ОТВОДЯЩИЙ СКАТ КОМБИНАЦИОННОГО ДОЗАТОРА

Полезная модель относится к весоизмерительной технике, а именно к устройствам для отмеривания и взвешивания порций продукта, и представляет собой элемент весового комбинационного дозатора.
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).
Отводящие скаты комбинационного дозатора предназначены для передачи порций продукта из весовых корзин далее по продуктовому тракту. Иными словами, они направляют продукт из весовых корзин к следующему узлу - упаковочной машине или шиберу, который собирает порции продукта в единую итоговую дозу. Как правило, отводящий скат состоит из двух или трех секций, которые образуют конструкцию наподобие желоба, по которой продукт скатывается вниз.
В качестве аналогов могут быть рассмотрены отводящие скаты дозаторов АМАТА СКЕЙЛ (http://amatascl.com/oborudovanie/podbor-po-tipu-dozatora/multigolovochnye-dozatory/kate-210-r/; http://amatascl.com/oboradovanie/podbor-po-tipu-dozatora/multigolovochriye-dozatory /kate-214-r/), Сигнал-Пак (http://www.signal-pack.com/products/5/104/), Ишида (http://www.ishidaeurope.ru/eu/ru/products/multihead_weighing_machines/multihead_weighers/se_series.cfm) и так далее. Все указанные скаты выполнены из листов металла, которым придана специальная форма, позволяющая передавать порции продукта из весовых корзин в нижестоящий шибер.
Известен вертикально ориентированный скат для упаковочной машины, который приспособлен для приема порций продукта из весовых корзин, и который имеет боковую стенку, которая в свою очередь окружает вертикальную ось и которая сходится вниз от верхнего отверстия до нижнего отверстия, и внутреннюю поверхность, по которой проходит продукт, с указанной внутренней поверхностью, обеспечивающей множество радиально и в осевом направлении проходящих вниз желобов, которые входят в контакт с продуктом, чтобы препятствовать его угловому перемещению вокруг указанной оси. (Патент US 2003209367, В65В 1/06; В65В 1/32; В65В 37/02; G01G 13/16; G01G 19/393, 13.11.2003). Данный скат принят за прототип.
Главным недостатком всех существующих аналогов и прототипа является невозможность работы с липкими и замороженными продуктами.
При попадании на описанные выше отводящие скаты такие продукты, как чернослив, сушеные финики, жевательный мармелад, морковь-по-корейски и т.п., могут прилипать к поверхности ската, который представляет собой гладкую металлическую пластину. В процессе прохождения по отводящему скату прилипшие фракции продукта не будут доходить до следующего узла, а останутся прилипшими к этому скату, то есть останутся на поверхности ската. За счет такого налипания итоговая доза продукта не будет обладать требуемым весом. Дозатор будет составлять итоговую дозу продукта с учетом полного веса порций продукта внутри весовых корзин, но при разгрузке на поверхности отводящих скатов будет оставаться по нескольку штук фракций продукта, веса которых будет не хватать в итоговой дозе. А при наборе следующей порции продукта взвешивание должно будет производиться с учетом прилипших фракций продукта, что снижает точность и скорость дозирования. Такой процесс взвешивания является недопустимым, поскольку итоговые дозы продукта будут получаться меньше на величину веса прилипших фракций, то есть меньше требуемого веса.
Кроме значительных погрешностей в весе итоговой дозы продукта, прилипшие фракции продукта приводят к частому загрязнению отводящих скатов дозатора. Для того чтобы прочистить отводящие скаты от прилипшего продукта, комбинационный дозатор необходимо останавливать, что приводит к остановке всей технологической линии. Таким образом, указанный недостаток негативно сказывается на процессе производства. Кроме того, данный недостаток может влиять на качество дозируемого продукта, поскольку в процессе работы комбинационного дозатора такие прилипшие частицы могут постепенно портиться, отваливаться от поверхности ската и попадать в итоговую дозу, а значит попадать к потребителям.
Что касается замороженных продуктов, то они также подвержены примерзанию к скатам, как и липкие продукты. При так называемом «переходе через 0» происходит моментальное схватывание влаги, образующейся при соприкосновении холодного продукта с теплым металлом. Таким образом, замороженные продукты как бы «прилипают» к отводящим скатам дозатора. Все недостатки от такого прилипания были описаны выше в случае с липкими продуктами.
Таким образом, при работе с липкими и замороженными продуктами аналоги и прототип будут не только загрязняться, но и нарушать весь процесс дозирования из-за прилипших фракций продукта.
Задачей, на решение которой направлена заявленная полезная модель, является создание отводящего ската комбинационного дозатора, позволяющего достичь приведенных ниже технических результатов.
Технические результаты, достигаемые при использовании заявляемой полезной модели:
- возможность работы с липкими и замороженными продуктами;
- расширение арсенала технических средств, предназначенных для дозирования пищевых и непищевых товаров.
Технические результаты достигаются за счет того, что в отводящем скате комбинационного дозатора, выполненном в виде лотка, предназначенного для свободного перемещения порций продукта от корзин далее в технологическую линию, лоток выполнен в виде основания, на котором закреплен сетчатый материал.
Отводящий скат комбинационного дозатора может быть снабжен как минимум одним ребром жесткости.
В качестве сетчатого материала может быть использована сетка.
Сетка может быть выполнена из металла.
Сетка может быть выполнена из пластика.
Отводящий скат может дополнительно содержать лоток, повторяющий форму основания и закрепленный с внешней стороны основания.
Дополнительный лоток может быть расположен относительно основания с образованием зазора между ними.
Как было указано ранее, отводящий скат предназначен для передачи порций продукта от весовых корзин далее в технологическую линию. После отводящих скатов может располагаться упаковочная машина, или шибер, который предназначен для сбора итоговой дозы из порций продукта и передачи этой итоговой дозы в упаковочную машину. Таким образом, в большинстве случаев отводящий скат передает порции продукта от весовых корзин к упаковочной машине или к шиберу.
Продукт перемещается по отводящему скату свободно, путем скольжения по внутренней поверхности ската. Для обеспечения такого процесса перемещения продукта обычно отводящие скаты выполнены в виде лотков, расположенных под углом к горизонту.
Угол наклона может быть разным в зависимости от типа продукта - для хрупких продуктов угол наклона может быть более пологим, а для сыпучих продуктов угол наклона может быть более крутым. Верхний конец указанного лотка расположен под накопительными корзинами (под одной или под несколькими в зависимости от ширины верхней части отводящего ската), а нижний конец отводящего ската расположен над узлом, который расположен далее по технологической линии, например, над шибером или над упаковочной машиной.
Количество отводящих скатов на один комбинационный дозатор может быть разным в зависимости от конструктивных особенностей всего дозатора и от типа дозируемого продукта. В случае радиального комбинационного дозатора чаще всего используют три отводящих ската, расположенных по окружности под весовыми корзинами.
Для того чтобы продукты не прилипали к отводящему скату в момент перемещения по нему, он выполнен не в виде сплошного гладкого металлического или пластикового лотка, а в виде основания, на котором закреплен сетчатый материал. Основание необходимо для крепления сетчатого материала. Форма основания может быть любой. Так, в частности оно может быть выполнено в виде рамки. Указанная рамка может иметь трапецеидальную форму, поскольку данная форма является наиболее распространенной формой отводящих скатов в радиальных комбинационных дозаторах, а кроме того, данная форма позволяет более точно собрать и передать порции продукта далее по технологической линии. Также рамка может иметь прямоугольную форму, которая является более удобной в конструкции линейных комбинационных дозаторов, когда корзины расположены не радиально, а в одну или две линии.
Верхняя и нижняя части основания отводящего ската могут быть выполнены изогнутыми, то есть представлять собой часть окружности - дугу. Это актуально в случае радиальных комбинационных дозаторов, поскольку в таких дозаторах корзины расположены по окружности, и верхняя и нижняя части оснований в совокупности должны также составлять окружность.
Основание может быть выполнено из любого материала, например, из металла или из пластика. С учетом того, что отводящий скат должен выдерживать значительные нагрузки целесообразно использовать металл, поскольку это наиболее прочный материал, устойчивый к деформации.
На основании закреплен сетчатый материал, который предназначен для уменьшения площади контакта продукта со скатом. Для липких и замороженных продуктов такое уменьшение площади контакта является крайне важным, поскольку в случае с заявляемым техническим решением продукт будет не полностью касаться поверхности отводящего ската, а только точечно, что не позволит ему прилипнуть к скату. Таким образом, за счет введения в конструкцию отводящего ската сетчатого материала, скат приобрел возможность работы с липкими и замороженными продуктами.
Заявитель не только в теории, но и на практике смог достичь желаемого технического результата, используя заявленный отводящий скат комбинационного дозатора. За счет уменьшенной площади контакта продукта и ската площадь поверхности ската, к которой продукт может прилипнуть, также уменьшилась. В данном случае продукт, вероятно, и может точечно прилипать к сетчатому материалу ската, но под собственным весом фракции продукта «отрываются» от поверхности отводящего ската и падают вниз, к следующему узлу обработки комбинационного дозатора. Это объясняется тем, что площадь соприкосновения продукта и сетчатого материала ската оказывается настолько мала, что ее недостаточно для прочного удержания фракции продукта на скате. Таким образом, на отводящем скате после сброса продукта не остается прилипших фракций, которые в дальнейшем могут повлиять как на процесс и точность дозирования, так и на качество самой продукции, которая попадет потребителям.
В качестве сетчатого материала может быть использован любой материал, имеющий ячеистую структуру и способный уменьшать площадь контакта ската с продуктом. Например, в качестве сетчатого материала может быть использована сетка, металлическая или пластмассовая. Использование обычной сетки позволяет упростить процесс производства заявляемого технического решения и упростить процесс его эксплуатации. Важным моментом является размер ячейки сетки - он не должен превышать размер самых маленьких частиц продукта, в противном случае продукт будет просыпаться через сетку и процесс дозирования будет неточным. Целесообразно использовать самый маленький размер ячейки, размером не менее 0,4 мм, поскольку данный размер является оптимальным для работы с большинством продуктов, что придает заявляемому техническому решению универсальность и дополнительную простоту при эксплуатации. Наиболее оптимальными размерами ячейки на основании опытных данных можно считать 1-1,5 мм. Тем не менее, при отдельных обстоятельствах, учитывая все особенности обрабатываемого продукта, размеры ячеек могут быть больше или меньше указанных оптимальных значений.
Как уже было сказано выше, в качестве сетчатого материала может быть использована металлическая или пластмассовая сетка. Использование именно металлической сетки является более предпочтительным, поскольку металл является более прочным и долговечным материалом, нежели пластмасса или пластик. Тем не менее, в некоторых случаях, при работе с особыми продуктами может использоваться и пластмассовая сетка, которая позволит обрабатывать продукт более бережно.
Для упрощения конструкции и процесса изготовления заявляемого технического решения рекомендуется использовать стандартизованную сетку, выпускаемую в промышленных масштабах для различных отраслей промышленности.
Помимо сетки в качестве сетчатого материала возможно использование перфорированных листов металла или пластика. Однако использование именно сетки по сравнению с перфорированными листами металла или пластика имеет определенные преимущества. Прежде всего сетка, выполненная из нитей, имеет минимальную площадь контакта с фракциями продукта, в то время как перфорированный лист обладает значительной гладкой поверхностью между отверстиями, которая подвержена загрязнению и способствует прилипанию фракций продукта. Кроме того, использование сетки является более простым в производстве, поскольку изготовление перфорированного листа металла или пластика с минимальным диаметром отверстий является довольно затратным. Также можно отметить, что в результате производственных испытаний вариант с использованием сетки показал наилучшие результаты - прилипания фракций продукта выявлено не было.
Крепление сетчатого материала к основанию ската может быть осуществлено любым способом: сваркой, пайкой, резьбовым соединением с использованием прижимных планок. Способ крепления сетчатого материала к основанию должен учитывать тип, вес фракций продукта и размер самого отводящего ската комбинационного дозатора.
При работе с замороженными продуктами или тяжелыми липкими продуктами основание и сетчатый материал могут легко деформироваться под весом этих продуктов. Для придания основанию с сетчатым материалом дополнительной пространственной жесткости скат может быть снабжен ребрами жесткости. Количество ребер жесткости может быть разным и зависит от размеров отводящего ската и веса продукта. Ребра жесткости целесообразно располагать на внешней поверхности отводящего ската, чтобы они не соприкасалась с продуктом. Кроме того, целесообразно выполнять ребра жесткости из металла, поскольку это наиболее прочный и износоустойчивый материал. Ребра жесткости могут быть прикреплены к скату любым способом, обеспечивающим жесткое крепление, например, методом сварки, клепания или резьбового соединения.
Кроме того, ребра жесткости могут быть выполнены одним целым из материала, из которого сделана рамка основания отводящего ската. Это позволит уменьшить количество разъемных соединений и упрочить конструкцию всего отводящего ската комбинационного дозатора.
Крепление каждого отводящего ската к дозатору может быть осуществлено любым способом - например, при помощи кронштейнов, которые с одной стороны прикреплены к скату, а с другой стороны жестко крепятся к дозатору. Количество таких кронштейнов не ограничено и может варьироваться в зависимости от величины ската или характеристик продукта.
Комбинационный дозатор, снабженный заявляемым скатом, может работать с такими продуктами, как морковь-по-корейски, морская капуста и так далее. Все указанные продукты содержат масло, заправку или иные жидкости, добавляемые при производстве. Для того чтобы при работе дозатора частицы продукта, масла, заправки или иных веществ не вылетали через ячейки сетки и не попадали на окружающие элементы оборудования, в конструкции ската может содержаться дополнительный лоток. Целесообразно выполнять указанный дополнительный лоток таким образом, чтобы он повторял форму основания, поскольку в таком случае дополнительный лоток занимает меньше места и при этом обеспечивает требуемую защиту окружающих элементов оборудования от загрязнения. В случае радиального комбинационного дозатора дополнительный лоток может быть выполнен в виде стандартного ската. В случае линейного комбинационного дозатора дополнительный лоток может быть выполнен в виде металлического листа прямоугольной формы. Данное исполнение является наиболее простым и дешевым в производстве.
Материал, из которого выполнен дополнительный лоток, может быть любым. Целесообразно использовать металл, поскольку это наиболее прочный материал, который можно мыть.
Дополнительный лоток закреплен с внешней стороны основания, причем целесообразно крепить дополнительный лоток таким образом, чтобы между сетчатым материалом, прикрепленным к основанию, и дополнительным лотком был образован зазор. Указанный зазор необходим, чтобы сохранить основную функцию лотка - возможность работы с липкими продуктами. В случае если дополнительный лоток будет плотно прижат к сетчатому материалу, возникает возможность застревания продукта в ячейках сетчатого материала - часть продуктов, например, морковь-по-корейски будет застревать в сетчатом материале, а часть продуктов, например, сушеный чернослив, будет прилипать к дополнительному лотку через ячейки сетчатого материала. Чтобы избежать описанных проблем, целесообразно разносить в пространстве дополнительный лоток и основание с сетчатым материалом. При наличии зазора продукт не будет касаться дополнительного лотка и, соответственно, не будет прилипать к скату. Кроме того, при наличии зазора заявляемый скат проще мыть и очищать от частиц продукта. Размер зазора может быть любым, однако целесообразно выполнять зазор не очень большим, поскольку при большом зазоре габаритные размеры всего дозатора могут значительно увеличиться.
Таким образом, заявленное техническое решение представляет собой принципиально новую конструкцию отводящего ската комбинационного дозатора, способную работать с липкими и замороженными продуктами. Указанные технические результаты достигаются благодаря введению в конструкцию отводящего ската сетчатого материала, препятствующего прилипанию продукта на отводящем скате.
Полезная модель поясняется чертежами, где:
На фиг. показан вид отводящего ската комбинационного дозатора.
Согласно рисункам, заявляемый отводящий скат комбинационного дозатора выполнен в виде лотка, который состоит из основания - металлической прямоугольной рамки 1, снабженной продольным ребром жесткости 2. Причем, указанное ребро жесткости 2 прикреплено к рамке 1 при помощи клепок. С внутренней стороны ската к рамке 1 прикреплена металлическая сетка 3. Сетка 3 прикреплена к рамке 1 при помощи сварного соединения. За представленным скатом может быть закреплен дополнительный лоток (на фиг. не показан), предохраняющий окружающие элементы оборудования от брызг. Дополнительный лоток может быть выполнен таким образом, что он повторяет форму рамки, то есть представляет собой стандартный скат радиального комбинационного дозатора.
Работает заявляемое устройство следующим образом.
Верхняя часть ската расположена под весовыми корзинами, а нижняя часть ската установлена над шибером или приемной воронкой упаковочной машины. Продукт попадает на верхнюю часть отводящего ската из весовых корзин. За счет того, что отводящий скат содержат металлическую сетку 3, а фракции продукта в основном соприкасаются именно с ней, то прилипания отдельных фракций продукта не происходит за счет малой площади контакта продукта и сетки 3. Благодаря тому, что продукт не прилипает к сетке 3, то вся порция продукта из весовых корзин падает вниз по скату и поступает на шибер или в упаковочную машину, потерь отдельных фракций продукта на скате при этом не происходит. Ребро жесткости 2 не дает рамке 1 деформироваться под весом порции продукта, то есть придает дополнительную пространственную жесткость. Всего в комбинационном дозаторе может быть использовано несколько заявленных отводящих скатов, чаще всего используется три или четыре штуки.
Заявляемое техническое решение устраняет недостатки, имеющиеся на сегодняшний день в подобных решениях, и позволяет осуществить производство отводящих скатов комбинационных дозаторов, способных точно и аккуратно дозировать липкие и замороженные продукты. Кроме того, заявляемый скат комбинационного дозатора является достаточно простым в производстве и удобным в применении.
Отводящий скат комбинационного дозатора может быть изготовлен в условиях экспериментального или серийного производства.