УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАПОЛНЕНИЯ БАНОК ПРОДУКТОМ Российский патент 1999 года по МПК B65B25/06 

Изобретение относится к переработке рыбы и мяса и может быть применено преимущественно в линиях производства консервов и пресервов на рыбоконсервных комбинатах и судах рыбопромыслового флота.

Известно устройство для наполнения банок продуктом, содержащее продуктопровод с виброприводом, установленный под продуктопроводом мерный стакан, исполнительный механизм, выходное звено которого включает вертикальный вал, отрезной нож - заслонку с выталкивателем продукта и нижнюю заслонку, и питатель банок, включающий направляющую, приспособление для фиксирования банок и толкатель [1].

К основным недостаткам данного устройства следует отнести длительность процесса срабатывания питателя банок, ограничивающая его производительность, усложненность привода питателя и значительные габариты последнего. Объясняется это тем, что выходное звено (толкатель) кулачкового механизма питателя банок совершает возвратно-поступательное движение с шагом значительной величины. Указанные недостатки питателя банок уменьшают производительность устройства, а также его надежность.

Из известных устройств для наполнения банок продуктом, наиболее близким по технической сущности, является устройство, содержащее продуктопровод с виброприводом, установленный под продуктопроводом мерный стакан, исполнительный механизм с укрепленными на его выходном звене ножом - заслонкой для отрезания порции продукта и нижней заслонкой, установленной под ножом-заслонкой соосно последней, выталкиватель продукта, укрепленный на нижней плоскости ножа - заслонки, и питатель банок, включающий профильный копир для фиксирования и перемещения банок по высоте и направляющую для банок [2].

Основным недостатком данного устройства являются длительность процесса срабатывания (длительность кинематического цикла) исполнительного механизма, что уменьшает производительность устройства, и недостаточно высокая эффективность выполнения операции передачи порции (дозы) продукта из мерного стакана в банку, снижающая качество наполнения банок продуктом. Объясняется это тем, что в данном устройстве операции отрезания порции продукта от жгута и открытия (освобождения) выходного сечения мерного стакана смещены во времени. Последовательное выполнение операций связано с тем, что, при установке ножа-заслонки и нижней заслонки на одном вертикальном валу, открытие нижней заслонкой выходного сечения мерного стакана возможно лишь по завершении ножом-заслонкой операции резания. Иначе говоря, операция выдачи порции из мерного стакана в банку следует за смещенными во времени одна относительно другой операциями отрезания порции и открытия выходного сечения (прохода) мерного стакана. Последовательное выполнение операций отрезания порции и открытия прохода мерного стакана при заданной скорости вращения заслонок уменьшает время в периоде кинематического цикла, приходящееся (остающееся) на операцию выдачи продукта из мерного стакана в банку. Поскольку операция выдачи порции продукта из мерного стакана в банку является лимитирующей, необходимое время ее выполнения на уменьшенном дуговом перемещении заслонок может быть выдержано только за счет уменьшения скорости вращения заслонок, последнее же увеличивает период кинематического цикла и уменьшает производительность устройства. При совмещении (полном или частичном) операций отрезания порции и открытия прохода мерного стакана проявляется негативный фактор, связанный в данном устройстве с вращением обеих заслонок в одном направлении. Если совместить указанные операции во времени, то, поскольку заслонки вращаются в одном направлении, отрезанная от жгута часть продукта будет зависать (находиться) над освобожденным участком выходного сечения мерного стакана. В результате возникает возможность выпадания из мерного стакана в банку некоторой части продукта раньше, чем будет отделена от жгута вся порция. Поэтому по завершении операции резания в банку будет выдана порция, отличающаяся по форме от требуемой, т. е. порция, не имеющая формы цилиндра, диска или пластины, определяемой геометрией сечения наполняемой банки. Другими словами, в данном устройстве не исключается возможность передачи дозы продукта из мерного стакана в банку "навалом", что снижает качество наполнения и ухудшает товарный вид продукта в глазах потребителя.

Задачей изобретения является повышение производительности устройства и качества наполнения.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в устройстве для наполнения банок продуктом, содержащем продуктопровод с виброприводом, установленный под продуктопроводом мерный стакан, вертикальный вал с ножом-заслонкой для отрезания порции продукта и нижней заслонкой, расположенной под ножом-заслонкой соосно последней, выталкиватель продукта, укрепленный на нижней плоскости ножа-заслонки, питатель банок, включающий профильный копир для фиксирования и перемещения банок по высоте и направляющую для банок, и привод, нож-заслонка выполнен с возможностью вращения в направлении, противоположном вращению вала, на котором он смонтирован, при этом ведущее звено механизма вращения ножа-заслонки жестко закреплено на вертикальном валу, а выходное звено механизма подвижно сопряжено с этим же валом. При этом выходное звено механизма вращения ножа-заслонки представляет собой зубчатое колесо, снабженное фланцем, а нож-заслонка закреплен непосредственно на фланце.

К тому же ведущее и выходное звенья механизма вращения ножа-заслонки имеют одинаковую частоту вращения.

Кроме того, фланец выходного звена механизма вращения ножа-заслонки имеет сквозные пазы в виде дуг для болтов крепления заслонки.

Заявляемое устройство отличается от прототипа наличием механизма, обеспечивающего вращение ножа-заслонки в направлении, противоположном вращению нижней заслонки, укрепленной на вертикальном валу, а также наличием связи между заслонками, обеспечивающей необходимые значения параметров движения заслонок (равенство частот их вращения).

Выполнение ножа-заслонки с возможностью вращения в направлении, противоположном вращению вала, на котором он смонтирован, позволяет совместить во времени операцию отделения порции продукта от жгута с операцией открытия выходного сечения мерного стакана. В зависимости от взаимного положения заслонок (ножа-заслонки на выходном звене механизма и нижней заслонки на вертикальном валу) совмещение указанных операций может быть полным или частичным. При полном совмещении моменты начала указанных операций и моменты их окончания совпадают во времени. Это означает, что в момент начала отрезания порции продукта ножом-заслонкой нижняя заслонка начинает освобождать выходное сечение мерного стакана, а в момент окончания операции резания нижняя заслонка полностью освобождает проход мерного стакана. В первой половине интервала резания отделенная от жгута масса продукта изолируется нижней заслонкой от выходного сечения стакана, а над освобожденным проходом оказывается лишь некоторая часть порции продукта, не отрезанного от жгута, что практически исключает возможность выпадания части продукта в банку. При частичном совмещении указанных операций начало освобождения прохода нижней заслонкой смещено во времени относительно начала отрезания порции от жгута, т.е. освобождение прохода начинается с некоторым запаздыванием относительно начала резания, что более предпочтительно. Таким образом, как при частичном, так и при полном совмещении операций отделения порции от жгута и освобождения прохода мерного стакана, обеспечивается высокая эффективность реализации процесса наполнения банок продуктом.

В результате совмещения указанных операций увеличивается другой путь поворота заслонок, на котором возможно выполнение операции выдачи порции продукта из мерного стакана в банку. Это позволяет при заданном времени на выдачу продукта из мерного стакана в банку увеличить угловую скорость заслонок и таким образом уменьшить период кинематического (рабочего) цикла, что повышает производительность устройства.

В предлагаемом устройстве механизм вращения ножа-заслонки в направлении, противоположном вращению вертикального вала, несущего нижнюю заслонку, содержит минимальное число конструктивных элементов (три конических зубчатых колеса). Иначе говоря, совмещение операций отрезания порции продукта и освобождения выходного сечения мерного стакана обеспечивается без усложнения конструкции устройства.

Вместе с тем, совмещение операций отделения порции продукта от жгута и освобождения выходного сечения мерного стакана, при котором исключается возможность выпадания в банку части продукта раньше, чем в нее будет подана вся порция, позволяет улучшить качество наполнения банок.

Предлагаемое устройство для наполнения банок продуктом поясняется чертежами.

На фиг. 1 изображена кинематическая схема устройства, на фиг. 2 - устройство, вид спереди, на фиг. 3 - то же, вид сверху, на фиг. 4 - то же, вид слева, на фиг. 5 - то же, вид справа, на фиг. 6 - то же, вид сзади, на фиг. 7 - компоновка на валу.

Устройство содержит продуктопровод 1 с виброприводом 2 и мерным стаканом 3, вертикальный вал 4 с ножом - заслонкой 5 для отрезания порции продукта, питатель 6 и привод 7.

Вибропривод 2 продуктопровода 1 включает две закрепленные на кронштейне упругие пластины, к которым подвешен продуктопровод, шатун 8, эксцентриковый кривошип 9, зубчатую передачу и электродвигатель 10. Элементы вибропривода 2 смонтированы на верхней плите 11 рамы 12 устройства. Мерный стакан 3 смонтирован под продуктопроводом 1 соосно с последним и жестко закреплен на кронштейне, который крепится к нижней поверхности плиты 11. Форма проходного сечения стакана 3 соответствует форме выходного сечения продуктопровода 1.

В передней и боковой стенках мерного стакана 3 в нижней его части имеются две сквозные прорези - верхняя и нижняя, которые лежат в плоскостях, перпендикулярных к оси стакана, и частично входят в утолщенную часть его задней стенки. В боковых стенках стакана 3 под верхней прорезью имеются два сквозных паза U-образной формы, а верхняя часть стакана со стороны задней стенки снабжена ребром жесткости.

Вертикальный вал 4 в сборе включает укрепленные на нем коническое зубчатое колесо 13 и нижнюю заслонку 14, выполненную в виде диска, и механизм 15 вращения ножа-заслонки 5. Зубчатое колесо 13 вала 4 сопряжено с колесом 16, насаженным на горизонтальный вал привода 7 устройства. Звеньями механизма 15 являются зубчатые колеса, при этом ведущее звено (колесо 17) жестко закреплено на верхнем конце вала 4, а выходное звено (колесо 18) подвижно сопряжено с валом. Звенья 17 и 18 механизма 15 связаны между собой посредством промежуточного звена (колеса 19). Зубчатое колесо 18 снабжено фланцем 20, к которому крепится нож-заслонка 5, последний, как и нижняя заслонка 14, служит для взаимодействия с продуктом через прорези в стакане 3. Фланец 20 колеса 18 имеет сквозные пазы 21 в виде дуг для возможности регулирования положения ножа-заслонки 5 при его креплении к выходному звену механизма 15.

Режущая кромка ножа-заслонки 5 выполнена криволинейной и имеет форму спирали Архимеда, на нижней плоскости ножа-заслонки закреплен выталкиватель 22 порции продукта из мерного стакана 3 в банку. Выталкиватель имеет форму клина, который выполнен в виде дуги, радиус кривизны которой соответствует расстоянию от оси вала 4 до оси мерного стакана 3, а высота клина в наибольшем сечении соответствует высоте сквозного паза в боковой поверхности стакана. Выталкиватель установлен со смещением относительно ножа в направлении, противоположном его вращению.

В состав питателя 6 банок входит течка 23 для банок, направляющая (туннель) 24, приспособление 25 для фиксирования банок в позиции наполнения и толкатель 26.

Течка 23 является накопителем пустых банок перед устройством для наполнения банок продуктом и представляет собой прутковый наклонный канал для движения банок под действием собственного веса.

Направляющая 24 для ориентированного перемещения банок имеет прямоугольное проходное сечение, величина которого может изменяться в зависимости от номера (размера) наполняемых банок. Днище, боковые стенки и верхняя крышка направляющей 24 выполнены с возможностью фиксирования их в различных положениях.

Приспособление 25 для фиксирования банок в позиции наполнения включает укрепленный на вертикальном дополнительном валу 27 профильный копир 28 с вертикально расположенным толкателем и фигурным диском 29 (фиг. 1), консольно укрепленные с внешней стороны боковых стенок направляющей 24 две плоские пружины, концы которых через окна в стенках входят внутрь направляющей.

Вертикальный вал 27 кинематически связан с горизонтальным валом привода 7 устройства посредством двух пар конических зубчатых колес (фиг. 1). Копир 28 выполнен в виде дуги (в плане), укрепленной на диске 30, насаженном на вал 27, причем копир снабжен фланцем 31 с резьбовыми отверстиями для крепления его к диску, а диск имеет сквозные пазы в виде дуг. Фигурный диск 29 служит столом для банок, рабочая поверхность которого в нижнем положении (при минимальном радиус-векторе копира 28) находится заподлицо с рабочей поверхностью днища направляющей 24, при этом геометрическая ось фигурного диска совмещена с осью мерного стакана 3.

Толкатель 26 выполнен в виде стержня, жестко укрепленного в верхней части вертикального дополнительного вала 27. Длина толкателя и положение центра его вращения выбраны из условия, при котором в момент прихода пустой банки в позицию наполнения, т.е. на фигурный диск 29 (под мерный стакан 3), конец толкателя перестает взаимодействовать с банкой. Для прохода толкателя 26 через направляющую 24 в стенке последней имеется окно. Привод 7 устройства состоит из электродвигателя 32, клиноременной передачи 33, редуктора 34 и электромагнитной муфты 35 для отключения вертикального вала 4 и питателя банок 6 при работающем электродвигателе привода 7.

На одной из плоских пружин приспособления 25 для фиксирования пустых банок в позиции наполнения установлен датчик наличия банок, который сблокирован системой автоматического управления с приводом 7 устройства, для открытия нижней заслонкой 14 выходного сечения стакана 3 только при наличии на фигурном диске 29 пустой банки.

Для исключения остановки вертикального вала 4 и питателя 6 при выходе из-под стакана наполненной банки предусмотрен конечный выключатель, установленный на наружной поверхности боковой стенки направляющей 24 перед плоской пружиной, нормально разомкнутые контакты которого соединены параллельно с контактами датчика наличия банок.

Устройство работает следующим образом.

Предварительно включается в работу вибропривод 2 и в продуктопровод 1 при перекрытом ножом-заслонкой 5 проходном сечении мерного стакана 3 подается продукт (тушки рыбы, куски мяса). После образования жгута в продуктопроводе 1 включается в работу привод 7, обеспечивающий вращение валов 4 и 27, при этом нижняя заслонка 14, укрепленная на валу 4, и нож-заслонка 5, укрепленный на выходном звене (зубчатом колесе) 18 механизма 15, совершают вращение с одинаковой скоростью в противоположных направлениях, а вал 27 формирует вращение толкателя 26 и профильного копира 28.

При повороте вала 4 нож-заслонка 5 освобождает проход для жгута в стакан 3, при этом нижняя заслонка 14 перекрывает выходное сечение стакана, образуя собой опорную поверхность для жгута, на которую опускается сформированный жгут.

Нож-заслонка 5, воздействует режущей кромкой на жгут, отсекает от него порцию продукта, при этом нижняя заслонка 14, двигаясь с диаметрально противоположной стороны, освобождает выходное сечение мерного стакана 3, а профильный копир 28 поджимает пустую банку, установленную на фигурном диске 29, к стакану.

Затем нож-заслонка 5 перекрывает проходное сечение мерного стакана 3, образуя собой опорную поверхность для жгута, при этом нижняя заслонка 14 находится вне нижней прорези стакана 3, а клинообразный выталкиватель 22, воздействуя на порцию продукта, выдает ее в поджатую к стакану банку, которая после наполнения опускается на шаг вместе с фигурным диском 29 посредством профильного копира 28.

После опускания наполненной банки толкатель 26, перемещаясь в интервале рабочего хода, перемещает пустую банку вдоль направляющей 24, в результате чего наполненная банка выводится из-под стакана, а на ее место (в позицию наполнения) подается пустая банка, которая фиксируется плоскими пружинами. По завершении рабочего хода толкателя 26 рассмотренный цикл работы устройства повторяется.

При выходе наполненной банки из-под стакана 3 плоские пружины расходятся, при этом замыкаются контакты конечного выключателя, что обеспечивает питание электромагнитной муфты 35 до момента установки в позицию наполнения (под стакан) пустой банки. При наличии банки под стаканом 3 питание электромагнитной муфты 35 привода 7 устройства обеспечивается посредством датчика наличия банки в позиции наполнения.

Предлагаемое выполнение ножа-заслонки с возможностью вращения в направлении, противоположном вращению вала, на котором он смонтирован, позволяет обеспечить совмещение во времени работы ножа-заслонки и нижней заслонки и таким образом повысить качество наполнения банок продуктом. Кроме того, совмещенная (параллельная) работа ножа-заслонки и нижней заслонки позволяет уменьшить период кинематического цикла и повысить производительность устройства.

Источники информации
1. Авт.св. СССР N 1785957, МКИ B 65 B 25/06, 1993.

2. Патент РФ N 2031817, МКИ B 65 B 25/06, 1995.

Устройство для наполнения банок продуктом относится к оборудованию, используемому в линиях производства консервов и пресервов. Устройство содержит продуктопровод 1 с виброприводом 2 и мерным стаканом 3, вертикальный вал 4 с ножом-заслонкой 5 для отрезания порции продукта, питатель 6 и привод 7. Вертикальный вал 4 включает укрепленные на нем коническое зубчатое колесо 13 и нижнюю заслонку 14, выполненную в виде фигурного диска, и механизм 15 вращения ножа-заслонки 5. Зубчатое колесо 13 вала 4 сопряжено с колесом 16, насаженным на горизонтальный вал привода 7 устройства. Звеньями механизма 15 являются зубчатые колеса. Ведущее звено (колесо 17) жестко закреплено на верхнем конце вала 4, а выходное звено (колесо 18) подвижно сопряжено с валом. Звенья механизма 15 связаны между собой посредством промежуточного колеса. Зубчатое колесо 18 снабжено фланцем 18, к которому крепится нож-заслонка 5, последняя, как и нижняя заслонка 14, служит для взаимодействия с продуктом через прорези в стакане 3. Изобретение позволит повысить производительность устройства и качество наполнения банок продуктом. 3 з.п. ф-лы. 7 ил.

1. Устройство для наполнения банок продуктом, содержащее продуктопровод с виброприводом, установленный под продуктопроводом мерный стакан, вертикальный вал с ножом-заслонкой для отрезания порции продукта и нижней заслонкой, расположенной под ножом-заслонкой соосно последней, выталкиватель продукта, укрепленный на нижней плоскости ножа-заслонки, питатель банок, включающий профильный копир для фиксирования и перемещения банок по высоте и направляющую для банок, и привод, отличающееся тем, что нож-заслонка выполнен с возможностью вращения в направлении, противоположном вращению вала, на котором он смонтирован, при этом ведущее звено механизма вращения ножа-заслонки жестко закреплено на вертикальном валу, а выходное звено механизма подвижно сопряжено с валом. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что выходное звено механизма вращения ножа-заслонки представляет собой зубчатое колесо, снабженное фланцем, а нож-заслонка укреплен на фланце. 3. Устройство по п. 1 или 2, отличающееся тем, что ведущее и выходное звенья механизма вращения ножа-заслонки имеют одинаковую частоту вращения. 4. Устройство по п.1, 2 или 3, отличающееся тем, что фланец выходного звена механизма вращения ножа-заслонки имеет сквозные пазы в виде дуг для болтов крепления заслонки.