CN1011502B - 定量输送食料的方法和装置 - Google Patents

Abstract

一种测量具有均匀体积和重量的食料并输送该食料的方法和装置，该装置包括位于料斗底部的螺杆和有一旋转圆柱体及叶片的输送装置，叶片可在圆柱体圆周面上的每对槽中滑动。输送装置位于一壳体中，叶片的两端与壳体侧壁内表面滑动接触，从而在每对相邻叶片间形成间隔。在装置中，螺杆将食料输入测量间隔。由于螺杆和圆柱体的旋转速度被分别控制到可将足够的食料输入间隔，在间隔内的食料密度就很均匀，然后食料从装置内连续排出。

Description

本发明涉及一种定量输送食料的方法和装置，例如输送水果，搅过的牛奶蛋糊或搅打过的奶油，肉和其它塑性食料，特别是涉及一种以均匀速率输送这些食料而不会损害它们品质的装置和方法。

美国专利3，513，477公开了一种用于计量和供给食料的装置，该装置包括安装在漏斗底部的一对螺杆和置于出料管每一侧的一对输送装置。该输送装置包括一个圆柱体，沿圆柱体周向对角形成两对狭槽，一对相互正交的叶片插入每对狭槽中，以便能够通过一对狭槽自由地滑动。摆对凸轮位于两个输送装置之间，以便使凸轮与各叶片处于动态接触而使每只叶片可缩回到圆柱体的周面上。输送装置安置在一个壳体内，如图4所示，该壳体有前、后端壁及侧壁。在操作中，随着两螺杆的旋转，输送装置轴向地排出漏斗中的食料。然后，食料通过形成于后端壁内的开口进入壳体，随着圆柱体旋转，食料由叶片推动，自排放管排出，此时，食料通过在两个相邻叶片之间形成的均匀容量的计量间隔予以计量。

如图4所示，圆柱体同轴地与螺杆连接，故而螺杆和圆柱体的转速不能够单独地予以控制。

然而，食料的密度不均匀和/或输送的食料夹带着空气，靠计量间隔来计量该食料的重量是困难的。因此，如果食料的密度不均匀，现有技术中的装置就不能以均匀速率输送食料。因为典型的食料或塑性食料往往有不同的密度，在它们被输送到漏斗时，会含有空气， 现有技术的装置对于计量这些食料是有问题的。

本发明的目的是提供一种输送食料等物料的装置和方法，通过使进入输送装置的计量容器中的食料的密度均匀而使得被输送食料的体积和重量均匀。

本发明的另一个目的是提供一种定量输送食料等物料的方法和装置，其中，将合适的压力施加到计量间隔内的食料上，使其具有均匀的密度。

本发明还有一个目的是    提供一种定量地输送具有低密度的食料，例如卷心菜叶块的方法和装置，这些食料由于其结构或夹杂空气的原因会膨胀，靠压缩使之进入间隔，通过控制供给输送装置的食料和由该装置排出的食料的相对数量，使食物的密度均匀。

本发明更进一步的目的是    提供一种定量地输送食料的方法和装置，该方法和装置可按照食物的类型调整计量间隔内的压力，而不损坏食料的品质。

按照本发明的一个方面，所提供的定量输送食料的方法的特征在于以下步骤：

a）通过来自供料装置的压力把一定量的所述食料经一个腔室送到输送装置;

b）检测所述腔室内的所述食料上的压力;

c）按照食料的类型，通过控制来自所述供料装置的压力，调整所述腔室的压力，以便调整所述腔室内所述食料的数量，从而以均匀的数量和密度输送所述食料。

按照本发明的另一个方面是，提供一种定量输送食料的装置，包括：

a）所述食料用的一个漏斗;

b）至少有一个轴向输送所述食料的螺杆装置，该螺杆装置安装在所述漏斗的底部，其特征在于其后端与第一驱动装置相连;

c）安装在所述螺杆装置前端部附近的定量输送所述食料的输送装置，该装置包括一个圆柱体，圆柱体的圆周上对角开有多对狭槽，多只叶片，每只叶片均长于所述圆柱体的直径，叶片插在每对狭槽内，以便能够在其内滑动;

d）一个用来封闭所述输送装置的壳体具有一个侧壁，两个端壁，一个入口开在所述其中一个端壁上，来自漏斗的所述食料通过该入口进入所述输送装置，出口的设置远离入口;

e）通过所述壳体的一端壁面的一根轴沿圆柱体的轴线延伸，它的一端与所述圆柱体连接，它的另一端可操作地与第二驱动装置连接;

f）一个控制装置控制所述第一和第二驱动装置，以调节所述螺杆和轴之间的转速比，所述圆柱体设置在所述壳体内，以便能够以滑动的方式与所述壳体的所述侧壁内表面接触，该滑动接触区域位于沿所述圆柱体回转方向而言的出口的下游区域，在其它区域则与所述内表面间留有间隙，所述壳体的侧壁内表面所具有的形状能够便于叶片的两端沿着它滑动，沿所述圆柱体的回转方向而言，由所述壳体的入口到其出口区域叶片伸出圆柱体的圆周面，在一对所述相邻叶片与所述壳体的两个端壁、所述圆柱体的外表面和所述侧壁的内表面之间形成一个封闭间隔，沿圆柱体的回转方向而言，当叶片的一端对着所述出口时，在所述出口的下游区域，叶片该端退回到所述圆柱体的圆周面上。

在本发明的装置中，螺杆装置和圆柱体是分开的，并分别与第一和第二驱动装置连接，螺杆装置和圆柱体的旋转速度可单独控制。

按照本发明，当不压缩而听其自然时，由于夹杂有空气，食料具有不均匀的密度和较大的体积，而对其结构压缩后，即会得到均匀的密度。在本发明的装置中，控制螺杆和圆柱体的轴的转速，以便将具有膨胀体积的食料压入该间隔，从而排除了食料中的空气，借助该间隔的容积计量不夹杂空气的食料。

另外，按照本发明，该间隔内的压力能够借助控制螺栓装置和圆柱体的轴的转速进行调节。如果食料是软的，例如蒸煮过的草莓或草莓中的豆或豆酱，在过高压力的作用下，它们的形状受到影响。甚至当食料不是非常软时，例如揉好的生面，因为面筋结构被该压力破坏，故它的状态也受到这种压力的影响。在本发明的装置中，间隔内的压力按照食料的类型或特性受到不同的控制，以便防止其形状受到损坏。因此，本发明的装置能够以始终如一的好质量输送均匀体积和重量的食料。本发明的最佳实施例结合附图描述如下：

图1表示本发明第一个实施例装置的局部横剖面侧视图。

图2表示第一实施例装置的横剖面视图。

图3表示本发明的圆柱体和叶片的放大透视图。

图4表示现有技术的计量和供给食料装置的横剖面视图。

图5表示本发明第二个实施例装置的局部横剖面视图。

图6表示本发明第三个实施例装置的局部横剖面视图。

图7表示在第三个实施例装置中，构成成形装置总成的一个构件的放大透视图。

图8表示该总成安装在框架中的平面视图。

图9、10和11表示第三个实施例装置中总成的平面视图。

在这些视图中，展示了图7中各构件的位置关系和食料圆柱体在成形循环期间及结束情况。

图12、13和14为该总成的横剖面视图，它们分别与图9、10和11相对应，图示了通过各构件的表面压缩圆柱体的过程。

图1和图2表明的是本发明定量输送食料的第一个实施例装置。

在图1和图2中，装置（1）包括：用于食料（2）的一个漏斗（3），一对平行的螺杆（5）并排地安装在漏斗（3）的底部，定量输送食料的一个输送装置（7）和容纳输送装置（7）的一个壳体（9）。螺杆（5）是在美国专利3，513，477中公开的普通零件。每个螺杆（5）的后端与一根轴（4）固定连接，轴（4）固定连接，轴（4）则与齿轮传动装置（8）固定连接。如图2所示，各齿轮互相啮合，其中的一个齿轮借助一根链条，可操作地与第一电机（11）连接，第一电机（11）设置在漏斗（3）底部下面的壳体（2）内。在此，电机（11）以相同的速度、相对的方向转动一对螺杆，以便利用螺杆输送食料。第一电机（11）通过一条信号线路与控制装置（13）连接，以便第一电机（11）按照控制装置（13）提供的各种信号控制螺杆（5）的转速。从而操作者只需按所需要的数值设定控制装置（13）上的刻度盘，就能够调整两个螺杆（5）的转速。

封闭输送装置（7）的壳体（9）与漏斗相连，以便使输送装置（7）按下面将要说明的方式设置在靠近螺杆（5）的前端部。漏斗（3）底部是这样构成的，它有一个凸出的柱形部分（6），该柱形部分具有横截面为椭圆形的一个开口（如图1所示），两根螺杆的前 端部伸入其内。

凸出的柱形部分（6）为食料进入壳体（9）提供了一条通道。装在其内的食料沿着凸出柱形部分（6）的壁面内的两根螺杆（5）的螺旋面前进并被有效地输送到壳体（9）的开口处。

如图2所示，在凸出的柱形部分（6）的下面，箱体（12）有一个前表面与柱形部分（6）的椭圆开口共面的凸出部分（14）。壳体（9）有前、后端壁（17、19）以及前、后端壁（17、19）之间的一个侧壁。一个食料进口（23）位于后端壁（19）的上部。后端壁（19）有两个开口，与凸出柱形部分（6）的开口和箱体凸出部分（14）的开口相对正并连通。

如图2所示，与凸出部分（6）相连通的后端壁（19）的开口形成一个腔室（15），并充当由螺杆（5）进入输送装置（7）的食料通道。与输送装置（7）连通的进口（23）与各叶片（29）回转所用的通道相邻。由两螺杆轴向传送的食料，经入口（23），通过腔室（15），到达输送装置（7）。侧壁内表面（21）与前后端壁（17、19）共同限定了输送装置（7）的一个偏心柱形腔室。壳体（9）入口的另一侧，设置有出口（25），食料（2）由该出口被排出装置（1）。

输送装置（7）有一个圆柱体（27）和插入三对沟槽（31）里的三只叶片（29），沟槽斜对着形成于圆柱体（27）的周边上。圆柱体（27）与驱动轴（32）相连，该轴沿着圆柱体的轴线，通过后壁（19），伸入箱体（12）。驱动轴（32）则可操作地连接到安装在壳（12）内的第二电机（33）上，以便使圆柱体（27）按照图1箭头a所示，反时针旋转。而后，第二电机 （33）借助一个信号线路与控制装置（13）连接，从而根据控制装置（13）的信号控制驱动轴（32）的转速。

如图1所示，圆柱体（27）和壳体（9）的侧壁内表面（21）的结构，使圆柱体（27）的圆周面可与侧壁内表面（21）接触，而接触区域位于沿圆柱体（27）的回转方向a而言的出口（25）的下游区域，而在其它区域，圆柱体的圆周面脱离侧壁内表面，二者之间形成一个空间。

在图3中，叶片彼此之间相对构成60°角，每只叶片（29）的宽度比圆柱体（27）的轴向长度稍短，而长度大于圆柱体（27）的直径。叶片（29）中的两只叶片，在其纵向的中间部分有凹槽（35）。凹槽的深度大约是叶片宽度的三分之一。第三只叶片在其中间部分有两个凹槽，每个凹槽的深度大约是叶片宽度的三分之一。以使该叶片成H形。由于这种设计，叶片可在槽（31）内自由滑动而不会与其它叶片发生干涉。每只叶片（29）被插入对角地形成于圆柱体（27）上的一对槽（31）内。从而，叶片能沿圆柱体（27）的径向滑移。如图1所示，壳体（9）的侧壁内表面（21）所具有的形状能使每只叶片的两端沿着它滑动，沿圆柱体的回转方向而言，由进口（23）的上游区域到出口（25）的区域内，叶片伸出圆柱体的圆周面。这样，在这一区域内，每对相邻叶片（29）之间即形成一间隔（39）。间隔（39）被前、后端壁（17、19）、圆柱体（27）的圆周面和侧壁内表面（21）所限定。

在这个区域内设置了出口（25）和多个导面（37），各多级导面形成在两个端壁（17、19）上，各叶片（29）的端部沿着它移动。因为叶片的另一端沿着侧壁内表面（21）滑动，该内表面 （21）与圆柱体（27）之间开始形成间隙，所以朝着出口（25）的叶片的顶端，在它通过出口之后，便缩回到圆柱体（27）的圆周面处。

如图1所示，除出口（25）后部的一小段区域外，形成了四个环绕圆柱体（27）的腔室。所表示的最上面的间隔（39）与后端壁（19）上的入口（23）相通。然而，当间隔（39）向下移动，离开入口（23），到达标明B的位置，在该位置，该间隔完全封闭而形成一个计量容器。当间隔（39）到达出口（25）时，则与出口相连通，排掉装在其内的食料。叶片（29）类似于美国专利3，513，477中公开的叶片（这种叶片作为参考已包括在这个申请中）。

压力传感器（41）位于腔室（15）的腔壁上，腔室（15）位于螺杆（5）前端部和后端壁（19）上的入口（23）之间。压力传感器检测腔室中的食料压力，并把指示压力的信号传送到控制装置（13）处。

控制装置（13）包括储存参考压力值的存储器和比较器，比较器用来将参考压力值与由传感器（41）测量的压力值比较。从而，当操作者按照参考值把刻度盘设定到合适的数值时，就能向控制装置（13）输入一个合适的压力，控制装置（13）控制电机（11，33），来调节螺杆（5）和圆柱体（27）的转速，以便给腔室（15）中的食料施加合适的压力。

在操作中，当螺杆回转时，漏斗（3）中的食料（2）沿螺杆（5）的螺旋推进面前进。从而，螺杆（5）在沿输送装置（7）的方向上，轴向传送食料（2），食料（2）通过腔室（15）前进， 然后由入口（23）进入在位置A处的间隔（39）。若圆柱体（27）沿a向旋转，间隔（39）到达位置B。由于在位置B，后端壁不包括入口（23）的任何部分，间隔（39）完全地被封闭，并起到按照间隔（39）的容积计量食料数量的计量容器的作用。当间隔（39）到达出口（25）所在的区域时，叶片开始缩回到圆柱体（27）的圆周面上，以便使计量过的食料能够从出口（25）排出。

在本发明中，控制螺杆（5）和圆柱体（27）的旋转速度，是为了向腔室（15）内的食料（2）提供压力，以便使足够量的食料进入间隔（39），使间隔（39）内的食料密度均匀。即，控制螺杆（5）和圆柱体（27）的转速，是为了在食料进入该空间之前，压缩由于在其内形成空间或含有空气而膨胀的食料。

另外，在本发明中，可根据食料（2）的类型调节腔室（15）里的食料（2）上的压力，以便能够避免压碎软的食料。因为通过改变螺杆（5）和圆柱体（27）转速之间的关系，即可调节输入腔室（15）的食料（2）的数量，所以即可调节腔室（15）内的食料（2）上的压力。

在这个实施例中，腔室（15）中的压力由传感器（41）测定。这就使得在位置A处，间隔（39）中的食料（2）上的压力接近于腔室（15）中的压力。传感器（41）向控制装置（13）发出表示腔室（15）内的食料（2）上的压力信号，控制装置按照信号控制电机（11、33），从而调节螺杆（5）和圆柱体（27）的转速。于是，腔室（15）和间隔（39）内的食料（2）上的压力能够保持在适当的值。

按照实施例，当腔室（15）内的食料（2）上的压力超过适当的压力值时，控制装置（13）向第一电机（11）发出一个信号，使螺杆（5）停止旋转。当压力恢复到适当的数值时，控制装置（13）向第一电机（11）发出一个信号，使螺杆（5）开始旋转。

另一种可供选择的方式是，控制装置（13）能够被调整，使它可根据检测的压力和合适的压力之间的比较，连续地调节螺杆（5）的转速。在这个可供选择的实施例中，当检测的压力超过合适的压力时，螺杆的转速减小。相反，当检测的压力比合适的压力低时，螺杆（5）的转速增大。

此外，控制装置（13）能够被调整，使其能调节圆柱体（27）的转速。

如果知道食料的特性，则不需要传感器（41）。在这种情况下，可以按照圆柱体（27）的转速，计算螺杆（5）的转速。控制装置（13）可以包括一个输入设备，操作者能够通过输入设备输入被计算出来的螺杆（5）和圆柱体（27）的转速。

图5表明本发明的另一个实施例装置（101），通常，装置（101）是第一实施例的两个装置（1）和双叉合成管（43）的结合，双叉合成管有两个入口（45、47），与两个装置（1）的出口相连。

在图5中，右侧的装置有与图1和图2中的装置（1）极相同的结构，左侧的装置与装置（1）的结构相同，但方向相反，输送装置的圆柱体按照箭头a所示的顺时针方向旋转。

双叉合成管（43）有连接到第一入口（45）的第一管部分 （49）和连接到第二入口（47）的第二管部分（51）。如图5所示，第二管部分（51）的下部伸入第一管部分（49），并在伸入部分与第一管部分（49）同心，到出口（57）附近形成外管（53）和内管（55）。外管（53）与第一管部分（49）相连通，内管（55）与第二管部分（51）相连通。两个漏斗（3.3）之一装有外层材料，例如生面团，另一个漏斗装有做馅的材料，例如豆酱。因为通过第二入口（47）输送的做馅材料的圆柱体，通过管部分（51）和内管（55），同轴地插入外层材料的圆柱体，这样就生产出了由外层材料裹着的，而内含馅料的一个圆柱体，并由出口（57）处定量地输送。因此，本实施例的装置（101）能够以均匀的密度和质量，定量地输送含有馅料及外层材料的圆柱体。

本发明的装置也可有一个成型装置，图6表示本发明的另一个实施例的装置（201），在这个实施例中，前述实施例的装置（101）更进一步的包括，在出口（57）的下面形成球体的装置（100）该成形装置可以是任何普通的成形装置。然而在这个最佳实施例中的装置（100）是1986年8月9日在美国申请的，专利申请号为900，074的申请中公开的一种装置，它作为参考已包括在本申请中。如图9所示，装置（100）包括一个总成（101），总成（101）包括六个周向排列的元件（90）。每个元件（90）是一个八面体，它由相对的两个梯形面形成顶面和底面及第一、第二相邻滑动面（102，103），上斜面和下斜面（104）和两个外表面（105，110）。如图8所示，元件（90）安放在框架（99）内，如图9所示，在它们的中心形成开口（106）。从出口（57）输送外层材料和馅材料（107、108）组成的圆柱 体，供给开口（106）（如图9和图14所示）。在操作中，当每个元件（90）的外表面（110）在如图10所示的框架（99）的内表面上滑动时，元件（90）按箭头S指示的方向移动，以关闭开口（106）。最终，总成完全闭合，开口消失，食料圆柱体被切成如图11和14所示的球体。于是，制造出一个带馅的双层球体，馅料被外层材料完全包住，制造出的球体具有均匀的密度和质量。

按照本发明，将一种或多种具有不均匀密度的食料推入一个带压力的计量容器，以使它们具有均匀的密度，这样，它们就成为具有相同体积和重量的食料，该食料即可连续地被计量和输送。此外，按照食料的类型来控制压力的范围，使之足以压缩食料而不至于破坏食料，同时也可定量地输送食料而不破坏其质量，即使是容易受超压影响的食料也是如此。

Claims (11)

1、一种定量输送食料的方法，包括：

a)借助压力把选定量的所述食料，自供给装置，通过一个腔室传送到输送装置，其特征在于：

b)检测所述腔室中所述食料上的压力；

c)按照所述食料的种类，借助控制来自所述供给装置的压力，调节所述腔室中的压力，以此调节所述腔室内所述食料的数量，从而以均匀的数量和密度输送所述食料。

2、定量输送食料的一种装置包括：

a）供给食料的一个漏斗;

b）至少一个安装在所述漏斗底部，用来轴向输送所述食料的螺杆装置;

c）安装在所述螺杆前端附近，用于定量输送所述食料的输送装置，它包括一个圆柱体，圆柱体具有多对对角开于其周边上的槽和多对叶片，叶片的长度长于所述圆柱体直径，并被插入每对槽内，以便在所述每对槽内滑动;

d）封闭所述输送装置的壳体，具有一个侧壁、两个端壁，一个入口开在所述的一个侧壁上，来自所述漏斗的所述食料，通过该入口进入所述输送装置，所设置的出口远离所述入口，其特征在于：

e）可操作地与所述螺杆装置的后端相连的第一驱动装置;

f）一根轴通过所述壳体一端壁，并沿所述圆柱体的轴线延伸，它的一端与所述圆柱体连接;

g）可操作地与所述轴的另一端相连的第二驱动装置;

h）控制装置控制所述第一和第二驱动装置，以调节所述螺杆装置和所述轴之间的转速比，所述圆柱体设置在所述壳体内，以便使它能与所述壳体侧壁内表面滑动接触，滑动接触区域位于沿所述圆柱体转动方向而言的所述出口的下游区域，在其他区域，圆柱体与所述内表面间留有一间隙，所述侧壁内表面所具有的形状便于每只叶片的两端沿着它滑动，沿所述圆柱体的转动方向而言，由所述壳体的入口到出口段，叶片伸出所述圆柱体的圆周面，一对所述相邻叶片与所述壳体的两端壁，所述圆柱体的外表面和所述侧壁的内表面共同形成一间隔，当所述叶片的一端面朝所述出口时，叶片退到所述圆柱体的圆周面处，叶片退回的区域是在沿所述圆柱体转动方向而言的所述出口的下游区域。

3、按照权利要求2的装置，其特征在于所述的控制装置适合于控制第一和第二驱动装置，以调节所述螺杆和所述轴的两者中任何一个或两者的转速。

4、按照权利要求2的装置，其特征在于：一个设置在所述螺杆装置的前端和所述壳体入口之间的压力腔室，设置在所述压力腔室内的压力传感器，用来测量所述腔室内的压力并把信号传送到第一和第二驱动装置，以便根据所述各信号，相应地调节所述螺杆装置和所述轴的转速。

5、按照权利要求4的装置，其特征在于所述传感器适合于向所述第一和第二驱动装置发出信号，根据相应的各信号，起动或止动所述螺杆装置和所述轴的运转。

6、按照权利要求4的装置，其特征在于还包括一个储存参考值的一个存储装置和一个比较器，该比较器用来比较所述参考值和来自向所述第一和第二驱动装置发送所述信号的压力传感器的信号。

7、按照权利要求2的装置，其特征在于还包括一个输入控制值的一个输入装置，根据控制值来控制第一和第二驱动装置，从而调节所述螺杆装置和所述轴的转速。

8、按照权利要求2的装置，其特征在于：在所述壳体两端壁上，有所述叶片所用的滑动面，在端壁上开有出口。

9、按照权利要求2的装置，其特征在于还包括：用于第二种食料的一个第二漏斗，一个第二螺杆装置，一个第二输送装置，一个第二壳体，一根第二轴和一根具有第一和第二入口的双叉合成管;第一和第二者部分分别与第一和第二入口相连，所述第一和第二管下部汇交为一根管，该管部分具有同心的外管和内管，外管与所述的两管之一相连通，内管与所述两管的另一根管连通，所述两个壳体的出口分别与所述的第一和第二入口相连，以生产由馅料和外层材料构成的圆柱体。

10、按照权利要求2的装置，其特征在于：设置在所述出口下部的一个球体成形装置。

11、按照权利要求9的装置，其特征在于设置在双叉合成管下部的一个球体成形装置。

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