Изобретение относится к гидроцилиндру с регулируемым ходом, который может быть использован с составе насосной установки, а также в составе любого исполнительного механизма, в частности в наполнении перекачиваемых пищевых продуктов в упаковочные емкости.
Целью изобретения является разработка гидроцилиндра в насосной установке, который делает возможным применять длину хода поршня гидроцилиндра при одинаковых и неизменных ускорениях и замедлении соответственно так, чтобы поршень гидроцилиндра имел одинаковую характеристику ускорения и замедления вне зависимости от фактической регулировки длины хода поршня.
Еще один результат настоящего изобретения состоит в том, чтобы согласовать скорость движения поршня гидроцилиндра с фактической длиной хода поршня так, чтобы затрачивалось одинаковое время для рабочего хода поршня независимо от того, будет ли перекачиваемый объем большим или малым. Кроме того, в настоящем изобретении обеспечивается простое и надежное устройство гидроцилиндра в насосной установке, которое не имеет недостатков известных устройств и которое делает возможным автоматически контролировать и регулировать накачиваемый объем.
На чертеже представлен общий вид установки, включающей предлагаемый гидроцилиндр.
Насосная установка 1, используемая для наполнения предварительно изготовленных упаковочных емкостей 2 желаемым содержимым, например йогуртом, содержит поршневой насос 3 и гидроцилиндр 4, состоящий из цилиндра 5 и приводного поршня 6. Приводной поршень 6 перемещается вперед и назад посредством текучей среды под давлением. Текучая среда, состоящая предпочтительно из сжатого воздуха, подается от источника 7 текучей среды под давлением, например, питаемого компрессором резервуара (для сжатого воздуха известного типа) и проводится к двум трубопроводам 8 и 9 поочередно, которые открыты в цилиндр 5 у противоположных сторон поршня 6. Трубопроводы 8 и 9 имеют клапаны 10 и 11 регулирования потока соответственно.
Приводной поршень 6 имеет головную часть 12, которая при помощи поршневых колец или других известных уплотнительных устройств приводится в состояние скользящего контакта с внутренней стенкой цилиндра 5 и двумя частично коническими тормозными частями 13 и 14, выступающими в противоположных направлениях.
Гидроцилиндр 4 имеет также неподвижно закрепленную торцовую стенку 15 и подвижную торцовую стенку, которая служит в качестве тормозного устройства 16. Торцовая стенка 15, а также подвижная торцовая стенка или тормозное устройство 16 имеет тормозные цилиндры 17 и 18. На их боковой стороне, обращенной в направлении поршня 6, открываются два трубопровода 8 и 9 для текучей среды под давлением. Тормозные цилиндры имеют диаметр, равный или слегка превышающий диаметр тормозных частей 13 и 14. От трубопроводов 8 и 9 отходят отводные каналы 19 и 20 с дроссельными каналами к цилиндру 5 на обеих сторонах поршня 6. Тормозные части 13 и 14, тормозные цилиндры 17 и 18 и отводные каналы 19 и 20 образуют тормозную систему для приводного поршня, которая действует так, чтобы приводной поршень не останавливался резко в крайнем положении, а тормозился плавно.
Подвижная торцовая стенка поддерживает мостик 21, снабженный двумя идентичными регулируемыми кулачками 22 и 23. Против контактирующих поверхностей этих кулачков лежат два рычага регулятора 24 и 25, соединенные с клапанами 10 и 11. Установка рычагов регулятора 24 и 25 воздействует на площадь пропускного сечения в этих клапанах. При движении мостика 21 в правую сторону площадь проходного сечения клапанов 10 и 11 уменьшается пропорционально движению мостика 21 вправо. Мостик 21 и тормозное устройство 16 жестко соединены друг с другом, поэтому движение мостика 21 соответствует движению тормозного устройства 16, причем движение осуществляется посредством шагового двигателя 26, который с помощью снабженного резьбой стержня 27 образует сцепление в центральном базовом отверстии 28. При помощи шагового двигателя 26 тормозное устройство 16 может смещаться в требуемое положение в цилиндре 5. Это означает, что свободная длина цилиндра 5 может изменяться. Установка положения тормозного устройства 16 может производиться ручным управлением шаговым двигателем 26, однако шаговый двигатель 26 может также соединяться электрически с центральным блоком (не показан), который регулирует положение тормозного устройства 16 относительно, например, измеренного количества содержимого в упаковочной емкости, наполняемой при помощи поршневого насоса 3.
Один торец приводного поршня соединяется с поршневым штоком 29 в поршневом насосе 3, другой конце штока 29 несет на себе поршень насоса 30. Для того чтобы гарантировать бактериологическую сепарацию между гидроцилиндром 4 и поршневым насосом 3 поршневой шток 29 пропускается через стерильный барьер 31, снабженный уплотнениями, который является барьером обычного типа, и водяной пар подается к нему через трубопровод подачи 32. Поршень насоса 30 может перемещаться вперед и назад в цилиндре насоса 33, в торце которого, противоположном относительно поршневого штока, расположен клапан с коническим седлом 34, который при поворачивании открывает и закрывает поочередно впускное отверстие 35 и выпускное отверстие 36 соответственно, которые располагаются диаметрально противоположно друг другу у свободного торца поршневого насоса. Впускное отверстие 35 соединяется с резервуаром 37 для содержимого, а выпускное отверстие 36 - через клапаны или другие известные устройства (не показаны) с наполнительной трубой 38, через которую содержимое, поступающее из резервуара 37, может дозироваться в упаковочные емкости 2. Клапан с коническим седлом 34 представляет собой клапан известного типа и управляется посредством управляющего устройства 39, которое, например, может быть пневматическим или электрическим.
Упаковочные емкости 2, которые должны наполняться требуемым количеством содержимого, продвигаются вперед к правильному положению под выпускным отверстием наполнительной трубы 38 посредством транспортера 40, который после наполнения может помещать упаковочные емкости 2 на весы 41, которые через блок управления могут соединяться с шаговым двигателем 26 для автоматического регулирования длины хода поршня насоса в качестве функции количества поданного содержимого.
Когда устройство по настоящему изобретению используется для продуктов питания и особенно для перекачивания предварительно стерилизованных продуктов питания, требуется большое число стерильных барьеров и других устройств, более того, чтобы гарантировать, что стерильность сохраняется во время операции, кроме этих устройств, имеются другие, которые являются хорошо известными специалистами в данной области техники.
Когда устройство используется на упаковочной машине известного типа, чтобы подавать содеpжимое в порциях к отдельным заготовкам упаковочных емкостей, поршневой насос 3 засасывает содержимое из резервуара 37, который должен поддерживаться наполненным непрерывно требуемым содержимым. Последнее может составляться из перекачиваемых пищевых продуктов изменяющихся вязкости и состава, например йоргута, макрочастиц фруктов или мяса в жидкой смеси, эмульсий или подобных веществ. Когда требуемое количество содержимого в каждой отдельной упаковочной емкости является определенным, тормозное устройство 16 гидроцилиндра 4 устанавливается при помощи шагового двигателя 26 в такое положение, что длина хода приводного поршня 6 и поршня насоса 30 обеспечивают требуемый размер порции. Регулировка положения тормозного устройства 16 делается либо ручным переключением переключателя для тока к шаговому двигателю 26, либо, например, при помощи блока управления, который преобразует требуемый установленный объем для перекачивания в соответствующее приведение в действие шагового двигателя так, чтобы тормозное устройство 16 получало положение, соответствующее объему для перекачивания.
После того как запускается упаковочная машина и заготовка упаковочной емкости 2 продвигается вперед к правильному положению у открывающегося конца наполнительной трубы 38, которое делается при помощи транспортера 40, который подает упаковочные емкости слева направо, (по чертежу) насосная установка 1 запускается источником 7 сжатого воздуха, обеспечивающим трубопроводы 8 и 9 поочередно сжатым воздухом через обычные управляющиеся клапаны (не показаны). Сжатый воздух проводится через соответствующий клапан 10 и 11 к цилиндру 5, где он поочередно проходит потоком к одной или другой стороне поршня 6 через соответствующий тормозной цилиндр 17 и 18 (и частично через соответствующие отводные каналы 19 и 20), в результате чего на поршень 6 оказывается действие таким образом, чтобы перемещать его впереди назад в цилиндре 5. Поскольку приводной поршень 6 жестко соединяется с поршневым штоком 29 и поршнем насоса 30, поршень насоса 30 совершает движение на соответствующей длине хода поршня в цилиндре насоса. Одновременно приводное средство поворачивает клапан с коническим седлом 34 на половину оборота вперед и назад в ритме с рабочим и обратным ходами поршня насоса 30. При обратном ходе поршня насоса 30 клапан с коническим седлом 34 имеет положение, показанное на чертеже, т.е. впускное отверстие 35 является открытым и содержимое может всасываться из резервуара 37 через впускное отверстие 35 и далее в цилиндр насоса 33. В положении возвращения назад поршня насоса 30 приводное средство приводится в действие, чтобы поворачивать клапан с коническим седлом 34 на половину оборота так, чтобы впускное отверстие 35 закрывалось в одно и то же время, когда открывается выпускное отверстие 36. Это означает, что во время рабочего хода поршня насоса 30 количество содержимого, засосанное в цилиндр насоса 33, подается через выпускное отверстие 36 к наполнительной трубе 38 и в упаковочную емкость 2, которая в этот момент располагается под трубой. Когда поршень насоса 30 завершил рабочий ход, упаковочная емкость наполняется требуемым объемом содержимого и последовательно перемещается вперед при помощи транспортера 40 к весам, где производится контрольное взвешивание. Если взвешивание показывает, что количество содержимого упаковочной емкости 2 не согласуется с требуемым количеством, весы 41 подают через блок управления сигнал шаговому двигателю 26, чтобы регулировать положение тормозного устройства 16 в цилиндре 5 в таком направлении и до такой степени, чтобы последующие ходы поршня насоса могли ожидаться такими, чтобы давать исправленный требуемый рабочий объем насоса. Если пониженные требования делаются относительно точности наполнения, это исправление, конечно, может делаться вручную, при этом, например, каждая сотая упаковочная емкость подвергается контрольному взвешиванию и затем проводится регулировка положения тормозного устройства 16, в том случае, если таковая является необходимой.
Устройство согласно этому изобретению может использоваться на всех типах упаковочных машин либо для розлива отдельного продукта, или для розлива комбинации различных компонентов продуктов в каждую отдельную упаковочную емкость. Перекачиваемый объем может устанавливаться вручную и точность объема может контролироваться впоследствии либо ручной регулировкой, либо автоматически при помощи системы управления, которая оперирует с фактической и установленной (заданной) величинами.
Использование: в насосной установке. Сущность изобретения: торцовые крышки цилиндра имеют каналы для соединения с трубопроводами (ТП) источника давления. Тормозное устройство составляет часть каждой крышки. Одна крышка установлена с возможностью осевого перемещения относительно цилиндра для регулирования хода поршня и снабжена средством для перемещения. Между каналами и ТП установлены клапаны регулирования сечения ТП, имеющие запорные элементы, механически связанные с подвижной крышкой цилиндра для уменьшения площади проходного сечения клапана при уменьшении хода поршня. Механическая связь выполнена в виде закрепленного на подвижной крышке кулачка и связанного с запорным элементом клапана рычага, взаимодействующего с кулачком. Средство перемещения торцовой крышки выполнено в виде шагового двигателя. 2 з. п.ф-лы, 1 ил.
| Патент США N 3636807, НКЛ 91-1, 1971. |
