УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОРЦИОННОЙ ПОДАЧИ ТЕКУЧИХ МАСС Российский патент 1995 года по МПК B29B9/00 

Изобретение относится к устройствам для порционированной выдачи текучих, в частности жидких или пастообразных масс, вращающимся вокруг горизонтальной оси барабаном, имеющим на своей цилиндрической боковой поверхности множество, в частности, круглых отверстий.

Известно устройство для камнеобразной выдачи прессующихся масс из ванны, в котором на обогреваемой ванне в ее нижней области предусмотрены сопла, из которых выходит масса и через профилированное крыло разделяется на отдельные капли [1] Эти капли падают затем на расположенную ниже, охлаждающую конвейерную ленту.

Однако в этом устройстве не воспроизводима как форма, так и количество выложенных порций на охлаждающей конвейерной ленте.

Наиболее близким к изобретению является устройство для порционной подачи текучих масс, содержащее установленные с возможностью вращения относительно оси, близкой к горизонтальной, барабан с отверстиями, в частности круглыми, на цилиндрической образующей и расположенный с возможностью вращения в барабане валок, при этом оси валка и барабана расположены параллельно и эксцентрично друг относительно друга с возможностью перемещения, а под барабаном расположено транспортирующее устройство в виде ленточного конвейера для приема порций массы [2] Барабан с отверстиями имеет на своей внутренней поверхности зубчатую часть, с ним в зацепление входит зубчатая часть валка. В этом устройстве предусмотрено изменение объема выдавливаемых капель посредством замены ролика, а также зубчатых реек внутри полого валка.

Однако лишь на одном очень малом участке может быть достигнуто изменение объема, которое задано само собой замкнутым пространством зубчатого зацепления барабана с отверстиями валка. Из-за этого количество капающей массы сильно зависит от вязкости последней, так как происходит обратное протекание массы через зазоры зубчатого зацепления, когда пространство еще не замкнуто. Одновременно является почти неизбежным раннее и позднее капание массы. Отсос массы в полый цилиндр может происходить лишь в незначительном размере на том участке, на котором пространства между зубчатыми зацеплениями закрыты, при этом объем увеличивается по причине вращательного движения. Кроме того, принудительным приводом либо барабана, либо внутреннего валка в движение посредством другого цилиндра обусловлено истирание зубчатого зацепления, которое, с одной стороны, ведет к износу и тем самым объему изменению во времени, а с другой стороны, истертый продукт попадает в выдавливаемую массу, чем вызывается нежелательное загрязнение полученного продукта.

Технический результат изобретения состоит в обеспечении возможности получения равномерной порционной выдачи жидких и пастообразных масс.

Для достижения технического результата устройство для порционной подачи текучих масс, содержащее установленные с возможностью вращения относительно оси, близкой к горизонтальной, барабан с отверстиями, в частности круглыми, на цилиндрической образующей и расположенный с возможностью вращения в барабане валок, при этом оси валка и барабана расположены параллельно и эксцентрично друг относительно друга с возможностью перемещения, а под барабаном расположено транспортирующее устройство в виде ленточного конвейера для приема порций массы, согласно изобретению снабжено расположенным над барабаном и частично его охватывающим резервуаром для текучей массы, а валок выполнен в виде цилиндрического секционного барабана с расположенными радиально по периферии пластинами для взаимодействия с внутренней цилиндрической поверхностью барабана.

Барабан и валок могут быть установлены с возможностью вращения с одинаковой скоростью.

Пластины могут быть установлены упруго, например, через пружины.

Барабан и резервуар могут быть установлены с возможностью регулирования положения их осей по вертикали.

Целесообразно валок и резервуар установить с возможностью изменения расстояния между ними по вертикали.

Барабан и/или валок могут быть установлены в эксцентриковых втулках.

Эксцентриковые втулки валка могут быть установлены в эксцентриковых втулках барабана.

Эксцентриковые втулки могут быть расположены вне барабана, а в случае необходимости вне резервуара.

Кроме того, резервуар герметизирован относительно барабана через установленные с обеих сторон на резервуаре уплотнительные планки.

Резервуар может быть установлен с возможностью поворота вокруг оси, параллельно оси барабана, или с возможностью перемещения в вертикальной плоскости.

При этом по меньшей мере одна уплотнительная планка резервуара установлена с возможностью перемещения и/или отклонения в окружном направлении барабана.

На входе резервуара, если смотреть в направлении вращения барабана, может быть расположено уплотнение, которое упруго по касательной прилегает к барабану.

В теле валка могут быть выполнены осевые каналы для подачи среды, поддерживающей постоянную температуру.

В теле резервуара выполнены каналы для подачи среды, поддерживающей постоянную температуру.

Каналы в теле валка и резервуара могут быть соединены друг с другом по меньшей мере одними концами.

Резервуар и валок могут иметь одинаковое количество каналов, в частности, с тем же самым поперечным сечением.

Валок и барабан могут быть установлены с возможностью перемещения одним и тем же приводом.

Привод валка может быть соединен с барабаном посредством скользящей втулки для обеспечения перемещения валка и барабана вдоль поверхностей скольжения, перпендикулярных друг другу.

Резервуар на своих концах со стороны торцев герметизирован по отношению к барабану через лабиринтные уплотнения.

Устройство может быть снабжено разъемно соединенной с резервуаром деталью с распределительной полостью для массы, объем которой заключается между барабаном и ячейками питателя, а именно, пластинами.

Если барабан и валок выполнен приводным с одинаковой скоростью вращения, то может достигаться то, что пластины ячейкового питателя ни в одном положении не переходят отверстия барабана, а передвигаются лишь на участке между двумя рядами отверстий, чем гарантировано особенно точное порционирование.

Если пластины размещены в радиальных, в частности в направлении образующей, проходящих пазах и упруго, например через пружины, прижаты к барабану, то может, с одной стороны, достигаться особенно хорошая подвижность пластины в ячейковом питателе и уплотнение к барабану, а с другой стороны, возможен незначительный износ. Пружинящее прижатие пластины к внутренней стенке резервуара может осуществляться также пневматически или гидравлически, причем при гидравлической системе в качестве рабочей жидкости может использоваться сама порционируемая масса, так что даже при неплотностях не происходит загрязнение порционируемой массы рабочей жидкости.

Расстояние оси барабана до резервуара можно изменять по вертикали, благодаря этому может особенно просто устанавливаться выход определенного участка барабана из резервуара и тем самым объем порций массы. Этот прием может либо сам по себе использоваться для изменения вытесняемого объема, либо может быть изменено по вертикали расстояние от оси ячейкового барабана до резервуара. Существует также возможность использовать оба приема.

Однако конструктивно очень простое и надежное в эксплуатации решение, обеспечивающее одновременно бесступенчатую установку порционируемого объема, заключается в том, что барабан и/или ячейковый валок установлен в эксцентриках.

Если эксцентрик валка установлен в эксцентрике барабана, то имеет место конструктивно простое решение, которое является надежным, и простым в порционировании.

Если эксцентрики расположены вне барабана, то они особенно просто защищены против загрязнения, причем пустой объем внутри барабана может удерживаться особенно большим.

Если резервуар уплотнен по отношению к барабану по меньшей мере через одну, в частности две установленные по обе стороны резервуара уплотнительные планки, то в продольном направлении барабана имеет место конструктивное, простое и надежное решение для одновременного входа и выхода отверстий.

Если при эксцентричном расположении осей барабана и валка изменяются участки увеличения и/или уменьшения окруженного двумя пластинами у ячейкового барабана и барабаном объема, которые предусмотрены в резервуаре, то сообразно с требованиями, например, вязкости всасываемых из резервуара в барабан масс может устанавливаться промежуток времени для всасывания. Кроме того, устанавливается также количество порционируемой массы, которая выходит из барабана.

Изменение этих участков может решаться конструктивно очень просто посредством поворота резервуара вокруг оси, параллельной оси барабана, или резервуар может быть расположен с возможностью перемещения по вертикали.

Другое конструктивное решение, при котором имеется требование лишь незначительной полости и при котором должны двигаться лишь незначительные массы, чтобы изменять оба участка, заключается в том, что по меньшей мере одно (в частности два) уплотнение резервуара перемещаемы и/или отклоняемы вдоль окружности направления барабана.

Если на входе резервуара в направлении вращения барабана расположено одно уплотнение, которое с подпружиниванием, в частности с касанием, по поверхности прилегает к барабану, то имеет место одно уплотнение, которое учитывает подвижность барабана по вертикали.

Если вал, который образует ось валка, содержит проходящие в осевом направлении отверстия для среды, поддерживающей равномерную температуру, в частности подогревающей, то может устанавливаться воспроизводимая вязкость порционируемой массы, так что этим конструктивно простым решением может устраняться позднее протекание массы.

Если резервуар имеет отверстия или наружные трубопроводы для поддерживающей равномерную температуру, в частности, подогревающей среды, то конструктивно просто может устраняться равное капание или вытекание массы из резервуара.

Если каналы по меньшей мере частично на своих концах соединены друг с другом с проведением жидкости, то может устраняться температурный градиент в осевом направлении.

Если резервуар и ячейковый питатель имеют одно и то же количество каналов, в частности, с одним и тем же поперечным сечением, просто возможны идентичные "греющие" мощности в резервуаре и в ячейковом питателе.

Одинаковая скорость вращения для валка и резервуара обеспечена, в частности, тогда, когда и валок, и резервуар приведены тем же самым приводом.

Если привод валка соединен с приводом барабана через скользящую втулку для перемещения оси валка и барабана вдоль поверхностей скольжения, которые перпендикулярны друг другу, то при совершенно идентичном приводе может выполняться эксцентричное смещение осей валка и барабана, не мешая приводу.

Если резервуар на концах со стороны торцев уплотнен относительно барабана через лабиринтные уплотнения, то имеет место лишенное трения, а следовательно, и повреждений уплотнение.

При наличии в резервуаре распределительной полости для массы лишь одной подачей может быть обеспечено равномерно распределение массы в резервуаре и тем самым равномерная подача ее в барабан и точная порционная выдача массы.

Если распределительная полость предусмотрена в разъемно соединенной с резервуаром детали, то сообразно с вязкостью порционируемой массы могут быть предусмотрены различные распределительные полости в резервуаре.

На фиг. 1 схематично представлено устройство, вид спереди; на фиг. 2 то же, вид сбоку; на фиг. 3 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 4 разрез Б-Б на фиг. 2; на фиг. 5 вид на резервуар для массы.

Барабан 1 содержит в своей цилиндрической оболочке множество круглых отверстий 2, которые расположены по мере надобности вдоль одной образующей барабана и проходят через всю цилиндрическую оболочку. Ниже барабана расположен бесконечный ленточный конвейер 3, который транспортирует на ленте выходящие из барабана 1 порции массы. Барабан 1 частично охвачен резервуаром 4, который через трубопроводы 5 загружается из резервуара с массой (не показан). Горизонтальный вал 6 установлен в направляющих 7 вращения. В опорных стойках 8 установлены эксцентриковые втулки 9 барабана 1 и эксцентриковые втулки 10 валка 11 в виде цилиндрического ячейкового или секционного барабана.

Привод осуществляется через узел привода, т.е. электродвигатель с передачей, который через звездочку 12, цепь 13 и звездочку 14 приводит скользящую втулку 15. Через эту скользящую втулку приводятся барабан 1 и валок. Резервуар 4, имеющий поперечное сечение в виде неполного цилиндра, на обоих своих концах со стороны торцев закрыт через защитные крышки 16 и лабиринтные уплотнения. Уплотнение барабана 1 и валка 11 по отношению к этим защитным крышкам осуществляется через лабиринтные уплотнения (не показаны). Через маховик 17, ходовой винт 18 и маточную гайку 19 (на фиг. 1 представлена лишь маточная гайка 19) резервуар 4 может проворачиваться вокруг горизонтальной оси (не показана), которая проходит параллельно оси резервуара, вследствие чего барабан 1 в большей или меньшей степени погружается в резервуар. Маховиком 20 с ходовым винтом 21 через звездочки 22 и цепь 23 приводятся в движение звездочки 24, которые производят перестановку эксцентриковой втулки 9 барабана 1 по обе стороны барабана, так что барабан может перемещаться внутри резервуара вертикально вверх и вниз. Может быть предусмотрен аналогичный механизм управления для эксцентриковых втулок ячейкового барабана (не показан), причем эксцентриковые втулки 10 ячейкового барабана установлены в эксцентриковых втулках 9 барабана, так что имеет место двойная возможность перестановки.

Звездочка 14 приводится через цепь 13 и узел привода и со своей стороны соединена с приводной втулкой 25. Внутри последней расположены эксцентриковая втулка 9 барабана, а также эксцентриковая втулка 10 валка 11. Эксцентриковая втулка 10 имеет многоугольное внутреннее поперечное сечение с поверхностями 26 и 27 скольжения, которые перпендикулярны друг другу. Эта скользящая втулка может скользить внутри эксцентриковой втулки 10 валка вдоль поверхностей 26 скольжения, напротив чего в нормальном к ним направлении предусмотрены зазоры для свободной подвижности. Вал 28 валка 11 может скользить в скользящей втулке 15 и в вертикальном направлении и расположен внутри скользящей втулки. Ось 29 барабана 1 и ось 30 валка могут перемещаться друг относительно друга в вертикальном направлении. Приводом звездочки 14 в направлении а осуществляется силовая передача через поверхности 26 и 27 скольжения, приводную втулку 25 на барабан соответственно на ячейковый барабан. Таким образом, несмотря на эксцентрическое расположение этих двух цилиндрических деталей, может осуществляться принудительно равномерный привод с одинаковой скоростью вращения.

Резервуар 4 содержит входную деталь 31, содержащую распределительную полость 32, которая служит для равномерной подачи порционируемой массы в резервуар 4. Вращающийся вокруг оси 29 барабан 1 герметизирован через уплотнения 33 и 34, которые несет резервуар 4. Уплотнение 33 имеет уплотнение в виде уплотнительной планки 35, которая через пружины 36 упруго прижата к барабану 1. На стороне входа барабана в резервуар в направлении вращения предусмотрена уплотнительная планка 37, которая по касательной прилегает к барабану 1. Эта уплотнительная планка 37 тоже прижата пружинами 36 к барабану 1. В качестве материала для уплотнительных планок могут использоваться, синтетические материалы с низким коэффициентом трения, такие как политетрафторэтилен, полипропилен, полиэтилен и т.п. Внутри барабана 1 расположен с возможностью вращения вокруг оси 30 валок 11. В валке 11 в радиальных пазах 38 установлены пластины 39, которые пружинящими средствами прижаты к цилиндрической внутренней стенке барабана 1. Ось 29 барабана 1 и ось 30 валка 11 расположены в вертикальной плоскости одна над другой. Если и барабан, и валок поворачиваются в направлении а вращения, то в зоне между линией 40 уплотнения и вершиной 41 линии раздела барабана 1 и резервуара 4 всасывается расположенная в последнем масса, против чего в зоне между вершиной 41 и линией 42 уплотнения масса, всасываемая валком 11 через отверстия 2, опять выдается через отверстия в резервуар. Когда узел валка 11 и барабана 1 проходит линию 42 уплотнения, тогда масса из полости между двумя пластинками и барабаном 1 выдавливается через отверстия 2. Величина капли вытесненной массы из барабана 1 может регулироваться посредством смещения обеих осей 29 и 30 друг к другу. Другая возможность заключается в том, что линия уплотнения вдоль вращающегося барабана 1 перемещается вверх, так что вытесняемая жидкость не оттесняется больше назад в резервуар, а ведет уже к каплеобразованию. Такое перемещение резервуара может достигаться либо посредством движения поворота, либо путем параллельного перемещения в вертикальном направлении. Скорость у конвейерной ленты согласована со скоростью вращения барабана так, что горизонтальная скорость капающей вниз массы соответствует горизонтальной скорости конвейерной ленты, вследствие чего становится возможной очень точная выдача капель в желаемой геометрической форме. Как валок 11, так и резервуар 4 могут располагать проходящими в осевом направлении каналами 43 и 44 соответственно. Эти каналы служат для подачи поддерживающей равномерную температуру среды, в частности греющей среды, причем каналы (как представлено на фиг. 5), соединены друг с другом парами на одном конце, так что среда может вводиться через одно отверстие, а из расположенного рядом отверстия снова выводиться из оболочки резервуара. Соответствующее расположение может быть предусмотрено равным образом для каналов валка 11.

Устройство работает следующим образом.

Масса через трубопроводы 5 поступает из резервуара (не показан) и через входную деталь 31 попадает в распределительную полость 32 для ее равномерной подачи в резервуар 4.

При вращении барабана и валка 6 в направлении а масса из резервуара 4 всасывается в зону между линией 40 уплотнения и вершиной 41 линии раздела барабана 1 и резервуара 4. После чего в зоне между вершиной 41 и линией 42 уплотнения масса, всасываемая секционным барабаном через отверстия 2, опять выдается через отверстия в резервуаре.

Когда узел валка 11 и барабана 1 проходит линию 42 уплотнения, тогда масса из полости между двумя пластинами и барабаном 1 выдавливается через отверстия 2.

Этот процесс выдавливания осуществляется до самой низкой точки барабана. При дальнейшем вращении снова происходит всасывание таким образом, что не может произойти позднего капания пастообразной массы, так как масса отсасывается назад в полость.

Порции массы, выходящие из барабана 1, поступают на конвейер 3, расположенный под барабаном, и транспортируются дальше.

Использование: для порционной выдачи жидких и пастообразных масс. Сущность изобретения: устройство снабжено расположенным над барабаном и частично его охватывающим резервуаром для текучей массы. Валок выполнен в виде цилиндрического секционного барабана с расположенными радиально по периферии пластинами для взаимодействия с внутренней цилиндрической поверхностью барабана. 20 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОРЦИОННОЙ ПОДАЧИ ТЕКУЧИХ МАСС, содержащее установленные с возможностью вращения относительно оси, близкой к горизонтальной, барабан с отверстиями, в частности, круглыми на цилиндрической образующей и расположенный с возможностью вращения в барабане валок, при этом оси валка и барабана расположены параллельно и эксцентрично одна относительно другой с возможностью перемещения, а под барабаном расположено транспортирующее устройство в виде ленточного конвейера для приема порций массы, отличающееся тем, что оно снабжено расположенным над барабаном и частично его охватывающим резервуаром для текучей массы, а валок выполнен в виде цилиндрического секционного барабана с расположенными радиально по периферии пластинами для взаимодействия с внутренней цилиндрической поверхностью барабана. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что барабан и валок установлены с возможностью вращения с одинаковой скоростью вращения. 3. Устройство по пп.1 и 2, отличающееся тем, что пластины установлены упруго, например, через пружины. 4. Устройство по пп.1 3, отличающееся тем, что барабан и резервуар установлены с возможностью регулирования положения их осей по вертикали. 5. Устройство по пп.1 4, отличающееся тем, что валок и резервуар установлены с возможностью изменения расстояния между ними по вертикали. 6. Устройство по пп.1 5, отличающееся тем, что барабан и/или валок установлены в эксцентриковых втулках. 7. Устройство по п.6, отличающееся тем, что эксцентриковые втулки валка установлены в эксцентриковых втулках барабана. 8. Устройство по п.6 или 7, отличающееся тем, что эксцентриковые втулки расположены вне барабана, а в случае необходимости вне резервуара. 9. Устройство по пп.1 8, отличающееся тем, что резервуар герметизирован относительно барабана через установленные с обеих сторон на резервуаре уплотнительные планки. 10. Устройство по п.9, отличающееся тем, что резервуар установлен с возможностью поворота вокруг оси, параллельной оси барабана. 11. Устройство по пп.9 и 10, отличающееся тем, что резервуар установлен с возможностью перемещения в вертикальной плоскости. 12. Устройство по пп.9 11, отличающееся тем, что по меньшей мере одна уплотнительная планка резервуара установлена с возможностью перемещения и/или отклонения в окружном направлении барабана. 13. Устройство по пп.1 12, отличающееся тем, что на входе резервуара в направлении вращения барабана расположено уплотнение, которое упруго по касательной прилегает к барабану. 14. Устройство по пп.1 13, отличающееся тем, что в теле валка выполнены осевые каналы для подачи среды, поддерживающей постоянную температуру. 15. Устройство по пп.1 14, отличающееся тем, что в теле резервуара выполнены каналы для подачи среды, поддерживающей постоянную температуру. 16. Устройство по п.14 или 15, отличающееся тем, что каналы в теле валка и резервуара соединены друг с другом по меньшей мере одними концами. 17. Устройство по пп.14 16, отличающееся тем, что резервуар и валок имеют одинаковое количество каналов, в частности, с тем же самым поперечным сечением. 18. Устройство по пп.1 17, отличающееся тем, что валок и барабан установлены с возможностью перемещения одним и тем же приводом. 19. Устройство по п.18, отличающееся тем, что привод валка соединен с барабаном посредством скользящей втулки для обеспечения перемещения валка и барабана вдоль поверхностей скольжения, перпендикулярных одна к другой. 20. Устройство по пп.1 19, отличающееся тем, что резервуар на своих концах со стороны торцов герметизирован по отношению к барабану через лабиринтные уплотнения. 21. Устройство по пп.1 20, отличающееся тем, что оно снабжено разъемно соединенной с резервуаром деталью с распределительной полостью для массы.