Устройство для наполнения банок продуктом

 

Устройство предназначено для наполнения банок продуктом при производстве рыбных и мясных консервов. Устройство содержит продуктопровод 1 с виброприводом 2 и мерным стаканом 3, исполнительный механизм с ножом-заслонкой 5 для отрезания порции продукта, питатель и привод 7. Исполнительный механизм включает три зубчатых колеса - ведущее колесо 12, насаженное на горизонтальный вал привода 7, и ведомые колеса 13 и 14, смонтированные соответственно на валах 15 и 16. Валы 15 и 16 установлены соосно. Вал 15 выполнен в виде пустотелого цилиндра, а вал 16 проходит через внутреннюю полость вала 15. На фланце вала 15 укреплена дополнительная заслонка 22, а на фланце 21 - зубчатое колесо 13. На верхнем конце вала 16 укреплен нож-заслонка 5, который служит для взаимодействия с продуктом через прорези в стакане 3. Предлагаемая конструкция устройства повышает его производительность и качество наполнения. 7 з.п. ф-лы, 6 ил.

Предлагаемое изобретение относится к производствам переработки рыбы и мяса и может быть применено в линиях производства консервов и пресервов преимущественно 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, ограничивающую 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 дополнительной заслонкой, установленной под ножом-заслонкой соосно последней, выталкиватель продукта, укрепленный на нижней поверхности ножа-заслонки, и питатель банок, включающий профильный копир для фиксирования и перемещения банок по высоте и направляющую для банок [2].

Основными недостатками 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 дополнительной заслонки на одном вертикальном валу открытие дополнительной 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 открытии 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 покупателя.

Задачей настоящего изобретения является повышение производительности устройства и качества наполнения.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в устройстве для наполнения банок продуктом, содержащим продуктопровод с виброприводом, установленный под продуктопроводом мерный стакан, исполнительный механизм с укрепленными на его выходном звене ножом-заслонкой для отрезания порции продукта и дополнительной заслонкой, установленной 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, выходное звено исполнительного механизма выполнено в виде двух вертикальных валов, установленных соосно и кинематически связанных между собой с возможностью вращения в противоположных направлениях, при этом нож-заслонка и дополнительная заслонка укреплены на валах.

При этом валы представляют собой совокупность, состоящую из выполненного в виде пустотелого цилиндра наружного вала и проходящего через внутреннюю полость цилиндра внутреннего вала.

При этом кинематическая связь валов включает зубчатые колеса для связи валов с приводом устройства.

К тому же, наружный вал снабжен фланцами, укрепленными на его концах, при этом на верхнем фланце укреплена дополнительная заслонка, а на нижнем - зубчатое колесо для связи с приводом.

К тому же, соосность валов обеспечивается посредством подшипников качения, смонтированных в концевых частях наружного вала.

При этом на верхнем конце внутреннего вала укреплен нож-заслонка, а в нижней его части укреплено зубчатое колесо для связи с приводом.

При этом укрепленные на валах зубчатые колеса связаны с валом привода посредством одного (общего) ведущего колеса, при этом передаточные числа обеих зубчатых пар одинаковы i_1-Н=i_1-В, где i_1-Н, i_1-В - передаточное число между ведущим зубчатым колесом и соответственно зубчатым колесом наружного и внутреннего вала.

Кроме того, верхний фланец наружного вала имеет сквозные пазы в виде дуг для болтов крепления дополнительной заслонки.

Заявляемое устройство отличается от прототипа формой выполнения выходного звена исполнительного механизма, которое представлено в виде двух установленных соосно вертикальных валов, а также наличием и формой кинематической связи между валами, при которой валы с укрепленными на них ножом-заслонкой и дополнительной заслонкой вращаются в противоположных направлениях.

Выполнение выходного звена исполнительного механизма в виде двух вертикальных валов, обеспечивающих вращение ножа-заслонки и дополнительной заслонки в противоположных направлениях, позволяет совместить во времени операцию отделения порции продукта от жгута с операцией открытия выходного сечения мерного стакана. В зависимости от установки заслонок на валах совмещение 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 дополнительная заслонка начинает освобождать выходное сечение мерного стакана, а в момент окончания операции резания дополнительная заслонка полностью освобождает проход мерного стакана. В первой половине интервала резания отделенная от жгута масса продукта изолируется дополнительной 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 дополнительной 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 дуговой 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 скорость валов с заслонками и таким образом уменьшить период кинематического (рабочего) цикла, что повышает производительность устройства.

Выполнение выходного звена исполнительного механизма в виде совокупности двух валов (наружного и внутреннего) позволяет обеспечить вращение валов в противоположных направлениях при минимальном числе конструктивных элементов (посредством трех конических зубчатых колес) в кинематической связи валов между собой и с валом привода. Другими словами, совмещение операций отрезания порции продукта и освобождения выходного сечения мерного стакана обеспечивается без усложнения конструкции устройства.

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

На фиг. 1 изображена кинематическая схема устройства; на фиг. 2 - устройство, вид спереди; на фиг. 3 - то же, вид сзади; на фиг. 4 - компоновка выходного звена исполнительного механизма; на фиг. 5 - положение заслонок в интервале кинематического цикла; на фиг. 6 - схема питателя банок (в плане).

Устройство содержит продуктопровод 1 с виброприводом 2 и мерным стаканом 3, исполнительный механизм 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 продуктовод, шатун, эксцентриковый кривошип 8, зубчатую передачу и электродвигатель 9. Элементы вибропривода 2 смонтированы на верхней плите 10 рамы 11 устройства. Мерный стакан 3 смонтирован под продуктопроводом 1 соосно с последним и жестко закреплен на кронштейне, который крепится к нижней поверхности плиты 10. Форма проходного сечения стакана 3 соответствует форме выходного сечения продуктопровода 1.

В передней и боковых 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.

Исполнительный механизм 4 включает три зубчатых колеса - ведущее колесо 12, насаженное на горизонтальный вал привода 7, и ведомые колеса 13 и 14, смонтированные соответственно на валах 15 и 16, последние в совокупности являются выходным звеном 17 механизма. Валы 15 и 16 установлены соосно, при этом вал 15 выполнен в виде пустотелого наружного вала, а вал 16 - в виде внутреннего вала, проходящего через внутреннюю полость вала 15, соосность валов обеспечивается посредством подшипников качения 18 и 19, смонтированных в концевых частях наружного вала. Вал 15 снабжен фланцами 20 и 21, укрепленными на его концах, при этом на фланце 20 укреплена дополнительная заслонка 22, выполненная в виде фигурного диска, а на фланце 21 - зубчатое колесо 13. На верхнем конце вала 16 укреплен нож-заслонка 5, который, как и дополнительная заслонка 22, служит для взаимодействия с продуктом через прорези в стакане 3. Фланец 20 наружного вала 15 имеет сквозные пазы 23 в виде дуг для возможности регулирования положения заслонки 22 при ее креплении на валу.

Режущая кромка ножа-заслонки 5 выполнена криволинейной и имеет форму спирали Архимеда, на нижней плоскости ножа-заслонки закреплен выталкиватель 24 порции продукта из мерного стакана 3 в банку. Выталкиватель имеет форму клина, который выполнен в виде дуги, радиус кривизны которой соответствует расстоянию от оси ножевого вала 16 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 входят течка 25 для банок, направляющая (туннель) 26, приспособление 27 для фиксирования банок в позиции наполнения и толкатель 28.

Течка 26 является накопителем пустых банок перед устройством для наполнения банок продуктом и представляет собой прутковый наклонный канал для движения банок под действием собственного веса.

Направляющая 26 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 26 выполнены с возможностью фиксирования их в различных положениях.

Приспособление 27 для фиксирования банок в позиции наполнения включает укрепленный на вертикальном дополнительном валу 29 профильный копир 30 с вертикально расположенным толкателем и фигурным диском 31 (фиг. 1), консольно укрепленные с внешней стороны боковых стенок направляющей 26 две плоские пружины, концы которых через окна в стенках входят внутрь направляющей.

Вертикальный вал 29 кинематически связан с горизонтальным валом привода 7 устройства посредством двух пар конических зубчатых колес (фиг. 6). Копир 30 выполнен в виде дуги (в плане), укрепленной на диске 32, насаженном на вал 29, причем копир снабжен фланцем с резьбовыми отверстиями для крепления его к диску, а диск имеет сквозные пазы в виде дуг. Фигурный диск 31 служит столом для банок, рабочая поверхность которого в нижнем положении (при минимальном радиус-векторе копира 30) находится заподлицо с рабочей поверхностью днища направляющей 26, при этом геометрическая ось фигурного диска совмещена с осью мерного стакана 3.

Толкатель 28 выполнен в виде стержня, жестко укрепленного в верхней части вертикального дополнительного вала 29. 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 31 (под мерный стакан 3), конец толкателя перестает взаимодействовать с банкой. Для прохода толкателя 28 через направляющую 26 в стенке последней имеется окно. Привод 7 устройства состоит из электродвигателя 33, клиноременной передачи 34, редуктора 35 и электромагнитной муфты 36 для отключения исполнительного механизма 4 и питателя банок 6 при работающем электродвигателе привода 7.

На одной из плоских пружин приспособления 27 для фиксирования пустых банок в позиции наполнения установлен датчик наличия банок, который сблокирован системой автоматического управления с приводом 7 устройства для открытия дополнительной заслонкой 22 выходного сечения стакана 3 только при наличии на фигурном диске 31 пустой банки.

Для исключения остановки исполнительного механизма 4 и питателя 6 при выходе из-под стакана наполненной банки предусмотрен конечный выключатель, установленный на наружной поверхности боковой стенки направляющей 26 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 15, 16 и 29, при этом вал 15 с дополнительной заслонкой 22 и вал 16 с ножом-заслонкой 5 совершают вращение с равной скоростью в противоположных направлениях, а вал 29 формирует вращение толкателя 28 и профильного копира 30.

При повороте валов 15 и 16 нож-заслонка 5 освобождает проход для жгута в стакан 3, при этом нижняя заслонка 22 перекрывает выходное сечение стакана, образуя собой опорную поверхность для жгута, на которую опускается сформированный жгут.

Нож-заслонка 5, воздействуя режущей кромкой на жгут, отсекает от него порцию продукта, при этом нижняя заслонка 22, двигаясь с диаметрально противоположной стороны, освобождает выходное сечение мерного стакана 3, а профильный копир 30 поджимает пустую банку, установленную на фигурном диске 31, к стакану.

Затем нож-заслонка 5 перекрывает проходное сечение мерного стакана 3, образуя собой опорную поверхность для жгута, при этом нижняя заслонка 22 находится вне нижней прорези стакана 3, а клинообразный выталкиватель 24, воздействуя на порцию продукта, выдает ее в поджатую к стакану банку, которая после наполнения опускается на шаг вместе с фигурным диском 31 посредством профильного копира 30.

После опускания наполненной банки толкатель 28, перемещаясь в интервале рабочего хода, перемещает пустую банку вдоль направляющей 26, 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 28 рассмотренный цикл работы устройства повторяется.

При выходе наполненной банки из-под стакана 3 плоские пружины расходятся, при этом замыкаются контакты конечного выключателя, чем обеспечивается питание электромагнитной муфты 36 до момента установки в позицию наполнения (под стакан) пустой банки. При наличии банки под стаканом 3 питание электромагнитной муфты 36 привода 7 устройства обеспечивается посредством датчика наличия банки в позиции наполнения.

Предлагаемое выполнение выходного звена исполнительного механизма в виде совокупности двух вертикальных валов, установленных соосно и кинематически связанных между собой с возможностью вращения в противоположных направлениях, позволяет обеспечить совмещение работы ножа-заслонки и нижней заслонки и таким образом повысить качество наполнения банок продуктом. Кроме того, совмещение работы ножа-заслонки и нижней заслонки во времени позволяет уменьшить период рабочего цикла и повысить производительность устройства.

Формула изобретения

1. Устройство для наполнения банок продуктом, содержащее продуктопровод с виброприводом, установленный под продуктопроводом мерный стакан, исполнительный механизм с укрепленными на его выходном звене ножом-заслонкой для отрезания порции продукта и дополнительной заслонкой, установленной под ножом-заслонкой соосно с 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 выходное звено исполнительного механизма выполнено в виде двух вертикальных валов, установленных соосно и кинематически связанных между собой с возможностью вращения в противоположных направлениях, при этом нож-заслонка и дополнительная заслонка укреплены на валах.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что валы представляют собой совокупность, состоящую из выполненного в виде пустотелого цилиндра наружного вала и проходящего через внутреннюю полость цилиндра внутреннего вала.

3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что кинематическая связь валов включает зубчатые колеса для связи валов с приводом.

4. Устройство по п.2 или 3, отличающееся тем, что наружный вал снабжен фланцами, укрепленными на его концах, при этом на верхнем фланце укреплена дополнительная заслонка, а на нижнем - зубчатое колесо для связи с приводом.

5. Устройство по любому из пп.2 - 4, отличающееся тем, что соосность валов обеспечивается посредством подшипников качения, смонтированных в концевых частях наружного вала.

6. Устройство по любому из пп.2 - 5, отличающееся тем, что на верхнем конце внутреннего вала укреплен нож-заслонка, а в нижней его части укреплено зубчатое колесо для связи с приводом.

7. Устройство по любому из пп.2 - 6, отличающееся тем, что укрепленные на валах зубчатые колеса связаны с валом привода посредством одного ведущего колеса, при этом передаточные числа обеих зубчатых пар равны i_1-н = i_1-в, где i_1-н, i_1-в - передаточное число между ведущим зубчатым колесом и соответственно зубчатым колесом наружного и внутреннего валов.

8. Устройство по п.4, отличающееся тем, что верхний фланец наружного вала имеет сквозные пазы в виде дуг для болтов крепления дополнительной заслонки.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6