ПАКУВАЛЬНЕ ОБЛАДНАННЯ

Дозатори безперервно-витискного типу

Цей тип дозаторів вперше був впроваджений у 1952 р. в машини для пакування рідкої продукції у термозварні плівки фірмою «Акерлунд і Раузинг» (Швейцарія). На цій машині пакування продукції здійснювалося у комбінований пакувальний матеріал, в основі якого був картон, із формуванням упаковки у формі тетраедра. Така форма упаковки одержала широку популярність по всьому світу, що сприяло зміненню назви фірми «Акерлунд і Раузинг» на широко відому — «Тетра Пак».

У Радянському Союзі у 1961 р. на Московському технічному заводі ім. Є. Ярославського був випущений прототип машини фірми «Тетра Пак» під маркою АП1Н для дози молока 0,5 л, а з часом Д9-АП1НМ, А1-АП2Н і АП2П для дози 0,25 л.

В основі принципу формування дози продукції у цих дозаторах є заповнення всієї порожнини упаковки продукцією, причому стабільність внутрішнього об’єму упаковки забезпечується процесом її виготовлення.

Схема пристрою формування пакета форми тетраедра і дозування продукції наведена нарис. 3.88. Пристрій для формування пакета складається із чотирьох вертикальних ланцюгових конвеєрів, розташованих таким чином, що їх вітки утворюють квадратну шахту. При цьому вітки ланцюгового конвеєра переміщується зверху донизу. У кожному конвеєрі встановлено вісім горизонтальних притискачів. Притискачі одного конвеєра розташовані напроти притискача протилежного конвеєра. Відстань між притискачами по вертикалі дорівнює довжині пакета. Пари конвеєрів розташовані перпендикулярно один до другого у горизонтальній площині.

У притискачі одного із кожної пари конвеєрів вмонтовано електричні нагрівальні елементи, а на притискачі другого встановлено гумові амортизатори. Нагрівальні елементи включаються від датчика імпульсів.

Накладені кромки пакувального матеріалу стискуються притискним роликом і за допомогою нагрівального елемента поздовжнього шва зварюються між собою, утворюючи паперову трубку. Потім трубка при безперервному русі донизу стискаються першою парою притискачів, які зварюють поперечний шов.

Рис. 3.88. Схема пристрою формування пакета форми тетраедра і дозування продукції витискним способом: 1 — похвальніш матеріал; 2 — продуктопровід; З — притискний ролик поздовжнього зварювання; 4 — вертикальний ланцюговий конвеєр; 5 — горизонтальні притискачі для поперечного зварювання; 6 — відрізні елементи; 7 — пакет

Як тільки утворюються перший поперечний шов, паперова трубка заповнюється продукцією, рівень якої в подальшому весь час автоматично підтримується на 80-120 мм вище другої пари притискачів. При зварюванні верхнього шва утворюється пакет заповнений повністю продукцією, а надлишок продукції витискається догори. Об’єм продукції в пакеті однаковий за рахунок постійності значень діаметра рукава і фіксованого кроку розташування затискачів. Гірлянда наповнених продукцією пакетів подається до механізму їх розрізання. Механізми відрізання це дві пари хрестоподібних елементів, осі обертання яких знаходяться в одній площині і утворюють квадрат. В кожній парі один із елементів має ніж, а другий — пружні підкладки. Розрізання здійснюється по середині поперечного шва. Відрізані пакети подаються в пристрій укладання їх в транспортну тару.

В пристроях дозування такого типу точність формування дози продукції багато в чому залежить не тільки від стабільності геометричних розмірів пакета, а і від якості регулювання рівня рідини у продуктопроводі.

На рис. 3.89 наведена принципова схема регулятора рівня клапанного типу, який тривалий час застосовувався на пакувальних машинах АП1Н.

Регулятор складається із клапана 1, який зв’язаний штоком 2 і сергою 3 із важелем 4. Рух важеля 4 керується превмоприводом 5.

Труба для продукції облаштована п’єзометричною трубкою 7, з’єднаною з керуючою камерою А елементами порівняння 8. Сопло Б елемен та порівняння через дроселюючий елемент 9 з’єднано з каналом В живлення регулятора стисненим повітрям і каналом Г із камерою керування підсилювача 10 потужності. До цього ж каналу Г підключений електропневмоперетворювач 11, яким здійснюється включення і відключення регулятора по електричній команді від системи керування пакувальною машиною.

При відключенні регулятора обмотка електропневмоперетворювача знеструмлена, канал Г електропневмоперетворювач 11 зв’язаний з атмосфе­рою. При цьому на вихід Д повторювача 10 стиснене повітря не подається і клапан 1 закритий. При включенні регулятора канал Г електропневмоперетво рювача 11 відсікається від атмосфери. Зусиллям попереднього притискання F заслінка Е елемента порівняння 8 притиснута до сопла Б, в каналі Г при цьому підвищується тиск, пневмопривод 5 спрацьовує, відкриваючи клапан 1.

При підвищенні рівня рідини в порожнині Ж в п’єзометричній трубці створюється тиск, що передається в камеру керування А елемента порівняння.

За рахунок різниці ефективних площ/, і /2 мембран елемента порівняння тиск, що діє на них в камері А, створює силу R більшу за силу F. При цьому заслінка Е відходить від сопла Б, яке через канал И елемента порівняння зв’язується з атмосферою. Тиск в каналі Г і камері керування повторювача 10 (а відповідно і на його виході) зменшується, і клапан 1 привідкривається, обмежуючи витрати рідини.

Рівняння статичної рівноваги керуючого елемента регулятора наближено можна навести в такому вигляді:

p-g-H{fx-f2) = F-p-fc,

де Н - - величина занурення п’єзометричної трубки; р — тиск в порожнині сопла Б (в каналі Г); f, — ефективна площа сопла Б; р — питома густина рідини.

Із цього рівняння можна визначити:

(3.115)

Якщо прийняти Н = 0, то

Розрахунок параметрів пневмопривода і силових елементів клапана здійс­нюється за загальноприйнятою методикою, при цьому потрібно забезпечити виконання двох умов: при тиску повітря менше 0,02 МПа клапан повинен бути закритий, а при тиску 0,1 МПа клапан повинен бути повністю відкритий.

Дозатори витискного типу знайшли подальше застосування в машинах фірми «Тетра Пак» для пакування рідкої продукції в пакети форми паралелепіпеда, таких як «флет топ» (із плоским дном), «тетра брік» (із двома плоскими основами) та ін. На рис. 3.90 наведена принципова схема регулятора рівня продукції машини ТВА/21 (Швеція). Основна відмінність даної принципової схеми регулятора рівня, порівняно із схемою, наведеною на рис. 3.89, полягає у застосуванні безконтактного датчика рівня і мікропроцесорної системи керування всім процесом.