Дозированная подача жидкостей применялась уже 2000 лет назад. Сохранившиеся записи из Александрии рассказывают, что в античные времена питьевая вода продавалась через устройство, принцип которого был основан на действии силы тяжести. После оплаты продавец перемещал груз по шкале с делениями в определённую позицию, и покупатель получал порцию воды.
Современное дозирующее оборудование работает по–другому, однако сама идея подачи мерных порций сохранилась до наших дней.
Способы дозирования
Машины проектируются, исходя из следующих критериев:
- Характеристики целевого продукта.
- Тип контейнеров.
- Производительность.
- Особенности настроек.
- Объём дозирования.
- Стоимость применяемых технологий.
Сегодня существует несколько методов дозированной подачи, о каждом расскажем подробно.
Объёмно–поршневой способ
Основан на заполнении продуктом промежуточной гильзы. В результате работы объёмного дозатора в процессе движения поршня возникает разрежение, благодаря которому порция перемещается в тару.
Преимущества:
- Быстрая и удобная переналадка.
- Надёжность конструкции.
- Высокая точность дозирования.
- Простая и недорогая технология.
Количество подаваемого продукта регулируется объёмом гильзы (предел 5 л). Процесс чувствителен к абразивам, недоступен для химически активных и слишком вязких продуктов, кроме того, работа осложняется из–за присутствия застойных зон.
Порционная подача по уровню
Контейнеры заполняются до определённой метки, которую задают настройкой датчика.
Преимущества:
- Невысокая цена.
- Высокая точность.
- Простая и надёжная конструкция.
К недостаткам можно отнести ограниченный выбор тары (для работы годятся ёмкости небольшого объёма). Технология применяется только для жидких продуктов с хорошей текучестью.
Дозирование по времени
Подача выполняется в заданный промежуток времени.
Преимущества:
- Доступная стоимость.
- Высокая производительность.
Технология однопоточных дозаторов применяется для жидкостей с неизменными характеристиками, кроме того, метод не отличается гибкостью, что затрудняет настройки оборудования.
Весовой метод
В принципе используется отмеривание порций по массе. Поточные весовые дозаторы подают продукт в контейнеры самотёком или принудительным способом. Как только значение по весу достигает заданного уровня, движение приостанавливается.
Преимущества:
- Высокая точность.
- Расширенный диапазон дозирования.
- Небольшое количество застойных зон.
- Работа с вязкими продуктами и смесями с твёрдыми частицами.
К главным недостаткам относятся высокая цена аппаратов и требование аккуратного обращения с весовыми платформами, что не всегда возможно в условиях поточного производства.
Дискретный способ
В основе работы оборудования лежит принцип перекачивания жидкости с помощью насоса или же посредством движения шнека для сыпучих продуктов. В первом типе машин контролирующая система отслеживает число оборотов насосной установки, определяя объём. После того как количество поворотов отмерено, насос отключается, и выпускной клапан перекрывается.
Схема шнекового дозатора рассчитана на продукцию с затруднённой сыпучестью. Точность промышленных установок достигает 0,5% при фасовке порошкообразных и гранулированных материалов объёмов 1–10 г.
Преимущества:
- Гибкость настроек.
- Точность работы.
- Быстрая очистка поверхностей.
В сравнении с машинами весового типа погрешность отмеривания порций выше, поэтому метод не подходит для точных процессов.
Как работают объёмные поршневые дозаторы
Среди оборудования порционной подачи продуктов поршневой вариант относится к аппаратам «на все руки». Машины используются в процессах фасовки, наполнения, герметизации, а также подходят для задач термического управления процессом с изоляцией продуктов.
Технология годится как для дозированной подачи одного компонента, так и составления многокомпонентных смесей. В последнем случае в цикле участвуют несколько гильз, каждая отвечает за отдельный поток. Дозирующие поршни работают в синхронном режиме, одновременно проталкивая 2 и более продуктов. Смешивание происходит в специальной трубке с образованием однородной среды.
На рабочих поверхностях дозатора и в ёмкостях для материалов реакции между компонентами не происходит, в то же самое время новый продукт не подвергается действию внешних факторов. Оригинальная схема улучшает показатели надёжности и точности дозирования, продлевая рабочий ресурс аппарата. Кроме того, объёмный принцип не зависит от таких факторов как температура, вязкость продукта, усилие продавливания, что повышает точность дозирования в сравнении с методами подачи по времени или измерения массы.
Гибкость настроек позволяет адаптировать аппарат к задачам процесса. Оборудование доступно в разном функциональном исполнении, в широком диапазоне производительности и линейке габаритных размеров.
Варианты устройств
Современные поршневые дозаторы предлагаются в ручном, полуавтоматическом и автоматическом исполнении. Автоматы проектируют в линейной и роторной конфигурации. Производительность машин зависит от количества поршней (максимально 24).
По типу привода автоматы делятся на электрические и пневматические. В первом варианте линии комплектуются двигателями, приводимыми в движение постоянным током. Пневматические модели функционируют за счёт энергии сжатого воздуха, поступающего от компрессора.
Сравнение дозирующего оборудования пневматического и электрического типа
| Параметр | Электродвигатель | Подача сжатого воздуха |
| Безопасность | Техника непригодна для специальных режимов работы ввиду рисков, связанных с работой электродвигателей. | Оборудование используется на критически важных производствах со специальными требованиями к пожарной безопасности. |
| Удобство | Тяжеловесные моторы снижают мобильность техники. Двигатели, работающие в импульсном режиме, генерируют вибрации. | Аппараты создают ощутимо меньше вибраций в сравнении электрическими аналогами. |
| Функциональность | Аппараты обеспечивают большую точность и плавность дозирования. Техника характеризуется гибкостью, и это позволяет добавлять к линии вспомогательные устройства и оборудование. | Машины рассчитаны на работу в непрерывном режиме. Оборудование отличается повышенной производительностью в сравнении с равным по весу дозатором с электродвигателем. |
| Экономичность | Высокий КПД техники позволяет проектировать машину в энергоэффективном рабочем режиме. | Современные пневматические дозаторы конфигурируются с точным расходом воздушной смеси. В результате затраченная энергия практически полностью переводится в полезную работу, делая пневмодозаторы не менее, а иногда и более экономичными в сравнении с электрическими аналогами. |
| Стоимость | Выше пневматического оборудования. | Аппарат обходится дешевле машины с электромотором, однако для работы потребуется компрессор. |
Разные типы дозирующего оборудования позволяют использовать преимущества и функциональные возможности аппаратов при создании дозирующих комплексов. Производители техники проектируют линии с условием адаптации работы к условиям предприятий.
