Устройство для дозированного разлива жидкостей

 

Изобретение относится к технике дозирования и может быть использовано для разлива, например, биопрепаратов. В устройстве, содержащем станину, питатели, распределительный вал, узел выдачи, узел наполнения, узлы транспортировки, узел выдачи емкостей совмещен с узлом транспортировки и выполнен в виде шибера, содержащего раму с закрепленными с возможностью свободного вращения роликами, расстояние между которыми соответствует диаметру емкости. Между роликами верхнего и нижнего рядов установлена дополнительно подпружиненная внутренняя рамка с возможностью перемещения в горизонтальном направлении на расстояние диаметра одной емкости, содержащая ролики. На торцевой стенке дополнительной внутренней рамки закреплен стержень с возможностью перемещения в отверстии, выполненном в торцевой стенке рамы, выступающий за ее пределы. Поршневые дозаторы узла наполнения содержат разливочные и всасывающие шланги, расположенные между планками с возможностью пережатия в зависимости от направления движения поршней. При этом на всасывающих или разливочных шлангах между поршневыми дозаторами и планками установлены тройники с герметично закрытым одним патрубком. Узел транспортировки выполнен в виде крестообразных толкателей, закрепленных с возможностью периодического вращения. Изобретение обеспечивает повышение производительности при разливании жидкости и имеет невысокую стоимость. 4 ил.

Изобретение относится к дозировочной технике и может быть использовано для разлива, например, биопрепаратов.

Известно устройство для дозированного разлива жидкостей, защищенное А.С. СССР 1546414, кл. В 67 С 3/04, опубл. 28.02.90.

Устройство состоит из расходного резервуара с плоским горизонтальным днищем, имеющим отверстия для слива, смонтированного в нем на общем основании блока мерных цилиндров, поплавка, блока управления и расположенных в крышке резервуара патрубков для подачи жидкостей и выхода воздуха. Устройство снабжено механизмом привода с толкателем возвратно-поступательного перемещения блока мерных цилиндров в горизонтальном направлении, последний смонтирован с возможностью перемещения его основания вдоль горизонтального днища резервуара, в днищах мерных цилиндров образованы сливные отверстия для периодического сообщения с отверстиями для слива в днище резервуара, а в боковой стенке резервуара установлены контакты для регулирования уровня жидкости в резервуаре, соединенные с блоком управления, при этом последний соединен с поплавком и механизмом перемещения блока мерных цилиндров.

Недостатком известного устройства является его недостаточная производительность.

Наиболее близким к заявляемому по технической сущности и достигаемому результату, выбранным в качестве прототипа, является устройство - автомат для наполнения и запайки ампул, защищенное Свидетельством РФ на полезную модель 14923, которое без узла запайки ампул может быть использовано для дозированного разлива жидкостей.

Устройство содержит станину, электродвигатель привода, питатель незапаянных ампул, главный распределительный вал, узел выдачи ампул, узел наполнения ампул раствором, пусковую электрическую муфту, тормозную муфту, транспортные линейки, линейки для установки ампул на рабочие позиции, датчик контроля наличия ампулы на позиции наполнения, узел запайки ампул с основными горелками, привод вращения ампул, питатель для сбора запаянных ампул, сборник отходов, при этом станина выполнена в виде плиты, закрепленной на подставке с возможностью изменения угла наклона, узел выдачи ампул выполнен в виде фигурного резинового колеса, закрепленного на вaлy собственного электродвигателя, узел наполнения ампул раствором выполнен в виде поршневого дозатора с плавной регулировкой дозы, конуса-уловителя для центровки ампул относительно иглы, пусковая электрическая муфта выполнена в виде дискового вариатора, тормозная муфта выполнена в виде фиксатора, транспортные линейки и линейки для установки ампул выполнены в виде поворотного барабана с гнездами и роликами для вращения ампул и направляющих движения ампул, датчик контроля наличия ампулы на позиции наполнения выполнен в виде подпружиненного флажка, механически связанного с устройством переключения золотника дозатора.

Недостатком известного устройства является низкая производительность, вследствие использования однопозиционной системы наполнения ампул.

Подобные устройства имеют ограничение по скорости, так как повышение скорости разлива приводит к разбрызгиванию жидкости.

Максимальная производительность известного устройства 3000 ампул/час.

Повышение производительности за счет применения многопозиционной системы разлива в данной конструкции, содержащей поворотный барабан с гнездами, не представляется возможным по ряду причин, например, при транспортировке одновременно пяти и более ампул в зону разлива возрастает окружная скорость транспортировки ампул и при резких остановках происходит расплескивание жидкости, ухудшаются условия захода ампул в гнезда и, как результат, пропуски и бой, увеличение габаритов барабана и машины в целом.

Задача, решаемая предлагаемым изобретением, - совершенствование устройства для дозированного разлива жидкости в емкости. Технический результат от использования изобретения заключается в повышении производительности.

Технический результат достигается тем, что в устройстве для дозированного разлива жидкостей, содержащем станину, питатели пустых и заполненных емкостей, главный распределительный вал, узел выдачи емкостей, узел наполнения емкостей жидкостью с поршневым дозатором с плавной регулировкой дозы жидкости, узел транспортировки емкостей в зону разлива, узел транспортировки наполненных емкостей, узел выдачи емкостей совмещен с узлом транспортировки и выполнен в виде шибера, установленного на скрепленных на станине направляющих с возможностью перемещения по ним, содержащего раму с закрепленными между ее боковыми стенками двумя рядами осей с установленными на них с возможностью свободного вращения роликами, расстояние между которыми соответствует диаметру емкости, а число роликов в нижнем ряду на один ролик меньше, чем в верхнем, и они смещены относительно роликов верхнего ряда на половину межосевого расстояния между роликами, между роликами верхнего и нижнего рядов установлена дополнительно подпружиненная внутренняя рамка с возможностью перемещения в горизонтальном направлении на расстояние диаметра одной емкости, содержащая ролики на осях, идентичные роликам рамы и расположенные под роликами верхнего ряда рамы, на торцевой стенке дополнительной внутренней рамки закреплен стержень с возможностью перемещения в отверстии, выполненном в торцевой стенке рамы и выступающий за ее пределы, золотники в поршневых дозаторах узла наполнения емкостей жидкостью выполнены в виде разливочных и всасывающих шлангов, расположенных между планками и с возможностью пережатия ими в зависимости от направления движения поршней, при этом на всасывающих или разливочных шлангах между поршневыми дозаторами и планками установлены тройники с герметично закрытым одним патрубком, а узел транспортировки заполненных емкостей в питатель выполнен в виде крестообразных толкателей, закрепленных на дополнительном валу, установленном на станине, с возможностью периодического вращения.

На фиг.1 изображено в изометрии устройство для дозированного разлива жидкостей.

На фиг. 2 дана диаграмма основных положений главного распределительного вала в градусах, а также взаимное расположение кулачков и кривошипа на главном распределительном валу.

Линией ВС на диаграмме показана траектория перемещения толкателя и кронштейна. Стрелкой с треугольным указателем указано начальное положение главного распределительного вала, при этом положении вала связанный с ним через кулачок шибер находится и крайнем правом положении, фиг.1.

На фиг.3 дана проекция устройства - вид по стрелке А, фиг.1.

На фиг.4 изображено в изометрии устройство для дозированного разлива жидкостей.

В целях удобочитаемости на фиг. 1, фиг.4 и фиг.2 условно не показаны опоры, направляющие, элементы крепежа, двигатель, питатель заполненных емкостей.

Устройство содержит станину 1, на которой установлен шибер 2 с возможностью перемещения в направлениях, указанных стрелками.

Шибер 2 содержит раму с закрепленными между ее боковыми стенками двумя рядами роликов 3, установленных на осях 4 с возможностью свободного вращения.

Расстояние между роликами 3 соответствует диаметру емкости, а число роликов в нижнем ряду на один ролик меньше, чем в верхнем, и они смещены относительно роликов верхнего ряда на половину межосевого расстояния между роликами.

В средней части шибера 2 выполнен паз 5, в котором между роликами верхнего и нижнего рядов установлена с возможностью перемещения дополнительная внутренняя рамка 6, в горизонтальном направлении, как показано стрелками.

Рамка 6 содержит часть роликов 3 на осях 4, идентичных роликам рамы и расположенных под роликами верхнего ряда рамы.

В торцовой стенке рамы шибера 2 выполнено продольное отверстие, в котором с возможностью перемещения, как показано стрелками, установлен стержень 7, закрепленный на торцевой стенке дополнительной внутренней рамки 6.

Внутри шибера 2 установлена пружина растяжения 8, которая одним концом прикреплена к корпусу шибера 2, другим концом - к рамке 6.

В нижней части шибера 2 выполнены поперечные отверстия 9, ограниченные нижними роликами 3 и стенкой шибера 2.

К шиберу 2 прикреплена тяга 10, на конце которой установлен ролик 11, входящий в паз кулачка 12, барабанного типа с возможностью перемещения в нем.

Устройство содержит главный распределительный вал 13. На валу 13 установлены: кулачок 12, кулачок 14, кулачок 15, кривошип 16, звездочка 17 (см. фиг.4).

На рабочую поверхность кулачка 14 опирается роликом 18 кронштейн 19, прикрепленный к общему основанию разливочных игл 20.

На рабочую поверхность кулачка 15 роликом 21 опирается толкатель 22, шарнирно соединенный с тягами 23.

Между выступами тяг 23 свободно установлены планки 24, в которых установлены распорные пружины 25.

Планки 24 установлены в одной плоскости с неподвижными планками 26 с возможностью перемещения по направляющим между ними.

Тяги 23 с планками 24 и толкателем 22, с расположенным на нем роликом 21 прижаты к рабочей поверхности кулачка 15 пружиной 27.

Между верхними планками 24 и 26 пропущены всасывающие шланги 28, а между нижними планками 24 и 26 пропущены разливочные шланги 29.

Всасывающие шланги 28 соединены со штуцерами коллекторов 30.

Другие концы шлангов 28 соединены со штуцерами цилиндров дозаторов 31.

На шлангах 28 между цилиндрами дозаторов 31 и верхними планками 24 и 26 установлены тройники 32.

Одни концы разливочных шлангов 29 соединены со вторыми штуцерами цилиндров дозаторов 31, другие концы - с разливочными иглами 20.

Под нижним основанием шибера 2 установлены наклонные желоба 33, верхние срезы которых параллельны плоскости нижнего основания шибера 2, и между ними имеется зазор.

Нижние срезы желобов 33 совмещены со входами в пространства, образованные вертикальными стенками 34, вертикальными торцовыми плоскостями крестообразных толкателей 35, боковыми стенками 37 и створками 36.

Нижним основанием данных пространств служат горизонтальные торцовые плоскости толкателей 35 и карнизы стенок 37, между которыми вращаются толкатели 35.

Пространства ориентированы таким образом, что центральные вертикальные их оси точно совпадают с осями разливочных игл 20.

Створки 36 установлены на стенках 37, образующих направляющие пазы для перемещения заполненных жидкостью емкостей.

К наружной стороне стенок 37 пружинами 38 прижаты наружные части створок 36.

На расстоянии длины плеча толкателя 35 установлены дополнительные створки 39 и пружины 40.

Толкатели 35 соединены с валом 41. Вал 41 соединен мальтийским механизмом 42.

Мальтийский механизм 42 при помощи вала 43 соединен со звездочкой 44, идентичной звездочке 17.

Звездочки 17 и 44 соединены между собой цепью 45.

Устройство содержит также ползун 46, стопорный винт 47, шатун 48, питатель пустых емкостей 49, площадку 50, выступ 51.

Между верхней поверхностью шибера 2 и нижним основанием питателя 49 имеется зазор.

Устройство для дозированного разлива жидкостей работает следующим образом.

Шибер 2, фиг.1, находится в крайнем правом положении, что соответствует 0^o диаграммы фиг.2.

Кулачок 15 занимает нейтральное положение (на фиг.2 верхняя точка пересечения линии ВС с линией контура кулачка 15). В этом положении толкатель 22, тяги 23 (фиг.1) опускаются, освободив нижнюю планку 24, которая под действием пружин 25 пережимает шланги 29. Шланги 28 также пережаты так, как они были пережаты ранее.

Поскольку вал 13 находится во вращательном движении, то в цилиндрах 31 возрастает давление жидкости, способное сорвать шланги.

Во избежание этого часть жидкости вытесняется поршнями в вертикальные патрубки тройников 32, при этом имеющийся в них газ сжимается незначительно, возникшее давление газа не достаточно для срыва шлангов.

При дальнейшем опускании тяг 23 и толкателя 22 произойдет разжатие шлангов 28, через которые неиспользованная для разлива жидкость будет слита в коллектор 30 и далее в расходную емкость.

При повороте кулачка 12 на 41^o иглы 20 выйдут из емкостей, вал 13 через звездочки 17, 44 и цепь 45 передаст вращение валу 43 мальтийского механизма 42, ведущий диск которого войдет в зацепление с крестом мальтийского механизма 42 и повернет его, а вместе с ним и соединенные валом 41 толкатели 35, которые начнут транспортировку заполненных емкостей за пределы створок 36 и 39 между стенками 37 в приемный накопитель, который на фиг.1 не показан.

При повороте кулачка 12 на 84^o кривошипно-шатунный механизм 16, 48 окажется в 1-ой мертвой точке, при этом закончится слив и начнется всасывание, иглы 20 будут максимально подняты, будет продолжаться транспортировка заполненных емкостей, шланги 29 максимально разжаты.

При повороте кулачка 12 на 131^o завершится транспортировка заполненных емкостей за пределы створок 39, ведущий диск мальтийского механизма 42 выйдет из зацепления с крестом, шланги 28 разжаты, шланги 29 пережаты, продолжается всасывание.

При повороте кулачка 12 на 160^o стержень 7 рамки 6 упрется концом в площадку 50 и затормозит ее, иглы 20 остаются в верхнем положении, шланги 28 максимально разжаты, шланги 29 пережаты.

При повороте кулачка 12 на 180^o, преодолевая сопротивление пружины растяжения 8, шибер 2 займет крайнее левое положение, его отверстие 9 совмещается с верхними срезами желобов 33 и с пустыми емкостями между роликами 3 рамки 6.

После этого пустые емкости, находящиеся между роликами 3 рамки 6, упадут через отверстия 9, коснувшись горлышками выступов 51, перевернутся и соскользнут донышками вниз по желобам 33 в освободившиеся от заполненных емкостей пространства, ограниченные стенками 34, вертикальными торцевыми поверхностями крестообразных толкателей 35, боковыми стенками 37 и створками 36, и займут вертикальные положения под поднятыми иглами 20.

Иглы 20 начнут опускаться, планки 28 при этом разжаты, шланги 29 пережаты.

При повороте кулачка 12 на 250^o кривошипно-шатунный механизм 16, 48 займет 2-е положение мертвой точки.

Обе группы шлангов 28, 29 окажутся пережатыми.

Произойдет полное отпускание игл 20 в пустые емкости.

Миновав 2-ю мертвую точку, кривошипно-шатунный механизм 16, 48 и кулачок 15 разожмут шланги 29 (шланги 28 будут оставаться пережатыми) и произойдет разлив жидкости в емкости.

Стержень 7 отойдет от площадки 50, рамка 6 под действием пружины 8 займет первоначальное положение, емкости, заключенные между верхними роликами 3 шибера 2, опустившись, займут положение между роликами 3 рамки 6, а освободившееся место между верхними роликами 3 шибера 2 займут емкости из питателя 49.

В интервале 291^o-319^o разливочные шланги 29 максимально разжаты, иглы 20 опущены, шланги 28 пережаты.

Завершив полный оборот на 360^o, кулачок 12 приведет шибер 2 в крайнее правое положение. На этом цикл закончится.

Торцевые рабочие поверхности крестообразных толкателей 35 вытолкнут заполненные емкости в питатель заполненных емкостей.

Шланги разливочные и всасывающие могут быть исполнены из силиконовой резины, все другие детали устройства могут быть выполнены из нержавеющей стали, например, 12х18Н10Т по ГОСТ 19903-74, кроме мальтийского механизма в устройстве могут быть использованы другие механизмы для периодического вращения вала.

Регулировка дозы производится перемещением ползуна 46 фиг.1; фиг.3 вдоль кривошипа 16.

Таким образом, предлагаемое устройство для дозированного разлива жидкостей позволяет увеличить производительность и экономичность за счет применения многопозиционной системы заполнения емкостей.

Например, предлагаемое пятипозиционное разливочное устройство при той же скорости, что и известное устройство, в час разольет 15000 емкостей вместо 3000 известным устройством.

Кроме того, в используемых в устройстве дозаторах отсутствуют обычные золотники и цельнометаллические поршни, как наиболее дорогие детали, что уменьшает стоимость устройства.

Формула изобретения

Устройство для дозированного разлива жидкостей, содержащее станину, питатели пустых и заполненных емкостей, главный распределительный вал, узел выдачи емкостей, узел наполнения емкостей жидкостью с поршневым дозатором с плавной регулировкой дозы жидкости, узел транспортировки емкостей в зону разлива, узел транспортировки наполненных емкостей, отличающееся тем, что узел выдачи емкостей совмещен с узлом транспортировки и выполнен в виде шибера, установленного на закрепленных на станине направляющих с возможностью перемещения по ним, содержащего раму с закрепленными между ее боковыми стенками двумя рядами осей с установленными на них с возможностью свободного вращения роликами, расстояние между которыми соответствует диаметру емкости, а число роликов в нижнем ряду на один ролик меньше, чем в верхнем и они смещены относительно роликов верхнего ряда на половину межосевого расстояния между роликами, между роликами верхнего и нижнего рядов установлены дополнительно подпружиненная внутренняя рамка с возможностью перемещения в горизонтальном направлении на расстояние диаметра одной емкости, содержащая ролики на осях, идентичные роликам рамы и расположенные под роликами верхнего ряда рамы, на торцевой стенке дополнительной внутренней рамки закреплен стержень с возможностью перемещения в отверстии, выполненном в торцевой стенке рамы, выступающий за ее пределы, золотники в поршневых дозаторах узла наполнения емкостей жидкостью выполнены в виде разливочных и всасывающих шлангов, расположенных между планками с возможностью пережатия ими в зависимости от направления движения поршней, при этом на всасывающих или разливочных шлангах между поршневыми дозаторами и планками установлены тройники с герметично закрытым одним патрубком, а узел транспортировки заполненных емкостей в питатель выполнен в виде крестообразных толкателей, закрепленных на дополнительном валу, установленном на станине, с возможностью периодического вращения.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4