CN102711567B - 粉末分配罐 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种分配罐，包括：‑储器（1），其具有形式为U形喉部的底部、两个端壁（1c，1d）以及两个侧壁（1a，1b），所述侧壁附接在U形喉部的上端上，‑可旋转的体积计量装置（2）：·纵向地延伸穿过储器的底部（1e），和·构造成使一定量的粉末纵向地穿过储器的底部移位，和·置于U形喉部中，该U形喉部的上部点至少延伸到高达可旋转的体积计量装置的顶部，并且其中至少储器的侧壁中的至少一个的附接在U形喉部上的部分是直的并且与竖直方向成最多25°、优选最多20°的角度向外倾斜。

Description

粉末分配罐

技术领域

本发明涉及特别是为了在餐饮服务分配设备中使用的、对从罐计量粉末的改进。本发明的罐例如可以用于以更一致的方式分配定量的干粉末食材。

背景技术

用于制造热或冷复原产品的各种自动化饮料或食品分配器在本领域是已知的。在常规的饮料或食品分配器中，从存储罐供给的定量的可溶于水的形成饮料的粉末或形成食品的粉末与从水源供给的补充的定量热水或冷水混合，以产生被分配到杯或玻璃杯中的最终产品。在传统罐内分配这些粉末存在几个已确定的问题。

第一个问题涉及粉末计量的一致性，该问题更具体而言涉及各剂之间的变化。通常，粉末的投放克数在一定的投放次数之后急剧减少并且经复原的饮料或食品变得更稀。在产品品质方面，产品的一致性对于满足消费者的满意度很重要。如果各剂之间的变化太大，例如，粉末差异的数量级为5%或更大，则会以消费者可察觉的方式影响产品的杯内品质。

第二个问题涉及粉末从罐的排出，这种排放可能是不完全的或者在预定的公差内不一致。总之，罐不能清空到一定程度而留存了大量粉末。在传统的罐中，粉末排放问题包括低于目标投放量的剂量或投放克数以及粉末留存在罐中并且计量机构不能进一步传送。在自主性方面，在规格内传送少量粉末的罐必须由操作人员更频繁地充填，以便在粉末位置变低时饮料不会不可接受地变淡。因此，这种低执行罐可能影响产品品质并且可能要求操作人员更加注意装置的重新充填和维护。此外，粉末排放问题导致卫生问题，因为一部分粉末不能被排放并且会滞留在罐内超过保质期。

已开发由单个旋转轮和附接在轮上的粉碎机构如丝锥或弹簧组成的系统。美国专利3,013,701和4,207,995中记载了典型的罐。

计量通常由螺旋输送器（弹簧或螺杆式螺旋输送器）执行。罐的计量端部包含在粉末离开时将粉末引向混合区的出口。US 2003/0234261提供了这种罐，其中搅拌轮与可旋转的体积计量装置可操作地相关联，以在可旋转的体积计量装置致动时在储器中旋转。该现有技术文献公开了使用弹簧式螺旋输送器作为可旋转的体积计量装置并且使用安置在弹簧式螺旋输送器内的实心插入件来提高计量一致性和减少各剂之间的变化。

不过，由于几个原因，并非总是推荐将部件安装在粉末本身中。首先，粉末中的部件必须与可食用产品相容并且不会降低粉末的品质。此外，罐内的部件占用大量空间，减少了专用于粉末的容积。最后，这些部件通过在轮的一侧压缩粉末和使粉末在另一侧疏松而影响粉末密度，从而产生剂量的变化。

因此，从粉末计量的一致性和粉末从罐完全排出的方面看，仍然需要改进粉末计量罐。

发明内容

本发明涉及一种分配罐，包括：

-储器，其具有形式为U形喉部的底部、两个端壁以及两个侧壁，所述侧壁附接在U形喉部的上端上，

-可旋转的体积计量装置：

·纵向地延伸穿过所述储器的底部，和

·构造成使一定量的粉末纵向地穿过储器的底部移位，和

·置于所述U形喉部中，所述U形喉部的上部点至少延伸到高达可旋转的体积计量装置的顶部，

其中至少储器壁中的至少一个的附接在所述U形喉部上的部分是直的并且与竖直方向成最多25°、优选最多20°的角度向外倾斜，

所述储器具有两个端壁和两个侧壁。所述端壁通常包括前壁和后壁，所述前壁对应于储器的包括分配所存储的粉末的粉末出口的部分。在所述储器的底部，所述储器具有U形喉部并且计量装置在所述两个端壁之间布置在储器的该U形喉部中。所述U形喉部的上部点至少延伸到高达可旋转的体积计量装置的顶部。

至少储器壁中的至少一个的在U形喉部上方的部分是直的并且相对于储器内部容积向外倾斜。优选地，至少两个侧壁在U形喉部上方具有向外倾斜的至少一个直部段。优选地，它们成相同的角度α倾斜。同样，通常两个周壁中的至少一个在U形喉部上方至少具有成角度β倾斜的部分。在这些向外倾斜的部分上方，壁可以具有弯或直的任何形状。不过，为了优化储器在机器中的占地面积，仅壁的恰在U形喉部上方的部分可以倾斜，而壁的其余部分可以是竖直的，尤其是对于周壁的情况。为了解决精确计量的问题，储器壁的在U形喉部上方的部分与竖直方向成最多25°、优选最多20°的角度（α，β）向外倾斜。

根据本发明的优选实施例，所述体积计量装置的整个顶面是开放的并且可以被供给粉末。特别是体积计量装置的整个顶面没有阻挡部件。粉末自由覆盖体积计量装置的所有顶面。

根据本发明的另一个优选实施例，储器在U形喉部上方的内部容积不存在内挡板。因此，存储在储器中的粉末仅由向外倾斜的壁部引导至可旋转的体积计量装置。优选地，储器在U形喉部上方的内部容积也不存在内旋转轮或内敲击锤。

根据一个优选实施例，所述可旋转的体积计量装置的前部从储器的底部纵向伸出，并且从储器伸出的所述前部被置于空筒体中。该筒体通常与可旋转的体积计量装置具有相同的直径，使得所述可旋转的体积计量装置可以在内部自由转动。该筒体可以通过防止寄存粉末流在所述前部附近进入可旋转的体积计量装置而改善分配罐的精确计量。

用于本发明的分配罐中的体积计量装置构造成使一定量的粉末从后壁到前壁水平穿过储器的底部纵向地移位。所述体积计量装置可以是螺杆式螺旋输送器或弹簧式螺旋输送器。优选地，螺杆式螺旋输送器或弹簧式螺旋输送器的直径与所述U形喉部的半圆柱形部分的直径大致相同。因此，所述螺旋输送器能够在半管道内自由旋转。通常，可旋转的体积计量装置由电机致动。

根据另一个优选实施例，所述螺旋输送器可以布置成输送沿螺旋输送器的纵向位置变化的一定量的粉末。在该优选实施例中，所述螺旋输送器布置成使得在螺旋输送器的后部中的粉末输送容积比在螺旋输送器的前部中的粉末输送容积小。该容积可以渐进地或分步地增大。该体积计量装置可以是带有实心插入件的弹簧式螺旋输送器，该实心插入件在螺旋输送器的后部中位于弹簧内。该插入件可以从后端到前端沿弹簧长度具有不断减小的截面。因此，所述实心插入件使螺旋输送器在该区域内输送粉末的能力比前部区域内下降。该插入件优选具有在罐的前侧附近具有其尖端的锥形。

根据一特定模式，喉部长度与喉部宽度之比优选为最多6。

根据另一个实施例，所述分配罐可以包括用于敲击容器的外表面的敲击装置或振动装置。但本发明的容器通常不包括位于粉末容器容积内部的任何搅拌、敲击或振动装置。

本发明的分配罐优选用于分配供给至储器的形成饮料的粉末或形成食品的粉末，例如咖啡、牛奶、巧克力、茶、奶脂或汤粉。该罐特别适合于分配具有4mm、优选3mm的最大粒径的粉末。

本发明还涉及一种包括诸如上述的分配罐的饮料分配器。所述罐的出口可以定向成将经计量的粉末传送到混合碗或杯中，该剂粉末在该混合碗或杯中与稀释剂混合。

附图说明

参考以下附图，将更好地理解本发明的特征和优点：

-图1是本发明的分配罐的立体图。

-图2是图1的分配罐的AA剖视图。

-图3是图1的分配罐的侧视图。

-图4是图1的分配罐的BB剖视图。

-图5是根据现有技术的分配罐的储槽的底部的横断面。

-图6-8是示出了用于分配不同粉末的本发明的罐以及现有技术的罐的计量变化的曲线图。

具体实施方式

图1示出了本发明的计量罐。该罐包括具有两个侧壁1a、1b和两个端壁（前端壁1c和后端壁1d）的储器1。认为罐的前部是位于出口附近的部分。储器的底部1e是U形喉部1e，可旋转的体积计量装置被置于该U形喉部中，如图2和4所示。所示的可旋转的体积计量装置是弹簧式螺旋输送器2，但其也可以是螺杆式螺旋输送器或构造成使一定量的粉末纵向地穿过储器底部移位的任何其它体积计量装置，所述储器底部从后壁到前壁是水平的。该可旋转的体积计量装置延伸通过储器在其底端的全长。螺旋输送器的后端由后端壁1d的孔口可旋转地支承并终止于连接器3。连接器3用于连结到常规电致动系统如DC电机的轴。在螺旋输送器弹簧内设置有插入件7。该插入件从后端7a到前端7b沿弹簧长度具有不断减小的截面。根据本发明，U形喉部的上部点1f至少延伸到高达可旋转的体积计量装置的顶部，该顶部在此为螺旋输送器弹簧的顶部：根据图4，该点1f出现在储器1的剖视图上。这意味着可旋转的体积计量装置完全竖直地置于U形喉部中。壁1a、1b、1c的附接在U形喉部上的部分与竖直方向成20°的角度α和20°的角度β向外倾斜。由于这些向外的角度，储器具有比在壁竖直的情况下大的存储容积。不过，选择小于20°的特定值也有助于提高罐的计量精度及其完全清空。

可旋转的体积计量装置的前部2c从储器1e的底部纵向伸出并且被置于封闭的筒体4中。该筒体具有与螺旋输送器弹簧大致相同的直径。与罐的出口相对应的可选斜槽6可以安装在筒体4的端部处并用于例如沿混合碗或分配线的方向重新定向从罐离开的粉末流。也可以设置堰板（weir）5以部分地阻挡筒体的前端。该堰板在图1和3中示出，其中斜槽6部分透明。

与现有技术的分配罐相比，本发明的分配罐具有较小的计量变化、较高的再充填点、在再充填点之前的较小标准偏差，并且其减少了留存在容器中的粉末的量。

示例

将根据本发明的罐和根据现有技术的罐充填不同类型的粉末。通过分配罐传送这些粉末，并且测量它们的计量变化、它们的排放率、它们与再充填点的标准偏差以及在试验结束时留存在容器中的粉末的量。

在示例中，本发明的罐为图1-4所示的罐。

与本发明的罐相反，在现有技术的罐中：

-弹簧式螺旋输送器被置于半管道（1f）中，从而弹簧（2）仅埋入管道中一半，弹簧的一半从所述半管道伸出，如图5所示。

-储器在弹簧式螺旋输送器上方的侧壁（1a，1b）与竖直方向成超过20°的角度α。

-储器在弹簧式螺旋输送器上方的周壁与竖直方向成20°的角度β（未示出）。

现有技术的罐还包括旋转轮，该旋转轮通过其周边齿与弹簧式螺旋输送器的接合而被驱动。弹簧式螺旋输送器中不存在插入件。

示例1

通过表示随被倾倒的粉末重量/在对每种粉末的试验开始时放入罐内的重量的比例变化的剂重（dose weight）/平均剂重的比例来示出罐的计量变化。结果由图6-8示出。

针对根据本发明的罐和根据现有技术的罐形成针对每一种粉末的曲线图。

图6示出了用于计量和分配卡布奇诺粉末的根据本发明（曲线A）和根据现有技术（曲线B）的罐的计量变化。可以看出，对于本发明的分配罐，剂重/平均剂重的比例从罐充满时直到罐清空时几乎等于1，而对于现有技术的分配罐，剂重/平均剂重的比例在0.83与1.1之间变化。

图7示出了对于巧克力粉末的相同计量变化。

图8示出了对于咖啡粉末的相同计量变化。

示例2

排放率对应于当计量变化远离1移动时从储器分配的粉末重量相对于充填在储器中的粉末重量的百分比。

对14种不同粉末（包括奶脂、咖啡、巧克力、卡布奇诺浇头......）进行平均所计算出的本发明的罐的排放率为91%，而对于现有技术的罐为67%。

示例3

对14种不同粉末（包括奶脂、咖啡、巧克力、卡布奇诺浇头......）进行平均所计算出的本发明的罐的在再充填点之前计算的标准偏差为2.2%，而对于现有技术的罐为5.2%。

示例4

在试验结束时留存在容器中的粉末量对应于不能由计量装置分配并滞留在储器中的粉末重量。

对14种不同粉末（包括奶脂、咖啡、巧克力、卡布奇诺浇头......）进行平均所计算出的本发明的罐的该粉末量为0.4%，而对于现有技术的罐为3.8%。

Claims (11)

1.一种分配罐，包括：

-储器(1)，该储器具有形式为U形喉部的底部、两个端壁(1c，1d)以及两个侧壁(1a，1b)，所述侧壁附接在所述U形喉部的上端上，

-可旋转的体积计量装置(2)，所述可旋转的体积计量装置：

.纵向地延伸穿过所述储器的底部(1e)，和

.构造成使一定量的粉末纵向地穿过所述储器的底部移位，和

.置于所述U形喉部中，所述U形喉部的上部点至少延伸到高达所述可旋转的体积计量装置的顶部，

其中，所述储器的两个侧壁的附接在所述U形喉部上的部分是直的并且与竖直方向成最多25°的角度向外倾斜。

2.根据权利要求1所述的分配罐，其特征在于，所述储器的在所述U形喉部上方的内部容积不存在内挡板。

3.根据权利要求1或2所述的分配罐，其特征在于，所述可旋转的体积计量装置的前部(2c)从所述储器的底部纵向伸出并且从所述储器伸出的所述前部被置于筒体(4)中。

4.根据权利要求1或2所述的分配罐，其特征在于，所述体积计量装置(2)是螺杆式螺旋输送器或弹簧式螺旋输送器。

5.根据权利要求4所述的分配罐，其特征在于，所述体积计量装置是带有实心插入件(7)的弹簧式螺旋输送器，所述实心插入件在所述螺旋输送器的后部中位于弹簧内。

6.根据权利要求5所述的分配罐，其特征在于，所述实心插入件从后端到前端沿所述弹簧的长度具有不断减小的截面。

7.根据权利要求1或2所述的分配罐，其特征在于，所述U形喉部的长度与所述U形喉部的宽度之比最多为6。

8.根据权利要求1或2所述的分配罐，其特征在于，所述分配罐用于分配供给至所述储器的形成饮料的粉末或形成食品的粉末。

9.根据权利要求1或2所述的分配罐，其特征在于，所述可旋转的体积计量装置(2)由电机致动。

10.根据权利要求1所述的分配罐，其特征在于，所述储器的两个侧壁的附接在所述U形喉部上的部分与竖直方向成最多20°的角度向外倾斜。

11.包括根据权利要求1至10中任一项所述的分配罐的饮料分配器。