отверстие приемной воронки 11 целесообразно выполнять круглым, т.к. в этом случае легко обеспечивается вышеуказанное соотношение размеров нижней части ската 10 и выходного отверстия воронки 11 для всех скатов 10. Что позволяет гарантированно обеспечить поступление всего продукта каждой дозы в приемную воронку 11 из соответствующего ската 10 единовременно. Каждый вибролоток 1 содержит лоток 13, платформу 14, основание 15, электромагнит 16 с якорем 17, два пакета пластинчатых пружин 18 и 19. Лоток 13 через переходной элемент 20 установлен на платформе 14. Электромагнит 16 жестко связан с основанием 15 вибролотка 1. Якорь 17 электромагнита 16 жестко соединен с платформой 14, связанной с основанием 15 посредством пружин 18 и 19, охватывающих основание с электромагнитом снаружи с боковых сторон. Первый пакет пружина 18 связан с одной стороны с платформой 14, а с другой стороны - с основанием 15. Второй пакет пружин 19 соединен с одной стороны с якорем 17, а с другой стороны - с основанием 15. Основание 15 связано с корпусом дозатора. Центры тяжести «х» и «у»
соответственно лотка 13 и основания 15 с закрепленным на нем электромагнитом 17 расположены на прямой II, отклоненной на угол «», равный 20°, по направлению к лотку 13 от прямой I, проходящей через центр тяжести «у» основания 15 с электромагнитом 17 перпендикулярно плоскости второй пластинчатой пружины 19.
Заявляемый весовой комбинационный дозатор работает следующим образом.
Рассыпчатый продукт, например, печенье, предназначенное для упаковки в пакеты с заданной массой, подают в лотки 13. На электромагнит 16 подают питающее напряжение, при этом якорь 17 периодически с частотой питающего напряжения притягивается к электромагниту 16 или отходит от него. Возвратно-поступательное движение якоря 17 передается через пружину 19 платформе 14 и, соответственно, лоткам 13. Из лотков 13 продукт поступает в накопительные корзины 3, в которых происходит накопление продукта до определенного значения. После того, как в корзинах 3 накопится определенное количество продукта, вибролотки 1 по сигналам из блока 9 выключаются, а заслонки 4 открываются. Продукт из накопительных корзин 3 высыпается в весовые корзины 5. Корзины, опускаясь под тяжестью находящегося в них продукта, воздействуют свои весом на тензодатчики 7, которые вырабатывают сигналы, строго соответствующие весам находящихся в корзинах 5 продуктовых доз.
Сигналы от тензодатчиков 7 поступают на вход микропроцессора 8, который анализирует все поступающие на его вход сигналы от всех тензодатчиков 7. Анализируя сигналы от тензодатчиков 7 микропроцессор 8 подбирает такое сочетание сигналов, при которых сумма сигналов от нескольких тензодатчиков 7, будет соответствовать заданному весу дозы продукта, необходимой для заполнения единицы упаковки. Как только такое сочетание сигналов от тензодатчиков 7 будет найдено, микропроцессор 8 подает команду в блок 9 на открывание заслонок 6 тех весовых корзин 5, сигналы от тензодатчиков 7 которых выбраны микропроцессором 8. Блок 9 подает управляющие сигналы на приводы соответствующих заслонок 6, которые под воздействие приводов открываются и взвешенные дозы из весовых корзин 5, сигналы от тензодатчиков 7 которых были выбраны микропроцессором 8, высыпаются и поступают в скаты 10, из которых далее - в приемную воронку 11, в которой все высыпавшиеся дозы продукта объединяются в одну дозу. Из приемной воронки 11 продукт поступает на участок упаковки.
В общем работа заявляемого устройства осуществляется аналогично работе известного устройства, выбранного за прототип. Однако в заявляемом весовом дозаторе устранены недостатки, присущие известному дозатору.