ПАКУВАЛЬНЕ ОБЛАДНАННЯ

Комбінаційні дозатори. Шляхи інтенсифікації операції дозування

Спроби пошуку нових принципів дозування, що дозволяли б при фіксованому значенні точності суттєво підвищити продуктивність, привели до створення дискретних дозаторів з розділенням операції формування складових дози в просторі. Сутність цього способу заключається в одночасному (швидкому і не дуже точному) формуванні надлишкових закількістю складових доз. Потім здійснюється високоточне (і уже статичне) зважування і підбір компонентів величини дози, що підходять з точки зору точності формування сумарного значення дози. Найбільш придатні компоненти підсумовуються в загальній місткості і переміщаються в споживчу упаковку. Вперше такий ваговий дозатор в 1972 р. представила японська фірма Ishida, його назвали інтегральним або мультиголовочним. Сьогодні дозатори такого типу виготовляють кілька фірм у світі, в тому числі і за ліцензією названої фірми. Фірма Ishida є світовим лідером в модифікації і удосконаленнях такого типу дозаторів. Перша спроба на теренах країн СНД була здійснена в кінці 80-х років Київським BO «Bega». На жаль, продовження цієї розробки не сталося. З’явились нові фірми: в Україні — «ТФК», в Росії — «Сигнал Пак», «БЕСТРОМ» та ін., які з 2001-2002 pp. продемонстрували свої розробки такого типу дозаторів.

Дозатор комбінаційного типу складається з ряду пар місткостей (кількістю від 8 до 24, одна місткість з пари вище іншої) розташованих здебільшого по колу (роторна компоновка). Нижні місткості облаштовані заслінками. Загальний вигляд такого дозатора наведений на рис. 3.43, а схема принципу роботи дозатора наведена на рис. 3.44.

Продукція через завантажувальну лійку 1 (завантажувального бункера в цих дозаторах зазвичай не буває) і за допомогою розподільчого пристрою 2 рівномірно розподіляється по верхніх місткостях, здебільшого їх називають проміжними або складськими. З цих місткостей продукція подається в розташовані під ними зважувальні місткості 4. Вони облаштовані таким чином, що в кожній із них знаходиться приблизно

одна третя або одна четверта маси номінальної дози продукції. Маса продукції в кожній зважувальнй місткості постійно контролюється зважувальною системою.

Дані про масу продукції в кожній місткості 4 поступають на комп’ютер, який підбирає комбінації (підсумовуються компоненти), в яких конкретно — в трьох чи чотирьох місткостях можна одержати найвищу точність номінальної дози. В вибраних зважувальних місткостях відкриваються заслінки 6, і продукція через відвідну лійку надходить в патрубок 8 пакувальної машини. В проміжних місткостях, розташованих над випорожненими зважувальними місткостями, відкриваються заслінки 5, і продукція заповнює ці випорожнені місткості. У випорожнені при цьому проміжні місткості за допомогою розподільчого пристрою 2 (під дією сил гравітації, або за допомогою вібролотка) подається нова порція продукції, заповнюючи їх. Заслінки в конструкціях більшості виробників цих дозаторів приводяться в рух від пневмопривода, але деякі, в тому числі японської фірми Ishida і італійської Sasib, застосовують для цього електропривод.

Чим більше пар місткостей встановлено в дозаторі, тим точніше формується доза і тим вище продуктивність, але все це приводить до відповідного збільшення вартості дозатора і його габаритів, енерго - і металомісткості.

Комбінаційний дозатор найуніверсальніший, так як придатний для дозування практично всіх сипких і дрібноштучних продуктів, крім порошкоподібних і особливо пилоподібних. Найефективніше їх застосовувати для дозування дрібноштучної і дрібнокускової продукції, особливо, коли маса окремого штучного виробу велика і відрізняється одна від іншої. Таку продукцію як печиво, цукерки (карамель), пельмені і особливо заморожені і висушені фрукти краще всього дозувати на комбінаційному дозаторі.

В системі керування операцією формування дози можливе використан­ня одного з двох точнісних критеріїв пошуку оптимальної комбінації:

• відбір комбінації з мінімальною і меншої заданого допуска похибки дози, тобто абсолютно кращою за точністю серед тих, які є в даному циклі дозування; за цим критерієм потрібно виконати перебір всіх можливих в даному циклі комбінацій;

• відбір першої комбінації, яка за значенням похибки дози попадає в задане поле допуска; в даному випадку перебір всіх комбінацій циклу здійснювати не потрібно, а тому ця система пошуку є більш швидкодійною.

Для зменшення випадкової складової похибки дозування потрібно:

• стабілізувати інтенсивність подачі продукції на дозатор, в проміжні і зважувальні місткості;

• стабілізувати тривалість дозування і перехідних процесів в системах керування вібролотками;

• безперервно відводити складові дози і саму дозу з дозатора.

Весь цей комплекс заходів дає можливість одержати високо­продуктивний і високоточний комбінаційний дозатор.

Для пошуку нових шляхів інтенсифікації операцій дозування проведено аналіз існуючих засобів дискретного дозування, на основі якого встановлено, що всі вони застосовують принцип розділення дози на складові. Цей принцип покладено в морфологічну класифікаційну ознаку дискретних дозаторів (рис. 3.45).

До пристроїв, в яких використано принцип розділення дози в часі, можна віднести вагові лінійно-вібраційні дозатори. З точки зору способу

регулювання витрат продукції ці дозатори можна поділити на два типи: перший характеризується регулюванням прохідного перерізу заслінки за постійного значення вхідних витрат; другий — регулюванням вхідного значення витрат при постійному значенні прохідного перерізу.

До пристроїв, в яких використано принцип формування складових дози в просторі, можна віднести комбінаційні дозатори.

Третій спосіб розділення елементів дози в часі і просторі застосовується для дозування особливо важкосипкої продукції (наприклад, чай). Розділенням грубого дозування і точного в часі і в просторі передбачається, що ці етапи виконуються на різних вагах — на перших вагах здійснюється грубе дозування, а потім тара переміщається на другі ваги, де здійснюється точне дозування. В цей час на перших вагах вже йде формування грубої дози в наступну тару.

Розділення етапів формування дози в часі і в просторі суттєво підвищує продуктивність в порівнянні з розділенням тільки в часі — вдвічі при двох вагах, в чотири рази — при чотирьох вагах і т. ін. При цьому конструкція дозаторів відповідно коштує більше.