ДОЗАТОР ЖИДКОСТИ ПОРЦИОННЫЙ
LIQUID BATCH METRE

Область техники. Изобретение относится к области дозирования жидких сред в различные емкости, например в бутылки, контейнеры, банки, фляги и пр. тару (стеклянную, пластиковую, металлическую), и может применяться в разных отраслях промышленности, в т.ч. пищевой, парфюмерной, фармацевтической, в производстве средств бытовой химии, при фасовании жидких моющих и автомобильных средств и пр.
Уровень техники. Известны дозаторы жидкости, например по патентам РФ №2081815, №2290611, №2161590, содержащие наполнительные устройства, сосуды с постоянным уровнем жидкости, запорные элементы, источники вакуума и пр., в которых жидкость разливается непосредственно в тару (бутылки, банки и т.п.). В патенте РФ №2342313 используется центробежный эффект для улучшения качества дозирования. В дозаторе по патенту РФ №2295490 (прототип) требуется герметичное соединение выходного штуцера дозатора с горлом тары и ряд дополнительных устройств. К недостаткам известного устройства (прототипа) можно отнести следующее:
- необходимость точной установки тары под дозатором с обеспечением их соосности и герметичного соединения;
- наличие сложных узлов (сосуда постоянного уровня, датчиков давления и уровня, конечного выключателя, запорного клапана, внешнего управляющего устройства).
Сущность изобретения. Предлагаемое устройство лишено описанных недостатков, не содержит сложных узлов и дополнительных (вне собственно дозатора) элементов, имеет расширенную область применения, не требует внешних источников энергии, цикл дозирования выполняется автоматически. Эти преимущества достигаются введением в дозатор дополнительных элементов: мембранной камеры с вялой мембраной, свободно установленных цилиндрических запоров, диска-ловителя, направляющих стержней с пружинами, а также связями между этими элементами и наличием дополнительных каналов в корпусе дозатора.
Предлагаемое устройство показано схематически на Фиг.1 (сечение Д-Д по вертикальной оси) и на Фиг.2 (4 горизонтальных сечения по высоте разливочной головки; в сечении А-А тара не показана) и содержит корпус дозатора 1, крышку мембранной коробки 2 с расположенной между ними вялой мембранной 3. К нижней части корпуса 1 жестко прикреплен диск-ловитель 4, расположенный вместе с корпусом 1 на неподвижной опоре 5. В корпусе 1 закреплены сливная трубка 6 и воздушная трубка 7. Корпус 1 и диск 4 жестко соединены направляющими стержнями 8, расположенными в отверстиях опоры 5, а на стержнях 8 размещены пружины 9. Внизу дозатора имеется неподвижная наклонная опора 10, между корпусом 1 и диском 4 расположена эластичная мембрана 11, а в отверстиях диска-ловителя 4 расположены запорные элементы 12. В корпусе 1 имеется канал 14 для входа жидкости, в верхней части корпуса имеется кольцевая проточка 15, сообщенная каналами 16 с входным каналом 14 и нижней плоскостью корпуса 1. Проточки 17 на нижней плоскости корпуса 1 сообщены каналами 18 с внутренней полостью сливной трубки 6, а на верхней плоскости корпуса 1 имеется полость 19, сообщенная с атмосферой каналом 20 и с полостью воздушной трубки 7. В нижней части корпуса 1 имеется канал 21, сообщающий внутреннюю и боковую поверхности корпуса; также имеется наружный канал 22, соединяющий канал 21 с полостью 23 в крышке 2 через канал, выполненный в крышке. Полость 23 образует вместе с полостью 19 корпуса 1 мембранную камеру, причем вялая мембрана 3 жестко закреплена между корпусом 1 и крышкой 2; эластичная мембрана 11 жестко закреплена между корпусом 1 и диском-ловителем 4 направляющими стержнями 8, расположенными в отверстиях опоры 5. Воздушная трубка 7 жестко соединена с корпусом 1 и сообщена нижним концом с внутренней полостью тары, а верхним концом - с подмембранной полостью 19 в верхней части корпуса, а полость над мембраной сообщена внутренним 21 и наружным каналом 22 с воздушной полостью над уровнем жидкости в таре. Запорные элементы 12, расположенные в отверстиях диска-ловителя 4, выполнены таким образом, что при отсутствии тары запорные элементы своей верхней стороной обеспечивают прижатие эластичной мембраны 11 к нижней плоскости корпуса дозатора так, что нижние отверстия каналов 16 и кольцевые проточки 17 в корпусе изолированы друг от друга. Вялая мембрана 3 выполнена таким образом, что при отсутствии давления в полости над мембраной она не соприкасается с верхним концом воздушной трубки 7, а при наличии давления в полости над мембраной она обеспечивает герметичное соединение с верхним концом воздушной трубки.
Работа устройства. На Фиг.1 устройство показано в исходном положении. Дозируемая жидкость подается во входной канал 14, по каналу 16 поступает в кольцевую проточку 15 и по каналам 16 подается к нижнему краю корпуса 1. За счет предварительно нагруженных пружин 9 корпус 1 вместе с диском 4 и направляющими 8 прижат к опоре 5, запоры 12 прижимают мембрану 11 к корпусу 1, нижние отверстия каналов 16 закрыты. Порожняя тара 13 подводится снизу к дозатору так, что трубки 6 и 7 оказываются внутри горла тары. Далее тару приподнимают и устанавливают вертикально на опору 10, при этом горло тары входит внутрь диска 4, упирается в мембрану 11 и поднимает вверх корпус 1 вместе с диском 4 и направляющими 8. Жидкость из напорной емкости или трубопровода с дозируемой жидкостью отжимает вниз мембрану 11 в отверстиях диска 4 над запорами 12, из каналов 16 жидкость попадает в кольцевые проточки 17, далее по каналам 18 поступает в сливную трубку 6, а оттуда - в тару 13. При наполнении тары воздух из нее отводится по трубке 7 в полость 19, а оттуда по каналу 20 - в атмосферу. При достижении верхним уровнем жидкости в таре нижнего конца трубки 7 выход воздуха из тары прекращается, в таре над уровнем жидкости начинается сжатие оставшегося воздуха, это давление по каналу 21 и наружному каналу 22 передается в камеру 23, отжимает вниз мембрану 3, которая прижимается к верхнему краю трубки 7, выход воздуха из тары прекращается. При достижении равенства давлений напора жидкости в канале 14 и воздуха в таре 13 подача жидкости в тару прекращается, доза набрана. Далее наполненная тара снимается с опоры 10, корпус 1 вместе с диском 4 и направляющими 8 под действие пружин 9 опускается вниз, мембрана 11 прижимается к запорам 12 и перекрывает нижние отверстия каналов 16. Цикл дозирования закончен, при подаче очередной тары цикл повторяется.
Преимущества предложенного устройства:
- простота конструкции за счет исключения сложных узлов: внешних запорных органов, датчиков давления жидкости и воздуха, конечного выключателя, управляющего устройства;
- отсутствует потребность во внешних источниках энергии: электрической, пневматической и др., используется только энергия дозируемой жидкости;
- расширение области применения.