CN101283833A - 棒状双层食品材料挤出装置及食品材料包装装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种食品材料供给装置。当用于给出口通道供应食品材料，比如豆酱蒸包、豆糕的叶片泵连续地给出口通道供应食品材料时，该食品材料供给装置可减小食品材料在出口通道的压力脉动。另外，本发明涉及一种棒状双层食品材料挤出装置及豆糕包装装置，该豆糕包装装置使用上述食品材料供给装置。

Description

棒状双层食品材料挤出装置及食品材料包装装置

本专利申请是申请日为2005年10月25日，申请号为200510113976.0，发明名称为食品材料供给方法及装置、食品材料挤出装置及包装装置的发明专利的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种粘弹性食品材料，比如制作豆酱蒸包、豆酱的食品材料的供给方法及装置，涉及一种棒状双层食品材料的挤出装置，该棒状双层食品材料由外层食品材料包裹内层食品材料而形成，还涉及一种食品材料的包装装置。更具体地，本发明涉及食品材料的挤出及包装装置，以便稳定地提供食品材料，该装置体积小巧，更适合于高混合低产量的制造。

背景技术

通常情况下，食品供给装置包括若干叶片泵，用于给外层食品材料及内层食品材料提供双喷嘴，以便挤出棒状双层食品材料，还包括控制该叶片泵的装置。该食品材料包装装置进一步包括将上述棒状双层食品材料切割成双层食品产品的切割装置。(参考文献1)

在这种传统技术中，容放在料斗内的食品材料的每一部分均通过螺旋输送机而传送到叶片泵内。由两个叶片、一个转子及叶片泵的外壳围成的测量空间内充满被传递的食品材料，接着，随着叶片泵转子的旋转，该食品材料被传递到与双喷嘴连通的出口通道。由于叶片沿着位于叶片泵壳体内的外轨道移动，位于测量空间前边的前叶片内设在该转子上，接着该测量空间与出口通道连通。而且，随着转子的旋转，该食品材料由位于测量空间尾部的尾叶片推动，并经由出口通道而送到双喷嘴。由内层食品材料及包裹该内层食品材料的外层食品材料形成的棒状双层食品材料不断地自该具有内喷嘴及外喷嘴的双喷嘴挤出，该内喷嘴及外喷嘴形成挤出口。接着该棒状双层食品材料由位于双喷嘴下方的切割装置切割形成具有基本恒定重量且包装完毕的食品产品。

然而，在该传统技术中，由于在通道内自叶片泵到挤出口之间，基于食品材料的特性而形成摩擦阻力，使得具有粘弹性的、且由叶片泵的每个叶片传递到双喷嘴的食品材料的压力大于该食品材料在测量空间内的压力。这样，当形成测量空间的前叶片位于转子内，及测量空间与装置的出口通道连通以便供给食品材料时，由于该食品材料在测量空间具有相对较低的压力，因此食品材料在出口通道内的压力减小。这样，食品材料在双喷嘴处的压力也临时减小，并且正在被挤出的食品材料的量(流速)减小。具体讲，该棒状双层食品材料在被挤出时产生脉动，该脉动由食品材料在出口通道及双喷嘴的压力差异而造成。特别地，当该食品材料具有许多气泡或其流动性差时，及当该食品材料自狭窄的挤出口挤出时，该脉动更为明显。在这种情况下，假如该棒状双层食品材料由切割装置在预定的时间间隔内切断时，包装完毕的食品产品各自的重量不均匀，其尺寸及结构差异很大。

而且，由于前叶片内沉在转子内，前叶片突出部的高度逐渐减小，结果，供应到双喷嘴的食品材料的数量减少，且食品材料的压力减小。假如前叶片的内沉程度不恒定，由于食品材料在出口通道的压力已经变化，当将棒状双层食品材料自双喷嘴挤出时，该棒状双层食品材料产生脉动。

作为将食品材料传送到叶片泵的装置，包括上述螺旋输送机及下面解释的用于传送食品材料的滚筒。它们是用于本发明的实施例中。当食品材料借助这些传送装置传送到叶片泵时，有时食品材料未彻底充满测量空间。但是，如果这些传送装置的转速增加，由于食品材料被过度搅拌，其特性可能遭到破坏。因此，这些传送装置的转速受到限制。如上所述，假如该食品材料未完全充满测量空间，会发生与参考文献1同样的问题，因为食品材料在测量空间内的压力低于其在出口通道的压力。

在内层及外层食品材料进给装置中，假如食品材料借助螺旋输送机传送到叶片泵，会产生整体食品材料进给装置的尺寸变大的问题。

而且，对于小批量生产，会生产许多种类的包装食品产品，比如豆酱蒸包，因此迫切需要减少产品加工后残留在装置上的食品材料。

在高混合低产量的加工中，当产品种类变化时，食品材料供给装置必须从用于挤出食品材料的装置中拆除，然后必须清洁该食品材料供给装置。为提高加工效率，食品材料供给装置必须能够容易地从食品材料挤出装置中拆除，及安装到食品材料挤出装置。

参考文献1：日本专利申请公开第2001-352960号。

发明内容

本发明的目的是减少食品材料在出口通道处的压力脉动。当食品材料由位于食品挤出装置内的叶片泵连续地传送到出口通道时，形成上述脉动。当棒状双层食品材料从双喷嘴挤出时，由于食品材料的压力差异而使食品材料产生脉动，该双喷嘴与出口通道相通。结果，包装后的食品产品各自的尺寸及重量差异很大，这些食品产品通过切断棒状双层食品材料而形成。因此，强烈需要减小食品材料的压力脉动。

本发明的另一个目的是减小棒状双层食品材料挤出装置的整体尺寸，使其可以放置在小空间内。

本发明的另一个目的是减少产品加工后残留在装置上的食品材料，以便在高混合低产量的加工中提高加工效率。

在高混合低产量的加工中，当产品种类变化时，必须迅速改变食品材料。因此，本发明的另一个目的是增加食品材料供给装置的功能，使其能够容易地从食品材料挤出装置中拆除，及安装到食品材料挤出装置中。

本发明旨在达到上述目的。本发明提供一种将收容在料斗内的食品材料由叶片泵连续地输送到出口通道的方法，其包括控制叶片泵转子转速的步骤，使得转速可在基本转速与比该基本转速高的较高转速之间切换，而位于转子外部偶数间隔内的叶片则移动并将食品材料输送到出口通道，其中该转子速度的切换跟随每个叶片的位置而不断重复。

本发明提供一种食品材料供给装置，其包括：将食品材料供应到出口通道的叶片泵及控制该叶片泵的控制装置，其中该控制装置具有检测叶片泵转子转动角度的检测装置，其中该控制装置控制叶片泵转子的转动速度，使得转速可在基本转速与比该基本转速高的较高转速之间切换，而位于转子外部偶数间隔内的叶片则移动并将食品材料输送到出口通道，其中该转子速度的切换跟随每个叶片的转动位置而不断重复。

作为该食品材料供给装置的一个实施例，所述转子的转速从基本转速切换到较高转速的时间间隔(开始加快转子转速的时间)可以调整。

作为一个实施例，本发明提供的将收容在料斗内的食品材料由位于料斗底部的叶片泵连续地输送到出口通道的方法，还包括利用旋转的滚筒将位于料斗内的食品材料传输到叶片泵的步骤，该滚筒位于叶片泵侧边，用于传送食品材料。

作为一个实施例，本发明提供的将收容在料斗内的食品材料由位于料斗底部的叶片泵连续地输送到出口通道的装置，还包括利用旋转的滚筒将位于料斗内的食品材料传输到叶片泵的装置，该滚筒位于叶片泵侧边，用于传送食品材料。

本发明提供一种连续地将棒状双层食品材料挤出的装置，该棒状双层食品材料由两种材料组成，并且包括内层食品材料及包裹该内层食品材料的外层食品材料，该装置包括：由盛放上述外层食品材料的料斗及位于该料斗底部的叶片泵组成的外层食品材料供给装置；由盛放上述内层食品材料的料斗及位于该料斗底部的叶片泵组成的内层食品材料供给装置；及与上述外层食品材料供给装置及内层食品材料供给装置连通的双喷嘴，用于通过在内层食品材料上包裹外层食品材料而连续地挤出棒状双层食品材料，其中所述用于外层食品材料及内层食品材料的叶片泵排布适当，使得其中一个叶片泵的转轴垂直设置，而另一个则水平设置。

作为一个实施例，本发明提供的连续地将棒状双层食品材料挤出的装置，其用于外层食品材料及内层食品材料的叶片泵排布适当，使得用于外层食品材料的叶片泵的转轴水平设置，而用于内层食品材料的叶片泵的转轴垂直设置。

作为一个实施例，本发明提供的连续地将棒状双层食品材料挤出的装置还包括用于控制外层食品材料的叶片泵的装置，其中该叶片泵控制装置具有检测用于外层食品材料的叶片泵转子转动角度的检测装置。该叶片泵控制装置控制外层食品材料叶片泵，使得该叶片泵可以在基本转速与比该基本转速高的较高转速之间切换，而位于转子外部偶数间隔内的叶片则移动并将食品材料输送到出口通道，其中该转子速度的切换跟随每个叶片的转动位置而不断重复。

作为一个实施例，本发明提供的连续地将棒状双层食品材料挤出的装置还包括食品材料传送滚筒，该滚筒位于外层食品材料叶片泵的侧边，以便通过旋转该外层食品材料滚筒，而将位于外层食品材料料斗内的外层食品材料传送到外层食品材料叶片泵；及位于内层食品材料料斗底部的螺旋输送机，以便通过旋转该螺旋输送机，而将位于内层食品材料料斗内的食品材料传送到内层食品材料叶片泵。

作为一个实施例，本发明提供的连续地将棒状双层食品材料挤出的装置还包括位于外层食品材料供给装置与双喷嘴之间的连接接口管，其中该连接接口管滑动地安装在两者之间，并可以密封食品材料连接接口表面，并允许外层食品材料供给装置容易地自棒状双层食品材料挤出装置上拆除及安装上去。

作为一个实施例，本发明提供的连续地将棒状双层食品材料挤出的装置还包括位于内层食品材料供给装置与双喷嘴之间的连接接口管，其中该连接接口管滑动地安装在两者之间，并可以密封食品材料连接接口表面，并允许内层食品材料供给装置容易地自棒状双层食品材料挤出装置上拆除及安装上去。

作为一个实施例，本发明提供的连续地将棒状双层食品材料挤出的装置还包括位于外层食品材料供给装置与双喷嘴之间的连接接口管，其中该连接接口管滑动地安装在两者之间，并可以密封食品材料连接接口表面；及位于内层食品材料供给装置与双喷嘴之间的连接接口管，其中该连接接口管滑动地安装在两者之间，并可以密封食品材料连接接口表面。所述位于外层食品材料供给装置与双喷嘴之间的连接接口管小于位于内层食品材料供给装置与双喷嘴之间的连接接口管。

作为连续地将棒状双层食品材料挤出的装置的一个实施例，所述外层食品材料供给装置的出口通道向下倾斜设置，该出口通道与所述双喷嘴连通。

本发明提供一种利用所述棒状双层食品材料挤出装置加工经过包装的食品产品的装置，其包括位于所述双喷嘴下方的切割装置，用于切割自双喷嘴挤出的棒状双层食品材料；及位于所述切割装置下方的线性传输装置，用于传输由所述切割装置切割形成的、经过包装的食品产品。

根据本发明的食品材料供给装置及方法，当叶片泵连续地给出口通道提供食品材料时，食品材料在出口通道处的压力减小可以得到补偿，压力差异可以被阻止。而且，可以消除由双喷嘴连续地挤出的棒状双层食品材料的脉动流，该双喷嘴与出口通道连通，还可以减小包装后的食品产品的重量差异，该食品产品由切割装置切割棒状双层食品材料而形成。

根据本发明的食品材料供给装置及方法，由于料斗内的食品材料借助料斗底部的叶片泵连续地供应到出口通道，且由于通过转动位于叶片泵侧边的食品材料传送滚筒将该食品材料传送到叶片泵，因此可以减小食品材料供给装置的整体尺寸，并可以减少产品加工后残留在装置上的食品材料。

根据本发明的棒状双层食品材料挤出装置，由于其包括内外层食品材料供给装置，且由于所述用于外层食品材料及内层食品材料的叶片泵排布适当，使得用于外层食品材料的叶片泵的转轴水平设置，而用于内层食品材料的叶片泵的转轴垂直设置，因此可以减小棒状双层食品材料挤出装置的尺寸，这样更加有利于让外层食品材料消耗的数量小于内层食品材料消耗的数量。

根据本发明的棒状双层食品材料挤出装置，当外层食品材料叶片泵连续地给出口通道提供食品材料时，食品材料在出口通道处的压力减小可以得到补偿，压力差异可以被阻止。而且，可以消除由双喷嘴连续地挤出的棒状双层食品材料的脉动流，该双喷嘴与出口通道连通，还可以减小包装后的食品产品的重量差异，该食品产品由切割装置切割棒状双层食品材料而形成。

根据本发明的棒状双层食品材料挤出装置，该棒状双层食品材料挤出装置还包括位于外层食品材料叶片泵侧边的食品材料传送滚筒，及位于内层食品材料料斗底部的螺旋输送机，因此可以减小棒状双层食品材料挤出装置的整体尺寸。这样更加有利于让外层食品材料消耗的数量小于内层食品材料消耗的数量。

根据本发明的棒状双层食品材料挤出装置，由于所述连接接口管位于内层或外层食品材料供给装置与双喷嘴之间，其中所述连接接口管滑动地安装在两者之间，并可以密封食品材料连接接口表面，并允许外层食品材料供给装置容易地自棒状双层食品材料挤出装置上拆除及安装上去，因此当产品类型更换时，能够迅速地更换食品材料。

根据本发明的棒状双层食品材料挤出装置，由于所述位于外层食品材料供给装置与双喷嘴之间的连接接口管小于位于内层食品材料供给装置与双喷嘴之间的连接接口管，因此可以减少产品加工后残留在装置上的食品材料。

根据本发明的棒状双层食品材料挤出装置，由于所述外层食品材料供给装置的出口通道向下倾斜设置，因此可以减少产品加工后残留在装置上的食品材料。

根据本发明的利用所述棒状双层食品材料挤出装置加工经过包装的食品产品的装置，由于使用了连续地将棒状双层食品材料挤出的装置，因此该包装装置额外包括切割装置及线性传输装置，使得加工包装后食品产品装置的整体尺寸减小。这样更加有利于高混合低产量加工，更有利于阻止棒状双层食品材料自双喷嘴挤出时的脉动流，更有利于减少包装后食品产品重量的差异，该食品产品由切割装置切断棒状双层食品材料而形成。

附图说明

图1展示了本发明的第一个实施例，并展示了棒状双层食品材料挤出装置1的侧视图，该棒状双层食品材料挤出装置1包括外层食品材料供给装置10。

图2展示了图1所示棒状双层食品材料挤出装置1的局部详细结构图。

图3为图2所示结构沿A-A方向的剖视图。

图4为图2所示外层食品材料供给装置10的局部详细结构图。

图5展示了本发明的第一个实施例，并展示了外层食品材料供给装置10的转子15的转动。

图6展示了外层食品材料WA的重量变化图。

图7展示了本发明的第二个实施例，并展示了棒状双层食品材料挤出装置1的侧视图，该棒状双层食品材料挤出装置1包括外层食品材料供给装置10。

图7(A)展示了棒状双层食品材料挤出装置1的局部剖视平面图。

图7(B)为图7(A)所示结构沿B-B方向的侧向剖视图。

具体实施方式

首先根据说明书附图解释本发明第一个实施例的外层食品材料供给装置10。

参考图1-4，该棒状双层食品材料挤出装置1包括位于支撑板3上的外层食品材料供给装置10，用于提供外层食品材料WA；及位于支撑板3上的内层食品材料供给装置20，用于提供内层食品材料WB。该棒状双层食品材料挤出装置1还包括位于外层食品材料供给装置10与内层食品材料供给装置20之间的双喷嘴30，用以连续地挤出棒状双层食品材料WC，该棒状双层食品材料WC通过将外层食品材料WA包裹在内层食品材料WB而形成。

所述双喷嘴30下方设置有用于切割从该双喷嘴30挤出的棒状双层食品材料WC的切割装置40。该切割装置40下方设置有将被该切割装置40切割形成的包装后的食品产品WD传送到下一个工序的线性传输装置50。一个控制装置60控制上述各个装置。

所述外层食品材料供给装置10包括用于盛放外层食品材料WA的外层食品材料料斗11；食品材料传输滚筒12；及位于所述外层食品材料料斗11下方的外层食品材料叶片泵13。该料斗11包括食品材料传输滚筒12及位于该料斗11下方的叶片泵13，该料斗11安装在支撑板3上，使得该料斗11可容易地从该支撑板13上拆除，及安装到支撑板3上。

现在详细描述该实施例。外层食品材料料斗11具有开口11A，用来装载外层食品材料WA。该料斗11还具有在其底部、用于容置食品材料传输滚筒12的滚筒突出部11B；及位于其底部、用于容置叶片泵13的叶片泵突出部11C。而且，与所述双喷嘴30连通的出口通道11D设置于所述叶片泵突出部11C附近。通过倾斜设置该出口通道11D，可以提高外层食品材料WA的流动性。

食品材料传输滚筒12通过旋转其滚筒而将外层食品材料WA传送到外层食品材料叶片泵13。该食品材料传输滚筒12与一个转轴14连接，该转轴14由所述料斗11支撑并水平可旋转地放置。所述食品材料传输滚筒12与转轴14一同沿箭头R1所示方向旋转。由于该食品材料传输滚筒12的表面偶数间隔地形成若干沟槽，因此可以有效地将外层食品材料WA传送到叶片泵13。

该外层食品材料叶片泵13用于测量外层食品材料WA的数量及将其传送到出口通道11D。该叶片泵13具有转子15及三组，即六个叶片16。该转子15由所述料斗11水平可旋转地支撑，并且与所述食品材料传输滚筒12的转轴14平行。转子15上径向形成若干切口15A。而且上述三组即六个叶片16可滑动地插入到这些切口15A内。所述外层食品材料料斗11上设置一对凸轮17，该对凸轮17形成供叶片16径向移动的凸轮表面。

现在通过转子15沿箭头R2方向的旋转来详细说明每个凸轮的表面。如图4所示，该凸轮上形成曲面17A，使得叶片16逐渐沉设在转子15内。该凸轮上形成曲面17B，使得叶片16的末端与转子15的外部相适应。该凸轮上形成曲面17C，使得该曲面17C与曲面17A对称，并使得叶片16逐渐从转子15的外部突出。该凸轮上形成曲面17D，使得叶片16突出于转子15的高度维持最大值。

该外层食品材料叶片泵13形成测量空间13A，该测量空间13A由转子15的外部、两个相邻的叶片(比如图4中的叶片16A及16B)及叶片泵13泵壳的突出部11C围成。该泵壳在凸轮曲面17D的间隙内形成与该曲面17D对应的圆形表面。

与转子15的转动相对应，前叶片16A接触并在凸轮17的曲面17D上滑动，然后该叶片16A在切口15A内移动并逐渐收缩到该转子15内。

形成测量空间13A的后叶片16B继续沿着叶片泵突出部11C的内部移动，并通过料斗11的出口通道11D而将外层食品材料WA供应到双喷嘴30。如图4所示，位于叶片16B的位置及叶片16A位置的空间13B用来容放所述的外层食品材料WA。通过移动空间13B内的每个叶片，充满测量空间13A内的外层食品材料WA逐渐被传送到双喷嘴30。在该实施例中，转子15的每次旋转形成六个测量空间13A。可以将所述凸轮17与外层食品材料料斗11一体成形。

插入到食品材料传输滚筒12内的转轴14及外层食品材料叶片泵13的转子15分别通过连接接口18A及19A而各自连接到位于支撑板3上的滚筒驱动轴18及泵体驱动轴19，使得两者可以共同旋转。

比如，如图3所示，在连接接口18A及19A处，上述滚筒驱动轴18及泵体驱动轴19的末端表面上分别形成若干沟槽。相比之下，插入到食品材料传输滚筒12内的转轴14及外层食品材料叶片泵13的转子15的末端表面上分别形成凸块，使得两者可以分别与上述滚筒驱动轴18及泵体驱动轴19互相啮合，并提供驱动力。最优地，可以通过在滚筒驱动轴18及泵体驱动轴19的末端设置导轴(图未示)来定位转轴14及转子15。由于使用了上述轴连接的方法，正如稍后详述，可以将外层食品材料供给装置容易地从食品材料挤出装置拆除，并可轻易地安装上去。

上述滚筒驱动轴18及泵体驱动轴19借助齿轮动力传递装置而连接到控制马达M1上，并以图4箭头所示方向旋转。

可以使用两个控制马达来驱动食品材料传输滚筒12及叶片泵13，并独立地调整各自的转速。

如图1-3所示，该内层食品材料供给装置20包括用于容放内层食品材料WB的内层食品材料料斗21及螺旋输送机22R，22L，这些螺旋输送机22R，22L水平可旋转地设置于内层食品材料料斗21的底部。所述螺旋输送机22R，22L的转片的螺旋方向互相相反，而两者转片的转片间距则相同。

所述螺旋输送机22R，22L借助动力传递机构比如齿轮而连接到位于支撑板3上的控制马达M2，并以相反的方向旋转，以便传递食品材料。通过旋转螺旋输送机22R，22L将内层食品材料WB传送到内层食品材料叶片泵23。

该内层食品材料叶片泵23与上述外层食品材料叶片泵13相似。该内层食品材料叶片泵23具有三组，即六个叶片26，这些叶片26滑动地插入到转子25的切口内。该叶片泵23具有与内层食品材料料斗21的末端表面连接的泵壳24。该料斗21的底部具有开口24A。转子25垂直地及可旋转地设置在开口24A一侧。转子25较低一端的轴部借助动力传递机构比如齿轮而连接到控制马达M3。

该转子25上径向形成若干以偶数间隔分布的切口25A。所有三个叶片26A、26B、26C滑动地支撑于转子25的径向。该泵壳24内形成具有适当曲面的凸轮27，以便随着转子25的旋转而径向移动上述叶片26A、26B、26C。

该内层食品材料叶片泵23形成测量空间23A，该测量空间23A由转子25的外部、两个相邻的叶片(比如图3所示的叶片26A及26B)及泵壳24的内表面围成。位于测量空间前边的前叶片26A，随着转子25的旋转而沿着凸轮27的曲面27A移动，该凸轮27位于泵壳24内，并沿着曲面27A而移动到切口25A内，使得前叶片26A逐渐沉设在转子25内。形成测量空间23A的后叶片26B位于测量空间23A的后边，并沿着泵壳24的内表面移动，并将借助泵壳24的出口通道24B而将内层食品材料WB传送到双喷嘴30。这里可以将凸轮27与泵壳24一体成形。

在上述叙述中，外层食品材料供给装置10包括食品材料传输滚筒12及外层食品材料叶片泵13，该外层食品材料叶片泵13水平布置的转轴；内层食品材料供给装置20包括螺旋输送机22R，22L，这些螺旋输送机22R，22L具有水平排布的转轴，及内层食品材料叶片泵23，其具有垂直布置的转轴。然而，所述外层及内层食品材料供给装置10及20并不局限于这些结构。具体地讲，该外层食品材料供给装置10可以包括螺旋输送机，这些螺旋输送机具有水平排布的转轴，及具有垂直布置的转轴的外层食品材料叶片泵；而该内层食品材料供给装置20可以包括食品材料传输滚筒及具有水平布置的转轴的内层食品材料叶片泵。

如图2所示，该双喷嘴30包括用于挤出内层食品材料WB的喷嘴35及环绕该喷嘴35的外层食品材料喷嘴36。该喷嘴35及36可自由地从双喷嘴移去及安装上去。内层食品材料喷嘴35及外层食品材料喷嘴36分别借助连接接口管37A、37B而各自连接到内层食品材料供给装置20、外层食品材料供给装置10。

该连接接口管37A滑动地插入到外层食品材料喷嘴36及外层食品材料供给装置10。该连接接口管37A具有O形圈用于密封在滑动表面的食品材料。而且，该连接接口管37B也可以滑动地插入到内层食品材料喷嘴35及内层食品材料供给装置20。

当用于加工包装后的食品产品的内层食品材料数量小于外层食品材料数量时，通过减小位于外层食品材料供给装置10与双喷嘴30之间的连接接口管37A的尺寸，可以减少产品加工后遗留在外层食品材料供给装置10上的外层食品材料，因此该连接接口管37A的尺寸小于连接接口管37B，该连接接口管37B位于内层食品材料供给装置20与双喷嘴30之间。

现在描述将外层食品材料供给装置10从棒状双层食品材料挤出装置1上拆除及安装上去的方法。

该外层食品材料供给装置10由从支撑板3上伸出的杆体72支撑，该杆体72通过旋转在末端具有螺纹的旋钮71(参考图3-4)而安装到支撑板3。

而且，在外层食品材料供给装置10与其它部件的连接部分，即在将滚筒驱动轴18连接到转轴14的连接部18A处，在将泵驱动轴19连接到叶片泵13的连接部19A处，及在另一个连接部处，该连接部凭借连接接口管37A而将双喷嘴30连接到外层食品材料供给装置10，没有使用诸如螺丝等机械紧固件来固定这些部件。因此，仅仅通过旋转旋钮71，就可将外层食品材料供给装置10从棒状双层食品材料挤出装置1上轻易地拆除及安装上去。

该棒状双层食品材料挤出装置1上配置有上述双喷嘴30。这样，由外层食品材料WA包围内层食品材料WB而形成的棒状双层食品材料WC可以通过从外层食品材料供给装置10上供应外层食品材料WA，从内层食品材料供给装置20上供应内层食品材料WB而被挤出。每个挤出食品材料的喷嘴可以具有不同的形状，比如圆形，四边形，多边形等等。它还可以经过设计而使多种食品材料组成层状食品材料。

该切割装置40位于双喷嘴30的下方。该切割装置40由一组切断片42组成，该切断片42用于切断从双喷嘴30挤出的棒状双层食品材料WC，并形成包装后的食品产品WD。这里可以使用众所周知的切断片42，比如日本专利第2916515号及第3016246号所述的切断片。而且该切割装置40随着线性传输装置50的移动工作台51的垂直移动而上下同步移动。

线性传输装置50位于切割装置40的下方。该垂直移动工作台51可被凸轮54及与控制马达M4连接的连接机构驱动而自由上下移动。一个驱动滚筒52通过一组齿轮(图未示)而与控制马达M5连接。缠绕在若干滚轮比如垂直移动工作台51的滚轮、驱动滚筒52上的传输带53，随着垂直移动工作台51的运动而上下移动。当切割装置40将棒状双层食品材料WC切割成包装后的食品产品WD时，该传输带53承载该棒状双层食品材料WC的低端表面。通过间歇性地驱动控制马达M5来驱动该驱动滚筒52，然后通过移动该传输带53而将包装后的食品产品WD传送到下一个工序。

如图1所示，该棒状双层食品材料挤出装置1上配置有控制装置60。该控制装置60上具有控制面板61，其上具有控制开关，用于控制外层食品材料WA及内层食品材料WB应当供应的数量，转动角速度，角加速度，外层食品材料叶片泵13的转子15开始加速的时间及内层食品材料叶片泵23的转子25开始加速的时间。它同时控制分开包装后食品产品WD的速度，传输带53的传输速度及棒状双层食品材料挤出装置1的部件的启动及停止。该控制装置60还包括控制设备62，其根据输入的数据控制每个控制马达。

如图3所示，外层食品材料供给装置10的泵体驱动轴19上连接有脉冲编码器65，用来检测转子15的转角D。与该转子15连接的泵体驱动轴19上固定有主动齿轮63。而且，该脉冲编码器65安装在支架66上，该支架66则安装在支撑板3上。该脉冲编码器65的转轴65A上固定从动齿轮64，该从动齿轮64与主动齿轮63啮合。所述从动齿轮64与主动齿轮63的齿数相同。这样，由于脉冲编码器65与转子15同步转动，脉冲编码器65可以检测转子15的转角d。

现在解释控制转子15转动速度(及角速度)的方法。图4所示的叶片16B的位置定义为转子15的参照位置，并视为0度。如上所述，叶片16B的位置为空间13B的开始点，该空间13B用来供应外层食品材料WA。叶片16A的位置凸轮17的曲面17D的终点，并对应于曲面17A的开始点。而且，在叶片16B的位置，脉冲编码器65的转轴65A的位置定义为转轴65A的参照位置并视为0度。

图5展示了转子15的转速V的变化。图5中的水平刻线表示转子15沿箭头R2方向转动的角度D，而垂直刻线表示转速V。相邻的切口15A之间形成的角度(等于相邻的叶片16之间形成的角度)构成转子15的间隙。从参照位置开始的角度D1构成一段间隙，该转子从该段间隙所在的位置，以参照转速V1开始旋转。然后，该转子15从角度D2定义的间隙，以高于参照转速V1的转速V2开始旋转。接着，该转子15降低其转速，并以参照转速V1，在由角度D3定义的剩余间隙开始旋转。这种转子15的循环在其转动整圈的过程中重复六次。参照转速V1、较高转速V2及角度D1，D2，D3的数值可通过控制面板61而输入进去。而且，如上所述，角度D1，D2及D3由脉冲编码器65检测，且角度D1，D2及D3的数据被传输到控制设备62。

试验1-7

现在阐述利用棒状双层食品材料挤出装置1来切割外层食品材料WA的试验结果，这里以制作豆酱蒸包的面团为外层食品材料。

在这些试验中，双喷嘴30的内层食品材料喷嘴35被堵住，且使用喷嘴直径为38mm的外层食品材料喷嘴36。而且，转子15的参照转速V1设定为每分钟转动一圈，且以较高转速旋转形成的间隙构成的角度D2设定为15度。由切割装置40切割棒状双层食品材料的切割速度设定为每分钟二十次。

除了上述条件外，角度D1设定为0度、10度、20度及30度，而较高转速V2设定为1.05xV1，1.1x 1，1.2xV1。食品材料切割试验在这些综合参数下进行。试验样品由30个食品产品组成，这些食品产品由切割装置连续地切割。

对比试验1

在该对比试验1，转子15以参照转速V1(恒定转速)旋转，其它参数与试验1-7相同。具体地讲，该对比试验1展示了传统的棒状双层食品材料切割方法。

现在将试验1-7与对比试验1进行比较。表1显示了试验1-7与对比试验1的结果。其包括角度D1，较高转速V2，产品的最大重量(单位：克)，产品的最小重量(单位：克)及产品重量的标准偏差。如果标准偏差的数值小，说明产品重量的变动小。

图6(A)为连续折线图，按顺序展示了试验3的产品重量。图6(B)为连续折线图，按顺序展示了对比试验1的产品重量。

通过对比它们的产品重量标准偏差，可以明显地发现试验2-6的标准偏差值小于对比试验1的标准偏差值。具体地讲，试验2-6的产品重量差异小于对比试验1的产品重量差异。通过对比图6(A)与图6(B)，可以明显地发现图6(A)中的连续折线小于图6(B)中的连续折线。这样同时可以发现：从试验2-6中的双喷嘴30挤出的外层食品材料WA的脉动流小于对比试验1中的脉动流。从这些事实也可以发现：在试验2-6中，外层食品材料WA在出口通道的压力变化小于对比试验1中的压力变化。这样，在试验2-6中，外层食品材料WA的压力脉动得以减小。

通过将试验1、7与试验2-6进行比较，可以明显地发现：试验1、7中产品的最小重量几乎与试验2-6中产品的最小重量相等。然而，试验1、7中产品的最大重量及产品重量标准偏差大于试验2-6中产品的最大重量及产品重量标准偏差。从这些结果可以明显地发现：从试验1、7中的双喷嘴30挤出的外层食品材料WA的脉动流大于试验2-6中的脉动流。

对于试验1，由于外层食品材料WA在出口通道11D的压力减小之前，转子15的转速增加，且由于供应到双喷嘴的食品材料数量增加，可以清楚地发现：出口通道的压力进一步减小。从这个事实可以明显地发现：在叶片16A刚刚开始沉入转子15后，及料斗11的出口通道11D开始与测量空间13A连通时，外层食品材料WA并未立即开始被传送到双喷嘴。具体地讲，在外层食品材料WA开始被传送到双喷嘴之前，需要一段额外的时间。

对于试验7，由于外层食品材料WA在出口通道11D的压力临时减小，然后逐渐增加，可以明显地发现：在食品材料压力相对较高的间隙部分，转子15的转速增加。

试验1-7中食品产品的平均重量大于对比试验1中食品产品的平均重量。原因是从外层食品材料叶片泵13传送到双喷嘴30的外层食品材料WA的数量增加，该增加是由转子15在一个间隙内的转速增加而引起的，该间隙内转子以较高转速V2旋转。

试验8

与试验3的条件相同，进行切割外层食品材料的试验，这里以制作面包的面团(用于烘烤的面团)为外层食品材料。试验样品由30个食品产品组成，这些食品产品由切割装置连续地切割。

对比试验2

对于该对比试验2，转子15以参照转速V1转动，其它参数与试验8相同。具体地讲，该对比试验2展示了传统的棒状双层食品材料切割方法。

表2显示了试验8与对比试验2的结果。通过对比它们的产品重量标准偏差，可以明显地发现试验8的标准偏差值小于对比试验2的标准偏差值。具体地讲，试验8的产品重量差异小于对比试验2的产品重量差异。这样，在试验8中，从双喷嘴挤出的外层食品材料WA的棒状双层食品材料的脉动流得以减小。

通过对比图6(A)与图6(B)，可以明显地发现图6(A)中的连续折线的变化小于图6(B)中的连续折线的变化。这样同时可以发现：从试验2-6中的双喷嘴30挤出的外层食品材料WA的脉动流小于对比实验1中的脉动流。从这些事实也可以发现：在试验2-6中，外层食品材料WA在出口通道的压力变化小于对比实验1中的压力变化。这样，在试验2-6中，外层食品材料WA的压力脉动得以减小。

试验9

接下来，以制作豆酱蒸包的面团作为外层食品材料WA，以压缩后的豆酱作为内层食品材料WB，并将它们装入到棒状双层食品材料挤出装置1的料斗内，然后通过切割棒状双层食品材料WC而形成包装的食品产品WD，该棒状双层食品材料WC由内层食品材料WB及包裹在该内层食品材料WB外部的外层食品材料WA组成，并且从双喷嘴30挤出。对于试验9，使用双喷嘴30，其具有直径为36mm的内层食品材料喷嘴35，及直径为37mm的外层食品材料喷嘴36。转子15的参照转速V1设定为每分钟转动一圈，较高转速V2设定为1.1xV1。对于转子15的转角，角度D1、D2、D3分别设定为10度、15度及35度。角度D2形成间隙，在该间隙内转子15以较高转速V2转动。位于内层食品材料供给装置20内的叶片泵23的转子25的转速设定为预定且不变的数值。而且，切割装置的操作速度设定为每分钟20次。选择30个连续制造的包装后的食品产品作为样品。

对比试验3

在对比试验3中，转子15以参照转速V1转动，其它参数与试验9相同。具体地讲，该对比试验3展示了传统的棒状双层食品材料切割方法。

除了表2之外，表3同时显示了试验9与对比试验3的结果。通过对比它们的产品重量标准偏差，可以明显地发现试验9的标准偏差值小于对比试验3的标准偏差值。具体地讲，试验9的产品重量差异小于对比试验3的产品重量差异。这样，在试验9中，通过控制位于棒状双层食品材料挤出装置1的外层食品材料供给装置10内的外层食品材料叶片泵13的转子15的转速V，使得从双喷嘴30挤出的棒状双层食品材料WC的脉动流得以减小，且由切割装置切割形成的产品的重量差异也同时减小了。

从上述试验结果可以发现：外层食品材料WA可以稳定地供应到双喷嘴，因此，通过控制转子15的转速V，使得食品材料在出口通道11D临时减小的压力得以补偿。根据叶片数量的变化，食品材料的性能、供应到双喷嘴的食品材料的数量及转子15的运动，可以通过改变凸轮17的形状而得以改变。

表1：切割用于豆酱蒸包的面团的试验结果

转子15的基本转速(V1)＝每分钟转动的圈数

转子15在较高转速的转角(D2)＝15度

食品面团切割速度＝每分钟20次

表2：切割用于蛋糕的面团的试验结果

转子15的基本转速(V1)＝每分钟转动的圈数

转子15在较高转速的转角(D2)＝15度

食品面团切割速度＝每分钟20次

表3：切割用于蛋糕的面团的试验结果

转子15的基本转速(V1)＝每分钟转动的圈数

转子15在较高转速的转角(D2)＝15度

食品面团切割速度＝每分钟20次

接下来，根据图7说明本发明外层食品材料供给装置10的第二个实施例。图7(A)展示了棒状双层食品材料挤出装置1的局部剖视平面图。图7(B)为图7(A)所示结构沿B-B方向的侧向剖视图。在该第二个实施例中，与第一个实施例中相同的元件标以相同的标号。这里省略对与第一个实施例中的元件相同的元件的说明。

该第二个实施例的棒状双层食品材料挤出装置1包括物镜67、光检测器68及支架69，代替了第一个实施例中控制装置60的主动齿轮63、从动齿轮64、脉冲编码器65及支架66。物镜67固定在与转子15连接的泵体驱动轴19上，使得泵体驱动轴19的转动位置可自由调节。用于检测物镜67的光检测器68安装到支架69上，该支架69由支撑板3支持。从物镜67上突出的端部67A设置于物镜67外围的偶数间隔内，该外围分成六部分。

图7(B)中所示物镜67的转动位置与叶片16的转动位置相对应。具体地讲，图7(B)中所示物镜67的转动位置是转子15的参照位置。当该物镜67从该参照位置，以参照转速V1转动到角度D1时，光检测器68检测到从物镜67上突出的端部67A，然后由光检测器68产生的信号传送到控制装置60。该控制装置60控制一个控制马达M1，令转子15以预定的较高转速V2转动。然后，当转子15转动到角度D2时，由于光检测器68检测不到端部67A，控制装置60开始控制上述控制马达M1，让转子15以参照转速V1转动。

通过在物镜67(或泵体驱动轴19)上形成刻度，在泵体驱动轴19或(物镜67)上形成标记，可以调节物镜67相对于泵体驱动轴19的转动角度。比如，通过将物镜67的端部67A的转角(对应于转角D2)设置为15度，及通过将物镜67固定到泵体驱动轴19上，可以组建与试验3条件相同的棒状双层食品材料挤出装置1，使得从转子15的参照位置旋转形成的角度D1变成10度。

该第二个实施例的棒状双层食品材料挤出装置1中，转子15可以由比第一个实施例中的控制装置简单的控制装置来控制。而且，尽管使用于装置的食品材料可以为一种或多种，但是如果这些食品材料的特性相似，则第二个实施例的装置1也适合使用这些材料。在第二个实施例中，虽然使用光检测器68作为检测物镜67转角的工具，这里也可以使用限位开关，该限位开关通过接触物镜67来检测其转角。

上面解释了本发明棒状双层食品材料挤出装置1的若干实施例。然而，该装置并不局限于这些实施例，可以根据本发明的权利要求做出许多改进。例如，在上述实施例中，虽然解释了外层食品材料供给装置10的转子15的转速可以控制，然而通过控制内层食品材料供给装置20的转子25的转速，也可以减小内层食品材料WB在出口通道24B的压力差异，并阻止从双喷嘴30挤出的内层食品材料的脉动流。而且，可以通过控制转子15及25的转速，来阻止从双喷嘴30挤出的棒状双层食品材料的脉动流。

在上述实施例中，虽然解释了外层食品材料供给装置10的转子15的转速可以通过使用图5所示的双段式转速来控制，然而也可以使用多段式转速或其它具有非线性关系的转速来控制转速及阻止棒状双层食品材料的脉动流。也可以使用同样的方法来控制装置20的转子25的转速。

而且，在上述实施例中，虽然解释了用切割装置40切割从双喷嘴30挤出的棒状双层食品材料WC来形成包装的食品产品WD，然而也可以用切割装置40切割从双喷嘴30挤出的棒状双层食品材料WC来形成具有预定长度的棒状双层食品材料。由于从双喷嘴30挤出的棒状双层食品材料的脉动流可以被阻止，形成的棒状双层食品材料的重量差异得到减小，且可以制造具有稳定搭配的食品产品。

而且，也可以将用于多种材料的双喷嘴替换为使用于单一材料的扁平状的喷嘴，比如截面形状又长又细的喷嘴。

Claims (9)

1.一种连续地将棒状双层食品材料挤出的装置，该棒状双层食品材料由两种食品材料组成，并且包括内层食品材料及包裹该内层食品材料的外层食品材料，该装置包括：

由盛放上述外层食品材料的料斗及位于该料斗底部的叶片泵组成的外层食品材料供给装置；

由盛放上述内层食品材料的料斗及位于该料斗底部的叶片泵组成的内层食品材料供给装置；及

与上述外层食品材料供给装置及内层食品材料供给装置连通的双喷嘴，用于通过在内层食品材料上包裹外层食品材料而连续地挤出棒状双层食品材料，其中，所述用于外层食品材料及内层食品材料的叶片泵排布适当，使得其中一个叶片泵的转轴垂直设置，另一个叶片泵的转轴水平设置。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：用于外层食品材料及内层食品材料的叶片泵排布适当，使得用于外层食品材料的叶片泵的转轴水平设置，用于内层食品材料的叶片泵的转轴垂直设置。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于还包括：

用于控制外层食品材料的叶片泵的装置，该叶片泵控制装置具有检测用于外层食品材料的叶片泵转子转动角度的检测装置，该叶片泵控制装置控制外层食品材料叶片泵，使得该叶片泵可在基本转速与比该基本转速高的较高转速之间切换，位于转子外部偶数间隔内的叶片移动并将食品材料输送到出口通道，其中该转子速度的切换跟随每个叶片的转动位置而不断重复。

4.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于还包括：

食品材料传送滚筒，该滚筒位于外层食品材料叶片泵的侧边，通过旋转该外层食品材料滚筒，将位于外层食品材料料斗内的外层食品材料传送到外层食品材料叶片泵；及

位于内层食品材料料斗底部的螺旋输送机，通过旋转该螺旋输送机，将位于内层食品材料料斗内的食品材料传送到内层食品材料叶片泵。

5.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于还包括：

位于外层食品材料供给装置与双喷嘴之间的连接接口管，

其中该连接接口管滑动地安装在两者之间，

该连接接口管密封食品材料连接接口表面，

该连接接口管允许外层食品材料供给装置容易地自棒状双层食品材料挤出装置上拆除及安装上去。

6.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于还包括：

位于内层食品材料供给装置与双喷嘴之间的连接接口管，

其中该连接接口管滑动地安装在两者之间，

该连接接口管密封食品材料连接接口表面，

该连接接口管允许内层食品材料供给装置容易地自棒状双层食品材料挤出装置上拆除及安装上去。

7.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于还包括：

位于外层食品材料供给装置与双喷嘴之间的连接接口管，

其中该连接接口管滑动地安装在两者之间，并密封食品材料连接接口表面；及

位于内层食品材料供给装置与双喷嘴之间的连接接口管，

其中该连接接口管滑动地安装在两者之间，并密封食品材料连接接口表面，

所述位于外层食品材料供给装置与双喷嘴之间的连接接口管小于位于内层食品材料供给装置与双喷嘴之间的连接接口管。

8.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于：该外层食品材料供给装置的出口通道向下倾斜设置，该出口通道与所述双喷嘴连通。

9.一种利用权利要求3的装置加工经过包装的食品产品的装置，其特征在于还包括：

位于所述双喷嘴下方的切割装置，用于切割自双喷嘴挤出的棒状双层食品材料；及

位于所述切割装置下方的线性传输装置，用于传输由所述切割装置切割形成的、经过包装的食品产品。

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