Дозирующее устройство

Настоящая полезная модель относится к дозирующему устройству, предназначенному для дозирования порошкообразных, гранулированных или хлопьевидных веществ.
В частности, настоящая полезная модель относится к дозирующему устройству, предназначенному для непрерывной или прерывистой раздачи отмеренных количеств насыпных продуктов в твердом и сухом состоянии, т.е. не в пастообразном и не в эмульгированном состоянии.
Дозирующее устройство для порошкообразных, гранулированных или хлопьевидных веществ в соответствии с настоящей полезной моделью, в частности, подходит для использования в химической промышленности, а также в скотоводческой отрасли сельского хозяйства, в фармацевтической или пищевой промышленности. Кроме того, возможно использование дозирующего устройства в соответствии с настоящей полезной моделью иным образом, чем в упомянутых выше случаях.
Дозирующее устройство известного типа описано в брошюре «Весовой дозатор непрерывного действия MBF-ВЕ», опубликованной в сентябре 2012 г. на официальном сайте WAMGROUP Corporate - http://wamgroup.com/en-GB/corporate/Product/MBF/Micro-Batch-Feeders-with-Agitator. Дозирующее устройство содержит вмещающий отсек для удержания порошкообразных, гранулированных или хлопьевидных веществ. Внутри вмещающего отсека расположены два приспособления, другими словами, гомогенизирующее приспособление и дозирующее приспособление. Гомогенизирующее приспособление подготавливает вещество, тогда как дозирующее приспособление точно отмеряет количество вещества, выходящее из дозирующего устройства в соответствии с предварительно заданной рабочей программой, установленной этим устройством. Вышеупомянутое известное дозирующее устройство имеет один шнек, поскольку оно выполнено только с одним дозирующим приспособлением или дозирующим шнеком.
Гомогенизирующее приспособление расположено вблизи питающей горловины, откуда извлекается порошкообразное, гранулированное или хлопьевидное вещество. Гомогенизирующее приспособление содержит опорный стержень, выполненный с возможностью вращения вокруг своей собственной продольной оси, и снабжено лопастями для перемешивания и/или насыщения воздухом порошкообразного, гранулированного или хлопьевидного вещества. В свою очередь, дозирующее приспособление расположено ниже по потоку от гомогенизирующего приспособления и выполнено с возможностью дозированной раздачи порошкообразного, гранулированного или хлопьевидного вещества.
Дозирующее приспособление, которое, помимо прочего, выполнено с возможностью вращения вокруг своей собственной продольной оси, может содержать вал, на котором навита спираль. Во время вращения дозирующее приспособление действует в качестве мерного шнекового питателя, в котором при каждом обороте вала количество, раздаваемое на выходе дозирующего устройства, соответствует точному количеству вещества.
Во время работы одношнековое дозирующее устройство известного типа расположено так, что вертикальная плоскость, содержащая продольную ось гомогенизирующего приспособления, содержит также продольную ось дозирующего приспособления. Другими словами, гомогенизирующее приспособление и дозирующее приспособление проходят вдоль соответствующих осей, лежащих в общей вертикальной плоскости.
Недостаток известного дозирующего устройства заключается в том, что порошкообразное, гранулированное или хлопьевидное вещество имеет тенденцию скапливаться выше дозирующего приспособления с образованием при этом мостовидных структур, которые могут проходить по всей длине вмещающего отсека. Это приводит к ухудшению однородности вещества при гомогенизации, отрицательно влияет на дозировку выходящего вещества и может привести к загрязнению или ухудшению тех продуктов, например, пищевых продуктов, дозирование которых должны быть выполнено в точные сроки.
В связи с этим, технической задачей данной полезной модели является изготовление устройства для дозирования порошкообразных, гранулированных или хлопьевидных веществ, в котором устранены вышеупомянутые недостатки, а также любые ограничения в использовании, которые могут быть обусловлены этими недостатками.
Задачей данной полезной модели является создание дозирующего устройства для дозирования порошкообразных, гранулированных или хлопьевидных веществ, которое является эффективным и обеспечивает возможность выполнять гомогенизацию и дозирование порошкообразных, гранулированных или хлопьевидных веществ воспроизводимым и надежным образом.
Эти и другие задачи, по существу, решены в предложенном дозирующем устройстве для порошкообразных, гранулированных или хлопьевидных веществ, охарактеризованном в одном или более пунктах прилагаемой формулы полезной модели.
Зависимые пункты формулы полезной модели соответствуют дополнительным вариантам выполнения дозирующего устройства для порошкообразных, гранулированных или хлопьевидных веществ в соответствии с настоящей полезной моделью.
Дополнительные характеристики и преимущества станут более очевидны из последующего подробного описания предпочтительного, но не имеющего ограничительного характера, варианта выполнения дозирующего устройства, предназначенного для дозирования порошкообразных, гранулированных или хлопьевидных веществ.
Данное описание выполнено со ссылкой на прилагаемые чертежи, которые приведены также в качестве неограничивающего примера и на которых
фиг. 1 представляет собой вид спереди в аксонометрии устройства для дозирования порошкообразных, гранулированных или хлопьевидных веществ,
фиг. 2 представляет собой вид дозирующего устройства, показанного на фиг. 1, в разрезе вдоль вертикальной плоскости, перпендикулярной двум осям соответствующих приспособлений дозирующего устройства, причем на этом виде некоторые части устройства не показаны ради ясности изображения,
фиг. 3 представляет собой другой вид дозирующего устройства, показанного на фиг. 1, в разрезе вдоль вертикальной плоскости, перпендикулярной двум осям соответствующих приспособлений дозирующего устройства, причем на этом виде некоторые части устройства не показаны ради ясности изображения.
На фиг. 1-3 ссылочной позицией 1 обозначено устройство для дозирования порошкообразных, гранулированных или хлопьевидных веществ в соответствии с настоящей полезной моделью. Дозирующее устройство 1 обеспечивает возможность дозирования порошкообразных, гранулированных или хлопьевидных веществ с относительно высокой точностью и поэтому специалистам в данной области техники оно известно также как «Micro-Batch-Feeder» (Микродозатор).
Дозирующее устройство 1 содержит дозирующее приспособление 10 и гомогенизирующее приспособление 20, как схематически проиллюстрировано, например, на фиг. 1.
Гомогенизирующее 20 и дозирующее 10 приспособления функционально связаны друг с другом в рабочем состоянии дозирующего устройства 1. В частности, гомогенизирующее приспособление 20 выполнено с возможностью вращения вокруг оси «Y».
Дозирующее приспособление 10 выполнено с возможностью вращения вокруг дополнительной оси вращения «X» и проходит вдоль этой оси. Дозирующее приспособление 10 имеет первый конец 11 и второй конец 12.
Предпочтительно ось «X» вращения дозирующего приспособления 10 параллельна оси «Y» вращения гомогенизирующего приспособления 20.
Дозирующее устройство 1 содержит вмещающую камеру 30, ограниченную первой торцевой стенкой 31 и второй торцевой стенкой 32, обращенными друг к другу и расположенными поперек, в частности, перпендикулярно, оси «Y» вращения гомогенизирующего приспособления 20. Вторая торцевая стенка 32 может быть по меньшей мере частично ограничена окном 40, которое может быть удалено, например, благодаря крепежным средствам 41, показанным на фиг. 3. При воздействии на крепежные средства 41 окно 40 может быть демонтировано, что обеспечивает возможность оператору выполнять очистку, техническое обслуживание и/или настройку устройства 1. Окно 40 может иметь прозрачный участок, обеспечивающий оператору устройства видимость внутренней части устройства 1 без необходимости удалять окно 40.
Вмещающая камера 30 дополнительно ограничена боковой соединительной поверхностью 33, проходящей между первой торцевой стенкой 31 и второй торцевой стенкой 32 вдоль направления Т подачи продукта, параллельного оси «X» вращения.
Вмещающая камера 30 имеет закругленные края, чтобы поверхность этой камеры по возможности не имела острых краев или углов с застойными зонами, создаваемыми порошкообразным, гранулированным или хлопьевидным веществом. Такое решение обеспечивает более эффективное опорожнение камеры 30 и позволяет улучшить очистку устройства 1, как вследствие того, что формирование застойных зон, возникающих от дозируемого вещества снаружи устройства 1, более затруднено, так и вследствие возможности легкой промывки дозирующего устройства, в частности водой, без застаивания промывочной воды вблизи острых кромок устройства 1.
Предпочтительно вмещающая камера 30 имеет верхний участок 30а, питающую горловину 34, выполненную с возможностью ее присоединения, например, посредством фланцевого участка к питателю или воронке (не показаны) для переноса порошкообразных, гранулированных или хлопьевидных веществ в дозирующее устройство 1.
Вмещающая камера 30 дополнительно имеет нижнюю часть ЗОЬ, в которой в рабочем состоянии устройства 1 происходит осаждение порошкообразных, гранулированных или хлопьевидных веществ.
Предпочтительно, как показано на фиг. 2, боковая поверхность 33 камеры 30 содержит два обращенных друг к другу участка 33а, изображенных в этом примере по существу вертикально и расположенных с противоположных сторон относительно оси «Y». Между участками 33а расположен закругленный участок 33b, проходящий вниз от одного из участков 33а в виде его продолжения. Закругленный участок 33b проходит по меньшей мере частично вокруг оси «Y» гомогенизирующего приспособления 20 ограничивает, по меньшей мере частично, нижнюю часть 30b вмещающей камеры 30. В показанном примере закругленный участок 33b имеет форму, проходящую вокруг оси «Y», с постоянным радиусом кривизны относительно указанной оси.
В непоказанном варианте выполнения закругленный участок 33b может иметь непостоянный радиус кривизны в поперечном сечении, взятом в плоскости, перпендикулярной оси «Y». В последнем случае закругленный участок 33b может быть образован множеством криволинейных участков таким образом, что его форма постепенно приближается к гомогенизирующему приспособлению 20 при прохождении от верхнего участка 30а к нижней части 30b.
Другими словами, закругленный участок 33b может быть выполнен с такой формой, чтобы имелось большее расстояние от гомогенизирующего приспособления 20 в области, в которой этот участок проходит вдоль направления близкого к вертикальному направлению, и имелось меньшее расстояние от гомогенизирующего приспособления 20 в области, в которой закругленный участок 33b проходит вдоль по существу горизонтального направления. Такое решение предотвращает какой-либо застой обрабатываемого вещества.
Гомогенизирующее приспособление 20 установлено на дозирующем устройстве 1 в промежуточной области вмещающей камеры 30, как будет подробнее изложено в дальнейшем. В частности, гомогенизирующее приспособление 20 расположено так, что оно занимает основную часть 38 вмещающей камеры 30. Вмещающая камера 30 дополнительно имеет нишу 35 для размещения в ней, по меньшей мере частично, дозирующего приспособления 10. Ниша 35 берет начало у первой торцевой стенки 31 и проходит вдоль направления «Т» до второй торцевой стенки 32.
В показанном примере ниша 35 выполнена внутри выступающей части 39, проходящей от закругленного участка 33b боковой поверхности 33. Однако также можно рассматривать случай, когда границы вмещающей камеры 30 определены стенками, имеющими толщину такую, что ниша 35 может быть получена в толще таких стенок. В этом случае невозможно визуально различить какую-либо проходящую наружу выступающую часть 39.
Ниша 35 выполнена с возможностью размещения дозирующего устройства 10. Проходное пространство 36, показанное на фиг. 2 и 3, соединяет основную часть 38 вмещающей камеры 30 с нишей 35, так что порошкообразное, гранулированное или хлопьевидное вещество после взаимодействия с гомогенизирующим приспособлением 20 может проходить через проходное пространство 36 для взаимодействия с дозирующим приспособлением 10. Предпочтительно проходное пространство 36 проходит вдоль направления «Т» на заданную длину.
В частности, проходное пространство 36 проходит вдоль направления «Т» на длину, равную расстоянию, имеющемуся между первой торцевой стенкой 31 и второй торцевой стенкой 32 вмещающей камеры 30. Ниша 35 расположена вблизи закругленного участка ЗЗЬ боковой поверхности 33. Точнее говоря, ниша 35 и закругленный участок 33b расположены между обращенными друг к другу участками 33а боковой поверхности 33. Между закругленным участком 33b и нишей 35 выполнен соединительный участок 42, которому придана форма, способствующая соскальзыванию порошкообразного, гранулированного или хлопьевидного вещества с закругленного участка 33b в направлении ниши 35. В частности, соединительный участок 42 не имеет острых краев.
Первый конец 11 дозирующего приспособления 10 расположен у первой стенки 31 вмещающей камеры 30.
Как показано на фиг. 3, дозирующее приспособление 10 имеет участок 13, на котором происходит извлечение вещества, начинающееся у первого конца 11 вплоть до участка дозирующего приспособления 10, расположенного у второй торцевой стенки 32 вмещающей камеры 30. Вторая торцевая стенка 32 является стенкой, расположенной вблизи выпускной горловины 2 дозирующего устройства 1, или, во всяком случае, торцевой стенкой, расположенной ближе всего к выпускному отверстию 2 из дозирующего устройства 1.
Выпускная горловина 2 по существу является отверстием, из которого порошкообразные, гранулированные или хлопьевидные вещества выходят после взаимодействия с гомогенизирующим приспособлением 20 и с дозирующим приспособлением 10.
В изображенном примере участок 13 извлечения вещества из дозирующего приспособления 10 обращен к проходному пространству 36 вмещающей камеры 30. Проходное пространство 36 имеет вдоль направления, поперечного направлению «Т», ширину, пропорциональную размеру наружного диаметра «D» дозирующего приспособления 10.
Дозирующее устройство 1 содержит позиционирующее средство 50, показанное на фиг. 1 и 2, предназначенное для позиционирования дозирующего устройства 1 относительно опорной конструкции в рабочем состоянии, т.е. во время работы устройства 1. Позиционирующее средство 50 может содержать опорное средство для поддержания дозирующего устройства 1 на опорной конструкции, как показано в изображенном примере, в котором позиционирующее средство 50 выполнено в виде основания, проходящего от заднего участка дозирующего устройства 1. Однако позиционирующему средству 50 также может быть придана форма, отличная от формы, показанной на чертежах. Например, позиционирующее средство 50 может содержать крепежные средства для прикрепления дозирующего устройства 1 к опорной конструкции, в частности, выполненной в виде крепежного фланца.
От нижней части 30b вмещающей камеры 30 проходит вниз ниша 35.
Ниша 35 с расположенным внутри нее дозирующим приспособлением 10 смещена вбок относительно оси «Y» вращения гомогенизирующего приспособления 20. Другими словами, как показано на фиг. 2, в рабочем состоянии дозирующего устройства 1 дозирующее приспособление 10 смещено вбок относительно вертикальной плоскости, содержащей ось «Y» вращения гомогенизирующего приспособления 20. В рабочем состоянии дозирующего устройства 1 вертикальная плоскость Р (линия проекции которой показана на фиг. 2), содержащая ось «Y» вращения гомогенизирующего приспособления 20, не пересекает дозирующее приспособление 10, т.е. проходит снаружи дозирующего приспособления 10. Кроме того, вертикальная плоскость Р дополнительно проходит снаружи ниши 35, а также снаружи выступающей части 39. Вертикальная плоскость Р пересекает закругленный участок ЗЗЬ вмещающей камеры 30. Ниша 35 проходит от закругленного участка ЗЗЬ вмещающей камеры 30.
Ниша 35 ограничена внутренней криволинейной поверхностью 35а относительно вмещающей камеры 30, то есть ниша выполнена с возможностью по меньшей мере частичного ее согласования с соответствующим участком дозирующего приспособления 10.
Под термином внутренняя криволинейная поверхность 35а понимается участок поверхности, расположенный внутри ниши 35 и обращенный к вмещающей камере 30, то есть он находится в непосредственном контакте с порошкообразным/гранулированным/хлопьевидным веществом в рабочем состоянии дозирующего устройства 1.
Предпочтительно криволинейная поверхность 35а имеет радиус кривизны, приблизительно равный наружному диаметру «D» дозирующего приспособления 10.
Кроме того, ниша 35 ограничена плоской поверхностью 35b, которая в рабочем состоянии дозирующего устройства 1 расположена по существу вертикально. Плоская поверхность 35b проходит тангенциально от криволинейной поверхности 35а до участка боковой поверхности 33 вмещающей камеры 30, как схематически показано на фиг. 2.
Предпочтительно плоская поверхность 35b расположена под углом к участку боковой поверхности 33 и действует в качестве соединительной стенки между нишей 35 и боковой поверхностью 33 вмещающей камеры 30.
Гомогенизирующее приспособление 20 снабжено лопастями 21 для перемешивания или насыщения воздухом, закрепленными на крепежном участке 22 гомогенизирующего приспособления 20.
Лопасти 21 могут содержать две концевые лопасти 21а, расположенные вблизи первой торцевой стенки 31 и, соответственно, второй торцевой стенки 32 вмещающей камеры 30. Концевые лопасти 21а имеют сравнительно простую форму и могут быть по существу плоскими и расположенными с наклоном относительно оси «Y». Назначение концевых лопастей 21а заключается в направлении дозируемого порошкообразного, гранулированного или хлопьевидного вещества в направлении центральной части вмещающей камеры 30.
Лопасти 21 могут дополнительно содержать лопасти 21b в форме плужного лемеха. Предпочтительно лопасти 21b в форме плужного лемеха расположены между концевыми лопастями 21а.
Стенки, ограничивающие вмещающую камеру 30, могут быть изготовлены полностью из металла, или полностью из пластмассы, или, кроме того, они могут быть выполнены с покрытием из пластмассы.
Если стенки вмещающей камеры 30 выполнены из пластмассы, то с ними могут быть связаны вспомогательные средства, способствующие опусканию продукта, например вибраторы или колебательные средства электрического или пневматического типа, либо вспомогательные средства могут быть связаны с механическими лопастями, для того чтобы заставить вибрировать стенки камеры 30 и способствовать прохождению обрабатываемого вещества в направлении выпускного отверстия, или, точнее, в направлении дозирующего средства 10. Вспомогательные средства, способствующие опусканию продукта, могут быть приложены снаружи к стенкам камеры 30 или могут быть встроены, по меньшей мере частично, в толщу этих стенок.
Дозирующее устройство 1 обеспечивает существенное уменьшение скапливания дозируемого вещества выше дозирующего приспособления 10, в отличие от известных дозирующих устройств. В самом деле, благодаря смещению дозирующего приспособления 10 вбок относительно гомогенизирующего приспособления 20 порошкообразное, гранулированное или хлопьевидное вещество может быть легче проведено в направлении выпускной горловины 2 при вращении дозирующего приспособления 10.
Это действие усиливается плоской поверхностью 35b ниши 35. В самом деле, порошкообразное, гранулированное или хлопьевидное вещество, перемещающееся вверх при вращении дозирующего приспособления 10, не способно прилипать к плоской поверхности 35b, расположенной по существу вертикально, и скорее стремится соскальзывать вниз, отделяясь от плоской поверхности 35b. Таким образом, порошкообразное, гранулированное или хлопьевидное вещество повторно взаимодействует с дозирующим приспособлением 10, которое перемещает вещество в направлении выпускной горловины 2. В примере, рассмотренном в соответствии с фиг. 1-3, ссылка всегда делалась на дозирующее устройство 1, которое может быть названо «одношнековым», так как оно выполнено с одним дозирующим приспособлением 10, или с одним шнеком-дозатором. Однако дозирующее устройство 1 в соответствии с данной полезной моделью может быть также двухшнекового типа, т.е. оно может быть выполнено с двумя дозирующими приспособлениями 10, расположенными так, чтобы отмерять порошкообразное, гранулированное или хлопьевидное вещество, предварительно обработанное одним гомогенизирующим приспособлением 20. В этом случае ниша 35 предпочтительно выполнена с возможностью размещения двух дозирующих приспособлений. Дозирующие приспособления вращаются в противоположные стороны относительно друг друга. В рабочем состоянии этого дозирующего устройства вертикальная плоскость, проходящая через ось «Y» вращения гомогенизирующего приспособления 20, находится снаружи ниши 35. Эта плоскость не пересекает дозирующие приспособления.
Два дозирующих приспособления двухшнекового устройства соединены между собой и являются самоочищающимися. Они могут быть отделены небольшой вставкой по существу треугольного сечения и выполнены с возможностью заполнения пустого пространства, имеющегося между гомогенизирующими приспособлениями и расположенного ниже последних.
Помимо этого, в настоящей полезной модели решены все поставленные задачи путем создания более эффективного дозирующего устройства, обеспечивающего точное выполнение процесса гомогенизации и дозирования насыпного вещества с возможностью воспроизведения такого процесса в каждом рабочем режиме дозирующего устройства.
Кроме того, настоящая полезная модель обеспечивает дозирующее устройство, позволяющее выполнять гомогенизацию содержащегося внутри него насыпного вещества без какого-либо скопления этого вещества, предотвращая, тем самым, образование конгломератов и остатков обрабатываемого вещества, а также обеспечивая высокую точность дозирования и простоту очистки.