Шнековый дозатор — это узел, который выдаёт сыпучий материал не «сколько насыпется», а строго отмеренными порциями: за оборот спирали, за единицу времени или до набора заданной массы. От обычного транспортёра он отличается не корпусом, а логикой управления и точностью геометрии витка. На «Большой спирали» дозаторы мы проектируем под конкретный продукт и требуемую погрешность — потому что один и тот же шнек, что отлично дозирует гранулу, будет врать на пылящей муке.
Объёмное и весовое дозирование: в чём разница
Есть два принципа, и выбор между ними определяет и цену, и точность установки.
Объёмный дозатор отмеряет порцию по геометрии: за один оборот спираль переносит примерно постоянный объём материала в межвитковом пространстве. Управляя числом оборотов через частотный преобразователь, мы задаём дозу. Это просто и дёшево, но точность зависит от стабильности насыпной плотности: чуть слежался продукт — масса порции уплыла.
Весовой дозатор работает в обратной связи: шнек подаёт материал на весовую платформу или в бункер на тензодатчиках, а контроллер останавливает подачу по достижении заданной массы. Точность здесь не зависит от плотности, но узел дороже и требует виброразвязки и калибровки.
Какая точность реально достижима
| Тип дозатора | Принцип | Типовая погрешность | Где применяют |
|---|---|---|---|
| Объёмный, одношнековый | обороты × объём витка | ±2…5% | гранула, комбикорм, удобрения |
| Объёмный с ворошителем | обороты + предразрыхление | ±1…3% | мука, пылящие порошки |
| Весовой непрерывный | обороты + тензо-обратная связь | ±0,5…1% | дозирование в поток, рецептуры |
| Весовой порционный | набор массы до уставки | ±0,1…0,5% | фасовка, лабораторные смеси |
Значения ориентировочные — конкретная цифра зависит от продукта, скорости и настройки «досыпки» на малых оборотах в конце цикла.
Геометрия витка: почему дозатор — не «обрезанный транспортёр»
Точность объёмного дозирования держится на стабильности объёма, который спираль переносит за оборот. Поэтому в дозаторах витки делают с повышенной точностью шага и наружного диаметра, а зазор «спираль–труба» минимизируют до 2–4 мм, чтобы материал не «перетекал» назад и не сбивал дозу.
Для продуктов, которые надо разгонять и поджимать, применяют переменную геометрию спирали — приём, который мы подробно разбирали в материале про шнек переменного шага и диаметра. На входе шаг крупнее, чтобы зачерпнуть, к выходу — мельче, чтобы стабилизировать поток и убрать пульсацию подачи.
Борьба с пульсацией
Однозаходная спираль на малых оборотах выдаёт продукт «толчками», в такт прохождению витка над выходным окном. Для точного дозирования это вредно. Снижают пульсацию двумя путями: ставят двух- или трёхзаходную спираль, либо подбирают шаг и обороты так, чтобы над выпускным окном всегда находился хотя бы один полный виток.
Привод и управление
Сердце дозатора — мотор-редуктор с частотным преобразователем. Диапазон регулирования оборотов должен быть широким: грубая подача на высокой скорости и точная «досыпка» на 5–10% оборотов в конце цикла. Подбор момента и мощности под нужный диапазон — отдельная задача, о ней мы писали в обзоре мотор-редуктора для шнека: на малых оборотах важно, чтобы момента хватало стронуть слежавшийся продукт.
Для весового исполнения добавляются тензодатчики, контроллер с ПИД-регулированием и алгоритм «два уровня скорости»: быстрый набор до 90–95% уставки, затем медленная досыпка. Это даёт и скорость, и точность одновременно.
Бункер, свод и стабильность подачи
Даже идеальный шнек не спасёт, если над ним в бункере зависает свод и материал поступает неравномерно. Поэтому дозатор почти всегда комплектуют ворошителем или активатором свода в зоне забора. Для плохосыпучих и липких продуктов это не опция, а необходимость: без предразрыхления погрешность объёмного дозатора легко уходит за ±5%.
Чтобы понять, где заканчивается дозатор и начинается питатель или транспортёр, полезно держать в голове общую карту узлов — мы разложили её в статье шнековый питатель, дозатор или транспортёр. Коротко: транспортёр перемещает, питатель равномерно подаёт под аппарат, дозатор — выдаёт отмеренную порцию.
Материалы и санитария
Для пищёвки, фармы и кормов корпус и спираль дозатора делают из нержавейки с полировкой контактных поверхностей, чтобы продукт не налипал и узел легко мылся. Для агрессивных и абразивных сред подбирают стойкие стали и наплавку. Производительность и диаметр спирали считают по той же базовой методике, что и для транспортёра, — её основу мы давали в материале про расчёт шнекового транспортёра, добавляя поправку на коэффициент заполнения и стабильность плотности.
Часто задаваемые вопросы
Чем шнековый дозатор отличается от шнекового питателя?
Питатель обеспечивает равномерный поток материала под следующий аппарат, не отвечая за точную массу. Дозатор выдаёт строго отмеренную порцию — по оборотам или по весу — и потому требует точной геометрии витка и управления частотником.
Какую точность даёт объёмный шнековый дозатор?
Типично ±2…5% для стабильных по плотности продуктов вроде гранулы и комбикорма. С ворошителем и аккуратной настройкой досыпки реально выйти на ±1…3%. Если нужна точность лучше ±1%, переходят на весовое дозирование с тензодатчиками.
Почему доза «плавает» при стабильных оборотах?
Чаще всего причина — нестабильная насыпная плотность: материал слёживается или, наоборот, аэрируется. Объёмный дозатор отмеряет объём, а не массу, поэтому изменение плотности напрямую бьёт по точности. Лечится ворошителем, активатором свода или переходом на весовую схему.
Можно ли дозировать пылящую муку шнеком?
Да, но нужен закрытый корпус, минимальный зазор «спираль–труба» и ворошитель против сводообразования. Для муки и пылящих порошков объёмный дозатор с предразрыхлением обычно держит ±1…3%. Корпус берут герметичный, чтобы пыль не уходила в цех.
Что даёт частотный преобразователь в дозаторе?
Он позволяет плавно менять обороты спирали и реализовать «две скорости»: быстрый набор основной массы и медленную точную досыпку в конце. Без частотника точное порционное дозирование практически невозможно — подача идёт только на одной скорости.
Как уменьшить пульсацию подачи на малых оборотах?
Ставят двух- или трёхзаходную спираль либо подбирают шаг витка так, чтобы над выпускным окном всегда находился хотя бы один полный виток. Тогда продукт выходит ровным потоком, а не толчками в такт прохождению одиночного витка.
Нужна ли нержавейка для дозатора?
Для пищевых, фармацевтических и кормовых продуктов — да: нержавеющая сталь с полировкой не даёт налипания и легко моется. Для технических сыпучих хватает конструкционной стали; для абразива добавляют наплавку. Выбор марки зависит от химии и санитарных требований к продукту.
