CN101284639A

CN101284639A - 液体分配装置

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Publication number: CN101284639A
Application number: CNA2008100972489A
Authority: CN
Inventors: 马雷克·希曼斯基
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-05-07
Filing date: 2008-05-06
Publication date: 2008-10-15
Anticipated expiration: 2028-05-06
Also published as: WO2008134793A1; AU2008247299A1; EP2155572A1; ATE547339T1; CN101284639B; KR101533855B1; US20100108717A1; RU2451633C2; MX2009012051A; KR20100017590A; DK2155572T3; RU2009141170A; EP2155572B1; CA2685583A1; JP5489985B2; AU2008247299B2; JP2010525997A; US8550301B2; EP2155572A4

Abstract

本发明涉及一种液体分配装置，用于分配来自软袋的液体。该装置具有用来支撑使用中的软袋的支架和底座，该底座适用于容纳软袋的近边侧，用于相对于支架逐渐朝位于软袋远边侧的出口运动。当软袋被逐渐卷起，液体被从近边侧向远边侧挤压，从而在使用中以被控制的方式从出口分配液体。在其它优点中，这允许从袋中挤压出液体的预期的和精确的剂量部分并且直接从软袋中进行剂量分配。

Description

液体分配装置

技术领域

本发明涉及一种用于从软袋中分配液体的液体分配装置。

在下文中，将参照本发明在分配食物产品及组分中应用来对其进行说明，需要注意的是不必把本发明限制使用在这一个特定的领域，也可应用在其它领域，例如分配预期剂量的饮料、工业化学品以及用于医疗、制药和个人护理的液体制剂。

背景技术

以下关于现有技术的讨论将不被认为是承认被讨论的是本领域的普通公知常识。

塑料薄膜袋逐渐成为一种普通的用于包装食物和其它产品，包括液体食物产品的方法。相对于传统的硬质容器，比如瓶、罐、桶、鼓或箱，这样的袋具有明显的优点。这些袋通常都带有喷嘴和盖子。这些设备可以用于将产品装入袋、将产品抽吸出袋或者用于两者。

这样的袋的分配系统通常有两种类型。第一种类型使用阀装置并且是重力驱动(例如葡萄酒桶)，而第二种类型使用具有或不具有阀装置的泵系统(例如蠕动泵)。现有技术中的分配系统具有许多缺点，包括：

1.难于以一个相对较快的速率分配精确的液体剂量。尤其在液体是粘性且不“流动”的情况下。蠕动泵的速度是受限的，因为软管需要在泵间回复其最初的形状(也就是说，泵需要被及时地隔开以允许这一点)。蠕动泵相对功率不足，因此可能运行相对昂贵。此外，蠕动泵管定期磨损，因此需要被替换。蠕动泵的精确度也是受限的，因为容积吞吐速率是液体压力的函数(其可以根据许多因素变化)。缓慢的分配液体以达到精确是可能的，但是这会严重影响这样一个系统的商业可行性。可选地，可以快速分配有粘度的液体的机器往往复杂且昂贵。

2.在系统包含泵的情况下，液体可能留在泵中，和/或者泵或许不够强大以至于不能从袋中吸出液体的最后部分。不能基本上完全吸空袋导致了液体的浪费，并且如果袋将被重复使用，下面将讨论卫生问题。

3.它们可能把部分液体留在分配系统的部件中或上面。因此，系统需要被经常清洁以保持卫生和降低系统分配的液体被污染的风险。即使液体容器呈正常的封闭或密封形式，当容器被重新填充时，可能会进入污染物是难以避免的。正位移活塞式泵是通常很难清洁的泵的一个好例子。

4.它们在构造上较为复杂。

本发明试图提供一种液体分配装置，其将克服或基本上改善现有技术的至少一个缺点，或者至少提供一种选择。

发明内容

根据本发明的第一个方面，提供一种用于从软袋中分配液体的液体分配装置，包括：

-用于支承使用中的软袋的支架，

-底座适用于接收软袋的近边侧，用于相对于支架逐渐朝位于软袋远边侧的出口运动，

从而使软袋被逐渐卷起，液体因此被从近边侧向远边侧挤压，从而在使用中以被控制的方式从出口分配液体。

这个液体分配装置的实施例的一个优点是，它可以分配预期的并且精确剂量的液体，因为液体以被控制的方式被逐渐挤压出来。这与例如在重力或泵的运动下被分配的液体(其体积流率由液体压力来决定)形成对比。

从袋的近边侧到远边侧的被控制的挤压可以根据需要以不同的速度实施，并且可以保持剂量分配的精确度。因此，本发明的实施例允许以较快的速率分配精确剂量的液体，基本上与液体的粘度无关(在一定的粘度范围内)。因此，本发明的实施例非常适合于生产线和生产过程。这样的生产过程的一个例子是生产一份食物(例如一份松饼)的过程。一个迅速的过程将导致生产食物的更好的速率并导致更大的顾客满意度。

液体分配装置的实施例的另一个优点是它可以基本上完全使软袋变空，因为袋在它从尾部到喷嘴被卷起时，一直保持张紧状态。这样较少的浪费了液体，从而减少了液体供应的费用。

液体分配装置的实施例的另一个优点是它提供从软袋的直接剂量。也就是说，在正常操作中，液体不会接触到分配装置的其它不必要的表面。例如，在分配装置用于分配将被烹调的食物时，食物被直接分配到一个或多个烹饪表面。因此，一旦变空，袋就废弃了，装置就不必定时清洁，因为液体不接触装置的其它部件，因此它也是非常卫生的。装置适用于提供从软袋的直接剂量的事实意味着软管(像在蠕动泵中)或其它容易用坏的部件是不需要的并且因此不必被替换。

实施例中的装置也可以是非常卫生的，因为袋中的物质一直被密封在袋中，直到被从袋中分配出来。因此，在制备食物产品时，考虑到健康、安全和污染，本装置优于某些现有技术。在包括密封袋中物质(不论是固态还是液态)的实施例中，产品被较好的保存且保存期限增加。由于食物产品较短的保存期限，当装置被用于分配食物产品时，这是尤其有利的。

液体分配装置的实施例的另一个优点在于其机械构造简单。这是因为分配容器和相关组件(例如附加装置、盖子和/或搅拌器)不必被合并到装置中。这样就降低了成本并且意味着液体分配装置可以以更紧凑地方式制造，减少封装、包装的时间以及降低运输要求，如果意义重大话。机械上简单的构造也意味着该系统在机械上是高效的。依次地，这样降低了能耗的需求并因此降低了成本。机械上简单的构造也提供了更大的可靠性，因为其包括了较少的部件。

液体分配装置的实施例的另一个优点是能耗要求相对较低，因为只需要卷起相对较小的半径装配(和其周围缠绕的袋)，因此电动机有很强的机械利益或杠杆作用(leverage)。降低的能耗要求意味着本装置较小可能造成对用户的伤害且可以使用较小/较便宜的电动机。并且本装置将不会使用这么多的能源，从而降低了能源成本。

使用一旦变空就被废弃的袋的液体分配装置的实施例还有另一个优点就是，其使用被简化了，因为不包括重新填充步骤和清洁步骤。这样导致了很高水平的使用上的便利。机器的拥有者的便利进一步被加强，因为可以投入使用或接近投入使用的液体的或粉末(例如用于与水混合以制成液体)的袋可以被送给他们。例如，袋可以在一或两个简单的步骤后连接到分配装置，并且在此之前，如果需要，水可以加到袋中的物质中。

这样的布置也允许了与水的简单混合，由于一旦水被加入到袋中，具有带有盖子的喷嘴的袋可以被摇动，然后一旦里面的物质被适当地混合，就可以被连接到装置上。并且如果软袋是由透明的材料制造，用户可以看见，里面的物质是否被适当地混合，并且因为软袋是软的，用户可以感觉里面的物质是否被适当地混合。如果里面的物质没有被适当地混合，那么用户可以继续摇动从而混合袋中的物质。

优选地，出口包括一个喷嘴，并且支架包括一个用于在使用中容纳喷嘴的孔。有利地，喷嘴有助于在使用中控制和导引液体从软袋中流出。在不同的实施例中，喷嘴可以设置在袋上的不同位置，但是优选地位于或接近最初被卷起的末端的相对端。为了储存、转移和运输，保护盖可以安装在喷嘴上。

优选地，喷嘴延伸穿过孔。以这种方式，喷嘴呈从软袋的主体部分向外延伸的突起的形式。有利地，喷嘴提供了一个安装指示器，因为一旦其被安装在支架内的孔内，准确地位于支架上的软袋就可以被连接到底座了。在一个实施例中，喷嘴呈单向阀的形式，这样增加了使用期间的卫生性，因为空气或其它污染物不能进入软袋中。

优选地，孔包括一个保留装置以将喷嘴可释放地保留在孔中。有利地，在这个实施例中，喷嘴被保持在孔中，从而在软袋被逐渐卷起的时候使其可以更好地提供相对软袋拉力的反作用力。这使得软袋被拉紧，帮助卷起软袋并能更好地从软袋中提取液体。

优选地，液体分配装置进一步包括驱动系统，用于使底座向软袋的远边侧移动，并用于把软袋逐渐从近边侧向远边侧卷起。在一些实施例中，根据用户的选择，驱动系统完全地或者分步地对软袋进行自动挤压。在液体分配装置大致的易使用和精确的剂量分配方面，用驱动系统挤压软袋有着明显的优点(与手动卷起软袋对比)。

优选地，支架包括一个下部部分以从下部支撑软袋、以及至少一个延展限制部分用于在使用中限制袋的延展。

下部部分的优点在于其支撑了袋的重量。如果袋的重量不是这样被支撑的话，袋将需要在其近边侧由底座支撑且在出口处由一个

“出口支架”支撑。为了以拉紧的、不下垂的方式(有利于精确的剂量分配)来保持袋，底座和出口支架将需要提供很大的相反力，从而因此对装置施加不必要的应力。

提供一个下部部分和至少一个延展限制部分以限制袋的延展的优点在于当袋的延展减少时，可以更精确地控制剂量分配。在底座的恒定的旋转速度下，在使用中限制袋的延展减小了流速的变化。

优选地，下部部分是一个下表面，至少一个延展限制部分是一个与下部表面隔开并且在其上的上表面且适用于在使用中抵抗软袋的延展。在使用中，这个实施例通过把袋最大的平面夹在中间而提供了一个限制袋延展的简便的方法。

优选地，上表面铰接安装在支架的一端。这样使底座和下部部分在使用中容易被接近，从而使袋易于安装在装置上或者从装置上移除。

优选地，上表面包括一个向下延伸的突起，其使喷嘴保持在孔中。这样有助于将喷嘴保持在孔中，尤其当软袋由于被底座逐渐卷起而被张紧时。

优选地，底座适用于逐渐向近边侧转移的同时卷起软袋。

优选地，支架包括至少一个导轨并且底座包括至少一个辊子，用于沿着至少一个导轨滚动，以及具有不同有效直径的卷轴。有利地，具有不同有效直径的卷轴允许卷轴在袋的张力增加时减小其直径。这意味着张力不会减小到过于阻碍卷轴的向前运动(例如朝向袋的出口)。

优选地，卷轴包括至少两个分开的、细长的底座构件，其在其中定义出一个狭缝，用于在使用中容纳软袋的近边侧。有利地，一旦软袋的近边侧被编入到至少两个分开的底座构件之间，那么软袋将被底座旋转，摩擦力将阻止袋的近边侧从狭缝中滑出。

优选地，至少一个底座构件的至少一个部分由弹性材料制成，从而当软袋逐渐绕着底座构件卷起时，该至少一个底座构件弯曲，底座构件之间的距离减小，因此减小了卷轴的有效直径。有利地，这体现了一种用于在使用中提供可变直径卷轴的简单和经济的方式。

优选地，底座包括两个辊子并且卷轴包括两个底座构件并且每个辊子直接或间接地连接到靠近底座构件的端部。

优选地，底座构件的中间区域由一个偏压装置连接。

优选地，偏压装置是至少一个压缩弹簧。

优选地，偏压装置是至少一个拉伸弹簧。

优选地，卷轴包括至少一个轴和至少一个将该至少一个轴和软袋的近边侧相互连接的弹簧，从而当软袋被逐渐卷起时，该至少一个弹簧压缩减小卷轴的有效直径。

优选地，弹簧是一个围绕轴的至少一部分的螺旋弹簧且具有一个安装至轴的内部边缘和适于连接至软袋的近边侧的外部边缘，从而当软袋逐渐绕着螺旋弹簧卷起时，螺旋弹簧压缩减小其有效直径，因此减小了卷轴的有效直径。优选地，驱动系统适用于沿着该或每个对应的导轨旋转该或每个辊子。

优选地，驱动系统包括一个步进式电动机和控制单元。

优选地，支架包括两个导轨并且底座包括两个辊子并且卷轴安装在各个辊子之间并且具有连接至各个辊子的端部。

优选地，辊子和导轨包括彼此啮合的轮齿从而保证底座转动时向前运动。也就是说，辊子和导轨上包括轮齿保证在辊子沿着导轨移动时不会滑动。

优选地，袋由食物级的塑料、弹性材料、密封纸、密封纤维或特氟纶制成。

优选地，软袋具有可变的横截面积，从而在使用中，从出口分配的液体基本上与软袋的逐渐卷起成比例。

优选地，液体分配装置进一步包括控制单元，用于控制底座的运动、接收面，用于接收分配的液体、以及一个或多个传感器，操作地连接到该控制单元，该一个或多个传感器基本上与液体的被分配的部分布置成一行且适用于测量该液体的被分配的部分的大小并且传送相应数据到该控制单元以停止、暂停或反转底座的前进运动并因此停止或暂停进一步分配液体。

反转底座的前进运动有利地减小了袋中的压力并因此保证了液体从喷嘴的流动被停止。优选地，该一个或多个传感器适用于记录液体的被分配的部分的横截面的尺寸并且其中该控制单元适用于从液体的被分配的部分的横截面的尺寸中得出其体积。

优选地，一个或多个传感器中的至少一个适用于测量被分配的液体的高度和半径。

优选地，一个或多个传感器包括接近或位置传感器。

优选地，该接近或位置传感器是光学传感器。

优选地，该一个或多个传感器包括一个重量传感器。

根据本发明的另一个方面，提供一种液体分配系统，其中所期望的和精确的液体剂量分配通过由附在一个塑料薄膜袋的分配端的喷嘴来把液体从袋中挤压出来实现。具体地，挤压通过在喷嘴的方向上滚动或缠绕尾部或相对于喷嘴的袋的端部来完成。为了缠绕或旋转袋以及保持精确剂量所需的喷嘴的固定位置，袋的尾部被安装至一个缠绕机械装置的移动的卷轴，卷轴同步的滚动和向前运动导致袋从尾部到喷嘴的逐步的压缩，从而袋可以被用尽所需要的其内部物质的量。

还根据本发明的另外一个方面，提供一种从压袋中分配液体的系统，其包括可旋转的卷轴，用于把压袋的尾部安装至其上、以及用于同步旋转和沿向前的方向移动卷轴的装置，从而这样来控制袋的挤压以从中分配精确的液体的剂量。

附图说明

尽管还有其它的可能落入到本发明范围内的形式，这里将参照附图，仅仅描述本发明的优选实施例。

图1是一个优选袋的透视图，其用于根据本发明的一个实施例的液体分配装置，

图2是本发明一个实施例的液体分配装置的示意性侧视图，示出了在挤压之前的第一位置保持图1所示的袋，

图3是图2的液体分配装置的示意性侧视图，示出了在挤压之前被保持在第二位置的袋，

图4是图2的液体分配装置的示意性侧视图，示出了安装到液体分配装置的移动芯的袋的尾部，其被朝着袋的喷嘴的方面缠绕，

图5是图4中液体分配装置的区域A的放大图，

图6是图4中液体分配装置的中心区域B的放大图，其中袋处于相对于图5中被卷起(向袋的喷嘴的方向)的更后面一个状态，

图7是根据本发明的一个实施例的另一个优选的液体分配装置的透视图，

图8是图7中液体分配装置的一部分的左侧视图，

图9是图7中液体分配装置的部分断开的右后视图，

图10是图7至图9中保持了图1中的挤压前的袋的液体分配装置的一部分的透视图，

图11是穿过根据本发明的一个实施例的液体分配装置的一部分的示意性截面图，

图12是说明根据本发明的一个实施例的液体分配装置的芯的运动的物理原理的示意性图表，

图13是说明根据本发明的一个实施例的液体分配装置的芯的运动的物理原理的示意性图表，

图14是说明根据本发明的一个实施例的液体分配装置的芯的运动的物理原理的两个示意性截面图表，

图15是说明根据本发明的一个实施例的液体分配装置的芯的运动的物理原理的示意性图表，

图16是穿过根据本发明的一个实施例的液体分配装置的芯的正常形式的截面图，

图17是穿过图16中的芯的缩小直径形式的截面图，

图18是穿过根据本发明的一个实施例的液体分配装置的弹簧加载的芯的正常形式的截面图，

图19是穿过根据本发明的一个实施例的包括螺旋弹簧加载的芯的液体分配装置的截面图，

图20是用于根据本发明的一个实施例的液体分配装置的优选的接近传感器布置的示意性俯视图，

图21是图20所示布置的示意性侧视图，

图22是用于根据本发明的一个实施例的液体分配装置的优选的摄像传感器布置的示意性俯视图，

图23是图22所示布置的示意性侧视图，

图24是图22和23中所示的摄像传感器拍摄的从图1的袋中分配出的产品的图片。

图25是图24中所示的产品的截面图。

具体实施方式

在整个说明书中描述了不同的实施例，它们具有共同的、相似的或类似的部分或特征，这些部分或特征用相似的参考标号来表示(比如10，10A，10B等等)。

参照附图，提供一个液体分配装置，其包括移动的可旋转底座或芯18，其用于挤压通过支架结构支撑的压袋10。

图1中所示的压袋10(或塑料薄膜袋)包括可被挤压的袋部分12和在一端的喷嘴14(或喷口)，喷嘴14被盖16保护。该喷嘴14具有止回阀或单向阀(未示出)，例如鸭嘴阀。相对于具有喷嘴14的端部的袋10的端部或尾部17具有适用于安装至液体分配装置的移动的可旋转的芯18的区域。

喷嘴14有助于在使用中控制和导引液体从软袋10中流出。在其它实施例中，喷嘴14可以设置在袋10上的不同位置。在储存、转移和运输袋10时，保护盖16可以安装在喷嘴14上。

图2中所示的液体分配装置的移动的可旋转的芯18具有两个指状物20，22，用于将袋10的尾部17夹在中间。

袋10的喷嘴14穿过孔23突出到支撑结构中，在这种情况下，该支撑结构是一个平板24，袋10被置于其上。喷嘴14还提供了一个安装指示器，因为一旦它被安装在平板24的孔23中，软袋10可以被正确地定位在平板24上，准备被连接到芯18。平板24的优点在于它支撑了袋10的重量。如果袋10的重量不是这样被支撑，那么它需要在其尾部17被芯18支撑和在喷嘴14处被孔23支撑。以这样的布置，为了以拉紧的、不下垂的方式(有利于精确的剂量分配)来保持袋10，芯18和喷嘴14将需要提供很大的相反力，从而因此对装置施加了不必要的应力。

铰接式盖罩26具有一个喷嘴容纳部28，其通过孔23来保持喷嘴14，尤其是在软袋10由于被芯18逐渐卷起而拉紧时。也就是说，在软袋10被逐渐卷起时，喷嘴容纳部28帮助喷嘴14支撑一个在逐渐卷起软袋时抵抗软袋10的拉力的较高的反作用力。软袋10中较高的压力使得液体更好地从软袋10中抽取出来。然而，太大的压力会停止或潜在地损害驱动机械装置(描述如下)、电动机(描述如下)、软袋10或喷嘴14。

在另一个实施例中，喷嘴14不总是突出穿过孔23且在这个实施例中，孔23可以作为喷嘴14的延伸。

在使用中，袋10被放在板24的表面，喷嘴14穿过孔23位于板24中，从而作为一个分配出口。袋10的尾部17被通过两个指状物22、24之间而安装至芯18。铰接式盖罩26被平放在袋10上(见图3)以把袋分别限制在盖罩26和板24的上部和下部刚性表面之间。在使用中，通过把袋10最大的平面夹在中间而提供了一个限制袋10延展的简便的方法。

因此，在袋10由于移动的可旋转的芯18的挤压而承受的压力下产生的过大的延展将被避免或者至少被减小。这使得剂量将被更精确地控制。

铰接式盖罩26允许在使用中(或者使用期间)更容易接近芯18和平板24，并因此使袋10更容易地安装到或者从装置中移除。

如图4、5所示，芯18同时旋转和朝着喷嘴14的方向前进，然后袋10的尾部17开始绕或卷在芯18的两个指状物20、22的周围。芯18越旋转，越多的液体通过喷嘴14被袋内部不断增加的压力挤压出袋10(见图6)。

参照图7至9，芯18由一个方向可逆的步进电机30驱动。在一些实施例中，为了适当地关闭喷嘴14的单向阀装置，电动机30必须被逆转一段短暂的时间。逆转电动机30释放了软袋10中的压力并因此阻止了液体从其中压出。

移动的可旋转的芯18包括两个指状物20、22。指状物20、22分别通过弹簧销44被连接至源轴(cradle shaft)40的一端和尾轴42的另一端。

尾轴42被连接到第一齿条行进齿轮(rack travelling gear)34，其适用于沿着齿条38行进。齿条38被支撑在袋滑动通道46中。源轴40被连接至第二齿条行进齿轮50，其适用于沿着齿条52行进。因此，芯18的两端都有齿轮34、50。

齿轮32相对于源轴40转动地安装并与第二小直径齿轮48啮合，第二小直径齿轮48随着步进式电动机30的输出轴转动。齿轮32被用于通过减小步进式电动机30的速度来降低源轴40的转动速度。根据不同的齿轮比率的需要，可以在步进式电动机30和源轴40之间使用不同的齿轮传动装置。

第一和第二齿条行进齿轮34、50持续接触并在齿条38，52上行进以保证它们同时旋转并朝着袋10的喷嘴14的方面前进，袋10通过上述的缠绕机构的运行而被挤压。包括第一和第二齿条行进齿轮34、50和齿轮齿条38、52保证了不会发生滑动。

齿条52被支撑在一个塑料滑面54上，塑料滑面54被容纳在位于电动机30之下的支架56中。

支撑面57也被提供用以阻止第一齿条行进齿轮34与齿轮齿条38脱开。第二齿条行进齿轮50通过支架56被保持抵靠齿条52。

运行电动机30致使小直径齿轮48转动，小直径齿轮48的转动又导致了大直径齿轮32的转动。由于大直径齿轮32转动，芯18也转动，且通过齿轮34、50的持续转动，芯18沿着齿条38、52向前移动。在一个实施例中，根据用户的选择，该驱动系统完全地或者分步地对软袋10进行自动挤压。在液体分配装置大致的易于使用和精确的剂量分配方面，用驱动系统挤压软袋10有着明显的优点(与手动卷起软袋对比)。

当袋10的尾部17安装在芯18的指状物20，22之间(如图10所示)时，芯18的转动和向前的运动导致尾部17缠绕在芯18周围，随后袋10缠绕在芯18上且其中的物质通过喷嘴14被挤压。

在描述的实施例中，当芯18朝着喷嘴14行进时，它从袋10的端部使其不再松弛并使袋10保持在轻微地张紧状态。图11为这个过程的简化示意图。

图12为支持这个过程的物理原理的示意图。芯18以转动速度“ω”沿着表面S向定点B转动。芯18使袋10不再松弛。理论上讲，如果芯18的直径D是恒定的(比如，袋10A的厚度＝0)，那么具有中心A的芯18每个旋转行进πD。

在实践中，如图13所示，缠绕在芯18周围的袋10的材料导致芯18的直径D不断增加，而芯18A的线性前进被其齿轮和齿条比率所支配，这个比率在每个旋转时是固定的。

事实上，对于芯18的每次转动来说，芯18都比上次转动前进更远。如果芯的转动速度(ω)是恒定的，芯的中心A的线速度增加。

芯的中心A每个转动行进的距离由πD来限定。

参照图14，替换差异值“x”由于卷起的袋10的厚度(或者整个直径的增加)而产生。

在实践中，对芯18的每次转动来说，随着加速的中心A的速度V1，装置要求芯移动πD+x。然而，芯18只能移动齿轮齿条比率所允许的距离πD(也就是说，如果齿轮的节距圆直径(PCD)＝D)。现在参照图15，这样的差异产生了与露于齿条上的齿轮的力(FG)相反的对袋的拉力(FB)并且导致了袋10被拉紧。由于芯18持续转动并向着喷嘴14移动，这样的差异进而负荷增加。如果负荷变得很大将会阻止芯18的前进。

解决这样的差异的办法是预料到直径的增长而提供一个原始直径小于D的芯18A。这种方法的一个缺点是袋10A最初太松弛且倒空袋10A将不是特别有效，或者至少难于控制。

参照图16到19，提出了许多有效的解决方案来阻止反作用力对机械装置或袋10A造成的损害。

本发明提出的第一种解决方案是一种相对于负荷来改变芯18的直径的装置。芯18的直径最初大到足够去除袋10的松弛但相对于张力/负荷而压扁，减小其直径以补偿增加的卷起的袋10的厚度。这一点可以通过使用可变直径/可折叠/会收缩的芯18来实现。有利地，当袋10的张力增加时，具有有效可变直径的芯18可减小其直径。这就意味着，张力不会增加到过度阻碍芯18的向前运动的水平(例如朝袋10的出口)。

现在描述可变直径芯18的不同的实施例。

参照图16和17，所示的芯18B包括两个弹性杆或指状物20B、22B，它们在其中限制出一个狭缝，用于在使用中容纳软袋10B的尾部17B。有利地，一旦软袋10B的尾部17B被编入到在指状物20B、22B之间，那么软袋10B将被指状物20B、22B旋转，摩擦力将阻止尾部17B从狭缝中滑出。

杆20B、22B由弹性材料制成，因此杆间的空隙(例如狭缝的宽度)在负荷下并进而随着袋10B的拉力减小。在袋10B足够的张力下，杆20B、22B可以弯曲从而杆20B、22B的中间部分彼此接近。在这个实施例中，杆20B、22B由铝制成，然而在其它的实施例中它们或许可以由其它合适的工程材料(比如，聚碳酸脂，聚乙烯，铜，木头)制成。

因此，当量直径以负荷力的函数减小。杆20B、22B的变形小到足以在力撤除后恢复原始的直的形状。

有利地，这体现了一种在使用中提供一种可变直径芯18B的简单且经济的方式。

图16和17说明了有效直径的减小，等效周长的减小是源于有效直径的减小。在图16中，等效周长是πD+2l，而图17中，等效周长是πD+2l1。

例子：

如果齿轮模数＝1，齿轮具有12个齿且齿轮的节距圆直径＝12mm，等效周长应为πD。因此，π×12mm＝37.68mm。

如果铝杆的直径为6mm，等效周长的公式为C＝πD+2l，然后l＝(C-πD)/2并且杆的中心之间的距离应为9.4mm.

因此，理论上杆间的空隙应为9.4mm-6mm＝3.4mm。

这种独特的布置/几何排列仅能应用于有限范围的袋的长度。对于给定的袋长度，杆20B、22B之间的空隙和杆的直径被固定。通常袋10B越长，将需要越大的空隙和/或越小的杆直径(在两种情况下都为了允许杆朝向彼此的较大的位移)。

参照图18，提出一个类似实施例A的实施例，不同的是至少一个偏压装置，在这里，单独的弹簧61被设置在杆20C、22C之间。因此，随着弹簧61有规律的拉紧，有效直径的减小(压扁)通过杆20C、22C的移动实现。需要注意的是，根据具体的布置，弹簧61或者是一个压缩弹簧或者是一个拉伸弹簧。在其它的实施例中，弹簧61可以由具有弹性、可压缩体积特性的材料替代(例如黏弹性的泡沫塑料)。这个实施例可以用于不同长度的袋。

图19描述了另外一个实施例，它提供了一个芯18D，其具有一个单独的杆80或指状物。芯18D的有效直径的减少(或者压扁)通过压缩沿着杆80的螺旋弹簧82而实现。袋的尾部17D被固定/锁定在螺旋弹簧82的边缘84。袋10D中的张力通过螺旋弹簧82来调节。这个实施例可以用于不同长度的袋。

第二个潜在的用于防止由于前述反作用力对机械装置或袋的损害的方法是提供装置允许齿条运动以补偿负荷。例如，每个齿条38E、52E可以滑动地安装在导轨上，并且提供偏压装置，以连接齿条38E、52E、它们各自的导轨或其它合适的装置的固定结构，从而齿条38E、52E只能相对于导轨抵抗偏压装置的偏压来移动。在一个实施例中，偏压装置是一个拉伸弹簧。因此，在这个实施例中，由于芯运动的差异产生的张力通过齿条38E、52E的运动补偿。

第三个用于防止由于前述反作用力对机械装置或袋的损害的方法是提供装置允许喷嘴14F和/或孔23少量地移动。例如，孔23F可以具有一个圆形的横截面并包括一个偏压装置(例如一个弹簧)以偏压喷嘴14F远离移动的芯18F。在这种情况下，偏压装置10F包括一个压缩弹簧，弹簧的压缩作为袋10F中张力，从而增加了袋14F中有限的张力。拉伸弹簧可以安装在喷嘴14F的另一侧以用作相同的目的。

现在参照图20到25，液体分配装置进一步包括一个控制单元，用于控制芯18的运动，一个接收表面59用于接收分配的液体，和一个或多个传感器操作地连接到控制单元。如图示，接收表面59可以通过一个传送带提供。

如下面实施例所述，一方面液体分配装置涉及用于从袋10中精确液体剂量的传感器系统。

从袋10中挤压液体通常与芯18的前进不成比例。这是由于袋10的延展和芯18回动后残留在袋10中的压力造成的。

这些问题的一个解决方案是设置一个或多个传感器来控制剂量的大小。一个或多个传感器可以是位置、重量、体积、超声波、红外线或温度传感器或者其它任何合适类型的传感器。在一个实施例中，一个或多个传感器基本上与液体的被分配的部分布置成一行且适用于测量该液体的被分配的部分的大小并且传送相应数据到控制单元以停止、暂停或反转芯18的前进运动并因此停止或暂停进一步分配液体。一个或多个传感器可以被设置和/或适用于测量被分配的液体的高度和半径。在一个实施例中，一个或多个传感器是接近传感器、摄像传感器和/或光学传感器。摄像传感器尤其适合于分配粘度相对高的液体的情况(例如松饼粉)。在一个实施例中，一个或多个传感器是光学传感器，其使用调制的红外线光。在一个实施例中，一个或多个传感器是单独传感器包括红外线光和接收器。

如图11和12所示，涉及一种接近传感器，从袋10中挤压的液体落在接收表面59上面。

位置远离中心(反射的或连续光束)的接近传感器58检测被挤压的液体60的边缘(或直径)。根据这样的检测触发传感器，从而造成芯18快速地缩回或返回以释放袋10中的压力并停止从喷嘴14流过。

较低的流速可以改善分配剂量的精确度。为达到较低的流动速度，芯18的速度可以被降低。额外的一个或多个传感器可以被用来控制从袋10中挤压出的液体的流动。流动的出现可以用一个或多个接近传感器检测，造成(通过电子控制)芯18速度的降低。也就是说，至少在一个实施例中液体被以可变的速率分配。这样有助于提供更精确的剂量分配，因为在大部分液体已经被通过喷嘴堆积以制作单独的一份食物后，速率可以被降低然后停止、或者逐渐减少直到停止。

在具有高密度的液体时，尤其是具有可变的密度的情况下(在批次之间)，对被堆积的液体的直径的测量可能不足以达到精确剂量的分配。

参照图13到16，提供摄像传感器62并且其可用于计算被堆积的液体的体积。摄像机62被接近于堆积物放置(如图示)并扫描(实时)被挤压的液体的侧面影象/轮廓。近似横截面的图像可用于推导出实际的体积。高速处理器实时地解释来自摄像机的图像并计算体积(旋转体的体积)。在达到预设的体积后，处理器发送一个信号以反转芯18并停止挤压过程。摄像传感器62可以连接到或独立于接近传感器58使用。

在这个实施例中，软袋10由多层薄膜制成。薄膜的外层由尼龙层压材料制成，而产品接触层由LLD聚乙烯制成。在其它实施例中，袋由其它食物级塑料或者弹性材料、密封纸、密封纤维或特氟纶制成。

在该实施例中，软袋为325mm长和220mm宽。在其它实施例中，软袋的长可以在150mm和650mm之间，宽在100和450mm之间。软袋不被限制在这个尺寸范围内，可以为适于使用的任何合适的尺寸。

在该实施例中，喷嘴14位于离袋10正面50mm处，在中央横向放置。在其它实施例中，喷嘴位于离袋正面10mm和100mm处和/或放置在偏离中心处。

在一个实施例中，软袋具有可变的横截面积从而在使用中使从出口分配的液体基本上与软袋的逐渐卷起成比例。有利地，该实施例不需要任何传感器，控制单元仅仅需要能够保留关于底座前进到多远的信息。在该实施例中，袋可以被打摺以限制延展和从而提高分配液体的精确度。而且，当从上向下看时，软袋可以呈梯形形状从而梯形的短平行边接近喷嘴。在其它实施例中，软袋可以呈除了普通形状的任何形状。

在另外一个实施例中，通过刺破袋壁的一个预定的区域而在袋中形成一个喷嘴或孔。在使用前可以去掉的胶粘的盖子可以设置在喷嘴或孔上。

在另一个实施例中，可转动的芯可以或可以不具有可变的直径，喷嘴被安装有弹性的出口管，其一自由端被固定在孔23中。因此被袋缠绕的可转动的芯的有效直径的增加可以通过伸长弹性出口管来补偿。

还在另外一个实施例中，喷嘴没有安装有单向阀而是附在一个弹性管之上，其最初从喷嘴向上延伸然后通过一个反向的U形弯曲，然后再向下。这阻止了一旦对袋的挤压停止后，液体从袋中流出。在一个变体中，反向的U形弯曲被设置在沿着弹性管的任意一点处，而被定位并适用于起到相同的作用。

在本发明的一个变体中，杆20、22分别由一对附加装置代替，其夹住、卡住或者钉在软袋的相对侧上。

在另一个实施例中，底座采用了合适的擀面杖的形式，从而在其在袋上旋转时，将液体从软袋中挤出。

还在另一个实施例中，该装置被垂直而不是水平布置。在该实施例中，可转动的芯通过结构保持静止且在芯转动时，软袋被向上提起。软袋在一侧具有一个面向下的出口且一个烹饪平面被直接置于出口下方。该布置使得液体总是被分配落到烹饪平面上基本上相同的位置，而与喷嘴的高度无关。为了保证软袋准确定位和帮助挤压袋，袋的底部被重力和弹力或其它合适的装置向下拉。

需要注意的是，具有可变直径的芯只有在喷嘴被保持基本固定的情况下才是必需的。当装置被安排在不是垂直的角度时和传感器用于有效地测量被分配的液体的体积时，保持喷嘴的固定时很重要的。

液体分配装置的实施例的一个优点是它可以分配预期且精确剂量的液体，因为液体以被控制的方式被逐渐挤压出来。这与例如在重力或泵的运动下被分配的液体(其体积流率由液体压力来决定)形成对比。

液体分配装置的实施例的另一个优点是它提供从软袋的直接剂量分配。也就是说，在正常操作中，液体不会接触到分配装置的其它不必要的表面。例如，在分配装置用于分配将被烹调的食物时，食物被直接分配到一个或多个烹饪表面。因此，一旦变空，袋就废弃了，装置就不必定时清洁，因为液体不接触装置的其它部件，因此它也是非常卫生的。装置适用于提供从软袋的直接剂量分配的事实意味着软管(像在蠕动泵中)或其它容易磨损的部件是不需要的并且因此不必被替换。

液体分配装置的实施例的另一个优点在于其机械构造简单。这是因为分配容器和相关组件(例如附加装置、盖子和/或搅拌器)不必被合并到装置中。这样就降低了成本并且意味着液体分配装置可以以更紧凑地方式制造，减少封装、包装的时间以及降低运输要求，如果意义重大的话。机械上简单的构造也意味着该系统在机械上是高效的。依次地，这样降低了能耗的需求并因此降低了成本。机械上简单的构造也提供了更大的可靠性，因为其包括了较少的部件。

使用一旦变空就被废弃的袋的液体分配装置的实施例还有另一个优点就是，其使用被简化了，因为不包括重新填充步骤和清洁步骤。这样导致了很高水平的使用上的便利。机器的拥有者的便利性进一步被加强，因为可以投入使用或接近投入使用的液体的或粉末(例如用于与水混合以制成液体)的袋可以被配送给他们。例如，袋可以在一或两个简单的步骤后连接到分配装置，并且在此之前，如果需要，水可以加到袋中的物质中。

这样的布置也允许了与水的简单混合，由于一旦水被加入到袋中，具有带有盖子的喷嘴的袋可以被摇动，然后一旦里面的物质被适当地混合，就可以被连接到装置上。并且如果软袋是由透明的材料制造，用户可以看见里面的物质是否被适当地混合，并且因为软袋是软的，用户可以感觉里面的物质是否被适当地混合。如果里面的物质没有被适当地混合，那么用户可以继续摇动从而混合袋中的物质。

对本领域技术人员说显然很容易在细节上设计和构造上述液体分配装置时进行多种修改而不脱离本发明的范围。比如，尽管在实施例的描述中，被分配的液体储存在软袋中，它也可以存储在其它弹性容器中。

在一个实施例中，电动机30可在不同的速度下被驱动。应该理解，用于本说明书的词汇“液体”涉及任何可流动的物质且包括具有流动特性的并且具有不同粘度的食物，例如用于做薄饼的牛奶鸡蛋面糊。

在描述附图中阐释的本发明的优选实施例时，为了解释清晰，借助了专业术语。然而，本发明不被限制于这样选择的术语，且应该理解，每个专业术语包括所有技术对等物，这些技术对等物以同样的方式运行来完成相同的技术目的。诸如“向前”，“向后”，“放射状地”，“外围地”“向上”，“向下”以及类似的术语是由于用词方便而被使用从而提供参考点，不应被理解为限制性的术语。

在随后的权利要求书中和在前述的本发明的说明书中，除了上下文要求，否则由于语言表达或必要的指示，“包括”一词或其由于人称或时态的变形表示一种包含的意义，即为了具体表达一定的特征而不排除在本发明的多个实施例中存在或增加另外的特征。

Claims

1.一种液体分配装置，用于分配来自软袋的液体，包括：

用来支撑使用中的所述软袋的支架；

底座，适用于容纳所述软袋的近边侧，用于相对于所述支架逐渐朝位于所述软袋的远边侧的出口运动，

从而所述软袋能被逐渐卷起并且因此液体被从近边侧向远边侧挤压以在使用中以被控制的方式从出口分配液体。

2.根据权利要求1所述液体分配装置，其中，所述出口包括喷嘴，并且所述支架包括孔，所述孔用来在使用中容纳所述喷嘴。

3.根据权利要求2所述的液体分配装置，其中，所述喷嘴延伸穿过所述孔。

4.根据权利要求2或3所述的液体分配装置，其中，所述孔包括保留装置以将所述喷嘴可释放地保留在所述孔中。

5.根据前述权利要求中任一项所述的液体分配装置，进一步包括驱动系统，所述驱动系统用于使所述底座向所述软袋的远边侧移动，并用于把所述软袋逐渐从近边侧向远边侧卷起。

6.根据前述权利要求中任一项所述的液体分配装置，其中，所述支架包括一个用于从下部支撑所述软袋的下部部分、以及至少

一个用于在使用中限制袋的延展的延展限制部分。

7.根据权利要求6所述的液体分配装置，其中，所述下部部分是

一个下表面，并且所述至少一个延展限制部分是一个与下表面隔开并且在上表面之上的且适用于在使用中抵抗软袋延展的上表面。

8.根据权利要求7所述的液体分配装置，其中，所述上表面铰接安装在所述支架的一端。

9.根据从属于权利要求2的权利要求8所述的液体分配装置，其中，所述上表面包括一个向下延伸的突起，所述突起将所述喷嘴保持在所述孔中。

10.根据前述权利要求任一项所述的液体分配装置，其中，所述底座适用于逐渐向远边侧平移的同时卷起所述软袋。

11.根据权利要求10所述的液体分配装置，其中，所述支架包括至少一个导轨，并且所述底座包括至少一个用于沿着所述至少

一个导轨滚动的辊子以及具有可变有效直径的卷轴。

12.根据权利要求11所述的液体分配装置，其中，所述卷轴包括至少两个分开的、细长的底座构件，所述底座构件在它们之间限定出一个狭缝以用于在使用中容纳所述软袋的近边侧。

13.根据权利要求12所述的液体分配装置，其中，所述至少一个底座构件的至少一部分由弹性材料制成，从而当所述软袋逐渐绕着所述底座构件卷起时，所述至少一个底座构件弯曲，且所述底座构件之间的距离减小，因此减小了所述卷轴的有效直径。

14.根据权利要求11到13中任一项所述的液体分配装置，其中，

所述底座包括两个辊子并且所述卷轴包括两个底座构件并且

每个辊子直接或间接地连接到靠近所述底座构件的端部。

15.根据权利要求14所述的液体分配装置，其中，所述底座构件的中间区域由一个偏压装置连接。

16.根据权利要求15所述的液体分配装置，其中，所述偏压装置是至少一个压缩弹簧。

17.根据权利要求15所述的液体分配装置，其中，所述偏压装置是至少一个拉伸弹簧。

18.根据权利要求11所述的液体分配装置，其中，所述卷轴包括至少一个轴以及至少一个将所述至少一个轴和所述软袋的所述近边侧相互连接的弹簧，从而当所述软袋被逐渐卷起时，所述至少一个弹簧压缩减小所述卷轴的有效直径。

19.根据权利要求18所述的液体分配装置，其中，所述弹簧是一个围绕所述轴的至少一部分的螺旋弹簧，且所述弹簧具有安装至所述轴的内部边缘和适于连接至所述软袋的所述近边侧的外部边缘，从而当所述软袋绕着所述螺旋弹簧逐渐卷起时，所述螺旋弹簧压缩减小其有效直径，因此减小了所述卷轴的有效直径。

20.根据权利要求6到19中任一项所述的液体分配装置，其中，所述驱动系统适于沿着所述或每个对应的导轨旋转所述或每个辊子。

21.根据权利要求20所述的液体分配装置，其中，所述驱动系统包括步进式电动机和控制单元。

22.根据权利要求20或21所述的液体分配装置，其中，所述支架包括两个导轨并且所述底座包括两个辊子，并且所述卷轴安装在各个辊子之间且具有连接至各个辊子的端部。

23.根据权利要求22所述的液体分配装置，其中，所述辊子和导轨包括适于彼此啮合的轮齿，从而保证所述底座转动时向前运动。

24.根据前述权利要求中任一项所述的液体分配装置，其中，所述袋由食物级的塑料、弹性材料、密封纸、密封纤维、橡胶或特氟纶制成。

25.根据权利要求24所述的液体分配装置，其中，所述软袋具有可变的横截面积，从而在使用中，从出口分配的液体基本上与所述软袋的逐渐卷起成比例。

26.根据前述权利要求任一项中所述的液体分配装置，进一步包括，用于控制所述底座的运动的控制单元、用于接收被分配的液体的接收面、以及一个或多个操作地连接到所述控制单元的传感器，所述一个或多个传感器基本上与液体的被分配的部分布置成一行且适于测量所述液体的被分配的部分的大小，并且传送相应数据到所述控制单元以停止、暂停或反转所述底座的前进运动，并因此停止或暂停液体的进一步分配。

27.根据权利要求26所述的液体分配装置，其中，所述一个或多个传感器适于记录液体的被分配的部分的横截面的尺寸，并且其中，所述控制单元适于从液体的被分配的部分的横截面的尺寸中得出其体积。

28.根据权利要求26或27所述的液体分配装置，其中，所述一个或多个传感器中的至少一个适于测量被分配的液体的高度和半径。

29.根据权利要求26到28中任一项所述的液体分配装置，其中，所述一个或多个传感器包括接近或位置传感器。

30.根据权利要求29所述的液体分配装置，其中，所述接近或位置传感器是光学传感器。

31.根据权利要求26所述的液体分配装置，其中，所述一个或多个传感器包括重量传感器。