RU2704192C1 - Compact loose material batcher-mixer - Google Patents

Abstract

FIELD: food industry.

SUBSTANCE: invention relates to equipment for bakery industry and can be used for dosing and mixing loose materials in flour-grinding, confectionary, chemical industry, production of construction materials and other industries. Bulk materials batcher-mixer consists of fixed on stationary frame bin, on top closed with cover with loading branch pipe, diameter of which does not exceed 200 mm, on its side surface a microwave flow meter is installed, located at a distance from the point of bulk component receipt of not less than 300 mm, on external conic part of hopper there is a vibrator, inside the hopper there is a working member of mixing unit, which contains vertical shaft with fixed on it nozzle, made in form of spatial figure 8, located in central part of working element, on the same vertical shaft a frame is fixed, consisting of flat metal plates for supply of mixture components to the main mixing zone and cleaning of the inner surface of the hopper from particles of flour, and in lower part of working member there is a belt auger, which provides supply of components of mixture from lower part of hopper into zone of main mixing.

EFFECT: reduced losses of flour, increased accuracy of dosing, improved conditions of sanitary-hygienic state of production, high degree of homogenization of the ready mixture, reduced dimensions and weight of the plant, high reliability of operation and ease of use, as well as wider field of use thereof.

1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к оборудованию хлебопекарной промышленности и может найти применение для дозирования и смешивания сыпучих материалов в мукомольной, кондитерской, химической промышленностях, в производстве строительных материалов и в других отраслях.The invention relates to equipment for the baking industry and may find application for dosing and mixing bulk materials in the milling, confectionery, chemical industries, in the production of building materials and in other industries.

Операции по дозированию и смешиванию сухих компонентов на хлебопекарных предприятиях страны в настоящее время решаются при помощи установок, в которых происходят отдельно операции по дозированию компонентов и отдельно по их смешиванию. Такое решение вопроса приводит к тому, что установки имеют большие габариты и являются весьма металлоемкими. Эксплуатация таких установок сложна и требует существенных затрат на их обслуживание. Так, известна установка весовой валки муки: Шаргородский И.И. Реконструкция, модернизация и техническое перевооружение складов бестарного и тарного хранения муки, подготовка муки к производству, внутризаводское транспортирование, дозирование, учет муки и жидких ингредиентов на хлебопекарных и других пищевых предприятиях. - М: Изд. центр «ООО А.Г.Р.0-3», 2008. - стр. 95-100, (копии документов прилагаются).The operations for dosing and mixing dry components at the country's bakeries are currently being solved with the help of installations in which separate operations for dosing the components and separately for mixing them take place. Such a solution to the problem leads to the fact that the plants are large and very metal-intensive. The operation of such plants is complex and requires significant maintenance costs. So, the installation of a weight roll of flour is known: Shargorodsky I.I. Reconstruction, modernization and technical re-equipment of bulk and packaged flour storage warehouses, preparation of flour for production, in-plant transportation, dosing, metering of flour and liquid ingredients in bakeries and other food enterprises. - M: Publ. center “LLC A.G.R.0-3”, 2008. - p. 95-100, (copies of documents are attached).

В качестве дозирующего весового устройства в данной установке используется дозатор муки марки ДСПОЗ, в конструкции которого задействованы три тензодатчика. К дозатору муки подведены три трассы гибких спиральных шнеков - ржаная обдирная мука, пшеничная муки первого сорта, пшеничная второго сорта.As a dosing weighing device in this installation, a flour doser of the DSPOZ brand is used, in the construction of which three load cells are involved. Three routes of flexible spiral augers have been brought to the flour dispenser - peeled rye flour, wheat flour of the first grade, wheat of the second grade.

Под дозатором муки установлен смеситель сыпучих продуктов «ССП». Смеситель состоит из рабочей камеры и привода. На горизонтальном валу, внутри рабочей камеры, размещены рабочие органы состоящие из двух ленточных лопастей в виде косого геликоида. Лопасти обеспечивают осевое перемещение компонентов смеси от боковых стенок к центру, в то время как дополнительные лопатки, расположенные на меньшем радиусе, предназначены для осевого и радиального перемещения компонентов в обратном направлении от центра к боковым стенкам. Привод рабочего органа осуществляется мотор - редуктором, размещаемым соосно с валом.Under the flour dispenser, a mixer for bulk products "SSP". The mixer consists of a working chamber and a drive. On the horizontal shaft, inside the working chamber, the working bodies are located consisting of two tape blades in the form of an oblique helicoid. The blades provide axial movement of the mixture components from the side walls to the center, while additional blades located at a smaller radius are designed for axial and radial movement of the components in the opposite direction from the center to the side walls. The drive of the working body is carried out by a motor - reducer placed coaxially with the shaft.

На сменной герметичной крышке рабочей камеры расположены три патрубка. Центральный патрубок закрыт «дыхательным» двухслойным фильтром. По двум сторонам от фильтра размещены два патрубка, один из которых рабочий, второй обычно закрыт герметичной крышкой. В рабочий патрубок поступает мука из дозатора муки. Выгрузка готовой смеси осуществляется через нижний центральный патрубок, на котором установлена приводная заслонка, регулирующая выдачу готовой смеси.Three replaceable nozzles are located on the replaceable sealed cover of the working chamber. The central pipe is closed by a “breathing” two-layer filter. On two sides of the filter are two nozzles, one of which is working, the second is usually closed with a sealed cap. Flour from the flour dispenser enters the working pipe. Unloading of the finished mixture is carried out through the lower central pipe, on which a drive flap is installed, which regulates the delivery of the finished mixture.

Далее под выгрузочным патрубком устанавливается буферная накопительная емкость, из которой, тщательно перемешанная и учтенная, готовая смесь раздается по потребителям - в дозаторы тестомесильных машин.Next, under the discharge pipe, a buffer storage tank is installed, from which, thoroughly mixed and taken into account, the finished mixture is distributed to consumers - into dispensers of dough mixing machines.

В другом известном решении предложено смеситель устанавливать на платформенные весы (ООО «Авалон-М», проспект на смеситель СП-1000.06 с ВПл, (копии документации прилагаются).In another well-known solution, it is proposed to install the mixer on a platform scale (Avalon-M LLC, prospectus on the SP-1000.06 mixer with Vpl, (copies of documentation are attached).

К недостаткам известных установок относятся - громоздкость конструкций, сложность изготовления и высокая стоимость изделий.The disadvantages of the known installations include - the bulkiness of structures, the complexity of manufacturing and the high cost of products.

Задачами предлагаемого изобретения являются снижение потерь муки, повышение точности дозирования, улучшение условий санитарно-гигиенического состояния производства, высокая степень гомогенизации готовой смеси, уменьшение габаритов и массы установки, повышение надежности ее работы и удобства эксплуатации, а также расширение сферы его применения.The objectives of the invention are to reduce the loss of flour, increase the accuracy of dosing, improve the conditions of the sanitary-hygienic state of production, a high degree of homogenization of the finished mixture, reduce the dimensions and mass of the unit, increase the reliability of its operation and ease of use, as well as expanding its scope.

Поставленные задачи достигаются за счет того, что компактный дозатор-смеситель сыпучих материалов, состоящий из закрепленного на стационарной раме бункера, сверху закрытого крышкой с загрузочным патрубком, диаметр которого не превышает 200 мм, на его боковой поверхности установлен микроволновый расходомер, расположенный на расстоянии от места поступления сыпучего компонента не менее 300 мм, на наружной конической части бункера установлен вибратор, внутри бункера установлен рабочий орган узла смешивания, содержащий вертикальный вал с насадкой, выполненной в виде пространственной восьмерки обеспечивающей гомогенизацию смеси сыпучих материалов, на этом же вертикальном валу крепится рамка состоящая из плоских металлических пластин для подачи компонентов смеси в зону основного смешивания и зачистки внутренней поверхности бункера от частиц муки, а в нижней части вертикального вала расположен ленточный шнек, обеспечивающий подачу компонентов смеси из нижней части бункера в зону основного смешивания.The objectives are achieved due to the fact that the compact doser-mixer of bulk materials, consisting of a hopper mounted on a stationary frame, closed with a lid and a loading nozzle on top, whose diameter does not exceed 200 mm, has a microwave flowmeter located on its side surface located at a distance from the place the flow of the loose component is not less than 300 mm, a vibrator is installed on the outer conical part of the hopper, inside the hopper there is a working element of the mixing unit containing a vertical shaft with Adhesive, made in the form of a spatial eight, ensuring the homogenization of a mixture of bulk materials, a frame consisting of flat metal plates is mounted on the same vertical shaft to feed the mixture components into the main mixing zone and clean the flour particles from the inner surface of the hopper, and a tape is located at the bottom of the vertical shaft a screw that feeds the components of the mixture from the bottom of the hopper into the main mixing zone.

На фиг. 1 схематично изображен компактный дозатор-смеситель сыпучих материалов.In FIG. 1 schematically shows a compact doser-mixer of bulk materials.

Дозатор-смеситель состоит из бункера 13 с узлом смешивания, установленного на стационарной раме 9, в верхней части которой на металлической платформе 2 находится привод узла смешивания дозатора-смесителя, состоящий из мотор-редуктора 1, муфты и подшипникового узла 5. К этой же металлической платформе, при помощи шпилек, крепится крышка 4 узла смешивания. На крышке находятся загрузочный патрубок 15, через который поступают различные компоненты необходимые для приготовления смеси, и патрубок 3 с фильтрующим элементом для выхода воздуха. На боковой поверхности загрузочного патрубка 15 устанавливается микроволновый расходомер 16.The dispenser-mixer consists of a hopper 13 with a mixing unit mounted on a stationary frame 9, in the upper part of which on a metal platform 2 there is a drive of the mixing unit of the dispenser-mixer, consisting of a gear motor 1, a coupling and a bearing assembly 5. To the same metal the platform, with the help of studs, is attached to the cover 4 of the mixing unit. On the cover there is a loading pipe 15, through which various components necessary for preparing the mixture enter, and a pipe 3 with a filter element for air outlet. A microwave flowmeter 16 is mounted on the side surface of the loading nozzle 15.

Во внутренней части бункера 13 дозатора-смесителя, при помощи подшипникового узла 5, устанавливается рабочий орган узла смешивания, представляющий собой вал 6 с насадкой 12 для качественной гомогенизации различных подаваемых сыпучих компонентов. Рабочий орган - это вал 6, в центральной части которого находится насадка 12 в виде пространственной восьмерки из двух лопастей. В нижней части рабочего органа крепится шнек 7 для подачи различных сыпучих компонентов к центральной части узла смешивания. На валу также крепится рамка 14 состоящая из плоских металлических пластин для подачи компонентов смеси в зону основного смешивания и зачистки внутренней поверхности бункера от частиц муки.In the inner part of the hopper 13 of the dispenser-mixer, using the bearing unit 5, the working body of the mixing unit is installed, which is a shaft 6 with a nozzle 12 for high-quality homogenization of various supplied bulk components. The working body is a shaft 6, in the central part of which there is a nozzle 12 in the form of a spatial eight of two blades. In the lower part of the working body is attached a screw 7 for supplying various loose components to the Central part of the mixing unit. A frame 14 consisting of flat metal plates is also mounted on the shaft for feeding the mixture components into the main mixing zone and cleaning the inner surface of the hopper from flour particles.

К боковой и нижней поверхности бункера 13 крепятся соответственно вибратор 10 и заслонка 8.To the side and bottom surfaces of the hopper 13 are attached, respectively, a vibrator 10 and a shutter 8.

Под дозатором-смесителем предусмотрено место для установки дежи или какой-либо промежуточной емкости для загрузки и транспортировки готовой смеси в производство.Under the dispenser-mixer there is a place for installing a bowl or any intermediate container for loading and transporting the finished mixture to production.

Принцип работы дозатора-смесителя заключается в следующем. Перед началом дозирования сыпучих материалов оператор задает на весовом терминале величину (массу) доз различных компонентов, необходимых для создания смеси, и подает с пульта управления команду на начало дозирования (нажать кнопку «Пуск»). Начало цикла набора компонентов происходит, когда заслонка бункера открыта, и есть уверенность, что бункер пустой. При нажатии на кнопку «Пуск» включается режим закрытия заслонки. После достижения закрытого положения заслонки, автоматически включается режим набора первого компонента и медленное вращение узла смешивания. Масса поступающего сыпучего материала непрерывно определяется электронным расходомером сыпучих материалов. В момент, когда масса поступающего сыпучего материала достигнет заданной величины, автоматически поступает команда об отключении питателя линии подачи муки.The principle of operation of the dispenser-mixer is as follows. Before starting to dispense bulk materials, the operator sets the weight (terminal) doses of various components needed to create the mixture on the weighing terminal and sends a command to start dispensing from the control panel (press the "Start" button). The start of the component kit cycle occurs when the hopper flap is open, and there is confidence that the hopper is empty. When you press the "Start" button, the shutter closing mode is activated. After reaching the closed position of the shutter, the set mode of the first component and the slow rotation of the mixing unit are automatically activated. The mass of incoming bulk material is continuously determined by the electronic flow meter of bulk materials. At the moment when the mass of incoming bulk material reaches a predetermined value, a command is automatically issued to disconnect the feeder of the flour feed line.

Затем автоматически аналогично происходит набор дозы другого компонента сыпучего материала. Количество загружаемых компонентов может при необходимости составлять от двух и более.Then, automatically, a similar set of doses of another component of the bulk material occurs. The number of downloadable components may, if necessary, be from two or more.

При завершении загрузки бункера дозатора-смесителя производится учет массы загруженной порции сыпучего материала в энергонезависимой памяти пульта управления. Учет ведется в счетчике прошедшего сыпучего материала нарастающим итогом, отдельно для каждой линии загрузки. При отключении электроэнергии содержимое энергонезависимой памяти не разрушается.Upon completion of loading the hopper of the dispenser-mixer, the mass of the loaded portion of bulk material is recorded in the non-volatile memory of the control panel. Accounting is carried out in the counter of the past bulk material on an accrual basis, separately for each loading line. During a power outage, the contents of non-volatile memory are not destroyed.

После достижения набора заданного количества нужных компонентов, происходит переключение скорости вращения рабочего органа. Скорость вращения и время смешивания также устанавливаются по заданию технолога. После завершения процесса гомогенизации в бункере, можно оставить функцию медленного вращения рабочего органа, до окончания разгрузки бункера, или его полной остановки.After reaching a set of a given number of necessary components, the rotation speed of the working body is switched. The rotation speed and mixing time are also set on the instructions of the technologist. After completion of the homogenization process in the hopper, you can leave the function of slow rotation of the working body until the hopper is unloaded, or it stops completely.

Следующий цикл набора компонентов и их смешивания, будет производиться только после разгрузки бункера.The next cycle of the set of components and their mixing will be carried out only after unloading the hopper.

При нажатии на кнопку «Откр» (команда «РАЗГРУЗКА») с пульта управления, исполнительный механизм открывает заслонку и полученная смесь высыпается из бункера. После полного открывания заслонки включается вибратор, который обеспечивает выгрузку оставшегося на стенках бункера сыпучего материала. После того, как бункер полностью освобожден от материала заслонка закрывается. По окончании закрытия заслонки дозатор-смеситель готов для набора следующей дозы.When you press the “Open” button (“UNLOAD” command) from the control panel, the actuator opens the shutter and the resulting mixture is poured out of the hopper. After the flap is fully opened, the vibrator is turned on, which ensures the unloading of the bulk material remaining on the walls of the hopper. After the hopper is completely free of material, the shutter closes. At the end of the shutter closure, the dispenser-mixer is ready for the next dose.

Работающий в составе дозатора-смесителя микроволновый расходомер сыпучих материалов использует микроволновую технологию, источник излучает энергию в 24-125 ГГц. Используя принцип Доплера, изменение отраженных микроволн передается сенсором, как сигнал 4-20 мА в контроллер для преобразования в расход.The microwave flowmeter of bulk materials, which is part of the metering mixer, uses microwave technology, the source emits energy at 24-125 GHz. Using the Doppler principle, the change in the reflected microwaves is transmitted by the sensor as a 4-20 mA signal to the controller for conversion to flow.

Как показали предварительные исследования, при диаметре патрубка 15, через который в дозатор-смеситель подаются сыпучие компоненты, до 200 мм и наличии участка свободного падения длиной не менее 300 мм, достигается минимальная погрешность в измерениях с точностью до 2%. При диаметре патрубка более 200 мм и наличии участка свободного падения длиной менее 300 мм необходимо устанавливать 2 или 3 сенсора на один измерительный модуль, что приводит к увеличению габаритов изделия и значительному его удорожанию.As preliminary studies have shown, with a nozzle diameter of 15, through which bulk components are fed into the metering mixer, up to 200 mm and a free fall area of at least 300 mm in length, a minimum measurement error is achieved with an accuracy of 2%. With a pipe diameter of more than 200 mm and the presence of a free fall section with a length of less than 300 mm, it is necessary to install 2 or 3 sensors per measuring module, which leads to an increase in the dimensions of the product and its significant cost increase.

Пропорциональное дозирование и измерение расхода сырья решаются значительно проще с использованием микроволнового измерителя расхода сыпучих веществ. Особенность данного расходомера - то, что он встраивается непосредственно в загрузочный патрубок бункера дозатора-смесителя, при этом нет препятствий движению сыпучего материала. В части технологического процесса такой прибор незаменим. Использование микроволнового расходомера позволяет значительно упростить технологические процессы дозирования и смешивания сыпучих материалов в пищевой промышленности и повысить точность измерения количества подаваемого сыпучего материала. При этом экспериментальным путем установлено, что диаметр загрузочного патрубка 15 (D), через который поступают различные компоненты, необходимые для приготовления смеси, не должен превышать 200 мм, а расстояние между местом поступления сыпучего компонента и электронным расходомером сыпучих материалов (L) должно составлять не менее 300 мм.Proportional dosing and measuring the flow rate of raw materials are solved much easier using a microwave flow meter of bulk solids. The peculiarity of this flow meter is that it is built directly into the loading pipe of the hopper of the dispenser-mixer, while there are no obstacles to the movement of bulk material. In terms of the technological process, such a device is indispensable. The use of a microwave flow meter can significantly simplify the technological processes of dispensing and mixing bulk materials in the food industry and improve the accuracy of measuring the amount of bulk material supplied. At the same time, it was experimentally established that the diameter of the loading nozzle 15 (D), through which various components necessary for preparing the mixture enter, should not exceed 200 mm, and the distance between the place of entry of the bulk component and the electronic flow meter of bulk materials (L) should not be less than 300 mm.

Достоинства новой системы измерения расхода (массы) сыпучих компонентов:Advantages of the new system for measuring the flow (mass) of bulk components:

- нетрудоемкое проведение монтажа;- non-laborious installation;

- удовлетворительная чувствительность во всем диапазоне измерений.- satisfactory sensitivity over the entire measurement range.

Работа прибора основана на взаимодействии высокочастотного электромагнитного поля с частицами материала. Зондирующий сигнал отражается от пролетающих частиц, принимается датчиком и измеряется по частоте и амплитуде. Благодаря селективному приему по частоте обрабатываются сигналы только от движущихся частиц и подавляются сигналы от неподвижных отложений.The operation of the device is based on the interaction of a high-frequency electromagnetic field with particles of material. The probe signal is reflected from flying particles, received by the sensor and measured in frequency and amplitude. Thanks to selective frequency reception, only signals from moving particles are processed and signals from stationary deposits are suppressed.

Прибор можно использовать для дозирования различных порций сыпучих материалов. Типичный случай применения микроволнового прибора - разные системы пропорционального смешивания, когда несколько компонентов загружают в одну емкость. Дорогостоящие и сложные взвешивающие системы зачастую слишком неточны для малых количеств сырья. Электронный расходомер сыпучих материалов позволяет решить проблему дозирования компонентов более эффективно.The device can be used to dispense various servings of bulk materials. A typical application of a microwave device is different proportional mixing systems, when several components are loaded into one container. Costly and complex weighing systems are often too inaccurate for small quantities of raw materials. The electronic flowmeter of bulk materials allows you to solve the problem of dispensing components more efficiently.

Конструкция компактного дозатора-смесителя позволяет, при необходимости, легко демонтировать рабочий орган. Этот вариант компоновки дозатора-смесителя позволяет использовать его в качестве непосредственно дозатора сыпучих компонентов.The design of a compact dispenser-mixer allows, if necessary, to easily dismantle the working body. This version of the layout of the dispenser-mixer allows you to use it as a direct dispenser of bulk components.

Claims (1)

Дозатор-смеситель сыпучих материалов, характеризующийся тем, что состоит из закрепленного на стационарной раме бункера, сверху закрытого крышкой с загрузочным патрубком, диаметр которого не превышает 200 мм, на его боковой поверхности установлен микроволновый расходомер, расположенный на расстоянии от места поступления сыпучего компонента не менее 300 мм, на наружной конической части бункера установлен вибратор, внутри бункера установлен рабочий орган узла смешивания, содержащий вертикальный вал с закрепленной на нем насадкой, выполненной в виде пространственной восьмерки, расположенной в центральной части рабочего органа, на этом же вертикальном валу крепится рамка, состоящая из плоских металлических пластин для подачи компонентов смеси в зону основного смешивания и зачистки внутренней поверхности бункера от частиц муки, а в нижней части рабочего органа расположен ленточный шнек, обеспечивающий подачу компонентов смеси из нижней части бункера в зону основного смешивания.Bulk material dispenser-mixer, characterized in that it consists of a hopper mounted on a stationary frame, closed with a lid on top with a loading nozzle, the diameter of which does not exceed 200 mm, a microwave flowmeter is installed on its side surface, located at a distance from the place where the bulk component arrives at least 300 mm, a vibrator is installed on the outer conical part of the hopper, a working element of the mixing unit is installed inside the hopper, containing a vertical shaft with a nozzle fixed on it, made In the form of a spatial figure eight, located in the central part of the working body, a frame consisting of flat metal plates is mounted on the same vertical shaft for feeding the mixture components into the main mixing zone and cleaning the inner surface of the hopper from flour particles, and at the bottom of the working body belt auger, which provides the supply of the mixture components from the bottom of the hopper to the main mixing zone.

Images