Дозирующее устройство
Изобретение относится к области дозирования жидкости по уровню и может применяться в различных отраслях техники, например при розливе пищевых продуктов, расфасовке жидких медикаментов, товаров бытовой химии, парфюмерии и пр. Устройство содержит разливочную головку, линию подачи жидкости в дозатор с запорным органом на линии, канал истечения жидкости в тару, воздушные трубки, внутреннюю цилиндрическую камеру с размещенным в ней вакуумобразующим эжектором, мембрану. Мембрана размещена на верхней части головки. Для соединения воздушной полости над уровнем жидкости в таре с пространством под мембраной предусмотрен канал. В устройстве имеется датчик положения мембраны. Канал подачи жидкости в головку имеет выходное отверстие, расположенное тангенциально к оси головки. Вакуумобразующий эжектор размещен внутри камеры головки, но снаружи воздушной трубки коаксиально к камере и к трубке. Канал истечения жидкости из внутренней камеры головки в тару выполнен в виде сопла. Вакуумобразующий эжектор размещен так, что его нижний край совпадает по высоте с минимальным сечением сопла. Изобретение позволяет упростить конструкцию устройства, повысить качество дозируемой жидкости. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.
Область техники. Изобретение относится к области дозирования жидких сред, например в бутылки, банки и пр., и может применяться в различных отраслях техники.
Уровень техники. Известны дозаторы жидкости, например по а.с. 1337670, патенту РФ 2161590, содержащие наполнительные устройства, сосуды с постоянным уровнем жидкости, запорные элементы, источники вакуума и пр., в которых жидкость разливается непосредственно в тару (бутылки, банки и т.п.). В устройстве по патенту 2081815 имеется расходная емкость с жидкостью, герметичная камера с откидным дном и вакуумной линией. В заявке №2005105741/12(007144) - прототип предложен дозатор жидкости с разливочной головкой, трубками для подачи жидкости в тару и отвода воздуха, датчиками давления и управляющим устройством.
Недостатки известного устройства: 1) наличие датчиков давления в напорной емкости и внутри головки, что усложняет дозатор и требует сложного управляющего устройства; 2) отсутствует возможность оказывать воздействие на дозируемую жидкость с целью улучшения ее свойств и обеспечения условий для точного дозирования, что, в частности, необходимо при дозировании жидкостей, содержащих газовые включения (аэрированных жидкостей); 3) ограничения по производительности дозатора вследствие ограничения сечения подводящей жидкость трубки, ограниченного внутренним диаметром горла бутылки.
Сущность изобретения. Предлагаемое устройство лишено описанных недостатков, имеет более высокую производительность и точность дозирования, а также позволяет улучшить качество дозируемой жидкости непосредственно в процессе дозирования. Это достигается введением дополнительных элементов: дозировочной (наполнительной) головки с четырьмя каналами (подачи жидкости, вакуумобразующего эжектора, отвода воздуха и отбора сигнала о наполнении), а также выполнением внутренней камеры дозирующей головки в виде сопла, взаимным расположением эжектора и внутренней камеры головки, а также введением трубки, подающей жидкость в дозирующую головку, тангенциально к оси головки.
Предлагаемое устройство показано на чертеже и содержит дозировочную (разливочную) головку 1, помещаемую на горло тары 2, линию подачи жидкости 3 с запорным органом и каналом истечения 4 в виде сопла, вакуумобразующий эжектор 5, воздушную трубку 6 с дополнительной трубкой 7 и распределителем потока 8, канал 9, мембрану 10, датчик положения 11, управляющее устройство (УУ) 12, датчик наличия тары 13.
Работа устройства. В исходном положении запорный орган на линии подачи жидкости закрыт. После подачи тары 2 на наполнение ее помещают внизу дозирующей головки и герметизируют венчик тары с упругим элементом, расположенным в головке, путем взаимного перемещения головки и/или тары. При этом срабатывает датчик наличия тары 13 и УУ 12 открывает запорный орган. Жидкость из линии 3 поступает под давлением подачи тангенциально во внутреннюю полость головки 1, где закручивается, заполняя часть камеры А головки. Далее жидкость под действием давления подачи и гравитации попадает в канал истечения 4, имеющий форму сопла, а затем - в тару (бутылку) 2, причем вследствие закручивания потока жидкости и наличия распределителя 8 жидкость отбрасывается к стенкам тары и стекает тонким слоем по внутренней поверхности стенки. При прохождении суженного участка (канал 4) поток жидкости ускоряется, что образует зону пониженного давления (разрежение, вакуум) в нижнем сечении эжектора 5 и соответственно в верхней части камеры А, что увеличивает подачу жидкости через линию 3 за счет увеличения разности давлений на входе линии 3 и в камере А. Под действием разрежения (вакуума) содержащиеся в жидкости газовые включения частично выделяются из жидкости, попадают в воздушное пространство над жидкостью (полость Б) и в дальнейшем удаляются вместе с воздухом через трубку 6.
Когда уровень жидкости в таре достигнет нижнего края трубки 7, выход воздуха перекрывается, и в таре над уровнем жидкости (полость Б) образуется давление воздуха, обусловленное давлением жидкости на входе в дозатор. В полости Б головки возникает скачок давления, которое по каналу 9 передается в полость В под мембраной 10. Мембрана поднимается, срабатывает датчик 11, сигнал от него поступает в УУ 12 и оно дает сигнал на закрытие регулирующего органа на линии 3. Требуемая доза набрана. После слива остатков жидкости из головки в тару давление в ней становится атмосферным и при подаче очередной тары к дозатору цикл работы устройства повторяется.
Наличие дополнительной трубки 7 на воздушной трубке 6 позволяет изменять заданный уровень налива в тару.
Преимущества предложенного устройства определяются следующим.
1. В предложенном устройстве отсутствуют датчики давления в линии подачи жидкости и внутри головки, что, в свою очередь, позволяет применить более простое УУ 12 (например, обычное реле).
2. Создание в дозирующей головке вращающегося потока жидкости приводит к образованию сепарирующего эффекта, при котором легкие частицы (газовые включения) в жидкости стремятся к оси вращения (к центру головки) и выделяются из жидкости (эффект дезодорации), что улучшает условия дозирования, т.к. газовые включения искажают гидравлические свойства чистой жидкости и ее плотность, т.е. параметры, на которые был рассчитан дозатор. Кроме того, удаление газовых включений повышает качество дозируемой жидкости за счет устранения ненужных запахов (дезодорация), причем этот эффект достигается без применения отдельного аппарата, а непосредственно в процессе дозирования.
3. Выполнение внутреннего канала истечения жидкости в головке в виде сопла, а также наличие вакуумобразующего эжектора создает разрежение (вакуум) внутри головки, что увеличивает разность давлений на входе в головку и внутри ее, т.е. увеличивает расход жидкости на входе в головку (производительность дозатора), а также еще более увеличивает эффект дезодорации, описанный в п.2.
1. Дозирующее устройство, содержащее дозирующую разливочную головку, воздушную трубку, запорный орган на линии подачи жидкости в дозатор, датчик наличия тары, канал давления воздуха из полости над уровнем жидкости в таре и управляющее устройство, отличающееся тем, что оно снабжено дополнительно цилиндрической внутренней камерой для вращения жидкости, каналом истечения жидкости, вакуумобразующим эжектором, мембраной и датчиком положения мембраны, причем вакуумобразующий эжектор размещен во внутренней камере головки, мембрана размещена на верхней поверхности головки, канал давления воздуха сообщает полость над уровнем жидкости в таре с полостью под мембраной, датчик положения мембраны размещен над мембраной и сообщен с управляющим устройством.
2. Дозирующее устройство по п.1, отличающееся тем, что линия подачи жидкости имеет выходное отверстие во внутренней камере головки, расположенное тангенциально к оси головки.
3. Дозирующее устройство по п.1, отличающееся тем, что канал истечения жидкости из внутренней камеры головки в тару выполнен в виде сопла, ось которого совпадает с осью головки.
4. Дозирующее устройство по п.1, отличающееся тем, что вакуумобразующий эжектор расположен во внутренней камере головки, но снаружи воздушной трубки коаксиально к внутренней камере головки и к воздушной трубке, причем нижний край эжектора совпадает по высоте с минимальным проходным сечением сопла.
