Роторная таблеточная машина

КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ цилиндрами, с поршнями и штоками, образующими в их корпусах поршневые и штоковые полости, корпус с размещнными в нм матрицами, верхние и нижние пуансоны, силовой привод, первое распределительное устройство рабочей жидкости для периодического соединения полостей силовых цилиндров с источниками давления, дозатор объма рабочей жидкости для регулировки величины хода нижних пуансонов и второе распределительное устройство для управления им в момент засыпки, а также кинематически связанный с ним транспортный ротор, взаимодействующий с датчиком контроля высоты изделий. Роторная машина снабжена также устройством измерения плотности изделий, устройством автоматического изменения давления прессования, устройством автоматической укладки изделий в тару и транспортно-накопительной системой. Механизмы удаления изделий в брак и подачи их в устройство измерения плотности, а также механизм раскладки изделий в поперечной плоскости встроены в транспортный ротор, а раскладка изделий в продольной плоскости и мягкая выгрузка их послойно в тару ведтся при помощи механизма укладки. Механизм укладки снабжн кассетой, опускающейся, в момент выгрузки, внутрь тары и обеспечивающей непрерывность процесса при смене тары в транспортно-накопительной системе.(72) Горбушин Александр Вениаминович Кузнецов Николай Анатольевич Кондрат Валерий Павлович Сазонтов Анатолий Матвеевич Роганов Сергей Геннадьевич Розаев Андрей Анатольевич(73) Акционерное общество Ульбинский металлургический завод(57) Изобретение относится к области машиностроения, в частности, к конструкции роторных машин для прессования изделий из порошков и может быть использовано в области производства изделий из порошковых материалов в порошковой металлургии, химической и других отраслях промышленности. Конструкция роторной машины обеспечивает,кроме прессования, автоматический контроль и выбраковку изделий по высоте и плотности, а также автоматическую, без повреждений, укладку изделий в тару. Роторная машина для прессования изделий из порошков содержит смонтированные на станине загрузочное устройство, технологический ротор,включающий верхний и нижний блоки с силовыми 15391 Изобретение относится к области машиностроения, в частности, к конструкции роторных машин для прессования изделий из порошков и может быть использовано в области производства изделий из порошковых материалов в порошковой металлургии, химической и других отраслях промышленности. Известна роторная машина прессования изделий из порошковых материалов, имеющая ротор прессования с матрицами, в котором установлены верхние и нижние гидроцилиндры и верхние и нижние пуансоны. Перемещение поршней гидроцилиндров осуществляется путм подачи рабочей жидкости в соответствующие полости гидроцилиндров с помощью распределительного устройства (а. с. СССР 1234215, кл. В 30 В 11/00, 1986). Недостатками данной машины является то, что она не оснащена устройствами контроля полученных изделий по высоте и плотности, и выгрузка изделий в тару ведтся вручную. Настройки роторной машины на требуемую высоту и требуемую плотность изделий также ведутся вручную. Вс вышесказанное приводит к уменьшению производительности машины, ухудшению качества изделий как по высоте, так и по плотности, а также к механическому повреждению некоторой части таблеток при заполнении тары. Кроме этого, непосредственный контакт обслуживающего персонала с изделиями делает затруднительным прессование на данной машине изделий из токсичных и вредных для здоровья материалов. Известна роторная машина для прессования изделий из порошков, содержащая смонтированные на станине загрузочное устройство и ротор прессования, включающий верхний и нижний блоки с силовыми цилиндрами, с поршнями и штоками, образующими в их корпусах поршневые и штоковые полости, корпус с размещнными в нм матрицами,верхние и нижние пуансоны, первое распределительное устройство рабочей жидкости для периодического соединения полостей силовых цилиндров с источниками давления и силовой магистралью, дозатор объма рабочей жидкости для регулировки величины хода нижних пуансонов и второе распределительное устройство для управления им в момент засыпки, а также кинематически связанный с ним транспортный ротор, взаимодействующий с датчиком контроля высоты изделий (а. с. СССР 1613360, кл. В 30 В 11/00, 1990). Недостатками такой машины является отсутствие устройств автоматического измерения плотности изделий, а также автоматической, без повреждений, укладки изделий в тару. Задачей, на решение которой направлено изобретение, является разработка такой конструкции роторной машины, которая обеспечивала бы, кроме прессования, автоматический контроль и выбраковку изделий по высоте и плотности, а также автоматическую, без повреждений, укладку изделий в тару. Это достигается тем, что в отличие от известной роторной машины для прессования изделий из порошков, содержащей смонтированные на станине 2 загрузочное устройство, технологический ротор,включающий верхний и нижний блоки с силовыми цилиндрами с поршнями и штоками, образующими в их корпусах поршневые и штоковые полости, корпус с размещнными в нм матрицами, верхние и нижние пуансоны, силовой привод, первое распределительное устройство рабочей жидкости для периодического соединения полостей силовых цилиндров с источниками давления, дозатор объма рабочей жидкости для регулировки величины хода нижних пуансонов и второе распределительное устройство для управления им в момент засыпки, а также кинематически связанный с ним транспортный ротор, взаимодействующий с датчиком контроля высоты изделий, по предлагаемой конструкции роторная машина снабжена устройством измерения плотности изделий, устройством автоматического изменения давления прессования, устройством автоматической укладки изделий в тару и транспортнонакопительной системой, причм механизмы удаления изделий в брак и подачи их в устройство измерения плотности, а также механизм раскладки изделий в поперечной плоскости встроены в транспортный ротор, а раскладка изделий в продольной плоскости и мягкая выгрузка их, послойно, в тару ведтся при помощи механизма укладки, причм механизм укладки снабжн кассетой, опускающейся, в момент выгрузки, внутрь тары и обеспечивающей непрерывность процесса при смене тары в транспортно-накопительной системе. На фигуре представлена схема устройства роторной машины. Роторная машина для прессования изделий из порошков содержит станину 1 и установленные на ней загрузочное устройство 2, технологический ротор, состоящий из нижнего блока 3 с силовыми цилиндрами 4, в каждом из которых расположен поршень 5, образующий в корпусе цилиндра штоковую 6 и поршневую 7 полости, верхнего блока 8 с силовыми цилиндрами 9, с расположенными в каждом цилиндре поршнем 10, образующим в каждом цилиндре штоковую 11 и поршневую 12 полости, и корпуса 13. В гнздах корпуса 13 размещены матрицы 14. Нижние штоки 15, верхние штоки 16,снабжнные нижним 17 и верхним 18 пуансонами. Пуансоны через штоки связаны с поршнями 5 и 10 нижних 4 и верхних 9 силовых цилиндров. Управление перемещением поршней силовых цилиндров и связанных с ними штоков с пуансонами осуществляется с помощью первого распределительного устрой- ства 19. С технологическим ротором кинематически связаны транспортный ротор 20, второе распределительное устройство 21 общим приводом 22. С первым и вторым распределительными устройствами соединены трубопроводами дозатор с электроприводом 23, дозатор 24 и маслостанция 25 (источник рабочего давления). Маслостанция снабжена клапаном давления 26 с электроприводом, который управляется электронной системой управления (на рис. не показана) по сигналам, поступающим от датчика измерения плотности 30 роторной машины. 15391 Дозирование рабочей жидкости, подаваемой в нижние гидроцилиндры на позиции загрузки порошка в матрицы, происходит автоматически дозатором 23 по сигналам, поступающим с датчика контроля высоты изделий 29. Транспортный ротор снабжн захватами 27,служащими для съма изделий с технологического ротора, перемещения их к датчикам контроля высоты 29 и измерения плотности 30, раскладки их при помощи механизма 31 в поперечной плоскости на примное устройство 32 каретки загрузочной 33. Выбраковка таблеток производится при срабатывании электромагнита 34 по сигналам от датчика контроля высоты 29, а подача на измерение плотности происходит при срабатывании электромагнита 35 по сигналам от датчика измерения плотности 30. При отказе механизма выгрузки таблеток срабатывает аварийный датчик 36, выключая привод вращения ротора 22. Каретка загрузочная состоит из каркаса 37, на котором закреплена кассета 38 с пневмоцилиндром 39 опускания кассеты, пневмоцилиндром 40 открывания жалюзи кассеты и служит для мягкой укладки изделий в технологическую тару. Для раскладки изделий в продольном направлении каретка перемещается пошагово при помощи пневмоцилиндра 41 по сигналам датчика синхронизации 42, установленным на станине и взаимодействующим с технологическим ротором. Шаг перемещения задатся линейкой 43, взаимодействующей с датчиком 44. По заполнении кассеты изделиями производится их выгрузка в тару. Подача тары под загрузку осуществляется автоматически при помощи верхнего накопителя 45 с приводом 46 и перегружателя 51, закреплнными на раме 47. Вывод заполненной тары из зоны загрузки производится при помощи нижнего накопителя 48,снабженного приводом 49, которые также закреплены на раме. Подъм пустой тары в зону загрузки из верхнего накопителя и опускание заполненной тары на нижний накопитель осуществляются подъмником 50, который закреплн своей нижней частью на раме. Роторная машина работает следующим образом. Работа роторной машины начинается с положения засыпка. При непрерывном вращении технологического ротора, в момент прохождения матрицы 14 под загрузочным устройством 2, шток 15 и закреплнный на нм нижний пуансон 17 опускаются на заданное расстояние под действием дозы рабочей жидкости, поступающей из объмного дозатора 23 в штоковую полость 6 силового цилиндра 4,обеспечивая поступление в матрицу 14 требуемого количества порошка. При дальнейшем вращении ротора в штоковую полость 6 нижнего силового цилиндра 4 вновь поступает рабочая жидкость, поршень 5 доходит до крайней нижней точки силового цилиндра и останавливается. При дальнейшем вращении ротора поршневая полость 12 верхнего силового цилиндра 9 соединяется через первое 19 и второе 20 распределительные устройства с одной из полостей доза тора 24. Под действием давления рабочей жидкости,создаваемой маслостанцией 25, поршень дозатора перемещается, подавая заданный объм рабочей жидкости в поршневую полость 12 верхнего силового цилиндра 9. Поршень 10 верхнего силового цилиндра и связанный с ним через шток 16 верхний пуансон 18 опускаются на величину, определяемую объмом рабочей жидкости, поданной дозатором, и происходит закрывание матрицы. При дальнейшем вращении ротора рабочая жидкость по трубопроводам через первое распределительное устройство поступает в поршневые полости нижнего 4 и верхнего 9 гидроцилиндров. Под действием давления рабочей жидкости верхний 10 и нижний 5 поршни и связанные с ними через штоки верхний 18 и нижний 17 пуансоны перемещаются навстречу друг другу,уплотняя находящийся в матрице пресс-порошок. Происходит процесс прессования. Необходимое давление прессования устанавливается клапаном 26,входящим в комплект маслостанции 25. При дальнейшем вращении ротора рабочая жидкость по трубопроводам через первое распределительное устройство поступает в штоковую полость верхнего 9 гидроцилиндра, происходит подъм верхнего 18 пуансона. При дальнейшем вращении ротора рабочая жидкость по трубопроводам через первое распределительное устройство поступает в поршневую полость нижнего 4 поршня. Под действием давления рабочей жидкости нижний 5 поршень и связанный с ним через шток нижний 17 пуансон перемещаются вверх, выталкивая из матрицы 14 спрессованное изделие. Отпрессованная таблетка снимается с технологического ротора захватом 27 транспортного ротора 20, взаимодействующим, в момент захвата, с неподвижным копиром 28 и транспортируется к устройству контроля высоты изделия 29, где на ходу происходит базирование нижнего торца изделия, а верхний торец ее попадает в зону действия световых лучей датчика. Если высота изделия выходит за установленные пределы, тогда, по сигналу датчика контроля высоты изделий 29, включается электромагнит разбраковки 34. Захват, механически взаимодействуя с выдвижным копиром этого электромагнита, раскрывается и изделие попадает в контейнер-сборник брака (на фигуре не показан). Одновременно с этим происходит корректирование величины засыпки пресс-порошка в матрицы при помощи дозатора 23, как было описано выше. Отбор изделий на контроль внешнего вида также производится при помощи выдвижного копира электромагнита разбраковки 34. Далее за электромагнитом разбраковки, по ходу вращения технологического ротора, расположен электромагнит 35, при помощи которого ведтся отбор изделий на контроль плотности 30. При его срабатывании захват 27, взаимодействуя с выдвижным якорем этого электромагнита, раскрывается, и изделие попадает в ориентатор датчика контроля плотности. На контроль плотности отбирается только часть отпрессованных изделий, а остальные транспортируются в зону укладки в тару. По результатам контроля плотности автоматически корректи 3 15391 руется давление прессования (при помощи клапана 26). В зоне укладки изделий в тару захват, взаимодействуя с копиром механизма раскладки 31, раскрывается и изделие попадает на примное устройство 32, а с него на кассету 38. Копир раскладки совершает равномерные маятниковые движения, в результате чего достигается раскладка изделий по ширине кассеты. Сама кассета пошагово перемещается в направлении транспортного ротора, в результате чего осуществляется равномерная укладка изделий по длине кассеты 38. После укладки одного слоя изделий срабатывает пневмоцилиндр 39 и кассета, под действием веса изделий, плавно опускается внутрь тары. После срабатывания пневмоцилиндра 40, освобождающего жалюзи кассеты от запирания, пневмоцилиндр 39 плавно поднимает кассету,жалюзи кассеты под действием веса изделий открываются и изделия остаются в таре. В конечной точке подъма кассеты пневмоцилиндр 40 закрывает жалюзи. В момент перегрузки изделий из кассеты в тару задняя стенка кассеты поджимается к примному устройству 32, закрывая путь для попадания изделий в кассету. В этот момент разгрузка изделий с транспортного ротора ведтся только на примное устройство, предотвращая попадание таблеток между жалюзи на момент их срабатывания. Если, по какой либо причине, захват не освободился от изделия, то изделие, выступая за габариты захвата, воздействует на датчик аварийного отключения роторной машины. После того как в тару загрузится заданное количество изделий, подъмник 50 опускает е на нижний накопитель 48. Нижний накопитель тары приводится в движение при помощи привода 49. По мере заполнения накопитель перемещает заполненную тару пошагово к месту выгрузки. Пустая тара устанавливается на верхний накопитель 45. По мере необходимости она перемещается пошагово при помощи привода 46 к перегружателю 51. Перегружатель перемещает тару к подъмнику 50, который поднимает тару и подат е непосредственно в зону загрузки. После заполнения тары цикл повторяется. Таким образом, вышеприведнная конструкция роторной машины позволяет автоматизировать все процессы, связанные с созданием изделий прессованием (от подачи пресс-порошка в матрицы до загрузки таблеток в тару). Перечислим их- автоматический контроль исправности узлов и механизмов машины- автоматическая подача таблеток в зону загрузки- автоматическая загрузка таблеток в тару- автоматическая подача пустой тары в зону загрузки- автоматический вывод полной тары из зоны загрузки. Полная автоматизация роторной машины позволяет- увеличить производительность (так как все настройки ведутся без остановки, на ходу)- уменьшить количество обслуживающего персонала (один человек может обслуживать несколько таких машин)- улучшить качество изделий (исключается человеческий фактор при выбраковке изделий и настройке их параметров)- увеличить выход изделий в годную продукцию- использовать для прессования изделия из токсичных и вредных для здоровья людей материалов. Технико-экономическая эффективность от внедрения изобретения заключается в расширении диапазона применения роторной машины, увеличения производительности, исключения ручного труда,увеличения выхода изделий в годную продукцию. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Роторная таблеточная машина для прессования изделий из порошков, содержащая смонтированные на станине загрузочное устройство, технологический ротор, включающий верхний и нижний блоки с силовыми цилиндрами с поршнями и штоками, образующими в их корпусах поршневые и штоковые полости, корпус с размещнными в нм матрицами,верхние и нижние пуансоны, силовой привод, первое распределительное устройство рабочей жидкости для периодического соединения полостей силовых цилиндров с источниками давления, дозатор объма рабочей жидкости для регулировки величины хода нижних пуансонов и момент засыпки и второе распределительное устройство для управления данным дозатором, а также кинематически связанный с ним транспортный ротор, взаимодействующий с датчиком контроля высоты изделий, отличающаяся тем, что она снабжена устройством измерения плотности изделий, устройством автоматического изменения давления прессования, устройством автоматической мягкой укладки изделий в тару, транспортно-накопительной системой, механизмом удаления изделий в брак и механизмом подачи их в устройство измерения плотности, а также механизмами раскладки изделий в поперечной плоскости, встроенным в транспортный ротор, и раскладки изделий в продольной плоскости, при этом устройство мягкой укладки снабжено кассетой,опускающейся в момент выгрузки внутрь тары и обеспечивающей непрерывность процесса при смене тары в транспортно-накопительной системе.