CN113853339B - 用于供应冲泡产品的配给装置 - Google Patents

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Abstract

描述了一种用于供应冲泡产品的配给装置，其包括：用于容纳松散的冲泡产品的塔架(1)、与其连通的用于供应和排出产品的多个管状通道(2)、用于接收从通道(2)中掉落的数量的产品的第一组容器(3)；每个通道(2)都通过被构造为驱动通道(2)从相应的自由端部中释放预定量的产品的对应的驱动装置(13)来驱动；固定平台(5)支撑第一组容器(3)，用于对产品进行实际称重的多个元件(6)位于对应的容器(3)中并且通过固定平台(5)支撑；控制单元(11)与每个驱动装置(13)以及每个实际称重元件(6)进行通信，从而检测每个元件(6)所测得的值并且驱动对应的通道(2)直到达到预定量的产品为止；装置还包括多个参考元件(12)，它们各自被定位为靠近对应的实际称重元件(6)并且独立于同一个实际称重元件(6)之外；多个参考元件(12)与各自支撑预定的重量值的固定平台(5)关联；每个参考元件(12)都与控制单元(11)进行通信，从而发送与参考元件(12)的参考重量的测量值等价的信号。

Description

用于供应冲泡产品的配给装置
技术领域
本发明涉及一种用于供应冲泡产品的配给装置。特别地，根据本发明的装置可用于进行诸如茶、咖啡、甘菊等等的冲泡产品向用于形成冲泡袋的自动机器的定量供应，该自动机器被本说明书明确引用但是不限制本发明的范围。
背景技术
被设计为用于制造诸如过滤袋、滤纸包等等的冲泡袋的自动机器包括(通常)沿着自动机器的生产线(可根据机器类型而水平或竖直延伸的生产线)连续定位的多个操作站。
每个自动机器还包括供应站，其被设计为在装置(例如连续传送带)上供应大量的或大剂量的冲泡产品，从而对用于制成包袋的过滤材料进行供应。
从专利文件WO2018162998(与本发明为相同申请人)中已知的一种方案示出了一种供应站，其与机器集成并且用于根据一系列的产品子集来配给产品。
这种方案包括具有用于容纳松散的冲泡产品的塔架或漏斗(具有竖直延伸轴线)的配给装置。
与容纳用塔架连接且连通的用于供应产品的多个管状通道围绕塔架径向地设置并且从塔架突出。
每个管状通道都借助于其围绕相关轴线的旋转而从容纳用塔架中拾取产品并且将预定量的产品从相对自由的外端部释放到下方对应的容器内。
用于从通道接收冲泡产品的每个容器都具有可在容器的关闭位置与用于排出计划剂量的产品的打开位置之间移动的壁部。
容器与位于通道下方的可动(旋转)平台关联。
此外，平台按序地将每个容器携带到至少两个配给通道下方的按重量计的不同产品量的两个不同的供应位置中，从而使其容纳从两个通道中掉落的计划的剂量。
随后将容器再次从平台带到用于排出计划剂量的冲泡产品的区域。
该装置还包括沿着平台所跟随的路径定位的多个称重元件，以用于控制从通道供应到每个容器中的产品的重量。
在第一种方案中，称重元件可以直接定位在可动平台上并且位于每个移动容器的下方。
在第二种方案中，称重元件定位在重叠在可动平台上的固定平台上。该固定平台还支撑用于接收从对应的管状通道中掉落的一定量的产品的多个第二容器。在这种情况下，产品剂量的一些部分在固定容器中进行称重并且随后被释放到位于可动平台上的容器中。
以这种方式构造的系统通过连接至管状供应通道、连接至称重元件并且连接至平台的用于控制通过通道供应给容器的产品量的控制单元来监控。
这种方案虽然与配给装置的现有技术方案相比极大地改进了相对的总体尺寸、配给速度和操作可靠性，但是也具有一些缺点。
配给装置现在必须以动态的方式通过多个不同的步骤执行分段的配给以及要供应的产品的重量(通常是几克的重量)的相关控制。
这种动态系统在容器和负载传感器(load cell)采用的多个位置中控制重量的实际精度方面产生问题，其必须在可动部件的加速和减速运动期间每次都检测接收在容器中的产品的重量。
此外，配给装置被直接应用在用于形成冲泡产品的包袋的机器上，其因此经受机器在其操作期间产生的振动，该振动虽然程度十分有限但是事实上增加了用于控制重量的精度的问题。
另外，所获得的实际称重区段必须使用对数据项进行存储和处理的控制信号发送给控制单元，该数据项随后必须被添加至之前或之后的称重数据来检查实际分配的剂量。
这种系统因此会确实地由于配给的分段而产生较小的配给错误(也采用链的形式)以及多个部件的运动问题。这些错误必须通过控制单元来处理，因此必须对配给通道进行重新校准(使用通道的旋转时间和速度参数)。
在这种情况下，配给的分段系统十分缓慢地启动校准，因此产生不正确的配给或随后在产品包装期间变得不可用的外部参数。
发明内容
本发明的目的是提供一种克服了上述缺点的用于供应冲泡产品的配给装置。
更具体地，本发明的目的是提供一种用于供应冲泡产品的配给装置，其能够精确地且每单位时间高生产率地执行产品的配给。
本发明的另一个目的是提供一种用于供应冲泡产品的配给装置，其始终具有减小的尺寸并且能够使用重量控制系统以快速有效的方式自适应正确的配给。
这些目的通过所附权利要求中表征的根据本发明的用于供应冲泡产品的配给装置完全实现。
附图说明
通过参照附图的本发明的优选的非限制性实施方式的以下详细说明，本发明的所述的及其他的特征将变得更加清楚，其中：
图1示出了根据本发明的用于供应冲泡产品的配给装置的从上方观察的立体图，其中一些部分被切除以更好地示出其他部分；
图2示出了图1的配给装置的正视图，其中一些部分剖视表示以更好地示出其他部分；
图3是图2的放大的细节。
具体实施方式
参照附图，特别是图1和2，整体上以100标示的根据本发明的配给装置用于供应冲泡产品，该冲泡产品用于在自动机器(没有示出)中形成过滤袋。
更具体地但是在不限制本发明的情况下，该配给装置100用于形成大剂量的“高品质”冲泡产品，即，其通过大尺寸的叶状或颗粒状组分形成并且相对于粉末状或在任何情况下具有减小的尺寸的产品必须更小心地进行处理。
该配给装置100包括用于容纳松散的冲泡产品的塔架1。
松散的产品通过输送和掉落单元(例如，没有示出的漏斗和供应表面)进行供应。
配给装置100还包括用于供应冲泡产品的多个管状通道2，它们与容纳用塔架1连接且连通并且从容纳用塔架1突出。
应注意，多个通道中的每个通道2都通过被构造为驱动通道2以从相关的自由端部中释放预定量的产品的对应的驱动装置13来驱动。
因此，每个管状通道2都被构造为从容纳用塔架1中拾取产品并且从相关外部自由端部中释放预定量的产品。
此外，配给装置100包括单独地与多个管状通道2关联的用于接收冲泡产品的第一组容器3。
每个容器3都具有可在用于将产品保持在容器3内的关闭位置与用于允许通过下落来从容器3中排出一定量的冲泡产品的打开位置之间移动的壁部4。
配给装置100包括对用于接收从相应的管状通道2中掉落的产品的第一组容器3进行支撑的固定平台5。
配给装置100包括多个实际称重元件6，它们各自通过固定平台5支撑并且与第一组容器3中的对应的容器3关联。
应注意，用于对产品进行实际称重的每个元件6都被构造为测量与其关联的容器3(皮重)以及其中的一定量的产品的重量值。
此外，配给装置100包括与每个驱动装置13和每个实际称重元件6(优选还有可动平台9)通信的控制单元11。
控制单元11被编程为检测由多个元件6中的每个元件6测得的值并且驱动对应的通道2直到达到预定量的产品为止(在下文中更详细地描述)。
如图所示，装置100包括(配给的产品的量或重量的)多个参考元件12，它们各自定位在对应的实际称重元件6的附近(下方)；多个参考元件12独立于实际称重元件6之外。
多个参考元件12与各个承载预定的重量值(例如，等同于冲泡产品的计划重量值并且要被分配到多个容器3中的对应的容器3中)的固定平台5关联。
优选地，每个参考元件12都与控制单元11通信并且被构造为向控制单元11发送与容器3的重量值(即，空容器的重量-皮重-加上要被放置到第一组的对应的容器3中的产品的量或重量)等价的至少一个信号，该信号将从对应的实际称重元件6发送的检测信号中扣除。
优选地，实际称重元件6的数量等于参考元件12的数量。
鉴于此，每个参考元件12都被定位为靠近多个实际称重元件6中的对应的实际称重元件6。优选地，装置100包括第二组容器7，它们用于接收从第一组中的对应的容器3中掉落的一定量的冲泡产品。
第二组中的每个容器7都具有可在用于将产品保持在第二组的容器7内的关闭位置与用于允许通过下落来从第二组的容器7中排出冲泡产品的打开位置之间移动的壁部8。
配给装置100还包括可(在方向V上)相对于管状通道2移动并且定位在管状通道5下方的平台9。
平台9与沿着平台9一个接一个地定位的第二组容器7关联。
平台9被构造为根据预定的次序将第二组中的每个容器7携带到用于向第二组的容器7中供应从第一组中的对应的容器3中掉落的一定量的产品的供应位置，并且随后将其携带到与供应位置不同的并且基于平台9的供应方向V的、用于通过下落来从第二组的容器7中排出一定量的冲泡产品的排放位置(特别是位于排放区10中)。
如图1-3所示，容纳用塔架1具有第一纵向延伸轴线X1。
还可以在图1-3中看出，每个通道2都从容纳用塔架1径向地突出(此处为管状圆柱形状)。
优选地，每个管状通道2都从容纳用塔架1突出并且围绕第二纵向延伸轴线X2旋转。
此外，在所示的例子中，固定平台5和可动平台9具有圆形形状(并且在下方通过用于容纳产品的塔架1环绕)。
另外，可动平台9在方向V上并且沿着圆形路径围绕轴线X1旋转。
平台9可借助于驱动单元(没有示出)而移动。
优选地，可动平台9在需要时通过连续运动而移动。
根据所示的方案，每个实际称重元件6都被定位在第一组中的对应的容器3的下方并且与其接触。
由于存在参考元件，因此用于配给每个管状通道的系统始终受到控制单元的实时控制，如将在下文中更详细地描述的那样，该控制单元可以根据实际重量的测量(被动且动态的)与对应的检测信号之间执行的比较在管状通道上采用不同的和单独的校准。
以这种方式获得的结构保持了较高的产品供应速度且结合了较高的配给精度，并极大减小的装置总体尺寸。
每个实际称重元件6都与控制单元11通信并且被构造为发送与通过对应的管状通道2供应到第一容器3中的产品的实际重量等价的信号。
鉴于此，称重元件6可以是在产品掉落的动态阶段期间向控制单元11发送多个信号以及停用期间(即，产品供应完成时)的一个或多个信号的负载传感器。
鉴于此，每个管状通道2都单独地与控制单元11通信并且被编程为在单一的操作中释放与冲泡产品的完整剂量(位于第一组中的对应的容器3中)等同的产品量。
应注意，控制单元11被编程为对与每个实际称重元件6发送的剂量的实际重量对应的每个信号和与对应的参考元件12发送的已知参考重量值关联的信号一起进行接收和处理。
控制单元11能够在存在通过每个实际称重元件6所测得的重量与对应的参考元件12所测得的重量之间的差异获得的位于预设参数范围外的数据的情况下调整用于释放对应的管状通道2的冲泡产品的操作构造。
优选地，每个管状通道2都具有形成在其自由端部上的、位于用于容纳产品的塔架1内部的螺纹造型，以用于拾取产品。
如上所述，配给装置100包括用于每个管状通道2的运动装置13。
每个运动装置13都通过容纳用塔架1支撑并且被定位在对应的管状通道2上。
每个运动装置13都允许使对应的管状通道2围绕相关的纵向延伸轴线X2进行旋转。
应注意，每个运动装置13都连接至被编程为根据作为要供应给下方的容器3的冲泡产品的剂量的函数的旋转速度及时间参数来控制运动装置13实现对应的通道的旋转的控制单元11。
优选地，运动装置13被构造为使对应的管状通道在旋转方向V2上围绕其纵向轴线X2进行旋转(优选在管状通道2指向可动平台9的运动方向V之前和之后与同一个管状通道2的旋转方向相反)。
在连续的管状通道2之间进行的这种交替旋转允许将产品从塔架1均匀地向下朝向多个管状通道2进行运送。
如上所述，容纳用塔架1具有第一纵向延伸轴线X1。
塔架1包括具有锥形截面的基部14，从而形成用于朝向管状通道2排放倾斜的产品的表面。
鉴于此，基部14设置有运动装置15，其能够在基部14上产生轴向的、即与塔架1的纵向延伸轴线X1平行的振动，从而允许朝向管状通道2均匀地分配产品。
换句话说，基部14和塔架1的外周壁部限定了被构造为斜槽形式的腔室(即，具有从腔室的中心朝向存在管状通道2的外部下降的平缓斜度)，其能够始终保持可用于管状通道2的冲泡产品的预定的松散程度。
如图所示，固定平台5具有与可动平台9相同的圆形或环形形状，其具有第一单件式内部环形部分5a，其与每个实际称重元件6和每个参考元件12在径向上关联。
每个实际称重元件6(负载传感器)都定位在对应的参考元件12的上方。
优选地，每个称重元件6都通过平台5的固定部分5a的环形突出部分5b与对应的参考元件12分离开。
以这种方式，实际测量值和参考信号从与塔架1的轴线X1类似的位置发出并且安装有所述装置的自动机器所发出的任何振动都以相同方式分布在两个单元上。
因此，由于这种构造，参考数据能够减少由机器的振动频率所产生的任何实际读取错误。
应注意，由于控制单元在源自实际称重元件的信号与源自参考元件的信号之间进行的比较，容器内的大量产品的总重量在每次进行供应时实时地受到控制。
特别地，以下内容实时地发送给控制单元：
-与容器的理论重量等价的参考信号，包括空容器的重量或皮重加上要被放置在对应的容器中的产品的重量，其中确认出机器中的振动所产生的任何潜在错误(即，扣除了当前时刻存在的振动导致的重量异常)；
-容器的实际重量的信号。
控制单元在此时并且始终实时地对到达的两个信号进行比较，即，其将参考信号与实际重量信号相减，并且在需要时调整对应的管状通道的配给。作为构造的例子，配给装置100在附图中包括十个管状通道2、十个均匀地定位在固定平台5上的用于接收的第一组容器3。可动平台9具有十二个第二组容器7，因为两个容器9始终位于排放区10上方并且不接合在管状通道2下方。
本发明还提供了一种供应用于制造过滤袋的大剂量的冲泡产品的方法。
该方法包括以下步骤：
-将按重量计的量等于冲泡产品的计划剂量的冲泡产品同时准备在多个管状通道2内；
-通过下落同时将大剂量的冲泡产品从多个管状通道2放置到通过固定平台5支撑的对应的第一组容器3中；
-对设置在第一组中的每个单独的容器3中的冲泡产品的剂量进行实际称重；
-对与固定平台5关联的多个参考元件12的重量进行参考称重，其中该重量具有已知且预定的值；
-使用控制单元11将设置在每个单独的容器3中的冲泡产品的剂量的每个实际称重数据与多个参考元件12的对应的参考数据进行比较。
优选地，在将每个实际称重数据与对应的参考数据进行比较的步骤之后，在需要时具有通过使用控制单元11调整相应的管状通道2的操作参数对要配给的产品量的准备进行校准的步骤。
换句话说，在重量数据相对于参考数据异常、位于预定范围外的情况下，控制单元11调整管状通道的旋转速度参数或旋转时间或这两个参数。
优选地，在将产品剂量从第一组中的每个容器3排放至第二组中的对应的容器7的步骤之后，每个称重元件和每个参考单元都向控制单元发送开始下一个周期的校准信号。
在比较步骤之后具有放置步骤，其中容纳在第一组容器3中的每个容器3中的产品通过下落被同时地放置在位于可动平台9上的第二组容器中的对应的容器7中。
在放置步骤之后，使可动平台9进行运动(旋转)，以允许第二组容器中的每个容器9到达用于排出所容纳的对应剂量的产品的区域10。
优选地，在使可动平台9移动(旋转)以在排放区10中排出第二组中的每个容器7的剂量的步骤期间，同时地执行用于在管状通道2中准备冲泡产品剂量的步骤、在固定平台5上的第一组中的对应的容器3中放置剂量的步骤、实际称重步骤以及将每个实际称重数据与对应的参考数据进行比较的步骤。
以这种方式，在稳态状态下，准备剂量的步骤、第一次排出剂量的步骤以及对剂量重量的测量值进行校准的步骤在“隐藏时间”中执行。
通过这种配给装置实现了预设的目的。
特别地，借助于在隐藏时间中、即在排放区中排出容器的剂量期间控制剂量重量的双重掉落系统，该配给装置具有能够为通常具有影响整体机器周期的极长的时长的每次单独的配给提供加速和精度的结构。
存在“控制”单元与称重单元的组合能够始终获得所配给的产品的重量方面的精确控制，而不用考虑安装有配给装置的自动机器所发出的任何振动。

Claims (10)

1.一种用于供应制造过滤袋的冲泡产品的配给装置，其包括：
-塔架(1)，其用于容纳松散的冲泡产品；
-与容纳用的所述塔架(1)连通并从其突出的用于供应产品的多个管状的通道(2)，多个所述通道中的每个通道(2)都通过相应的驱动装置(13)来驱动，所述驱动装置被构造为驱动所述通道(2)从相应的自由端部中释放预定量的产品；
-接收用的第一组容器(3)，它们独立地与多个管状的通道(2)关联，每个容器(3)都配备有能够在将产品保持在容器(3)内的关闭位置与允许通过下落来从容器(3)中排出一定量的冲泡产品的打开位置之间移动的壁部(4)；
-固定平台(5)，其支撑所述第一组容器(3)；
-用于对产品进行实际称重的多个元件(6)，其每一个都通过所述固定平台(5)支撑并且与所述第一组容器(3)中的相应的接收用的容器(3)关联，用于对产品进行实际称重的每个元件(6)都被构造为对其关联的容器(3)的重量值以及其内部的产品量进行测量；
-控制单元(11)，其与每个驱动装置(13)以及每个用于实际称重的元件(6)进行通信，从而检测多个元件(6)中的每个元件(6)所测得的值并且驱动对应的通道(2)直到达到所述预定量的产品为止，
其特征在于，所述装置包括多个参考元件(12)，它们各自被定位为靠近相应的用于实际称重的元件(6)并且独立于同一个用于实际称重的元件(6)，多个所述参考元件(12)与各自支撑预定的重量值的固定平台(5)关联，多个所述参考元件(12)中的每个所述参考元件(12)都与控制单元(11)进行通信，从而发送与所述参考元件(12)的参考重量的测量值等价的信号，
其中，所述控制单元(11)被编程为对与每个用于实际称重的元件(6)所发送的配给的实际重量对应的每个信号和与对应的参考元件(12)所发送的已知值的参考重量相关的信号一起进行接收和处理，所述控制单元(11)能够在存在通过每个用于实际称重的元件(6)所测得的重量与对应的参考元件(12)所测得的重量之间的差异获得的位于预设参数范围外的数据的情况下调整用于释放对应的管状的通道(2)的冲泡产品的操作构造。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，用于实际称重的所述元件(6)的数量等于所述参考元件(12)的数量，并且每个参考元件(12)都被定位为靠近多个用于实际称重的元件(6)中的对应的用于实际称重的元件(6)。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其包括用于接收从第一组中的对应的容器(3)中掉落的量的冲泡产品的第二组容器(7)，第二组中的每个容器(7)都具有能够在将产品保持在第二组的容器(7)内的关闭位置与允许通过下落来从第二组的容器(7)中排出一定量的冲泡产品的打开位置之间移动的壁部(8)。
4.根据权利要求3所述的装置，其包括被定位在固定平台(5)下方的可动平台(9)，关联的第二组的容器(7)沿着所述可动平台(9)被一个接一个地定位在其上，可动平台(9)被构造为根据预定的次序并且沿着运动方向(V)将第二组中的每个容器(7)携带到用于向第二组容器中的所述容器(7)中供应从第一组中的对应的容器(3)中掉落的一定量的产品的供应位置，并且随后将其携带到与所述供应位置不同的、用于通过下落来从第二组的容器(7)中排出一定量的冲泡产品的排放位置。
5.根据权利要求1或2所述的装置，其中，每个管状的通道(2)都独立地与控制单元(11)进行通信并且被编程为在单一的操作中排出与完全配给冲泡产品等同的产品量。
6.根据权利要求1或2所述的装置，其中，每个驱动装置(13)都被构造为使关联的管状的通道(2)围绕相关的纵向轴线(X2)进行旋转，每个驱动装置(13)都被构造为使对应的管状的通道在旋转方向(V2)上围绕相关的纵向轴线(X2)进行旋转。
7.根据权利要求1或2所述的装置，其中，容纳用的塔架(1)具有第一纵向延伸轴线(X1)并且包括基部(14)，所述基部具有锥形截面，从而限定用于朝向管状的通道(2)倾斜地排放产品的表面，所述基部(14)设置有运动装置(15)，其能够在基部(14)上产生轴向的、即与所述塔架(1)的纵向延伸轴线(X1)平行的振动，从而允许朝向管状的通道(2)均匀地分配产品。
8.根据权利要求1或2所述的装置，其中，所述固定平台(5)具有圆形形状并且包括第一单件式内部环形部分(5a)，每个用于实际称重的元件(6)和每个参考元件(12)在第一单件式内部环形部分上径向相关，每个用于实际称重的元件(6)都定位在对应的参考元件(12)的上方。
9.一种供应用于制造过滤袋的大剂量的冲泡产品的方法，其特征在于，其包括以下步骤：
-将等于冲泡产品的计划剂量的、按重量计的量的冲泡产品同时准备在多个管状的通道(2)内；
-通过下落同时将大剂量的冲泡产品从多个管状的通道(2)放置到通过固定平台(5)支撑的对应的第一组容器(3)中；
-对设置在每个单独的容器(3)中的冲泡产品的剂量进行实际称重；
-对与所述固定平台(5)关联的多个参考元件(12)的重量进行参考称重，所述重量具有已知且预定的值；
-使用控制单元(11)将设置在每个单独的容器(3)中的冲泡产品的剂量的每个实际称重数据与多个参考元件(12)的对应的参考数据进行比较，
其中，在将每个实际称重数据与对应的参考数据进行比较的步骤之后，在需要时具有通过使用控制单元(11)调整相应的管状的通道(2)的操作参数对要配给的产品量的准备进行校准的步骤。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，在比较步骤之后具有放置步骤，其中容纳在第一组容器(3)中的每个容器(3)中的产品剂量通过下落被同时地放置在第二组容器(7)中的对应的容器(7)内。
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