Класифікація потокових ліній, буферні накопичувачі, дозатори

Автоматичні роторні лінії

Автоматичні роторні лінії — одна з вищих форм автоматизації технологічного процесу, тому що міжмашинне і внутрішньомашинне транспортування потоку об’єктів обробки (виробів) здійснюється безперервно з постійною швидкістю, що полегшує керування продуктивністю та якістю обробки.

На базі роторних ліній здійснюється комплексна автоматизація виробничих процесів складання, розфасування, комплектування, пакування. Швидкість транспортування виробів на роторній лінії не залежить від технологічної швидкості.

Автоматизована роторна лінія — це комплекс кількох роторних машин, встановлених на загальній станині у технологічній послідовності і об’єднаних системою транспортування, приводу і керування. На вході й виході роторної лінії встановлені пристрої для автоматичного завантаження-розвантаження об’єктів, наприклад заготовок і напівфабрикатів харчового виробництва.

Технологічні процеси, які реалізуються в роторній лінії, розподілені на кілька операцій, кожна з яких виконується в окремій роторній машині.

Передача об’єктів обробки (виробів) між роторними МА виконується за допомогою групи транспортних роторів.

Для забезпечення достатньої зручності обслуговування і загальної компактності роторної лінії технологічні і транспортні ротори встановлені у шахматному порядку. Вони обертаються безперервно і синхронно за умови переміщення об’єктів обробки (виробів) з постійною швидкістю за траєкторією в плані у вигляді дуг кіл.

Автоматичні роторні лінії також містять навантажувально-розвантажувальні пристрої, автоматизовану систему керування, на яку покладаються такі функції: нагляд за наявністю об’єктів обробки (виробів), контроль стану виконавчих механізмів та інструментів, керування потоком об’єктів, зміна інструментальних блоків, автоматичне налагодження і регулювання механізмів, пуск і зупинка привідних двигунів і пристроїв. Від інших типів потокових ліній роторні відрізняються тим, що на різних ділянках вони дають можливість виконувати операції з різною продуктивністю, що суттєво розширює коло автоматизації технологічних процесів.

АПЛ класифікують за такими ознаками:

типом потоку — на одинарні, що розходяться, сходяться, та змішані;

рівнем механізації та автоматизації — на прості, механізовані, автоматизовані та автоматичні;

характером зв’язку елементів ліній — на жорсткі, напівжорсткі та гнучкі.

За жорсткого зв’язку всі МА працюють з однаковим робочим циклом, вихід з ладу однієї машини призводить до зупинки всієї потокової лінії. За напівжорсткого та гнучкого зв’язку АПЛ машини М порівняно незалежні одна від одної за продуктивністю і ритмом роботи, оскільки між ними вмонтовані міжопераційні буферні накопичувачі Б (рис. 3.10).

Рис. 3.10. Напівжорсткі АПЛ з буферними накопичувачами

Продуктивність потокової лінії визначається кількістю кондиційної продукції, виробленої з початку роботи першої машини лінії до закінчення роботи останньої. Аналіз роботи МА і потокових ліній проводиться шляхом здійснення балансів продуктивності та часу роботи за даними хронометражу, фотографій робочого часу і фактичного випуску продукції.

Буферні накопичувачі призначені для вирівнювання виробничого потоку. При цьому коефіцієнти втрат лінії відносно машини К_вл < К_вм, тобто фактична продуктивність потокової лінії збільшується. Накопичувачі реалізуються у вигляді проміжних бункерів, магазинів, транспортерів тощо.

За способом вимкнення буфери бувають транзитного типу (вмикаються послідовно) та тупикового (вмикаються паралельно).

Схема транзитного накопичувача умовно показана на рис. 3.11.

Рис. 3.11. Схема транзитного накопичувача (М І, М ІІ — машини)

Перевага транзитного накопичувача — простота, недолік —збільшення ширини транспортерів.

Схема тупикового бункерного накопичувача показана на рис. 3.12. Перевага цього накопичувача — менші габарити, ніж у транзитного.

Рис. 3.12. Схема тупикового накопичувача (М І, М ІІ — машини)

Розрахунок очікуваної продуктивності лінії з буферними накопичувачами пов’язаний із визначенням їх місткості та надійності ланок, що входять до складу потокової лінії.

Задля накопичення міжопераційних запасів заготовок (виробів) застосовують достатньо ємнісні транспортери, які об’єднують окремі машини-автомати у стрічку. Ці транспортери обслуговують машини у разі випадкової відмови попередньої.

Одна з найпоширеніших і найважливіших технологічних операцій — дозування.

Дозатори-постачальники бувають безперервної або періодичної дії, вони використовуються для живлення машин та апаратів компонентами у заданій пропорції, наповнення тари або форм фасувальною речовиною, одержання порцій для пакування.

Конструкції дозаторів залежать від фізичних властивостей дозувальних продуктів.

За фізичними властивостями харчові продукти поділяються на рідкі течкі (молоко, соки тощо), рідкі в’язкі (сметана, кетчуп та ін.), пастоподібні (овочева ікра, м’ясний фарш), пластичні (маргарин, тісто, вершкове масло); легкосипкі (під силою тяжіння — крупа, рис, сіль), важкосипкі — здатні злежуватися або створювати склепіння (мука, какао, перець), кускові (риба, картопля, драже), комбіновані (компоти, варення), різні (макарони, вермішель, локшина, тісто з фаршем).

Основні показники точності дозаторів-позиціонерів і дозаторів-наповнювачів: відносна похибка, яка має бути менш ніж задана, середньоквадратичне відхилення, коефіцієнт варіації, розмах варіювання.

Найбільшу точність мають вагові дозатори, що використовуються для постачання дорогих продуктів (кава, спеції) у велику тару.

Дозатори рідини — це група дозаторів-наповнювачів тари, принцип дії яких буває об’ємний, рівневий, часовий.

Дозатори розрізняють за способом подавання рідини — під дією сили тяжіння (струм) або примусово — за величиною повітряного тиску (атмосферного, підвищеного) або розрідження (вакуум).

Головна деталь об’ємного дозатора (рис. 3.13) — мірна ємність V_доз= V_пл, де V_пл — об’єм пляшки, у яку порція рідини надходить із обертового ротора з шаром рідини постійної товщини (H = const).

Робота дозатора — порційне наповнення пляшки. У початковому стані рідина через отвори 5 камери зливання 1 та ущільнювальне кільце 6 витікає через мірну ємність 3 у пляшку, після заповнення якої мірна ємність 3 залишком рідини виштовхується вгору й займає кінцевий піднятий стан 2 у роторі 4 дозатора, наповнення пляшки припиняється.

Місткість дозатора можна змінювати, якщо у мірну ємність умістити витискувач.

Рис. 3.13. Об’ємний дозатор:

1 — камера зливання; 2 — піднятий стан мірної ємності 3;

4 — обертовий ротор; 5 — отвори камери зливання;

6 — ущільнювальне кільце з радіальними пазами

для виходу повітря з пляшки

Рівневі дозатори (рис. 3.14) використовуються для розливу води (рідких напоїв) у більшості автоматичних дозаторів і переважно працюють під вакуумом.

Порожня пляшка під час підняття столика ротора дозатора піднімає гільзу 4, клапан 2 відкривається, рідина стікає у пляшку, а повітря видаляється по трубці 1 (трубка Петі). Після досягнення рідиною верхнього кінця повітряної трубки 1 наповнення пляшки припиняється. Визначення дози залежить від положення трубки Петі відносно клапана.

Рис. 3.14. Рівневий дозатор:

1 — повітряна трубка; 2 — клапан;

3 — ущільнювальне кільце; 4 — гільза;

5 — пружина; 6 — штуцер; 7 — патрубок

Для газованих вод, пива застосовують розлив під тиском, а для в’язких і пастоподібних продуктів, крім того, можуть використовуватися поршневі системи. Основний принцип дії дозаторів пластичних продуктів під тиском — випресування чи виштовхнування продукту шнеками чи поршнями або стисненим повітрям.

Існують три види дозаторів сипких продуктів: об’ємний, ваговий, об’ємно-ваговий.

В об’ємних дозаторах маса порції залежить не лише від точності об’єму мірної ємності, а й від неоднорідності дозованого продукту (грудочки), ступеня густини, вологості. Їх переваги — простота, менші габарити і вартість, висока продуктивність, недоліки — менша точність порівняно з ваговими. За конструкцією бувають дозатори з мірними стаканами, поршневі, шнекові та з затвором.

Дискові дозатори з мірними стаканами найпоширеніші (для крупи, солі).

Шнекові дозатори — це карусель із періодичними зупинками над шнековим постачальником. Кількість порцій визначається кроком, діаметром і частотою обертів шнека (для драже, кави в зернах, цукру т. ін.).

Вагові дозатори мають високу точність дозування, але малу швидкість (для цукерок, чаю, спецій) і складність конструкції (рис. 3.15, 3.16).

Рис. 3.15. Схема об’ємно-вагового дозатора дрібних продуктів:

1 — ваги-коромисло; 2 — досипання продукту; 3 — живильний жолоб; 4 — лійка;

5 — ківш-кишеня; 6 — об’ємно-шнекова кишеня; 7 — елеваторний пристрій

Рис. 3.16. Схема об’ємно-вагового дозатора:

1 — тара; 2 — шнековий роз’єднувач потоку на порції;

3 — колесо конічне приводне; 4 — дозувальний транспортер;

5 — бункер з продуктом

Дата добавления: 2014-01-11