CN1117025C - 气动配送制品的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

公开一种装置(5)和方法，使得可以用在容器(20)中前后移动的活塞(50)将冷冻食品(30)挤压出容器(20)。用加压空气(200)使活塞(50)移向冷冻制品(30)，由此将冷冻制品(30)挤压出该容器(20)。为使活塞(50)移离冷冻制品(30)使加压空气(200)通过一个也连接于容器(20)的文氏管(108)。加压空气(200)流过文氏管(108)便在容器(20)中产生真空。该真空牵引活塞(50)移离冷冻制品(30)。

Description

气动配送制品的系统和方法
                        发明背景
1.发明的领域
本发明一般涉及气动驱动的配送器，具体涉及采用加压空气控制冷冻制品的配送的系统和方法。
2.问题的陈述
冷冻甜食例如冰淇淋、酸奶和冰糕一般是很受欢迎的食品，近年来已获得的广泛的普及。随着这种普及，对于快速而简便地将这些冷冻甜食以定量方式送给消费者的需求也增加了。在一个地点还需要提供不同的口味，因而要求尽量减小清洗和再充满配送器的时间。
现在已提出各种各样的快速、方便和定量配送冷冻甜食的装置。一般地讲，为配送冷冻甜食，或者将甜食直接放在一个容器中或者放在一个可伸缩的可以放在该容器的盒中。然后用例如活塞推压甜食，将其挤出容器，该活塞装在容器中，使活塞对着甜食或可伸缩的盒推压。因此该活塞将甜食挤压出容器的出口。
在甜食配送完后，必须使活塞退回，以便于清洁容器和/或再装入另外的配送甜食。该活塞可以利用若干常规系统例如液压机、机械发动机或气动系统驱动。由液压机或机械系统驱动的活塞一般用活塞后面伸出的驱动轴施加运动力。采用驱动轴既可以伸出活塞，又可退回活塞。
用气动装置驱动的活塞通常是在其套筒或活塞缸内自由浮动的。利用加压空气推压活塞的后部便可使这种自由浮动活塞前伸。
在下列专利中公开了先有技术的研究，在这些研究中采用加压空气推动活塞而使冷冻制品挤压出容器：Rowe，            No.5 265 764，       1993，11，30；Beach，           No.5 492 249，       1996，2，20；Gmann，         No.3 327 906，       1967，6，27；Vander jagt，     No.4 886 189         1989，12，12；Thomas            No.5 048 724，       1991，9，17；Thamas            No.5 405 054         1995，4，15
由Rowe提出的美国专利说明一种双作用的在活塞缸内自由浮动的活塞。利用空气压力来驱动活塞，使其配送袋装冰冻制品。在配送制品后，将空气压引导到活塞的相反侧，从而使活塞沿反方向驱动。
Btach的美国专利No.5 492 249说明一种装置，该装置利用高压空气使自由浮动活塞移向待配送的材料。设置安全部件，使得装置不能打开，直到泄放空气压力。操作者用手推动活塞，使活塞退回。该专利转让给本发明的拥有人。
Gmann的美国专利No.3 327 906公开一种在活塞缸中的活塞。该活塞由加压流体移动配送装在活塞缸中的软膏。应用抽吸发生器使活塞更好地与活塞缸密封并除去沿活塞侧面流出的加压流体。
Vander jagt的美国专利No.4 886 189说明一种配送液体的方法，在这种方法中，一个活动的腔使静止的活塞向液体滑动，该液体保持在一个分开的腔中。用空气压力或真空使该腔移动。
Thomas的美国专利No.5 048 724和5 405 054公开一种甜食配送器，在该配送器中，压缩装有甜食的可伸缩容器而将甜食挤压出配送器。最好采用伸缩软管，通过在该软管内部充入加压空气而使其膨胀。使膨胀的软管推压可伸缩容器。为除去保伸缩容器可以自动或手动地放出可胀胀软管内的加压空气。
可以用若干方法退回活塞。在一种方法中，如Rowe的专利所示，将加压空气送到活塞前部，将其往回推。这种系统需要配置若干孔和一个以上的密封压力腔。在另一种退回方法中，如Beach的系统，在释放加压空气之后，用于和杆推活塞使其退回。这种方法会导致系统损伤，并且因为活塞的刚性，操作者很难将其推回。因此存在这种需要，即采用同一加压空气源自动地释放加压空气并退回活塞而不要求另外的孔或封闭的压力腔。
上述系统中没有一个采用这样的方法，即利用同样的孔和同样的密封压力腔将气动空气源输送到活塞的一侧而气动地退回活塞，活塞的这一侧与使活塞伸出时所用的一侧相同。上配送系统中也没有任何一种系统形成为具有三种自动操作模式的系统，即配送模式、退回模式和停止或放气模式。
3.解决问题的方案.
本发明提供一种配送冷冻食品制品或其它粘性材料的控制系统，在该系统中，用加压空气将配送器中的自由浮动活塞移向制品，将制品压出配送器，并且在该系统中采用同样的加压空气来形成使活塞退回的真空。加压空气和真空通过同样的孔送到该系统。当活塞不移动时，系统自动地排放加压空气。该系统可以快捷而容易清洁，完全不会因为退回或移动活塞而损伤系统。该配送控制系统是紧凑的，因而可以放在柜台上使用。可以用同一加压空气源操作若干配送器。
本发明的目的是提供一种用自由浮动塞气动配送冷冻制品的系统，在该系统中采用一个公共的加压空气源，既用于伸出活塞，又用来退回活塞。
本发明的另一目的是提供一种气动配送冷冻食品的控制系统，在该系统中，在配送制品之后用真空使自由浮动活塞退回。
本发明的目的是提供一种公用的加压空气源，以便使活塞伸出并形成使活塞退回的真空。
本发明的另一目的是提供一种自动排气系统，以便在不配送冷冻制品时自动排放作用在活塞上的压力。
本发明的再一个目的是提供一种气动配送控制系统，该系统只有一个压力腔。
本发明的另一个目的是提供一种气动配送冷冻食品的控制系统，在该系统中，可以用同一加压空气源操作若干配送器。
                        发明概要
本发明公开一种用相对较低的空气压力(在15～100Psi)气动地配送冷冻甜食(在0～5°F之间)或其它食品的系统。本发明包括装入食品的容器。该容器包括可以在该容器中前后滑动的自由浮动活塞。
本发明提出一种气动配送制品的系统，上述系统包括：容器，具有其中装放上述制品的通道，上述容器具有第一端部和第二端部；位于上述容器的上述通道中的自由浮动活塞，上述容器、活塞和第一端部限定了一个腔；将加压空气输送到上述腔内的装置，上述输送装置包括在上述加压空气源和上述腔之间的第一阀，因而上述加压空气在上述第一阀打开时穿过上述第一阀，进入上述腔中，上述加压空气使上述活塞从上述第一端部移向上述第二端部，从而将上述制品挤压出上述容器；用于在上述腔内产生真空的装置，当上述第一阀使上述真空产生装置和上述腔连通时，上述真空穿过上述第一阀，上述真空使上述活塞移向上述第一端部，离开上述第二端部。
本发明也提出一种气动配送制品的系统，上述系统包括：容器，具有其中可容纳上述制品的通道，上述容器具有第一端部和第二端部；在上述容器的上述通道中的自由浮动活塞，上述容器、活塞和上述第一端限定了一个腔；使加压空气输送到上述腔内的装置，上述输送装置包括位于上述加压空气源和上述腔之间的第一阀；在上述腔内产生真空的装置；上述系统以三种模式操作；a)配送模式，其中，由上述输送装置送入上述腔中的加压空气使上述活塞离开上述第一端部并向上述第二端部移动，从而将上述制品挤压出上述容器；b)放气模式，其中，使上述腔中的上述加压空气经上述第一阀从上述腔中排出，由此使上述活塞停止运动；c)退回模式，在此模式中，由上述真空产生装置在上述腔中产生的真空将上述活塞拉向上述第一端部并离开上述第二端部。
本发明还提出一种气动配送制品的系统，上述系统包括：容器，具有其中容纳上述制品的通道，上述容器具有第一端部和第二端部；装入上述容器的上述通道内的位于上述第一端部和第二端部之间的自由浮动活塞，上述容器、活塞和第一端部在上述容器内限定了一个腔；加压空气源，与上述腔流体连通；第一阀，位于加压空气源和上述腔之间；文氏管，连接于上述第一阀；和第二阀，位于上述加压空气源和上述文氏管之间；上述加压空气从上述加压空气源流过上述第一阀，进入上述腔内，使上述活塞离开上述第一端部并移向上述第二端部，从而将上述制品挤压出上述容器，此时上述第一阀允许上述加压空气源与上述腔之间连通，但不使上述文氏管和上述腔之间连通，并且上述第二阀是关闭的；上述文氏管在上述腔中产生真空，从而使上述活塞移向上述第一端部和离开上述第二端部，此时上述第一阀允许上述腔和上述文氏管之间连通，但不使上述加压空气源和上述腔之间连通，并且上述第二阀允许上述加压空气流过上述文氏管。
本发明进一步提出一种气动配送冷冻食品的系统，上述系统包括：容器，具有其中装入上述冷冻食品的通道，上述容器包括第一端部和第二端部；装在上述容器的上述通道中的位于上述第一端部和第二端部之间的自由浮动活塞，上述容器、活塞和上述第一端部限定了上述容器内的一个腔；与上述腔流体相通的加压空气源；在上述加压空气源和上述腔之间的三通阀；文氏管，连接于上述三通阀，与上述腔流体相通，上述文氏管还连接于一排气口；两通阀，位于上述加压空气源和上述文氏管之间；上述系统以下面三种模式中的一种模式操作：(a)配送膜式，其中，来自上述加压空气源的加压空气流过上述三通阀，进入上述腔中，此时上述三通阀在上述加压空气源和上述腔之间打开，但在上述文氏管和上述腔之间关闭，并且上述二通阀在上述文氏管与上述加压空气源之间关闭，上述加压空气使上述活塞移离上述第一端部并移向上述第二端部，从而将上述冷冻制品挤压出上述容器；(b)放气模式，其中，上述腔中的上述加压空气从上述腔中排出，此时上述三通阀使在上述腔和上述文氏管之间被打开，并在上述加压空气源和上述腔之间关闭，同时上述二通阀在上述文氏管和上述加压空气源之间关闭，因而上述加压空气经上述排出口排出上述系统；(c)退回模式，其中，上述三通阀在上述腔与上述文氏管之间打开，并在上述加压空气源与上述腔之间关闭，并且上述二通阀在上述加压空气源和上述文氏管之间打开，上述加压空气流过上述文氏管，在上述腔中形成真空，上述真空使上述活塞移向上述第一端部并移离上述第二端部。
本发明还提出一种气动配送制品的方法，上述方法包括以下步骤：提供容器，该容器具有其中装入上述制品的通道，上述容器具有第一端部和第二端部；将自由浮动活塞放入上述容器的上述通道中，上述容器、上述第一端部和上述活塞限定了一个腔；将加压空气经上述加压空气源和上述腔之间的第一阀输送到上述腔中，上述加压空气使上述活塞离开上述第一端部并移向上述第二端部，上述移动的活塞将上述制品挤压出上述容器；在上述腔中形成真空，穿过上述第一阀的上述真空使上述活塞移向上述第一端部并移离上述第二端部。
本发明还包括三种操作模式：配送模式、退回模式和放气模式。本发明包括在处于配送模式时使加压空气进入容器的装置和在处于退回模式时产生真空的装置，该装置利用加压空气所用的同一管线在该容器中产生真空。加压空气使活塞移向冷冻食品，将食品压出该容器。真空拉动活塞使其离开冷冻食品。
在容器中，在活塞的端部、容器表面和容器的封闭端部之间形成一个腔。形成一个进入该腔的孔、该孔通过管线连接于输送加压空气的装置和在腔中产生真空的装置。在加压空气源和容器之间配置一系列阀门。这些阀门包括三通阀和两通阀。在加压空气源和排气口之间配置文氏管。三通阀与加压空气源、容器和文氏管流体相通。两通阀与加压空气源和文氏管流体相通。
取决于阀门的设定，或者加压空气或真空输送到容器的腔中，或者腔中的压力排放到大气。为将加压空气输送到腔中，在加压空气源和腔之间三通阀打开，并对文氏管关闭。在加压空气源和文氏管之间使两通阀关闭。因而加压空气进入腔内，将活塞推向冷冻食品，该食品装在活塞的与腔相对的一侧的容器内。
食品或者直接放在容器内或者放在所压缩的盒内，然后将盒再放入容器内。可压缩的盒可以是例如柔性袋或具有折叠壁的管子。本领域技术人员可以容易看出可以使用其它类型的盒。采用可压缩盒的优点是增加了系统的清洁性，而且容易更换制品。
在即无加压空气也无真空输送到腔中时，配送控制系统处于放气模式。例如，在已经配送完要求部分的食品时便将发生这种模式。当系统处于放气模式时，活塞是静止的，在腔中的空气压力是大气压力。为达到此种状态，在加压空气源和腔之间使三通阀关闭，而在腔和文氏管之间使三通阀打开。在加压空气源和文氏管之间使二通阀关闭。在配送食品之后留在腔中的加压空气通过三通阀排到文氏管，然后该加压空气经排出口离开系统。
当使活塞退回时，将真空以下列方式引入腔内。在加压空气源和腔之间使三通阀关闭，并在腔与文氏管之间打开。在加压空气源和文氏管之间使两通阀打开。因此加压空气经文氏管流出排气口。流过文氏管的加压空气当其通过文氏管时速度增加。这种速度的增加导致空气压力的相应减小，从而在腔中形成真空，该腔通过三通阀与文氏管流体连通。随后该真空使活塞退回，离开冷冻食品。当活塞已退回要求量时，这些阀门处于上述的放气模式，因此大气压下的空气进入系统内，取代真空。
本发明的优点是不需要用连接于活塞的臂或推杆来使活塞返回，避免的对系统的可能损伤，增加了清洁性。还有一个优点是，只有一个孔，既用来向容器输送加压空气又用来向其输送真空，因而只需要一个封闭腔，而且加压空气或真空都不接触正配送的食品。另外，可以用一加压空气源使活塞前移和后退。不需要额外的真空源。
本发明的再一优点是，可以用同一加压空气源使若干阀门和配送系统运转。该系统很紧凑，足可以装在柜台上，并且只用少量电力使可以操作阀门。
下面在附图和其详细说明中更详细地说明本发明气动配送控制系统的这些和其它优点。
                    附图的简要说明
图1是本发明的管道和配送器的透视图；
图2是图1所示管道的端视图；
图3是图1所示管道的侧视图；
图4是本发明气动配送控制系统的示意图，示出系统处于配送模式；
图5是本发明气动配送控制系统的示意图，示出系统处于放气模式；
图6是本发明气动配送控制系统的示意图，示出系统处于退回模式；
图7是本发明的透视图，示出门开关。
                   附图的详细说明
1.概述
图1示出本发明的气动配送控制系统5。该配送控制系统5配送冷冻食品30，方法是沿方向52用活动的活塞50推压食品30，最后将其挤压出龙头76。在需要时例如在所有食品已配送完时，可使用真空使活塞沿方向54退回，使得配送控制系统5可再装载食品30和/或被清洁。
气动配送控制系统5的优选实施例包括一个或多个配送组件10，在图1中仅示出两个配送组件。各个配送组件10包括容器20，容器20具有接受冷冻食品30和活塞50的通道22。食品30可以直接放在空器20内，或食品30最好装在可伸缩的盒28内，然后将盒放在容器20内。该可伸缩的盒28可以是例如柔性袋或具有折叠壁的管子。技术人员可以明显看出可以使用其它类型的可伸缩的盒28。本发明具体旨在配送冷冻的奶制品例如冰淇淋或酸奶；然而应当明白，本发明的气动配送控制系统5可以用在任何需要使活塞50在容器中前后移动的系统中，并且本发明不限于本文的具体说明。
容器20是细长的套筒，一般用玻璃纤维等制作，在其各个端部24、26具有开口。在第一端部24的第一开口装入活塞50，而第二端部26的第二开口装入食品30。
活塞50牢固装入列容器20中。一个或多个可滑动的密封件55既使活塞50能在容器20移动，又能在活塞50和容器20之间形成不渗漏流体的滑动密封。在图1示出的优选实施例中，三个密封件55环绕活塞50。然而应当明白，在本发明中可以应用任何数目的密封件，只要至少一个密封件55在活塞50和容器之间形成不渗漏流体的滑动密封。例如，在替代实施例(未示出)中应用两个U形杯式密封件和一个擦拭环形件。
在容器20上装有一传感器80或若干传感器80，以便活塞50于容器20内移动时测定该活塞50的近似位置。可以采用检测活塞50位置的任何一种传感器80。例如可以采用的传感器80的种类包括电容传感器、电感传感器、霍尔传感顺和里德式传感器，但不限于这些传感器。取决于所用的传感器种类可以在活塞50上装上金属材料或磁性材料85。应用该传感器80，通过检测活塞50在容器20中的位置，可以建立活塞50位置和容器20中剩余食品量30之间的关系。
支承板40复盖容器20的第一端部24。该支承板40包括孔45，加压空气通过该孔进入容孔20。容器20、支承板40和活塞50形成密封腔60。
容器20的第二端部由压力盖组件70复盖。该压力盖组件70包括压力盖72、压力盖安装板74和龙头76。容器20、压力盖组件70和活塞50形成第二腔62，该腔包括食品30或可伸缩的盒28，该盒28装有食品30。
在通常状态下，容器20装在一个有门的外壳(未示出)内。龙头76伸出该门，以便配送食品30。示于图1的控制面板300配置在外壳的门上。一个配送器10用一个控制面板300。
控制面板300包括手动驱动把手302，该把手实际连接于龙头76。手动把手302还通过电信号系统连接于管道100，这将在下面详细说明。控制面板300还包括两个信号灯304和306。这些信号灯304、306经导线82连接于传感器80。当容器20充满冷冻食品30时，信号灯304发光。当容器变空，冷冻食品30已配送完时，信号灯306变亮。
一般地讲，在本发明的一个实施例中，手动把手302可以经导线84通过控制系统5驱动活塞50，如下面详细说明的，使得当操作者驱动手动把手302到预定位置时，活塞50便被驱动，并向容器20的第二端部移动，如箭头52所示，将食品30经龙头76挤压出容器20。在松开把手302时，活塞50脱离啮合，系统5进入放气模式，放出加压空气，并且活塞50向冷冻食品30的移动停止。在下面将详细说明的优选实施例中，活塞50可响应缩空气源200操作，该加压空气源既使活塞50向第二端部26移动，如图1所示箭头52所示，从而配送食品30，而且在希望补充食品30和/或清洁容器20时又使活塞50退回到第一端24，如箭头54所示。
2.气动配送控制系统5的细节
气动配送控制系统5包括一个或多个如上所述的连接于管道组件100的配送组件10。在本发明的优选实施例中，两个配送组件10连接于一个管道组件100，如图1所示。在第二实施例(未示出)中，设置一系列的管道组件100，各个管道组件具有两个与其相连的配送组件10，其中所有管组件100均连接于一个单一的加压空气源200。在第三实施(未示出)中，单个配送组件10连接于各个管道组件100。技术人员可以明显看出其它的组合。
管道组件100包括基本管道102和切换管道104。基本管道装有一个或多个二通阀106和多个文氏管108(文氏管108示于图4～6)。各个连接于管道组件的配送组件10使用一个二通阀106和一个文氏管108。基本管102还包括入口110，如图2所示，加压空气源200(见图1)通过管道112连接于该入口110，该加压空气沿箭头202所示方向流过管道112。加压空气源200经管线112与装在基本管道上的许多二通阀106和文氏管流体相通。加压空气源200还经两路阀106和文氏管108与排出空气208的排气口126流体连通，这将在下面更详细说明。
管道组件100的切换管道104包括一个或多个三通阀114，各个配送组件10用一个三通阀114。每个三通阀114包括一个入口116，如图1所示，加压空气源200通过管线118连接于该入口，加压空气200沿箭头204所示方向流过该管线118。各个三通阀114还包括出口120，配送组件10经管线122连接于该出口120，加压空气沿箭头206(还可以在图3上看到)所示方向流过该管线122。各个三通阀114还通过管线124连接于文氏管108(见图4-6)。因此各个配送组件10通过其三通阀114与加压空气源200流体相通，还与其对应的文氏管108流体相通。
在优选实施例中的阀106、114是电磁阀；然而并不是说本发明限于使用电磁阀，本发明包括技术人员已知的其它类型的阀。
基本管道102还包括排气口126，如图1和2所示，消声器128连接于该排气口。排气口由管线130连接于各个文氏管108，如图4～6所示。因此，各个配送组件10通过其文氏管108与排气口126流体相通。空气从排气口126排出，如箭头208所示。
在图4～6中更详细地示出配送组件10、管道组件100和加压空气源200之间的连接装置，下面将更详细地说明这些装置。
3.加压空气流的调节
图4～6示意性地示出在本发明优选实施例的气动配送控制系统5的各种操作模式中在配送组件100、管道组件100和加压空气源200之间的连接装置。在优选实施例中，气动配送控制系统5具有三种操作模式：图4所示的配送模式；图5所示的放气模式；图6所示的退回模式。图4～6示出的实施例具有两个连接于一个管道组件100的配送组件10。在下面的讨论中，应当明白，各个配送组件10具有其自己的二通阀106、三通阀114和文氏管108，但与其它配送组件10共用公共的加压空气源200。例如，配送组件10 DIS2连接于三通阀114 V4、二通阀106 V2和文氏管108 VENT2。
图4～6示出的优选实施例的加压空气源200包括装有压缩到压力至少为100psi的加压空气的2.5加仑的贮存气瓶。应当明白，按照本发明的说明可以包括其它类型的加压空气源。例如可以用空气压缩机来提供加压空气。技术人员可以明显看可以应用其它方法来提供加压空气(或其它适用的流体)，并不是说本发明限于本文具体说明的方法。
压力为100psi的加压空气直接经管线112流到各个两通阀106，并从各个两通阀106经管线132流到相应的文氏管。然而对于三通阀114，在优选实施例中，空气压力由许多降压调节器134进行调节，然后空气才到达三通阀114。如图4所示，各个配送组件10连接于加压空气源200。在加压空气源200和连接于配送组件10的三通阀114之间配置至少一个降压调节器134，使空气压力从100psi降到约15～60psi的范围。在图1和4所示的优选实施例中，在各个配送组件10的管线118上配置两个降压调节器134，即PR1和PR2。第一降低调节器PR1使空气压力从约100psi降到约60psi。第二降压调节器PR2进一步将空气压力减小到15～60psi的范围。第二降压调节器PR2响应手动把手302的牵拉量向第一腔60输送可变量的空气压力，如下面详细说明的。
a)配送模式
在图4所示的配送模式中，当操作者驱动一个配送组件10的手动把手10时，信号便经导线84(示于图1)输送到连接于该配送组件10的阀106、114。例如，当驱动图4标记DIS2的配送组件10的手动把手302时，信号A1、A2便送出，使得同时进行以下操作：(1)在加压空气源200和图4中标记DIS2的配送组件10之间打开(信号A1)三通阀114 V4，(2)在配送组件10 DIS2和图4中标记VENT2的文氏管108之间关闭(信号A1)三通阀114 V4；(3)在加压空气源200和文氏管108 VENT2之间关闭(信号A2)图4标记V2的二通阀106。因此加压空气便从管线118流到三通阀114 V4，然后经管线122从三通阀114 V4流入配送装置10 DIS2，如箭头136所示。该加压空气流136使活塞50移动容器20的第二端部26，将冷冻食品30挤压出压力盖组件70上的龙头76，如图1所示。在图4中，标记DIS1的配送组件10也示出处于其配送模式。
当配送器的操作者想配送一份以上的冷冻食品30时，操作者可更用力牵拉手动驱动把手302，这种更用力的牵拉激发信号A3，该信号送到降低调节器134PR2。信号A3通知压力调节器PR2向配送组件10提供更高的压力，以使活塞50移动更长距离，从而配送更多份数的冷冻食品30。可以向配送组件10传送高达约60psi的压力。
b)放气模式
当不驱动配送组件10的手动把手302时，如图5所示，在加压空气源200和配送组件10之间关闭三通阀114，而在配送组件10和文氏管108之间则打开该三通阀114，从而使配送组件10内的加压空气经文氏管108从排气口126排出：在此时加压空气源200和文氏管108之间二通阀106仍然关闭。因此配送组件10内的压力降到大气压，活塞50停止运动。另外，在配送组件10内的加压空气的放气也起到一种安全作用，从而可防止在配送完冷冻食品30之后不经意打开配送组件10时伤及操作人员。
例如，在已经从图4所示以及上面说明的配送组件10中配送需要量的冷冻食品30之后，操作者松开手动把手302。由于这种松开而送出信号B1和B2，使得同时产生以下操作：(1)在加压空气源200和配送组件10之间关闭(信号B1)三通阀114 V4；(2)在配送组件10和文氏管108 VENT2之间打开(信号B1)三通阀V4；(3)在加压空气源200和文氏管108 VENT2之间关闭(信号B2)两通阀106V2，如图5所示，因此在配送组件10内的加压空气从配送组件10经管线122流到三通阀114 V4，如箭头138所示，然后经管线124流到文氏管108 VENT2，最后经管线130流出排气口126，如箭头140和208所示。这样，配送组件10内的空气压力便很快地从约15～60psi减小到大气压。
c)退回模式
有时需要使活塞50离开第二端26，使其向容器26的第一端24移动，即脱离配送端。例如，当所有冷冻食品30已经配送完时，活塞50靠近容器20的第二端26，必须使其移动，以便再装入冷冻食品30。或者在冷冻食品已经配送完后，必须清洁配送组件10。
图6示出使活塞50从第二端26快速退回到第一端24的阀门106、114的阀位置。此时，操作者将控制面板300(图1)上的开关308搬到顶部位置，即搬到图1中用R标记的位置便可启动活塞50的退回操作。开关308将信号C1和C2分别送给阀114和106。例如，为使图6中标记DIS2的配送组件10中的活塞50退回，信号C1打开三通阀114 V4，使配送组件10 DIS2和文氏管108 VENT2之间连通，该信号C1还使该三通阀关闭加压空气源200和配送组件10 DIS2之间的通路，如上述图5所示放气模式中所处的状态。然而在退回模式中，信号C2打开二通阀106V2，使加压空气源200和文氏管108VENT2之间连通，使加压空气流过文氏管108 VENT2，如箭头142所示，然后流出排气口126，如箭头208所示。流过文氏管108 VENT2的加压空气流142当其穿过文氏管108 VENT2时其速度增加。这种速度的增加导到空气压力的相应下降，从而在管线124和122内形成真空(如箭头144所示)，因而在密封室60中形成真空。该真空使活塞50从容器20的第二端部26退回到第一端部24，如图1所示。
当活塞50已退回或者用日视法或者用传感器80确定的要求的量时，操作者松开开关308，重新设定阀106、114，从而使系统5处于如图5所示和说明的放气状态。这样便使大气进入配送组件10，使活塞50停止运动。
在图6中示出的标记DIS1的配送组件10也处于放气模式。
c)气动配送控制系统5的操作。
在下面的表I中列出上述的分别示于图4～6的气动配送控制系统5的各种模式的操作。
                             表I
  模式 手动把手302 开关308   信号   信号输入到
配送模式   牵拉 配送模式D    A1A2     阀V4阀V2
  用劲牵拉    A3     调节器PR2
放气模式   松开 放气模式E    B1B2     阀V4阀V2
退回模式   松开 退回模式R    C1C2     阀V4阀V2
应当特别清楚，信号(即A、B、C)可具有任何合适的可以打开或关闭本发明阀门的电压值，例如信号A可以高(例如+5V直流)到打开阀门V4和低到(即0V直流)关闭阀门V4。
4.替代实施例
在图7所示的替代优选实施例中，在包围配送组件10的外壳的门(未示出)上配置门开关400。打开和关闭该门均起动该门开关400。门开关400输出的信号经导线86输入三通阀114。
在此优选实施例中，控制面板300包括装有弹簧的搬扭开关308，当操作者压下该开关时，该开关便与门开关400相结合起动气动控制系统的三种模式。这三种模式在控制面板300上用线R(退回)、D(配送)和E(放气)表示，如图7所示。
在说明下述模式时，在各种情况下说明仅限于一个配送组件，即如图4、5和6所示的配送组件DIS2。
a)配送模式
搬扭开关一般放在中间位置，如图7所示控制面板300上用线D表示的位置，当门关闭和开关400断开时，该开关构成气动控制系统5的配送模式。在此实施例的配送模式中，搬扭开关使信号A1经导线84送到三通阀114 V4，使信号A2送到二通阀106 V2，使阀106、114设定在图4所示的状态。因此加压空气可以从加压空气源200流到配送组件10 DIS2。此空气流的压力由降压调节器136 PR1，PR2调节到约15psi。
随后当操作者牵拉把手302时便使降压调节器134 PR2释放的空气压力增加，从约15psi增加到约550psi。增加的空气压力将使活塞50沿图7中箭头52所示的方向运动，从而将冷冻食品30挤压出龙头76。当已经配送完要求量的食品30后，操作者松开把手302，这样又使由降压调节器134 PR2放出的空气压力减小到约15psi。此种水平的空气压力不足以使活塞50运动，因而停在原位。
b)放气模式
在替代的优选实施例中，有两种方法使气动控制系统5进入放气模式。当搬扭开关308被搬到放气位置，如图7控制面板300上用线E表示的位置，则启动第一放气模式。搬扭开关308将信号B1送给三通阀114，由此三通阀114 V4切断空气源200和配送组件10 DIS2之间的通路，并且该三通阀114使配送组件10 DIS2与文氏管108VENT2连通。这样便使配送组件10中的加压空气经排出口126排到大气中。
通过打开外壳上的门可以启动第二放气模式。门打开时，门开关400接通，这样信号B1又经导线86输送到三通阀114 V4，从而设定阀114 V4的阀位置，其设定方式与上述搬扭开关308设定方式相同。
c)退回模式
当操作者想退回活塞50时，操作者打开门，接通门开关400，使气动控制系统5处于上述的放气模式。然后操作者将装有弹簧的搬扭开关308往上推，使其进入如图7所示控制面板上用线R表示的退回位置。因为装有弹簧，所以操作者必须保持搬扭开关308在退回位置，直到活塞退回要求距离。如果不起动门开关400，则退回位置R对气动控制系统5不产生任何作用。
当门打开，已接通门开关400之后再将搬扭开关308移到退回位置R时，搬扭开关使信号C2经导线86输送到二通阀106 V2。信号C2使二通阀106 V2连通空气源200和文氏管108VENT2。如对于第一优选实施例所述，流述文氏管108 VENT2的空气在配送组件10 DIS2中形成真空，并且该真空使活塞50移向容器20的第一端部24，并离开配送端部或第二端部26。
当活塞50已退回到要求的位置时，操作者松开装有弹簧的搬扭开关308，使两通阀106V2关闭。因为在此时门开关400仍是接通的，所以气动配送系统5回到其放气状态。活塞50的退回量可以用目视法或用上述的传感器80确定。技术人员可以明显看出可以采用其它方法确定退回量，因此本发明不限于此文具体说明的方法。
e)气动配送系统5的操作
在下面的表II中示出对替代实施例所述的以及针对配送器DIS2示于图4～6和7中气动配送控制系统5的各种模式的操作。
                          表II
  模式   手动把手302  开关308   门开关400        信号   信号送给
配送模式   松开或牵拉 配送位置D   A1(开关308输出)A2(开关308输出)A3(把手302输出)     阀V4阀V2调节器PR2
放气模式1     松开 放气位置E   B1B2     阀V4阀V2
放气模式2     松开 配送位置D或放气位置E   接通   B1B2     阀V4阀V2
退回模式     松开 退回位置R   接通   C1(开关400输出)C2(搬扭开关308输出)     阀V4阀V2
应当清楚地意识到，信号(即A、B和C)可以具有任何可以打开和关闭本发明阀门的电压值。例如信号A可以高到(即+5V直流)打开阀门V4，并可以低到(即0V直流)关闭阀门V4。
上面说明书说明许多本发明的实施例。然而技术人员将会看到，按本说明可以实施其它的本文没有准确说明的配置或实施例，而且本发明的范围仅受以下权利要求书范围的限制。

Claims (31)

1.一种气动配送制品的系统，上述系统包括：
容器，具有其中装放上述制品的通道，上述容器具有第一端部和第二端部；
位于上述容器的上述通道中的自由浮动活塞，上述容器、活塞和第一端部限定了一个腔；
将加压空气输送到上述腔内的装置，上述输送装置包括在上述加压空气源和上述腔之间的第一阀，因而上述加压空气在上述第一阀打开时穿过上述第一阀，进入上述腔中，上述加压空气使上述活塞从上述第一端部移向上述第二端部，从而将上述制品挤压出上述容器；
用于在上述腔内产生真空的装置，当上述第一阀使上述真空产生装置和上述腔连通时，上述真空穿过上述第一阀，上述真空使上述活塞移向上述第一端部，离开上述第二端部。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，上述真空发生装置包括：
文氏管，上述文氏管经上述第一阀与上述腔流体相通；
在上述文氏管和上述加压空气源之间的第二阀。
3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，为使上述活塞离开上述第一端向上述第二端移动，在上述第二阀保持关闭时使上述加压空气经上述第一阀流入上述腔内。
4.如权利要求2所述的系统，其特征在于，为使上述活塞移向上述第一端部并离开上述第二端部，上述加压空气流过上述第二阀和上述文氏管，而在上述加压空气源和上述腔之间上述第一阀仍关闭，但在上述文氏管和上述腔之间上述述第一阀打开，流过上述文氏管的上述加压空气在上述腔中形成真空。
5.如权利要求2所述的系统，还包括装入上述容器的外壳，上述外壳具有门、该门装有开关，打开上述门便致动该开关，上述开关的致动使上述腔中的加压空气经上述第一阀和文氏管排出上述腔。
6.如权利要求1所述的系统，还包括至少一个传感器，以检测上述活塞在上述容器中的位置。
7.如权利要求1所述的系统，还包括在上述通道内位于上述活塞和上述第二端之间的盒，上述盒装有上述制品，当上述活塞向上述第二端移动时上述活塞压缩上述容器。
8.一种气动配送制品的系统，上述系统包括：
容器，具有其中可容纳上述制品的通道，上述容器具有第一端部和第二端部；
在上述容器的上述通道中的自由浮动活塞，上述容器、活塞和上述第一端限定了一个腔；
使加压空气输送到上述腔内的装置，上述输送装置包括位于上述加压空气源和上述腔之间的第一阀；
在上述腔内产生真空的装置；
上述系统以三种模式操作；
a)配送模式，其中，由上述输送装置送入上述腔中的加压空气使
上述活塞离开上述第一端部并向上述第二端部移动，从而将上述
制品挤压出上述容器；
b)放气模式，其中，使上述腔中的上述加压空气经上述第一阀从
上述腔中排出，由此使上述活塞停止运动；
c)退回模式，在此模式中，由上述真空产生装置在上述腔中产生
的真空将上述活塞拉向上述第一端部并离开上述第二端部。
9.如权利要求8所述的系统10，其特征在于，上述真空发生装置包括：
文氏管，上述文氏管经上述第一阀与上述腔流体连通；
在上述文氏管和上述加压空气源之间的第二阀。
10.如权利要求9所述的系统，其特征在于，当上述系统处于上述配送模式时，上述加压空气通过上述第一阀流入上述腔中，同时上述第二阀仍关闭。
11.如权利要求9所述的系统，其特征在于，当上述系统处于上述放气模式时，上述腔中的上述加压空气通过上述第一阀流到上述文氏管，而上述第二阀仍关闭。
12.如权利要求11所述的系统，还包括装入上述容器的外壳，上述外壳具有，门上装有开关，当上述门打开时，上述开关启动上述放气模式。
13.如权利要求9所述的系统，其特征在于，当上述系统处于上述退回模式时，上述加压空气流过上述第二阀和上述文氏管，而上述第一阀仍在上述加压空气源和上述腔之间被关闭，但在上述文氏管与上述腔之间打开，上述加压空气流过上述文氏管，从而在上述腔中形成真空。
14.一种气动配送制品的系统，上述系统包括：
容器，具有其中容纳上述制品的通道，上述容器具有第一端部和第二端部；
装入上述容器的上述通道内的位于上述第一端部和第二端部之间的自由浮动活塞，上述容器、活塞和第一端部在上述容器内限定了一个腔；
加压空气源，与上述腔流体连通；
第一阀，位于加压空气源和上述腔之间；
文氏管，连接于上述第一阀；和
第二阀，位于上述加压空气源和上述文氏管之间；
上述加压空气从上述加压空气源流过上述第一阀，进入上述腔内，使上述活塞离开上述第一端部并移向上述第二端部，从而将上述制品挤压出上述容器，此时上述第一阀允许上述加压空气源与上述腔之间连通，但不使上述文氏管和上述腔之间连通，并且上述第二阀是关闭的；
上述文氏管在上述腔中产生真空，从而使上述活塞移向上述第一端部和离开上述第二端部，此时上述第一阀允许上述腔和上述文氏管之间连通，但不使上述加压空气源和上述腔之间连通，并且上述第二阀允许上述加压空气流过上述文氏管。
15.如权利要求14所述的系统，其特征在于，上述加压空气源约为100psi。
16.如权利要求15所述的系统，还包括压力调节器，用于在将上述加压空气引入上述腔中之前，将上述加压空气的压力降到约15～60psi的压力范围内。
17.如权利要求14所述的系统，其特征在于，上述第一阀是三通阀。
18.如权利要求14所述的系统，其特征在于，当上述第一阀允许上述腔和上述文氏管之间连通，不使上述加压空气源与上述腔连通并且使上述第二阀关闭时，上述腔中的上述加压空气从上述腔中排出。
19.如权利要求18所述的系统，还包括装入上述容器的外壳，上述外壳具有门，门上装有开关，打开上述门时上述开关启动上述放气模式。
20.如权利要求14所述的系统，还包括至少一个传感器，用于检测上述活塞在上述容器中的位置。
21.如权利要求14所述的系统，还包括可压缩的盒，该盒位于通道中及上述活塞和上述第二端之间，上述盒装有上述制品，当上述活塞移向上述第二端部时，该活塞压缩上述盒。
22.一种气动配送冷冻食品的系统，上述系统包括：
容器，具有其中装入上述冷冻食品的通道，上述容器包括第一端部和第二端部；
装在上述容器的上述通道中的位于上述第一端部和第二端部之间的自由浮动活塞，上述容器、活塞和上述第一端部限定了上述容器内的一个腔；
与上述腔流体相通的加压空气源；
在上述加压空气源和上述腔之间的三通阀；
文氏管，连接于上述三通阀，与上述腔流体相通，上述文氏管还连接于一排气口；
两通阀，位于上述加压空气源和上述文氏管之间；
上述系统以下面三种模式中的一种模式操作：
(a)配送膜式，其中，来自上述加压空气源的加压空气流过上述
三通阀，进入上述腔中，此时上述三通阀在上述加压空气源和上
述腔之间打开，但在上述文氏管和上述腔之间关闭，并且上述二
通阀在上述文氏管与上述加压空气源之间关闭，上述加压空气使
上述活塞移离上述第一端部并移向上述第二端部，从而将上述冷
冻制品挤压出上述容器；
(b)放气模式，其中，上述腔中的上述加压空气从上述腔中排出，
此时上述三通阀使在上述腔和上述文氏管之间被打开，并在上述
加压空气源和上述腔之间关闭，同时上述二通阀在上述文氏管和
上述加压空气源之间关闭，因而上述加压空气经上述排出口排出
上述系统；
(c)退回模式，其中，上述三通阀在上述腔与上述文氏管之间打
开，并在上述加压空气源与上述腔之间关闭，并且上述二通阀在
上述加压空气源和上述文氏管之间打开，上述加压空气流过上述
文氏管，在上述腔中形成真空，上述真空使上述活塞移向上述第
一端部并移离上述第二端部。
23.如权利要求22所述的系统，还包括放入上述容器的外壳，上述外壳具有门，门上装有开关，打开上述门时该开关起动上述放气模式。
24.如权利要求22所述的系统，还包括在上述加压空气源和上述腔之间的压力调节器，上述压力调节器向处于上述配送模式的上述腔提供压力约在15～60psi之间的加压空气。
25.一种气动配送制品的方法，上述方法包括以下步骤：
提供容器，该容器具有其中装入上述制品的通道，上述容器具有第一端部和第二端部；
将自由浮动活塞放入上述容器的上述通道中，上述容器、上述第一端部和上述活塞限定了一个腔；
将加压空气经上述加压空气源和上述腔之间的第一阀输送到上述腔中，上述加压空气使上述活塞离开上述第一端部并移向上述第二端部，上述移动的活塞将上述制品挤压出上述容器；
在上述腔中形成真空，穿过上述第一阀的上述真空使上述活塞移向上述第一端部并移离上述第二端部。
26.如权利要求25所述的方法，其特征在于，通过使上述加压空气流过与上述腔流体连通的文氏管便来产生上述真空。
27.如权利要求26所述的方法，还包括以下步骤：
将上述容器装在一个具有门的外壳中，上述门装有开关；
打开上述门，因而接通上述开关，上述开关的接通使上述腔中的加压空气经上述文氏管排出。
28.如权利要求25所述的方法，其特征在于，上述加压空气的压力为约为100psi。
29.如权利要求28所述的方法，还包括的步骤为在将上述加压空气引入所述腔之前，将上述加压空气压力降到约在15～60psi的范围内。
30.如权利要求25所述的方法，还包括检测上述活塞在上述容器中的位置的步骤。
31.如权利要求25所述的方法，还包括将盒子插入上述通道中位于上述活塞和上述第二端部之间的步骤，上述盒子装有上述制品；
当上述活塞移向上述第二端部时上述活塞压扁上述盒子。
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