Результат интеллектуальной деятельности: ДОЗАТОР ЖИДКИХ ПРОДУКТОВ

Изобретение относится к дозаторам жидких продуктов для упаковочной отрасли, в частности к дозаторам для розлива жидких продуктов в тару, устанавливаемую на позицию налива вручную или подаваемую с помощью конвейера в условиях малых производств.

Известен дозатор УД-2 объемно-поршневого типа с мерной камерой переменного объема и с клапанно-поршневым исполнительным механизмом, в котором реализован прямой метод отмеривания дозы: величина дозы определяется объемом мерной камеры (см. Упаковочные машины и оборудование. Производители России. Каталог. Издание третье. 2001-2002. Москва. Ассоциация «СОЮЗУПАК»).

Дозатор этого типа наиболее распространен в пищевой промышленности. Точность его невысока и составляет порядка ±1%. Кроме того, он достаточно чувствителен к наличию в дозируемом продукте механических частиц, что приводит к быстрому износу пары «поршень-цилиндр». Помимо этого, используемый в данном устройстве (и других дозаторах объемно-поршневого типа) метод регулировки дозы посредством изменения хода поршня не обеспечивает плавность и оперативность перенастройки дозы в широком диапазоне ее изменения, что часто необходимо на малых производствах.

Наиболее близким устройством, принятым за прототип, является пневматический дозатор серии «САД-1М» (ТУ 5138-001-00229530-01) с отмериванием дозы по времени истечения жидкости в тару, содержащий расходный резервуар с дозируемой жидкостью, оборудованный штуцерами подачи и стравливания сжатого воздуха, датчиком полного давления на входе в питающий трубопровод, выполненным в виде барботажной трубки, линию налива жидкости в тару с двухвходовым пневмоклапанном и сливным наконечником и управляющее устройство с автоматическим пропорциональным регулятором полного давления на входе в питающий трубопровод и с временным устройством для отсчета времени дозирования (см. Безменов B.C., Руднев В. В. Оптимизация выбора типовых систем автоматизированного дозирования жидкостей //Тара и упаковка. 2006. №1. С.44-51).

Данный дозатор обеспечивает розлив жидкостей с точностью ±0,5% от заданной величины дозы. Для большинства случаев дозирования (например, при расфасовке технических жидкостей) этой точности достаточно, но при расфасовке дорогостоящих медицинских препаратов, дорогих эфирных и жирных масел и многих других типов продукции требуется более высокая точность дозирования.

Исследования метрологических характеристик дозатора-прототипа показало, что основная погрешность дозирования связана с неточностью пневматического временного устройства.

Целью изобретения является повышение точности дозирования.

Поставленная цель достигается тем, что в дозаторе, содержащем расходный резервуар с дозируемой жидкостью, оборудованный штуцерами подачи и стравливания сжатого воздуха, питающим трубопроводом и датчиком полного давления на входе в питающий трубопровод, выполненным в виде барботажной трубки, линию налива жидкости в тару с двухвходовым пневмоклапаном и сливным наконечником, управляющее устройство с автоматическим пропорциональным регулятором полного давления на входе в питающий трубопровод и с временным устройством для отсчета времени дозирования, согласно изобретению временное устройство выполнено в виде автономного электронного блока, содержащего сенсорный электрический объемный датчик, электронный таймер со встроенным блоком электропитания, электропневмопреобразователь и инверсный усилитель мощности, причем выход сенсорного электрического объемного датчика подключен ко входу электронного таймера, выход которого через электропневмопреобразователь подключен к первому управляющему входу пневмоклапана, а через электропневмопреобразователь и инверсный усилитель мощности - ко второму управляющему входу пневмоклапана.

Суть изобретения заключается в полном исключении из схемы временного устройства (таймера отсчета времени дозирования) пневматических RC-цепочек с присущей им нестабильностью выходных параметров, в конечном итоге снижающей точность дозирования, и их замену на существенно более стабильные и более точные электронные таймеры.

Изобретение поясняется чертежом, на котором представлена функциональная схема дозатора.

Дозатор содержит объект управления 1 и пневмоэлектронное управляющее устройство 2 операциями налива жидкости в тару. В состав дозатора входит также образцовый манометр 3, служащий для контроля настроечных параметров регулятора полного давления на входе в питающий трубопровод.

Объект управления 1 содержит следующее технологическое оборудование:

- расходный резервуар 4, пополняемый через вентиль загрузки 5;

- линию налива жидкости в тару, содержащую установленный в расходном резервуаре питающий трубопровод 6 для забора жидкости, двухвходовой пневмоклапан 7, выполненный в виде шарового вентиля с двухсторонним пневмоприводом, и сливной наконечник 8.

Расходный резервуар 4 с дозируемой жидкостью работает под давлением и снабжен герметичной крышкой с линиями 9 и 10 для подачи и стравливания воздуха, питающим трубопроводом 6 и барботажной трубкой 11. Последняя выполняет функцию датчика полного давления П=p₁+γН на входе в питающий трубопровод, где p₁ - избыточное давление в расходном резервуаре, γ - удельный вес жидкости, Н - глубина погружения барботажной трубки и питающего трубопровода под уровень жидкости.

Пневмоэлектронное управляющее устройство 2 содержит пневматический пропорциональный регулятор 12 полного давления (П) на входе в питающий трубопровод и временное устройство 13.

Для реализации временного устройства могут использоваться электронная аппаратура фирмы «STS Electronics» (Болгария) и пневмоэлементы систем УСЭППА и ЦИКЛ (см. Ефремова Т.К., Тагаевская А.А., Шубин А.Н. Пневматические комплексные технические средства автоматизации. М.: Машиностроение, 1987).

В этом случае временное устройство 13 содержит сенсорный электрический объемный датчик 14 типа СД 18 N1 D2L/B, электронный таймер 15 типа STS 102-04 FA со встроенным блоком электропитания, электропневмопреобразователь 16 типа П1ПР.5 системы УСЭППА и инверсный усилитель мощности 17 типа П-1196 системы ЦИКЛ.

Временное устройство вырабатывает командные сигналы Z⁺¹=1 (Z^-1=0) на открытие пневмоклапана на время дозирования жидкости из расходного резервуара 4 в тару 18. Время дозирования задается с помощью кнопочной панели с цифровым индикатором, расположенной на лицевой стороне таймера. Дозирование начинается после установки тары на позицию налива и касания сенсорного датчика 14. Окончание дозирования, т.е. закрытие пневмоклапана, происходит через заданный интервал времени.

Пневматический пропорциональный регулятор 12 может быть реализован на стандартных пневмоэлементах систем УСЭППА и ЦИКЛ.