CN1005815B - 定量挤压出食料的设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种能定量地挤压出食料的设备和方法。该装置包括一个料斗：一个支撑料斗的框架：以及框架上开有第一和第二通道的腔室，上面联接着一个喷嘴，一个活塞和圆柱体组件；以及一个圆柱形食品成形装置。食料从料斗流进腔室，被圆柱形食料成形装置围封住，形成一个装满食料的圆柱体，随后圆柱体中之食料就被活塞从喷嘴中挤压出来，即使食料中含有尺寸较大的固体，本装置也能把它定量地挤压出去。

Description

定量挤压出食料的设备及方法

本发明所涉及的是用一个活塞将食料或类似的物料定量地挤压出来的一种装置和方法。更具体地说，是一种将液体食料（例如奶油或果酱）固体食料（如蔬菜、水果或鱼肉块片）以及由固体食料及膏糊组成的熟食或类似物料从一个喷嘴定量注入到面包或糕点上的一种挤压装置和方法。

现已有一种将食料或类似物料注入到制品中去的装置。在这种装置中有一个装料斗，一个喷嘴和一个装有活塞的圆筒，分别配置在一个阀门机构的周围。当阀门处于连通料斗和圆筒位置时，把活塞向后移动就能将料斗中的食料抽吸到圆筒中，随后将阀门旋至接通圆筒和喷嘴位置并向前推动活塞，就可将吸入的食料从圆筒喷嘴中挤压出。然而在这种装置中，只有那些流动性较好的食料才能被吸进圆筒，也就是说流动性差的食料，或是其中混有大量固体的食料，或是纯固体的食料都不能被吸进圆筒，原因是如果从料斗到圆筒的通路做得很宽，吸力就很弱，如果为了增加吸力而把此通路做得十分窄，又会产生堵塞。

目前还有一种使用螺旋给料器的食料挤出装置。使用这种装置可以把粘滞性食料，也即流动性差的食料挤出来，但是挤出的食料的定量不够准。显然，这种螺旋给料器不能用来挤压纯固体食料。

日本特开昭JP39-21968中公开了一种定量挤压糊状食料的装置，包括在圆周上开有许多精确的半圆形凹槽的一对辊，由于两辊的同步相对转动而使两辊圆周上的一对半圆形凹槽相向移动合成圆柱形空间，借此糊状食料被围封其中，然后由活塞挤压出去，两辊继续转动，所述一对半圆形凹槽又反向彼此移开，两辊圆周上另一对半圆形凹槽在两辊之间合成新的圆柱形空间。在这种装置中由于两辊上的凹槽都需同时作圆周运动才能开合就决定了活塞一定要向后缩回原位才允许两辊继续转动，这种间歇容易在活塞后缩时引起两辊之间由半圆形凹槽形成的圆柱形空间内瞬时真空现象而需要将空气引入其中，以防止这种现象出现使活塞能平滑无阻地缩回原位。

此外，两辊的转动还在料斗内造成搅拌作用，这种搅拌损害了食料的质量和外形，尤其是当食料为软的固体食料，例如：新鲜的草莓。

提供一种能定量地挤压出食料的设备和方法并克服上述现有技术设备和方法的缺陷是本发明的一个目的。

本发明的另一个目的是提供一种能定量挤出各种液体食料以及各种含有诸如切成小块的新鲜水果那样的固体食料的设备和方法。

本发明更进一步的目的是要提供一种能定量挤出含有固体块较大的食品食料的设备和方法。

本发明更进一层的另一个目的是要提供一种不采用阀门机构而能将食料定量地挤入面包或糕点上的设备和方法。

本发明更进一步的目的就是为在挤压后的食品产生过程中尚需作进一步处理的食料提供一种定量挤出的装置和方法以得到既卫生，质量又高的食品。

从一个角度来看，本发明提供了一种能定量地挤压出食料的装置，它包括一个料斗，一个支撑料斗的框架，框架内与料斗相通的腔室以及腔室的第一和第二通道，第一和第二通道面对面地位于该框架的两边，该第一通道上装有一个活塞，而在该第二通道上装有一个喷嘴，本发明的特点就在于靠近该腔室附近有一个圆柱形食品成形装置，它由两个或更多的围封瓣组成，至少有一个围封瓣可以移向另一个围封瓣而形成一个前后开启的圆柱形空间来容纳食料，还可从另一个围封瓣移开以将食料引进腔室内。该圆柱空间前后端的开口分别与该第一和第二通道相通而活塞可以从第一通道向前移进圆柱形空间以把其中包含的食料挤出来也可以从此空间缩回，使食料进入腔室。

从另一个角度来看，本发明提供了一种能定量地挤出食料的方法，此法包括从料斗把食料送到料斗下部的腔室里，把食料暂时封装在腔室中以形成一个圆柱体，以及用一个活塞把该圆柱体里的食料挤压出去。

在本发明中，提供了一个由许多围封瓣组成的圆柱形食品成形装置，该装置在料斗下部并位于支撑料斗的框架之中，采用齿轮传动装置使用围封瓣互相之间相向移动以形成一个圆柱空间，而此空间的前后端开孔分别与框架两个相对壁上的第一第二通道相通。

第二通道上装有一个喷嘴，而在第一通道上装有一个活塞。

与一般食品的抽吸系统相比，框架中的腔室比较宽，即使食料中含有尺寸较大的固体，仍可以将食料封装在围封瓣合拢形成的圆柱形空间中。

因此，就可以用一个活塞把此圆柱体内的食料挤压出来并经喷嘴注入到某种制品中去。

根据本发明提供的装置，可以利用圆柱形食品成形装置将食料封装在腔室中，即使食料中含有尺寸较大的固体，也能够把它封装在此空间中。然后可以用活塞毫不费力地把此食料挤出，并通过喷嘴注入到面包或糕点中去。

正如前面提到的那样，本发明提供的装置并不需要一个阀门机构，也不需要真空抽吸装置所必须的活塞和气缸组件，即使食料中含有尺寸较大的固体时，也能把食料挤压出去。

插图的简要说明：

图1是本发明第一个实施例中的圆柱形空间成形装置中围封瓣的透视图。

图2是本发明第一个实施例中圆柱形空间成形装置的示意性透视图。

图3画出了本发明第一个实施例中圆柱形空间成形装置围封瓣的动作情况，其中围封瓣4和5的顶部4′和5′互相碰合在一起后，就形成了一个圆柱空间。

图4是本发明第一个实施例中的前视局部断面图。

图5是本发明第一个实施例的侧视局部断面图，图中所示的圆柱形食品成形装置的视图是沿图4中A-A线取得的。

图6是本发明第二个实施例中圆柱形食品成形装置中围封瓣前视断面图。

图7是本发明第三个实施例中的圆柱形食品成形装置中围封瓣的前视断面图。

图8是本发明第四个实施例中圆柱形食品成形装置中围封瓣的前视断面图。

图9是本发明第五个实施例中圆柱形食品成形装置中围封瓣的侧视断面图。

图10是图9中围封瓣37形成圆柱形空间时，沿B-B线的正前视断面图。

现在参考图1-5来说明本发明的实施例。图1分别画出了三个围封瓣的透视图。

围封瓣4和5装在一个心轴上，形成一个合页结构，围封瓣4和5的顶部4′及5′的作用是把食料围封住，并在两个顶部相碰时引起可逆电动机20过载，围封瓣6是用来把围封瓣4及5固定住并装在框架上。围封瓣4和5的内表面22和23以及围封瓣6的上表面24的形状必须加工成这样：即当顶部4′及5′和图2那样碰合在一起时，就会形成一个圆柱形空间。这样形成的圆柱体前后端都是敞开的。在图2中围封瓣4的外表面从断面上看呈圆弧形，在该表面上装有一个齿轮12，该齿轮与在轴15的一端的齿轮14相啮合，而轴15的另一端则与可逆电动机20相连接。齿轮14可以由可逆电动机20带动，因而引起齿轮12转动，于是就使围封瓣4的顶部4′围绕轴11转向或转离围封瓣5的顶部5′。与此类似，齿轮13（图4）装在围封瓣5弯曲的外表面上，与齿轮16相啮合，并将围封瓣5的顶部5′围绕轴11相向或反向移动围封瓣4的顶部4′而动力是从可逆电动机20通过齿轮16得到的，轴17与齿轮16相联接，齿轮39与轴17相联接，齿轮19与齿轮39相啮合，齿轮18与齿轮19相啮合而齿轮38与齿轮18相啮合并且安装在轴15上。由于轴15和17的旋转方向是相反的，轴15或17的转动就使围封瓣4及5的顶部4′及5′彼此相向或相反移动。

在图3中，围封瓣4及5移动的方向用箭头“a”和“b”示出，一直转到顶部4′和5′相接触形成一个圆柱形空间3为止。当顶部4′及5′相互移开，表面22及23到达虚线所示位置时就停止移动。图2所示的两个围封瓣底面在图4中彼此差不多已经接触上了，因而也就防止了顶部4′和5′彼此间再继续反向移开。

在图4和图5中，圆柱形食品成形装置以及一套齿轮装置都装在腔室21下方的框架上。

在图4中，含有固体的食料1是放在由框架7支撑着的料斗2里的。腔室位于框架7上方的料斗和框架7下方的圆柱形食品形成装置之间。腔室21直接与料斗2相通，中间没有任何障碍物。围封瓣4和5的外表面从横截面上看形成一个圆圈，轴11位于此圆的中心处。框架7的内壁6的形状应正好与此圆相切。在框架7的外表面上装有一个旋钮32，用来调节要注入到制品36中的食料体积大小（图5）。此体积的大小可以用调节活塞通道24的大小来调节，这将在下面解释。所要求的体积大小值可以在显示屏33上示出。

围封瓣4和5的顶部4′和5′彼此相向移动的方向由箭头“a”和“b”示出。

在图5中，心轴11是装在框架7上的。腔室21上开有第一通道9和第二通道8，这两个通道与圆柱形食品成形装置形成的圆柱形空间的前后端孔尺寸相同互相连通并成一直线排列。活塞25装在第一通道9的外面，活塞与此通道之间是滑动配合，因此活塞可以经过通道9滑向第2通道8。

活塞25是一头封死的圆柱体，内表面设有螺纹。它的开口端处有一个环形法兰25′。在圆柱形轴27的一端有一直径较大的区段26该段外部攻有螺纹。区段26与活塞内表面螺纹拧接在一起。

轴27的另一端通过一个轴承组件装在框架7上可以旋转。靠近轴27的另一端装有一个皮带轮，经皮带40连接到另一个装在可逆电动机30上的皮带轮29上。挡块31装在框架7上，可以沿箭头所示方向移动。选定一个位置，在此位置处活塞25的环形法兰25能被挡住，同时产生一个讯号使电动机30反向旋转。挡块31同样也产生一个讯号使电动机20反向旋转。挡块31的位置则可拧动旋钮32来确定。

在活塞25的外表面上开有一个轴向的键槽41，它与从第一通道内表面上凸起的一个键9′相啮合，这样配置就可以避免活塞25与轴27一起旋转。因此，当轴27在可逆电动机30带动下正向或反向旋转时，活塞25就可沿着键9′向前或向后移动。活塞25的冲程由挡块31的位置决定。正如前面提到的那样，当环形法兰25′向前移动并与挡块31相接触后，活塞就停止向前运动而开始向后移动。另一方面，当活塞25的后端与一个装在适当位置上的后端开关35相碰时，开关35就产生一个讯号使可逆电动机30停止转动。

喷嘴10装在第二通道8上。喷嘴10的内径最好与第二通道和圆柱形空间3的内径相同或小一些。在喷嘴10附近装一个接触开关34其作用是当接触开关碰到一个制品36或一位操作人员的手时就产生一个讯号，使可逆电动机20转动。

下面说明本发明第一个实施例的操作方法：

把含有固体的食料1放进料斗2中，堆满腔室21。当制品36放到桌上虚线所示的位置上时，把喷嘴10插入制品36中，接触开关34送出一个讯号给可逆电动机20，使电机正向旋转。电动机20带动轴15及一系列齿轮转动，使围封瓣4和5的顶部4′和5′相向移动并互相碰合在一起。于是食料就由表面22、23和24围住，与此同时，在喷嘴10的后部以及活塞25的前端还有上次操作留下的食料。这样就形成了一个由食料组成的圆柱体。操作人员可以扭动旋钮32来选择挡块31的位置，于是就设定了所希望的活塞25的冲程大小。冲程大小决定了要注入到制品36中食料1的体积积，此体积值将在显示屏33上示出。

即便当混在食料1中的固体尺寸比圆柱形空间3的内径大时，顶部4′和5′可以将它切断并把剩下的包封在圆柱形空间内。可逆电动机20对于顶部4′和5′相碰时引起的过载是敏感的，一过载就自动停止转动。最好给可逆电动机20装一个继电器，当可逆电动机20停止时可以驱动可逆电动机30。

这样，可逆电动机30就可由来自继电器的讯号或是由操作人员拨动一个输入开关来操作。可逆电动机30的运行会使活塞25向前移动于是就把在圆柱形空间中的食料1挤压进喷嘴10。

当活塞25向前移动并与挡块31接触时，挡块31就送出一个讯号给可逆电动机30和可逆电动机20，使它们反向旋转，活塞25开始向后移动，围封瓣4和5的顶部4′和5′开始互相反向分离。当环形法兰25′的后端与后端开关35相接后，可逆马达30就停止反向旋转，而当围封瓣4和5的底面相碰而引起过载时，电动机20也停止反向转动。于是食料就能再进入腔室21并把它堆满。

现在参考图6对本发明第二个实施例作些说明。圆柱形食品成形装置由两个围封瓣4和5组成。从截面上看，每一个围封瓣在轴向上都有一个凹的半圆形，它可以在水平方向上互相靠近形成一个圆柱形空间3。

参考图7对本发明第三个实施例作一些说明。由图可见，这里只有一个围封瓣5，它可以水平移动到另一个位于料斗2下面框架内壁上形成的围封瓣。

参考图8对本发明的第四个实施例作一说明。由图可见，只有一个围封瓣5，它可以转移到与第三个实施例相似的另一个围封瓣。

参考图9和10对本发明的第五个实施例作一说明。从横截面上看可移动的围封瓣37在轴向上有三个半圆形凹槽。可移动的围封瓣37移向腔室21，与开在框架7底部上的三个纵向凹槽一起形成三个圆柱形空间，于是把食料包封在由此形成的三个圆柱形空间内。

正如前面提到的，本发明提供的设备和方法包含把食料暂时封存在一个圆柱形空间内，然后将此圆柱体内的食料挤压出去两部份。所以在料斗下面腔室尺寸可以较大，能容纳尺寸较大的固体。

本发明提供的设备可以把流动性差的物料或者含固体的物料定量地挤压出来。即使固体的尺寸比圆柱体的直径大，围封瓣可以相互作用把这些固体切割成一定尺寸。此外，由全固体组成的食料亦能够包封在暂时形成的圆柱形空间内，然后被挤压出去。

当喷嘴的内直径比圆柱形空间的直径小时，挤压出的食料会发生涡流，或者在靠近圆柱形空间的成形处固体会形成结块。只要将喷嘴内径设计得和圆柱形空间的直径相同，这些现象就可避免发生。

本发明中的设备可在活塞将食料挤压出去的同时使围封瓣互相反向分离开而重新进料，甚至当活塞还未撤离圆柱形空间便可打开进料料，这样就不需要向圆柱形空间内供给空气以防止活塞回程中产生真空使活塞缩回时受阻现象发生。和现有技术的设备相比本发明提供的装置和方法有了很大改进。此外，本发明中用于围封食料的围封瓣是由至少一个围封瓣沿大致垂直于进料方向的水平方向移向其它围封瓣的，因此不会产生对食料的搅拌作用，这样就不会影响食料的质量和外形。

Claims (3)

1、定量挤压出食料的设备，包括有一个料斗，一个支撑料斗的框架和位于框架中的一个腔室，该腔室与料斗相通并且开有第一和第二通道，第一和第二通道相对地开在该框架上，在该第一通道装有一个活塞，而该第一通道上装有一个喷嘴，本装置的特征在于，该腔室附近有一个圆柱形成形装置，此装置由两个或更多的围封瓣所组成，其中至少有一个围封瓣可以沿大致垂直于由料斗向腔室进料的方向移向另一些围封瓣，形成一个前后端开启的圆柱形空间以便把食料围封住，还可从另一个围封瓣反向移开以便把食料引进腔室，由围封瓣所限定的圆柱形空间的前后端开口分别与该第一和第二通道相通，而活塞可以从第一通道向前进入圆柱形空间以挤压出围封在其中的食料，并可以向后缩回以容许食料进入腔室。

2、根据权利要求1所述的设备，其特征在于：该圆柱形空间的内径与该喷嘴的内径相等。

3、定量挤压出食料的方法，包括将食料从料斗上方送入至少由两个围封瓣构成的料斗底部的腔室中;将其中至少一个围封瓣沿大致垂直于由料斗向腔室进料的方向移向另一些围封瓣而形成一个圆柱形空间;把食料用围封瓣暂时围封在腔室中以形成一个圆柱体状的食料;最后将该圆柱体状食料用活塞挤压出去。

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