Результат интеллектуальной деятельности: Компактный дозатор-смеситель сыпучих материалов

Изобретение относится к оборудованию хлебопекарной промышленности и может найти применение для дозирования и смешивания сыпучих материалов в мукомольной, кондитерской, химической промышленностях, в производстве строительных материалов и в других отраслях.

Операции по дозированию и смешиванию сухих компонентов на хлебопекарных предприятиях страны в настоящее время решаются при помощи установок, в которых происходят отдельно операции по дозированию компонентов и отдельно по их смешиванию. Такое решение вопроса приводит к тому, что установки имеют большие габариты и являются весьма металлоемкими. Эксплуатация таких установок сложна и требует существенных затрат на их обслуживание. Так, известна установка весовой валки муки: Шаргородский И.И. Реконструкция, модернизация и техническое перевооружение складов бестарного и тарного хранения муки, подготовка муки к производству, внутризаводское транспортирование, дозирование, учет муки и жидких ингредиентов на хлебопекарных и других пищевых предприятиях. - М: Изд. центр «ООО А.Г.Р.0-3», 2008. - стр. 95-100, (копии документов прилагаются).

В качестве дозирующего весового устройства в данной установке используется дозатор муки марки ДСПОЗ, в конструкции которого задействованы три тензодатчика. К дозатору муки подведены три трассы гибких спиральных шнеков - ржаная обдирная мука, пшеничная муки первого сорта, пшеничная второго сорта.

Под дозатором муки установлен смеситель сыпучих продуктов «ССП». Смеситель состоит из рабочей камеры и привода. На горизонтальном валу, внутри рабочей камеры, размещены рабочие органы состоящие из двух ленточных лопастей в виде косого геликоида. Лопасти обеспечивают осевое перемещение компонентов смеси от боковых стенок к центру, в то время как дополнительные лопатки, расположенные на меньшем радиусе, предназначены для осевого и радиального перемещения компонентов в обратном направлении от центра к боковым стенкам. Привод рабочего органа осуществляется мотор - редуктором, размещаемым соосно с валом.

На сменной герметичной крышке рабочей камеры расположены три патрубка. Центральный патрубок закрыт «дыхательным» двухслойным фильтром. По двум сторонам от фильтра размещены два патрубка, один из которых рабочий, второй обычно закрыт герметичной крышкой. В рабочий патрубок поступает мука из дозатора муки. Выгрузка готовой смеси осуществляется через нижний центральный патрубок, на котором установлена приводная заслонка, регулирующая выдачу готовой смеси.

Далее под выгрузочным патрубком устанавливается буферная накопительная емкость, из которой, тщательно перемешанная и учтенная, готовая смесь раздается по потребителям - в дозаторы тестомесильных машин.

В другом известном решении предложено смеситель устанавливать на платформенные весы (ООО «Авалон-М», проспект на смеситель СП-1000.06 с ВПл, (копии документации прилагаются).

К недостаткам известных установок относятся - громоздкость конструкций, сложность изготовления и высокая стоимость изделий.

Задачами предлагаемого изобретения являются снижение потерь муки, повышение точности дозирования, улучшение условий санитарно-гигиенического состояния производства, высокая степень гомогенизации готовой смеси, уменьшение габаритов и массы установки, повышение надежности ее работы и удобства эксплуатации, а также расширение сферы его применения.

Поставленные задачи достигаются за счет того, что компактный дозатор-смеситель сыпучих материалов, состоящий из закрепленного на стационарной раме бункера, сверху закрытого крышкой с загрузочным патрубком, диаметр которого не превышает 200 мм, на его боковой поверхности установлен микроволновый расходомер, расположенный на расстоянии от места поступления сыпучего компонента не менее 300 мм, на наружной конической части бункера установлен вибратор, внутри бункера установлен рабочий орган узла смешивания, содержащий вертикальный вал с насадкой, выполненной в виде пространственной восьмерки обеспечивающей гомогенизацию смеси сыпучих материалов, на этом же вертикальном валу крепится рамка состоящая из плоских металлических пластин для подачи компонентов смеси в зону основного смешивания и зачистки внутренней поверхности бункера от частиц муки, а в нижней части вертикального вала расположен ленточный шнек, обеспечивающий подачу компонентов смеси из нижней части бункера в зону основного смешивания.

На фиг. 1 схематично изображен компактный дозатор-смеситель сыпучих материалов.

Дозатор-смеситель состоит из бункера 13 с узлом смешивания, установленного на стационарной раме 9, в верхней части которой на металлической платформе 2 находится привод узла смешивания дозатора-смесителя, состоящий из мотор-редуктора 1, муфты и подшипникового узла 5. К этой же металлической платформе, при помощи шпилек, крепится крышка 4 узла смешивания. На крышке находятся загрузочный патрубок 15, через который поступают различные компоненты необходимые для приготовления смеси, и патрубок 3 с фильтрующим элементом для выхода воздуха. На боковой поверхности загрузочного патрубка 15 устанавливается микроволновый расходомер 16.

Во внутренней части бункера 13 дозатора-смесителя, при помощи подшипникового узла 5, устанавливается рабочий орган узла смешивания, представляющий собой вал 6 с насадкой 12 для качественной гомогенизации различных подаваемых сыпучих компонентов. Рабочий орган - это вал 6, в центральной части которого находится насадка 12 в виде пространственной восьмерки из двух лопастей. В нижней части рабочего органа крепится шнек 7 для подачи различных сыпучих компонентов к центральной части узла смешивания. На валу также крепится рамка 14 состоящая из плоских металлических пластин для подачи компонентов смеси в зону основного смешивания и зачистки внутренней поверхности бункера от частиц муки.

К боковой и нижней поверхности бункера 13 крепятся соответственно вибратор 10 и заслонка 8.

Под дозатором-смесителем предусмотрено место для установки дежи или какой-либо промежуточной емкости для загрузки и транспортировки готовой смеси в производство.

Принцип работы дозатора-смесителя заключается в следующем. Перед началом дозирования сыпучих материалов оператор задает на весовом терминале величину (массу) доз различных компонентов, необходимых для создания смеси, и подает с пульта управления команду на начало дозирования (нажать кнопку «Пуск»). Начало цикла набора компонентов происходит, когда заслонка бункера открыта, и есть уверенность, что бункер пустой. При нажатии на кнопку «Пуск» включается режим закрытия заслонки. После достижения закрытого положения заслонки, автоматически включается режим набора первого компонента и медленное вращение узла смешивания. Масса поступающего сыпучего материала непрерывно определяется электронным расходомером сыпучих материалов. В момент, когда масса поступающего сыпучего материала достигнет заданной величины, автоматически поступает команда об отключении питателя линии подачи муки.

Затем автоматически аналогично происходит набор дозы другого компонента сыпучего материала. Количество загружаемых компонентов может при необходимости составлять от двух и более.

При завершении загрузки бункера дозатора-смесителя производится учет массы загруженной порции сыпучего материала в энергонезависимой памяти пульта управления. Учет ведется в счетчике прошедшего сыпучего материала нарастающим итогом, отдельно для каждой линии загрузки. При отключении электроэнергии содержимое энергонезависимой памяти не разрушается.

После достижения набора заданного количества нужных компонентов, происходит переключение скорости вращения рабочего органа. Скорость вращения и время смешивания также устанавливаются по заданию технолога. После завершения процесса гомогенизации в бункере, можно оставить функцию медленного вращения рабочего органа, до окончания разгрузки бункера, или его полной остановки.

Следующий цикл набора компонентов и их смешивания, будет производиться только после разгрузки бункера.

При нажатии на кнопку «Откр» (команда «РАЗГРУЗКА») с пульта управления, исполнительный механизм открывает заслонку и полученная смесь высыпается из бункера. После полного открывания заслонки включается вибратор, который обеспечивает выгрузку оставшегося на стенках бункера сыпучего материала. После того, как бункер полностью освобожден от материала заслонка закрывается. По окончании закрытия заслонки дозатор-смеситель готов для набора следующей дозы.

Работающий в составе дозатора-смесителя микроволновый расходомер сыпучих материалов использует микроволновую технологию, источник излучает энергию в 24-125 ГГц. Используя принцип Доплера, изменение отраженных микроволн передается сенсором, как сигнал 4-20 мА в контроллер для преобразования в расход.

Как показали предварительные исследования, при диаметре патрубка 15, через который в дозатор-смеситель подаются сыпучие компоненты, до 200 мм и наличии участка свободного падения длиной не менее 300 мм, достигается минимальная погрешность в измерениях с точностью до 2%. При диаметре патрубка более 200 мм и наличии участка свободного падения длиной менее 300 мм необходимо устанавливать 2 или 3 сенсора на один измерительный модуль, что приводит к увеличению габаритов изделия и значительному его удорожанию.

Пропорциональное дозирование и измерение расхода сырья решаются значительно проще с использованием микроволнового измерителя расхода сыпучих веществ. Особенность данного расходомера - то, что он встраивается непосредственно в загрузочный патрубок бункера дозатора-смесителя, при этом нет препятствий движению сыпучего материала. В части технологического процесса такой прибор незаменим. Использование микроволнового расходомера позволяет значительно упростить технологические процессы дозирования и смешивания сыпучих материалов в пищевой промышленности и повысить точность измерения количества подаваемого сыпучего материала. При этом экспериментальным путем установлено, что диаметр загрузочного патрубка 15 (D), через который поступают различные компоненты, необходимые для приготовления смеси, не должен превышать 200 мм, а расстояние между местом поступления сыпучего компонента и электронным расходомером сыпучих материалов (L) должно составлять не менее 300 мм.

Достоинства новой системы измерения расхода (массы) сыпучих компонентов:

- нетрудоемкое проведение монтажа;

- удовлетворительная чувствительность во всем диапазоне измерений.

Работа прибора основана на взаимодействии высокочастотного электромагнитного поля с частицами материала. Зондирующий сигнал отражается от пролетающих частиц, принимается датчиком и измеряется по частоте и амплитуде. Благодаря селективному приему по частоте обрабатываются сигналы только от движущихся частиц и подавляются сигналы от неподвижных отложений.

Прибор можно использовать для дозирования различных порций сыпучих материалов. Типичный случай применения микроволнового прибора - разные системы пропорционального смешивания, когда несколько компонентов загружают в одну емкость. Дорогостоящие и сложные взвешивающие системы зачастую слишком неточны для малых количеств сырья. Электронный расходомер сыпучих материалов позволяет решить проблему дозирования компонентов более эффективно.

Конструкция компактного дозатора-смесителя позволяет, при необходимости, легко демонтировать рабочий орган. Этот вариант компоновки дозатора-смесителя позволяет использовать его в качестве непосредственно дозатора сыпучих компонентов.