CN1036386C - 一种按计量灌注流质制品的机械 - Google Patents

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Abstract

一种按计量灌注流质制品的机械，所要灌注的制品一般由一种含气制品例如蛋白糖混合物之类构成并使之进入一箱(4)，箱(4)是封闭的并只局部注有所要灌注的制品(M)。在箱(4)的未为制品(M)所占有的部分中维持连续的稳定的、一般数量级为0.2-0.3大气压的相对空气压力。该品经过在箱(4)下部中的开孔(9)被灌注，开孔(9)和阻塞器(12)所控制的配送管嘴(10)相连通，阻塞器最好为圆柱形插入式。最佳使用场合是灌注很少计量的数量的用于制作蛋白糖霜的蛋白糖混合物。

Description

一种按计量灌注流质制品的机械
本发明涉及一种用于按计量灌注流质或“流动”状制品(例如流体状、奶油状或糊状品)的机械。
这种类型机械(现称“灌注机”和/或“剂量配料机”)广泛应用于各种工业部门，特别是在食品工业用来按计量灌注诸如用来作糖食类食品的填加物或装饰物的流体状、奶油状或糊状制品。
大多数已有的灌注机/剂量配料机装有计量和传输用的多个圆柱筒体。在圆柱筒体中密封地运动的各活塞能够在各自的圆柱筒体中进行第一滑动行程动作，其间每一个活塞吸入或允许一定量的制品进入该圆柱筒体中，而进行传输行程动作中，该行程一般在进料行程的相反的方向上，其间活塞从圆柱筒体中挤出，一般在该行程终点经一个管嘴，一定计量的原料予先装入圆柱筒体中。
这种类型的技术解决方案例如在美国专利4787534号中已经做了介绍。
另外一种广泛使用的剂量配料机是利用集流筒。在这种情况下，所要灌注的制品以基本上连续流动的方式(即处于动态条件下)送入一个集流筒。用几条供给管道或管嘴从集流筒分流输出，一般由阀门或龙头结构来进行控制，该结构装置能够交替运动处于打开和关闭位置，以便使一定剂量的产品从集流筒中排出。
上述两种解决方案实际都有不足，当所要配送的制品是一种含气制品时，即该制品包含一定量封闭在其中的气体或气态物质。例如，在食品工业(特别是在糖食业)中使用蛋白糖混合物的情况下，该蛋白糖混合物是由蛋白和糖搅动起泡沫，并添加调味品而制备的。蛋白糖混合物的质量具有特定的比重，数量级为0.5-0.6，并且由于在混合物内部存在密封其中的空气，使其具有一种内在的、弹性力的可压缩性。
在食品工业中现行使用的其它含气制品例如还有发泡奶油、混合调味计、蓬松蛋糕的混合物等。
使用具有上述类型活塞的机械灌注含气制品存在缺点在于，正因为在该制品中有大量的空气，可能出现这样的状况，该机械在制品装料过程中(例如，由于吸入大量的空气，装料数量可能少于予计值)和在制品配送的过程中(导致产生溅射使得所配送的制品分布不均匀)都遇到巨大的困难。
在具有集流箱的机械的情况下，还附加这样的问题，也难于保证所配送的制品通过使用各种计量管嘴来达到均匀分布，这首先由于制品流动必须流经不同的通道才到达管嘴。
这些问题存在意味着，在每一次灌注操作过程中，要精确计量所要配送的物品的数量存在明显的困难。
虽然，在每一次灌注操作中当所要输送制品的数量很大时，这一难题尚不严重。实际上，当所计量的低比重的(0.5-0.6-如在蛋白糖混合物的情况下，或处于更低的数值下例如0.3)含气制品的数量很少时，要进行配送则是很难实现的。
本发明的目的是提供一种用于按计量灌注流质制品的特别是灌注含气制品的机械，其能完全解决上述问题和困难。
为实现本发明的目的，根据本发明提供一种按计量灌注可流动制品的机械，其包括：一个用以汇集待灌注的制品的通常封闭的箱，该箱具有一个用以接受该制品的入口，还具有多个在该箱底部的出口，该出口具有相关的配送管嘴，该配送管嘴用以按精确的量计量灌注小量该制品；一个用以通过该入口向该箱供给大量待灌注的制品的供给装置，该供给装置同时也在该箱内留有空余部分给待灌注的制品；用以在该箱的空余部分维持大于大气压力的基本上连续和静止气态压力的压力调整装置；连接到该出口的阀门装置，该阀门装置有选择地可切换于开启位置和关闭位置之间，在该启开位置上，可通过该阀门装置按精确计量的量从该箱的出口排放该制品，在关闭位置上，该阀门装置可阻止该制品从该箱中流出；该箱具有一个漏斗状或槽状的底部；在该箱的该底部的多个出口排成一直线，该多个出口具有分别与之相关的多个配送管嘴，每个该出口配备一个该配送管嘴，该阀门装置起着阻塞该制品从该箱流动到该配送管嘴的作用；该阀门装置包括一个带有多个通孔的活动的阻塞器，在启开位置上，该阻塞器的该通孔可与该箱底部上的该出口对齐，该阻塞器为一个可转动的圆柱体，该通孔设置在该圆柱体的径向方向上，从而使得当该阀门装置处于启开位置时，该制品可以同时从该箱的所有出口自由地排放。
根据本发明，该按计量灌注可流动制品的机械的供给装置包括一个用以制备待由该按计量灌注可流动制品的机械的供给装置灌注的含气制品的器件。该器件是一个叶轮式混合器。
根据本发明，该按计量灌注可流动制品的机械的该压力调整装置在该箱的空余部分中维持数量级为0.2-0.3大气压(绝对压力为1.2-1.3大气压)的相对空气压力。
根据本发明，该按计量灌注可流动制品的机械还具有一个与该按计量灌注可流动制品的机械相配合的传输装置，该传输装置能够将由该机械配送的制品在一个预定方向上沿一个运动路径移动，用以灌注该待灌注的制品的该箱的出口排列成一行，该行大致横越该传输装置的运动路径。
根据本发明，该按计量灌注可流动制品的机械和包括在该供给装置的器件相配合用以制备含蛋白质糖混合物作为待由该按计量灌注可流动制品的机械灌注的该含气制品。
下面通过非限定实施例，参照附图介绍本发明，其中：
图1是根据本发明构成的机械的正视图，为了清晰起见，删去某些零件绘成剖面图；
图2表示在图1中的沿II-II线上所取的部分。
在附图上，用于按计量灌注流质或“流动”制品，例如蛋白糖混合物等含气制品的机械总体标示为1。
众所共知，该制品是由搅动起泡的蛋白制成的，可能还添加糖和调味品例巧克力等。例如在炉中通过顺序加热以后，该蛋白糖混合物出现隆起，由于蛋白硬化的结果成为一种通称蛋白糖霜(meringue)的含气制品，其稠密但同时很轻，能够用来制作用奶油、发泡奶油之类来涂复的糖食类物品，或者用作填充糖食制品的填加物。
一般以工业规模制作如蛋白糖混合物、发泡奶油、混合调味计之类的含气制品是使用称为叶轮式混合器的器具，其中一种在图1中总体用2标示。
叶轮式混合器基本上是由一般为圆柱形的定子本体构成，在定子腔体内具有肋片或径向向内凸出的类似附件。在定子中可旋转的转子具有旋转叶片，由于转子(自然地沿着与定子肋片不相干扰的通道)的运转引起叶片旋转导致对从箱体V进入转子空腔的蛋白糖混合物成分的强制搅动。通过向叶轮式混合器中的腔体吹入空气便于搅动生成泡沫。
这些都是广为熟知的常规技术，这里无需详细介绍，与理解本发明不甚相关。
在叶轮式混合器2中制备的含气制品(在这种情况下为蛋白糖混合物)经过管3供给到一汇集箱4，在该箱中汇集一定量的蛋白糖混合物M。
叶轮式混合器2的工作速率(实际上是蛋白糖混合物通过管3的速率)按照与箱4的体积谐调的方式进行调节。使得在其顶部用盖5密封的箱4绝不会完全由蛋白糖混合物所充满。
实际上，蛋白糖混合物M仅占有箱4的下部，在其上部留有空间由气态物质(常为空气)所充满。箱4的上部与一个调节器6(例如为带气压增压腔的器件)相连接，该调节器接到一个泵7(一般为气泵)，该泵断续工作决定于由气压传感器8供给的检测信号。该传感器检测箱4上部中的气压。
更确切地说，压力调节单元6、7、8进行调节以便保持位于在箱4中蛋白糖混合物M质块自由表面的水准以上的气态物质处在数量级为0.2-0.3大气压的相对压力(绝对压力为1.2-1.3大气压)之下。
箱4的下部一般开成漏斗或沟槽状(具体参阅图2中的剖剖面图)，具有一个或多个开孔9，用以经过位于开孔9下方的各自供料管嘴10配送制品M，该开孔一般呈漏斗状，中间插入用于控制配送的阀门器件10。该阀门类型一般为带有现行称为圆柱型插入式阻塞器的旋转式阻塞器的阀门。
在本最佳实施例中，箱4一般是细长的，使其能够配置在例如为驱动的连续编织物或皮带的水平传送装置T的上方。箱4一般定向横越在传送装置T运输的方向上。
参阅图1，传送装置的运输方向垂直于板面，因此，细长箱4一般和该板面对齐。
在本实施例中，开孔9以一排呈直线配置，其基本上沿箱4沿伸，其配置横越下方传送装置T的运输方向。
供料管嘴10以类似方式排列，阀门器件11可包含一单个的圆柱型插入式阻塞器，其对所有阀门都是共同的并由带沿直径方向的孔13的转轴12所构成，开孔13对应于同类成对布置的开孔9和管嘴10。转轴12密封装配以便在阀门本体14中绕其自身轴线可以旋转，阀门本体实际上由固定在箱4下方的管状外壳构成并与开孔9相对准。
至少转轴12的一端连接到驱动装置15上。能够旋转转轴12的该驱动装置例如由与减速装置相连接的电动机构成，其中：
——一个配送位置(在图1和图2中以连续轮廓线表示)，在该位置处，每一个沿直径方向的孔13严格和各自的开孔9相对准(开孔9经过在外壳14中对应的开孔9a和管状外壳14中的腔体相连通)并和下方配送管嘴10相对准，使得制品M(蛋白糖混合物)能够从箱4中排放；还有
——一个关闭位置(在图1和图2中以断续轮廓线示意表示)，在该位置处，孔13处于与其开通位置大约垂直的位置上，以便关闭开孔9和9a，因此防止制品M从箱4中排出。
在管状外壳14的内表面和转轴12的外表面之间，至少在转轴12的两端，最好具有由例如管形密封件构成的密封元件16。
由于转轴12(利用电动机15)在上述开放位置和关闭位置之间旋转的结果，进行质料M从箱4向下方输送装置中按计量灌注。
更确切地说，在任何特定时间所配送的含气制品M的数量(假如诸如开孔9和9a和横断面、孔13和管嘴10的横断面维持相同)将决定于转轴12保持开通位置的持续时间。
申请人已经发现所述功能的解决方案能使如蛋白糖混合物之类的含气制品，甚至在所要配送的制品的比重非常低(如数量级为0.3)，输送的计量数量非常小，例如1/2cm3左右时，也会按极精确计量的数量进行灌注。
特别是发现，由于使用本发明的解决方案，在管嘴10或在配送装置(开孔9，9a和孔13)中，不会遇到使用现有技术(活塞型或集流筒型)的灌注机/剂量配料机供给含气制品所发生的问题。
在这种连接方式中，不受任何特定原理限制，这种结果主要基于这样的论据，即在本发明的机械中，所要配送的含气制品M的质量保持在以基本连续和稳定的方式，处于适当的相对压力之下(0.1-0.2相对大气压)，而没有常规活塞型剂量配料机的交替的吸入和挤出阶段，这是由于在箱4的上部气压增强的作用：另一方面，其也十分不同于在具有集流筒的机械中所发生的情况，在该机中，所要配送的制品利用将制品供入集流筒(一般为叶轮式混合器)的泵类装置的增压作用，使之保持在动态压力状态之下，但当由于开闭配送管嘴和压力损失而使压力水准和状态连续变化，由于制品物料达到各个供料管嘴而必须流经不同的通道，故该压力损失也是不同的。
很明显，在实施例的结构和形式的细节上可以相对于上述介绍产生变化时，本发明的原理仍维持同一，这些变化都没有离开本发明的范围。

Claims (7)

1.一种按计量灌注可流动制品的机械(1)，包括：
一个用以汇集待灌注的制品(M)的通常封闭的箱(4)，所述箱(4)具有一个用以接受所述制品(M)的入口(3)，还具有多个在所述箱(4)底部的出口(9)，所述出口(9)具有相关的配送管嘴(10)，所述配送管嘴(10)用以按精确的量计量灌注小量所述制品(M)；
一个用以通过所述入口(3)向所述箱(4)供给大量待灌注的制品(M)的供给装置(2)，所述供给装置(2)同时也在所述箱(4)内留有空余部分给待灌注的制品(M)；
用以在所述箱(4)的空余部分维持大于大气压力的基本上连续和静止气态压力的压力调整装置(6-8)；
连接到所述出口(9)的阀门装置(12，13，14)，所述阀门装置(12，13，14)有选择地可切换于开启位置和关闭位置之间，在该启开位置上，可通过所述阀门装置(12，13，14)按精确计量的量从所述箱(4)的出口(9)排放所述制品(M)，在关闭位置上，所述阀门装置(12，13，14)可阻止所述制品(M)从所述箱(4)中流出；其特征在于：
所述箱(4)具有一个漏斗状或槽状的底部；
在所述箱(4)的所述底部的多个出口(9)排成一直线，所述多个出口(9)具有分别与之相关的多个配送管嘴(10)，每个所述出口(9)配备一个所述配送管嘴(10)，所述阀门装置起着阻塞所述制品(M)从所述箱(4)流动到所述配送管嘴(10)的作用；
所述阀门装置(12，13，14)包括一个带有多个通孔(13)的活动的阻塞器(12)，在启开位置上，所述阻塞器(12)的所述通孔(13)可与所述箱(4)底部上的所述出口(9)对齐，所述阻塞器(12)为一个可转动的圆柱体，所述通孔(13)设置在所述圆柱体的径向方向上，从而使得当所述阀门装置(12，13，14)处于启开位置时，所述制品(M)可以同时从所述箱(4)的所有出口(9)自由地排放。
2.如权利要求1所述的机械，其特征在于：所述供给装置(2)包括一个器件，所述器件用以制备待由所述机械(1)灌注的含气制品。
3.如权利要求2所述的机械，其特征在于：所述器件是一个叶轮式混合器。
4.如上述权利要求中的任意一项所述的机械，其特征在于：压力调整装置(6-8)在所述箱的空余部分中维持数量级为0.2-0.3大气压(绝对压力为1.2-1.3大气压)的相对空气压力。
5.如权利要求1所述的机械，其特征在于：一个与所述机械相配合的传输装置(T)能够将由所述机械配送的制品(M)在一个预定方向上沿一个运动路径移动，用以灌注所述待灌注的制品(M)的所述箱(4)的出口(9)排列成一行，所述行大致横越所述传输装置(8)的运动路径。
6.如权利要求1，2，3和5中的任意一项所述的机械，其特征在于：所述机械(1)和所述供给装置的器件相配合，所述供给装置(2)的所述器件用以制备含蛋白质糖混合物作为待由所述机械(1)灌注的所述含气制品。
7.如权利要求4所述的机械，其特征在于：所述机械(1)和所述供给装置(2)的所述器件相配合，所述供给装置(2)的所述器件用以制备含蛋白质糖混合物作为待由所述机械(1)灌注的所述含气制品。
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