Объемный дозатор это автоматическое устройство для отмеривания и выдачи заданного количества вещества по объему, а не по весу. Такое оборудование широко применяется в промышленности для дозирования жидкостей, паст, газов и сыпучих материалов. Принцип работы основан на заполнении мерных емкостей продуктом до определенного уровня с последующей выгрузкой отмеренной порции. Объемные дозаторы отличаются простой конструкцией, высокой производительностью до ста порций в минуту и надежностью в эксплуатации.
Что такое объемный дозатор и его особенности
Объемный дозатор представляет собой измерительное устройство, которое дозирует материалы по принципу объема. В отличие от весовых систем, которые определяют массу продукта, объемный метод фокусируется на заполнении калиброванных емкостей фиксированного размера. Единицами измерения служат литры или кубические сантиметры.
Основное преимущество объемного дозатора заключается в его конструктивной простоте. Устройство не требует сложных тензометрических датчиков и электронных весов. Это обеспечивает более низкую стоимость оборудования по сравнению с весовыми аналогами, а также упрощает техническое обслуживание и ремонт.
Объемные дозаторы идеально подходят для работы с продуктами постоянной плотности. При фасовке материалов с изменяющимися характеристиками точность дозирования может снижаться, что требует регулярной калибровки оборудования.
Основные характеристики объемных дозаторов
Ключевыми техническими параметрами объемного дозатора являются производительность и точность. Производительность измеряется в количестве доз за единицу времени и может достигать от десятков до ста порций в минуту в зависимости от конструкции. Роторные дозаторы демонстрируют наибольшую скорость работы.
Точность объемного дозирования составляет от двух до пяти процентов, что существенно уступает весовым системам. Погрешность может увеличиваться при работе с неоднородными материалами, пылящими или слипающимися продуктами. На показатели точности также влияют температура, давление и степень уплотнения материала в мерной емкости.
Принцип работы объемного дозатора
Принцип работы объемного дозатора базируется на последовательном заполнении мерных емкостей дозируемым материалом и их опорожнении после достижения заданного объема. Процесс дозирования происходит циклично и полностью автоматизирован.
На первом этапе сыпучий продукт или жидкость подается из накопительного бункера в мерную емкость. Заполнение происходит самотеком или принудительно с помощью питателя. Когда емкость заполняется до нужного уровня, подача материала прекращается. Затем мерная емкость поворачивается или открывается, выгружая отмеренную дозу в упаковку или на следующий этап технологического процесса.
Конструкция объемного дозатора
Типичная конструкция объемного дозатора включает несколько основных узлов. Накопительный бункер служит для хранения дозируемого продукта и обеспечивает непрерывную подачу материала. Мерная емкость или стакан является главным рабочим элементом, определяющим объем дозы.
- Загрузочный бункер с датчиком уровня для контроля наличия продукта
- Система мерных емкостей регулируемого или фиксированного объема
- Механизм подачи и перемещения емкостей с электроприводом
- Система выгрузки дозы через заслонки или клапаны
- Блок управления с программируемым контроллером
- Датчики положения и контроля процесса дозирования
В роторных конструкциях мерные стаканы располагаются по окружности вращающегося барабана. При вращении каждый стакан последовательно проходит зоны загрузки, снятия излишков и выгрузки. Регулировка объема дозы осуществляется изменением размера мерных емкостей с помощью подвижных элементов.
Виды и классификация объемных дозаторов
Объемные дозаторы классифицируются по нескольким признакам в зависимости от конструктивных особенностей, способа дозирования и типа обрабатываемых материалов. Каждый вид имеет свои преимущества и оптимальные области применения.
Роторные дозаторы
Роторный объемный дозатор является наиболее распространенным типом для сыпучих материалов. Устройство представляет барабан с встроенными мерными стаканами, которые вращаются вокруг горизонтальной оси. С одной стороны барабана происходит заполнение емкостей из бункера, с противоположной стороны дозированный продукт высыпается в упаковочную линию.
Преимуществами роторного типа являются высокая производительность, простота конструкции и возможность работы с различными фракциями материала. Скорость дозирования достигает ста доз в минуту, что делает такие устройства незаменимыми на крупных производствах. Регулировка дозы производится быстро путем изменения объема стаканов.
Шнековые дозаторы
Шнековый объемный дозатор использует винтовой механизм для подачи и дозирования продукта. Шнек размещается внутри цилиндрического корпуса и вращается, перемещая материал от загрузочной зоны к выходу. Объем дозы определяется количеством оборотов шнека или временем его работы.
Этот тип дозаторов оптимален для работы с трудносыпучими, порошкообразными и пылящими материалами, такими как мука, крахмал или специи. Шнековая конструкция предотвращает образование пылевого облака и обеспечивает равномерную подачу продукта. Точность дозирования составляет от трех до пяти процентов.
Поршневые и клапанные дозаторы
Для жидкостей и пастообразных продуктов применяются объемные поршневые дозаторы. Принцип работы основан на создании отрицательного давления при движении поршня, что приводит к засасыванию продукта в мерную гильзу. При обратном ходе поршня жидкость выдавливается в тару.
Клапанные системы регулируют подачу продукта с помощью открывающихся и закрывающихся заслонок. Дозирование происходит по времени открытия клапана или по достижению определенного объема в накопительной камере. Такие дозаторы подходят для работы с жидкими и вязкими материалами.
| Тип дозатора | Материалы | Производительность | Точность |
|---|---|---|---|
| Роторный | Сыпучие материалы | До 100 доз/мин | 2-5% |
| Шнековый | Порошки, трудносыпучие | 30-60 доз/мин | 3-5% |
| Поршневой | Жидкости, пасты | 20-80 доз/мин | 2-4% |
| Шиберный | Гранулы, зерно | 40-70 доз/мин | 3-5% |
Применение объемных дозаторов в промышленности
Объемный дозатор находит широкое применение в различных отраслях промышленности благодаря простоте конструкции и высокой производительности. Основными сферами использования являются пищевая, фармацевтическая, химическая и строительная отрасли.
Пищевая промышленность
В пищевой индустрии объемные дозаторы используются для фасовки круп, специй, сахара, соли, кофе, чая и других сыпучих продуктов. Оборудование интегрируется в автоматические упаковочные линии для расфасовки в пакеты, стики, саше и другую тару. Для жидких продуктов применяются поршневые дозаторы при розливе масел, соусов, напитков.
Особое внимание уделяется гигиеничности конструкции дозаторов для пищевых продуктов. Контактирующие с продукцией детали изготавливаются из нержавеющей стали или пищевого пластика. Конструкция предусматривает легкую разборку для санитарной обработки и мойки всех узлов оборудования.
Фармацевтическая и химическая отрасли
В фармацевтике объемные дозаторы применяются для точного дозирования порошков, гранул и таблеток при производстве лекарственных препаратов. Системы дозирования интегрируются в блистерные упаковочные машины и линии расфасовки в банки и флаконы.
Химическая промышленность использует объемные дозаторы для работы с различными реагентами, красителями, удобрениями и строительными смесями. Оборудование должно быть устойчиво к агрессивным средам, поэтому изготавливается из специальных материалов. Для работы с опасными веществами предусматривается взрывозащищенное исполнение.
Другие области применения
- Строительная индустрия для дозирования цемента, песка, гипса и сухих строительных смесей
- Производство бытовой химии при фасовке стиральных порошков, чистящих средств, косметических продуктов
- Сельское хозяйство для дозирования семян, удобрений, кормовых добавок при посеве и кормлении
- Нефтегазовая отрасль для учета и дозирования нефтепродуктов, присадок, технических жидкостей
- Металлургия при подаче сыпучих компонентов в плавильные печи и смесители
Преимущества и недостатки объемных дозаторов
При выборе дозирующего оборудования важно учитывать как положительные характеристики объемного метода, так и его ограничения. Сравнение с весовыми системами помогает определить оптимальный вариант для конкретных производственных задач.
Преимущества объемного дозирования
Главным достоинством объемного дозатора является простота конструкции, что обеспечивает высокую надежность оборудования. Отсутствие сложной электроники и точных весовых датчиков снижает вероятность поломок. Ремонт и техническое обслуживание не требуют высокой квалификации персонала.
Высокая производительность позволяет обрабатывать большие объемы продукции. Роторные дозаторы выдают до ста доз в минуту, что в четыре раза превышает скорость работы весовых аналогов с одним ручьем. Для достижения такой же производительности весовой дозатор требует установки нескольких дозирующих головок, что значительно увеличивает стоимость.
Стоимость объемного дозатора в среднем на тридцать-сорок процентов ниже по сравнению с весовым оборудованием аналогичной производительности. Это делает объемные системы привлекательным вариантом для предприятий с ограниченным бюджетом.
Недостатки и ограничения
Основным недостатком является недостаточная точность дозирования. Погрешность от двух до пяти процентов может быть критичной для дорогостоящих продуктов или при строгих требованиях к весу упаковки. Объемный метод не подходит для материалов с переменной плотностью.
Объемные дозаторы требуют регулярной калибровки для поддержания точности. При смене дозируемого продукта необходима перенастройка оборудования и проверка массы контрольных доз. Без должного обслуживания погрешность может увеличиваться до нескольких процентов.
Ограничения по типу материалов также являются существенным фактором. Объемное дозирование плохо работает с пылящими продуктами, материалами с высокой влажностью, слипающимися или неоднородными по плотности веществами. Для таких продуктов предпочтительнее весовое дозирование.
Настройка и обслуживание объемного дозатора
Правильная настройка объемного дозатора и регулярное техническое обслуживание обеспечивают стабильную работу оборудования и поддержание требуемой точности дозирования. Процедуры настройки зависят от конструкции конкретной модели.
Регулировка объема дозы
Изменение объема дозы в роторных дозаторах осуществляется регулировкой размера мерных стаканов. Большинство современных моделей оснащены механизмом быстрой перенастройки, позволяющим изменять объем без разборки оборудования. Регулировка производится поворотом винтов или перемещением подвижных элементов стакана.
В шнековых дозаторах объем дозы задается настройкой количества оборотов шнека или времени его работы. Регулировка осуществляется через панель управления путем изменения программных параметров. После настройки необходимо провести контрольное взвешивание нескольких доз для проверки фактического веса.
Калибровка и проверка точности
Калибровка объемного дозатора проводится методом проб и ошибок. Сначала устанавливается предполагаемое значение объема, затем отбирается и взвешивается контрольная проба. По результатам взвешивания корректируются настройки до достижения требуемой точности.
- Проверка калибровки выполняется ежедневно перед началом работы
- Отбирается не менее пяти контрольных доз для статистической достоверности
- Допустимое отклонение среднего значения не должно превышать установленную погрешность
- При выходе за пределы допуска производится корректировка настроек
- Результаты проверки фиксируются в журнале технического контроля
Регулярное техническое обслуживание
Техническое обслуживание объемного дозатора включает очистку узлов от остатков продукта, проверку состояния уплотнений и движущихся частей, смазку подшипников и механизмов. Частота обслуживания зависит от интенсивности эксплуатации и типа дозируемых материалов.
Особое внимание уделяется чистоте мерных емкостей. Налипание продукта на стенках приводит к уменьшению эффективного объема и снижению точности. Регулярная очистка предотвращает данную проблему. Для пищевых производств проводится ежедневная санитарная обработка всех контактирующих с продуктом поверхностей.
Сравнение объемных и весовых дозаторов
Выбор между объемным и весовым дозатором зависит от специфики производства, требований к точности и характеристик дозируемого продукта. Каждый метод имеет свои оптимальные области применения.
Объемный дозатор предпочтителен при фасовке однородных материалов стабильной плотности в больших объемах. Высокая производительность и низкая стоимость делают его идеальным выбором для массового производства недорогих товаров. Типичные примеры включают крупы, сахар, соль, строительные смеси.
Весовые дозаторы обеспечивают точность менее одного процента и незаменимы для дорогостоящих продуктов, где переупаковка приводит к значительным потерям. Весовой метод универсален и работает с любыми материалами независимо от плотности. Такие системы применяются для премиальных продуктов, фармацевтических препаратов, специй.
| Критерий | Объемный дозатор | Весовой дозатор |
|---|---|---|
| Точность дозирования | 2-5% | 0,2-1% |
| Производительность | До 100 доз/мин | До 25 доз/мин |
| Стоимость оборудования | Ниже на 30-40% | Выше |
| Сложность обслуживания | Простое | Требует квалификации |
| Работа с разноплотными материалами | Ограничена | Универсальная |
| Частота калибровки | Ежедневная | Еженедельная |
Критерии выбора объемного дозатора
При выборе объемного дозатора необходимо учитывать комплекс факторов, связанных с характеристиками продукта, требованиями производства и условиями эксплуатации. Правильный подбор оборудования обеспечивает эффективность инвестиций.
Характеристики дозируемого материала
Тип продукта определяет конструкцию дозатора. Для свободносыпучих материалов подходят роторные системы, для порошков и муки предпочтительнее шнековые конструкции, для жидкостей необходимы поршневые дозаторы. Размер фракции, сыпучесть и склонность к слипанию влияют на выбор типа питателя.
Плотность материала должна быть стабильной для обеспечения приемлемой точности объемного дозирования. Если плотность меняется более чем на пять процентов от партии к партии, следует рассмотреть весовые системы. Влажность и температура продукта также учитываются при выборе материалов конструкции.
Производственные требования
- Требуемая производительность в дозах за минуту или тоннах в час
- Диапазон регулировки объема дозы от минимального до максимального значения
- Допустимая погрешность дозирования согласно стандартам отрасли
- Необходимость интеграции с существующим упаковочным оборудованием
- Требования к гигиене и санитарной обработке для пищевых производств
- Условия окружающей среды включая температуру, влажность, запыленность
Частые вопросы об объемных дозаторах
Объемный дозатор представляет собой эффективное решение для автоматизации процессов дозирования в различных отраслях промышленности. Простота конструкции, высокая производительность и доступная стоимость делают такое оборудование оптимальным выбором для массового производства продукции с однородными характеристиками.
При выборе дозирующего оборудования необходимо тщательно оценить требования к точности, характеристики материала и объемы производства. Для стандартных задач с умеренными требованиями к точности объемный дозатор обеспечивает лучшее соотношение цены и производительности. Правильная эксплуатация и регулярное обслуживание гарантируют стабильную работу оборудования и качество продукции.
