CN117945181A - 产品分配器 - Google Patents

Abstract

一种产品分配器，最好用于冷冻食品，该产品分配器包括：储料斗；旋转滚筒和驱动电机，该旋转滚筒位于储料斗底部，该旋转滚筒的外围带有桨叶，驱动电机与旋转滚筒相连。旋转滚筒的旋转会将产品输送到一个称重/分配组件，该称重/分配组件有称重传感器和一个或多个倾倒门，待分配的产品会积聚在这些倾倒门上。控制器接收来自称重传感器的信号，且确定积聚在一个或多个倾倒门上的产品重量，并在达到产品重量目标预设值后，启动脉冲算法，以在分配之前达到积聚产品的理想重量。

Description

产品分配器

相关申请的交叉引用

本申请要求获得2022年10月31日提交的63/420,783美国临时申请的权益，该申请通过引用被并入本申请，如同充分阐述。

技术领域

本发明涉及计量食品分配器领域，该计量食品分配器可从储料斗中分配计量数量的食品。更具体地说，本发明涉及一种冷冻食品分配器，例如冷冻食品可以是薯条，冷冻食品按计量批量地从散装储料斗中分配到油炸筐中。

背景技术

申请人开发并销售了计量食品分配器，特别是用于冷冻食品(如炸薯条或炸鸡块)的计量食品分配器，该计量食品分配器将散装食品从储料斗分配到容器(如油炸筐)中。由于一次分配的冷冻食品量会影响成品(熟食)的质量，冷冻食品以特定的计量数量分配，例如根据食品传给烹调油的温度变化以及食品在烹调油中必要的油炸时间。目前，冷冻食品是通过旋转滚筒从储料斗底部取出的，该旋转滚筒的外围有桨叶或翅片，通过旋转该旋转滚筒以使被桨叶释放/移出的食品落到称重/分配组件上。当称重/分配组件检测到适当重量的食品时，旋转滚筒停止转动，并通过打开一个或多个积聚产品的倾倒门，将分配到称重/分配组件上的积聚食品输送到容器(例如油炸筐)中。

在已知的设备中，旋转滚筒在每次分配操作过程中都沿一个方向以恒定速度旋转，特别是对于冷冻薯条而言，当食品的重量在所需目标重量的10％以内时，旋转滚筒就会停止旋转。然而，对于薯条以外的产品，达到目标重量的精确度更为重要，因此对分配产品数量的精确度要求更高。

尽管已知的装置在运行中已经非常成功，但仍希望能保持或改进系统的功能和可靠性，以实现更高精度的分配。

发明内容

本公开涉及一种产品分配器，最好用于冷冻食品，该产品分配器包括：储料斗；旋转滚筒和驱动电机，所述旋转滚筒位于所述储料斗的底部，所述旋转滚筒的外围具有桨叶，所述驱动电机与所述旋转滚筒相连。旋转滚筒的旋转使桨叶与产品啮合，并将产品从储料斗的底部开口移动到滚筒外壳中的一个位置，然后产品可以从滚筒外壳的底部开口落下。称重/分配组件，称重/分配组件位于旋转滚筒下方，且包括称重传感器，并进一步包括或连接到一个或多个倾倒门，待分配的产品可积聚在这些倾倒门上。提供了控制器，所述控制器配置为：a)在一个分配周期开始时，使驱动电机旋转旋转滚筒；b)接收来自称重传感器的信号并确定积聚在一个或多个倾倒门上的产品的重量；c)确定积聚在倾倒门上的产品是否达到产品重量目标预设值的百分比；d)在达到产品重量目标预设值时，启用脉冲算法，所述脉冲算法包括向所述驱动电机发送交替的运行信号和暂停信号；e)根据来自称重传感器的一个或多个倾倒门上积聚的产品重量的信号，确定是否达到目标重量；f)在检测到目标重量后停用驱动电机；以及g)打开一个或多个倾倒门，从而分配积聚的产品。

在分配周期结束时使用脉冲算法，通过旋转滚筒将产品从储料斗排放到称重/分配组件，可在达到目标重量时实现更高的精度。脉冲频率可根据分配产品的具体形状和密度进行调整。这样还可以在达到产品重量目标预设值之前，在分配周期中加速分配，从而减少总分配时间。

在一个优选的实施例中，控制器可选地进一步配置为检测从分配周期开始的总分配时间，并进一步配置为在超过分配总时间预设值时向显示屏发出信号。

在一个优选的实施例中，如果未达到目标重量且未超过总分配时间，则控制器可选地进一步配置为继续脉冲算法，该脉冲算法包括向驱动电机发送交替的运行信号和暂停信号。

在一个优选实施例中，所述产品分配器包括外壳和用于冷却所述外壳内部空间的制冷装置，所述储料斗和所述旋转滚筒位于所述外壳内。

这对于作为冷冻食品分配器的产品分配器来说是特别优选的，该产品分配器可以精确地计量出要分配的冷冻食品(例如薯条或鸡块)的份量。

在一个特别优选的实施例中，该产品分配器有两个储料斗、两个旋转滚筒、与两个所述旋转滚筒相对应的所述驱动电机以及两个称重/分配组件，其中每一个称重/分配组件位于每个各自对应的旋转滚筒的下方，形成两个分配装置，控制器被配置为控制每个分配装置从每个储料斗中分配产品。

在一个优选实施例中，提供了至少一个容器传感器，该容器传感器被配置为检测到被放置到一个或多个倾倒门下方的接收位置的容器，并且容器传感器向控制器发出信号，控制器被配置为在检测到容器时启动分配周期。或者，也可以使用用户开关或用户按钮来启动分配周期。

使用本装置可以快速实现高精度目标重量的产品分配，优选在所需目标重量的5％以内，更优选在2％或更小的范围内，其中，快速实现优选在15秒内，更优选在10秒内。这种快速、准确地分配计量数量产品的方式特别适用于冷冻食品，如薯条或鸡块，这些食品需要在餐厅环境中烹饪。因为脉冲频率和持续时间可以根据特定产品和应用而改变，所以该系统还可以根据其他产品的形状和密度，以更高的速度灵活地精确分配产品。

上述各种功能可以单独使用，也可以以各种方式组合使用，以准确地计量分配产品，特别是冷冻食品。

附图说明

通过下面参照附图对实施例的描述，本发明的进一步优点和特征将变得显而易见，其中：

图1是本文所提及的一般类型的受让人的现有技术产品分配器的透视图。

图2是图1所示现有技术产品分配器的局部透视图，图示有两个食物储料斗，箭头指示食物存入第一个储料斗的位置。

图3是根据图1所示的现有技术产品分配器的局部透视图，其中，图1和图2所示的两个食品料斗已被移除，以便查看带桨叶或翅片的旋转滚筒以及相关驱动电机，该驱动电机可单独启动，以旋转与特定储料斗相关的滚筒，从而从储料斗的底部开口取出食品，并通过滚筒外壳底部的开口将食品输送到相应的称重/分配组件。

图4是一个透视的装配爆炸图，显示了根据图1-3所示的现有技术产品分配器的一个称重/分配组件的一部分，显示了一个用于驱动倾倒门的倾倒门电机和齿轮箱组件，以及一个用于将支撑组件升降到与称重传感器接触或脱离接触的支撑组件提升电机和齿轮箱组件，电机和齿轮箱组件装配到安装板和/或位于其上的可移动支撑组件上。

图5是与图4类似的爆炸图，图中显示了其他组件，包括带有相关倾倒门的旋转轴，以及由倾倒门电机和齿轮箱驱动以将产品从倾倒门卸下的杠杆和连杆。

图6是一个示意图，显示了根据本发明的产品分配器。

图7是显示图6所示产品分配器中所用控制器的示例性控制器逻辑的流程图。

附图标记说明

10-现有技术产品分配器；11-食品；12-外壳；14-制冷装置；16-检修门；18-油炸筐接收空间；19-油炸筐；20a、20b-储料斗；22a、b-滚筒外壳；24a、24b-旋转滚筒；26a、26b-桨叶(或翅片)；27、引导罩；28a、28b-驱动电机；30a、30b-称重/分配组件；31-安装板；32a、32b-倾倒门；34a、34b-旋转轴；36-倾倒门电机；38-倾倒门齿轮箱；39-传动臂；40a、40b-倾倒门驱动杆；42-连接臂；44-支撑组件；46-称重传感器；48-支撑组件升降电机；50-支撑组件升降齿轮箱；110-产品分配器；160-显示器；162-容器传感器；170-控制器。

具体实施方式

以下描述中使用的某些术语仅为方便起见，并非限制性术语。“右”、“左”、“顶”和“底”参考附图中的指定方向。除非另有特别说明，在权利要求书和说明书相应部分中使用的“至少一个”和“一个”，定义为包括一个或多个所指的项目。使用的术语包括上述具体提及的词语、其派生词以及类似含义的词语。短语“至少一个”后跟两个或两个以上的项目清单，如“A，B或C”，是指A，B或C中的任何一个，以及它们的任何组合。除非另有说明，术语“近似”或“一般”是指在指定值的+/-10％以内，以及在指定角度或方向的+/-25°以内。

参见图1-5，图中显示了现有技术中的产品分配器10，特别是一种用于冷冻食品(如薯条或鸡块)的分配器。产品分配器10包括一个外壳12，外壳12的顶部有一个制冷装置14以及一个检修门16，该检修门16通向产品分配器10的冷藏部分。产品接收空间18位于封闭区域的下方，并被配置为接收容器，如油炸筐19，将计量好的产品分配到该容器中。

仍参照图1-3，储料斗20a、20b位于冷藏区内，并装配在滚筒外壳22a、22b的顶部。冷冻食品(图2中箭头11所示)可装入储料斗20a、20b中进行计量分配。详见图3，旋转滚筒24a和24b分别位于各自的滚筒外壳22a、22b内。柔性桨叶或翅片(这些术语在此可互换使用)26a、26b位于旋转滚筒24a、24b上。驱动电机28a、28b(如图所示)可单独启动，以旋转各自对应的旋转滚筒24a、24b，从而将产品从所需的相关储料斗20a、20b的底部开口移动到各自的滚筒外壳22a、22b中，以便产品可以落到各自的称重/分配组件30a、30b上。图1和图3显示了它们各自的位置，图4和图5详细显示了一种示例性布置。图3中所示的引导罩27引导食品11从滚筒外壳22a、22b的底部开口落到称重/分配组件30a、30b。

如图4和图5所示，称重/分配组件30a、30b可分别包括一个与外壳12连接的安装板31。支撑组件44可滑动地连接到安装板31上，以便上下移动。旋转轴34a、34b可旋转地支撑在支撑组件44中，各自的倾倒门32a、32b与各自的旋转轴34a、34b连接。倾倒门电机36安装在支撑组件44上，并且包括一个倾倒门电机齿轮箱38，该倾倒门电机齿轮箱38与一个传动臂39相连，在启动倾倒门电机36时，该传动臂39旋转与第一倾倒门驱动杆40a相接触，该第一倾倒门驱动杆40a可通过一个连接臂42与第二倾倒门驱动杆40b相连，以便启动和打开倾倒门32a、32b。当特定的产品重量积聚在倾倒门32a、32b上时，就可以完成以下操作：基于旋转滚筒24a、24b中相关的一个滚筒的旋转，将产品从储料斗28a和28b中相应的一个储料斗底部移出，使产品通过相应的滚筒壳体22a、22b落到相应关闭的倾倒门32a、32b上。

为了检测积聚在倾倒门32a、32b上的产品的重量，提供一个称重传感器46，当食品积聚在倾倒门32a、32b上，同时驱动电机28a或28b驱动各自的旋转滚筒24a或24b旋转时，该称重传感器46与支撑组件44接触。一旦称重传感器46检测到所需数量的食品位于倾倒门32a、32b上，旋转滚筒24a或24b的旋转就会停止，并启动倾倒门电机36以打开倾倒门32a、32b。为了使支撑组件44脱离与称重传感器46的接触，提供了一个支撑组件升降电机48，该支撑组件升降电机48与支撑组件升降齿轮箱50相连。启动支撑组件升降电机48的目的是在分配周期结束时将支撑组件44升起，使支撑组件44脱离与称重传感器46的接触，这样直到启动下一个分配周期并启动支撑组件升降电机48将支撑组件44移至与称重传感器46接触的位置前，称重传感器46就不会被加载分配周期。

参考图6-7，详细描述了根据本公开所述的具有改进功能的产品分配器110。该产品分配器110与上述产品分配器10相似，并且包括外壳12、制冷装置14以及检修门16和油炸筐接收空间18，如上文所述，可将油炸筐或其他用于分配产品的容器19可以放置在油炸筐接收空间18中。此外，如上文所述，提供了与产品分配器10有关的储料斗20a、20b以及滚筒外壳22a、22b和旋转滚筒24a、24b。还提供了上述用于驱动旋转滚筒24a、24b的驱动电机28a、28b，并且该驱动电机28a、28b用于驱动各自的旋转滚筒24a、24b与食品啮合，并将食品从各自储料斗20a或20b的底部开口移动到滚筒外壳22a、22b中的位置，然后食品可以通过滚筒外壳22a、22b的底部开口落下。此外，如上所述，称重/分配组件30a和30b用于接收和称重待分配的产品。还可以使用其他类型的称重/分配组件30a、30b，其它类型的称重/分配组件30a、30b包括至少一个称重传感器和分配机构，该称重传感器用于确定分配前累积的产品重量，例如，分配机构可以包括一个或多个倾倒门、倾斜托盘、清扫臂或任何其他用于将产品从称重组件上移动至容器中的装置，该容器用于盛放分配的产品。虽然该产品分配器110也描述了类似于图1所示两个分配装置，但它也可以是一个分配装置(一个储料斗、一个旋转滚筒和一个称重/分配机构)或包括两个以上的分配装置。

如图6所示，产品分配器110包括控制器170，优选地该控制器170包括处理器和存储器，该控制器170被编程和配置为：a)在一个分配周期时，使驱动电机28a或29b旋转旋转滚筒24a或24b；b)接收来自称重传感器46的信号并确定积聚在一个或多个倾倒门32a、32b上的产品的重量；c)确定积聚在倾倒门32a、32b上的产品是否达到产品重量目标预设值的百分比；d)在达到产品重量目标预设值后，启用脉冲算法，该脉冲算法包括向驱动电机28a或28b发送交替运行和暂停信号；e)根据来自称重传感器46的一个或多个倾倒门32a、32b上积聚的产品的重量的信号，确定是否达到目标重量；f)在检测到目标重量后停用驱动电机28a或28b；以及g)打开一个或多个倾倒门32a、32b，从而分配积聚的产品。

在一个优选的实施例中，被分配的食品是薯条，举例来说，产品重量目标预设值可以设置为目标重量32盎司的80％，并且脉冲算法可以包括例如驱动电机28a或28b交替的150毫秒运行时间和150毫秒关闭时间。这提供了相当于驱动电机28a或28b额定速度约50％的脉冲，使驱动电机28a或28b在停用之前，在一个或多个倾倒门32a、32b上分配产品的重量更精确地达到目标产品重量。达到目标重量可以理解为在预设目标重量的一定公差范围内，最好在5％以内，更理想的是在2％以内。在本例中，产品重量目标预设值为实际目标重量的80％。不过，这个值也可以改变，可以是85％或90％。

对于其他产品，举例来说，例如冷冻鸡块，脉冲算法可以包括例如交替的200毫秒运行时间和100毫秒关闭时间。对于其他产品，该算法可根据产品密度和配置而变化。

通过在控制器170中编程使用该算法，可以全速运行驱动电机28a或28b，直到达到产品重量目标预设值，此时启动脉冲算法，以使倾倒门32a、32b上分配产品更准确地达到目标重量。最好能迅速地达到理想目标重量的5％以内，更理想的是在理想目标重量的2％以内。根据具体的应用情况，最好能控制在1％以内。

在另一方面，控制器170被进一步配置为检测总分配时间，如图7所提供的控制器逻辑图中的186所示。在此，控制器170可进一步配置为在超过分配总时间预设值时向显示器160发出信号。例如，分配总时间预设值可以是从分配周期开始的15秒。如果超过该时间，则可能表明产品在旋转滚筒24a、24b上方的储料斗分配口处发生桥接或堵塞，或者也可能表明储料斗是空的。

在又一个方面，如果未达到目标重量且未超过总分配时间，控制器170可配置为继续脉冲算法，该脉冲算法包括向驱动电机28a或28b发送交替的运行和暂停信号。例如，图7所示的控制器170的逻辑流程图中的185、186和187中对此进行了说明。

在一种优选布置中，产品分配器110包括类似于上文所述的外壳12，以及用于冷却外壳12内部空间的制冷装置14，储料斗20a、20b以及旋转滚筒24a、24b位于该外壳12内。当产品分配器110是冷冻食品分配器时，这对于分配冷冻食品特别有用。

在图6示意性示出的一个优选实施例中，有两个储料斗20a、20b以及两个旋转滚筒24a、24b，分别带有对应的驱动电机28a、28b以及两个称重/分配组件30a、30b，其中每一个称重/分配组件30a、30b位于对应的旋转滚筒24a、24b的下方。在此，控制器170被配置为独立地控制从每个储料斗20a、20b分配产品。

此外，如图6所示，优选地，提供了容器传感器162，该容器传感器162被配置为检测被放置到一个或多个倾倒门32a、32b下方的接收空间18中的容器19。容器传感器162向控制器170发出信号，控制器170被配置为在检测到容器19时启动分配周期。例如，容器传感器162可以是接近传感器、断束传感器或任何其他适当类型的传感器，其它合适类型的传感器用于检测每个分配布置的一个或多个倾倒门32a、32b下方的特定区域中是否存在容器。

参考图7，图中示出了控制器170的示例性逻辑流程，该流程与从一个分配装置的一个储料斗20a的分配有关。控制器170还可以具有与不同分配装置下的不同储料斗20a、20b相关联的多种算法，以便分配不同的产品和使用不同的脉冲算法。

如图7所示，控制器170启动分配周期，如附图标记180所示的，这可以通过来自容器传感器162的信号完成，或者也可以手动启动，例如通过由用户按下的启动按钮完成。这包括启动驱动电机28a或28b，使旋转滚筒24a或24b旋转。如附图标记181所示的，一旦开始分配周期，控制器170就会根据从称重传感器46接收到的信号监控分配的目标百分比，以确定是否已达到产品重量目标预设值。

如附图标记182所示的，当达到产品重量目标预设值的百分比时，例如达到特定产品目标分配重量的80％时，启动脉冲算法(如附图标记184所示的)。如果未达到产品重量目标预设值的百分比，则按照附图标记183所示的继续分配。

一旦启动脉冲算法(如附图标记184所示的)，控制器170将根据特定产品算法的预设值继续运行和暂停循环，以便累积精确重量，使产品重量在特定范围内等于目标重量，例如目标重量的5％，更具体地说，目标重量的2％。一旦达到目标重量，如附图标记185所示的，控制器170就会向显示器160发出信号，表示分配的产品“准备就绪”，并停用驱动电机28a或28b，以便不再从储料斗20a或20b中取出额外产品。

如果未达到目标重量，如附图标记185所示的，控制器170继续对驱动电机28a或28b进行脉冲运算，如附图标记187所示的。可选地，如附图标记186所示的，控制器170还可以确定是否已经达到分配总时间，并且实际上如果已经达到分配总时间，则控制器170关闭驱动电机28a或28b，同时停止脉冲循环，并向显示器160发出信号。如果未达到分配总时间，控制器170将继续向驱动电机28a或28b发出脉冲算法信号，如附图标记187所示的，直到达到目标重量(如附图标记185所示)或总时间(如附图标记186所示)。一旦完成分配周期(如附图标记189所示)，称重/分配机构30a或30b上的产品就会掉落和/或释放到容器19中，同时分配程序结束。

可以理解的是，上述内容仅以说明的方式提出，而不是以任何限制的方式提出。在不脱离本发明的本质和范围的前提下，可以对所述实施例进行各种替代和修改。在详细描述了本发明之后，本领域的技术人员应该明白，可以在不改变本发明所体现的创造性概念和原理的情况下进行许多物理变化，本发明的详细描述中仅举例说明了其中的一些变化。此外，还可以理解的是，许多实施例仅包含了可能的优选实施例的一部分，而这些实施例不会改变其中所体现的发明概念和原理。因此，本实施例和可选配置在所有方面均应视为示例性和/或说明性的，而不是限制性的，本发明的范围由所附权利要求书而不是上述描述来指示，因此，在所述权利要求书的含义和等效范围内的所有替代实施例和对本实施例的更改均应包含在其中。

Claims (7)

1.一种产品分配器，包括：

储料斗；

旋转滚筒和驱动电机，所述旋转滚筒位于所述储料斗的底部，所述旋转滚筒的外围具有桨叶，所述驱动电机与所述旋转滚筒相连；

称重/分配组件，所述称重/分配组件位于所述旋转滚筒的下侧，所述称重/分配组件包括称重传感器，并进一步包括或连接到一个或多个倾倒门，待分配的产品积聚在所述倾倒门上，所述称重传感器检测积聚在一个或多个所述倾倒门上的待分配产品的重量；

控制器，所述控制器被配置用于：a)在一个分配周期开始时，使所述驱动电机旋转所述旋转滚筒；b)接收来自所述称重传感器的信号并确定积聚在一个或多个所述倾倒门上的产品的重量；c)确定积聚在所述倾倒门上的产品是否达到产品重量目标预设值的百分比；d)在达到所述产品重量目标预设值时，启用脉冲算法，所述脉冲算法包括向所述驱动电机发送交替的运行信号和暂停信号；e)根据来自所述称重传感器的一个或多个所述倾倒门上积聚的产品重量的信号，确定是否达到目标重量；f)在检测到所述目标重量时停用所述驱动电机；以及g)打开一个或多个所述倾倒门，从而分配积聚的产品。

2.根据权利要求1所述的产品分配器，其特征在于，所述控制器进一步配置为检测从所述分配周期开始的总分配时间，并进一步配置为在超过分配总时间预设值时向显示屏发出信号。

3.根据权利要求2所述的产品分配器，其特征在于，如果未达到所述目标重量且未超过所述总分配时间，所述控制器被配置为继续所述脉冲算法，所述脉冲算法包括向所述驱动电机发送交替的运行信号和暂停信号。

4.根据权利要求1所述的产品分配器，其特征在于，所述产品分配器进一步包括外壳和用于冷却所述外壳内部空间的制冷装置，所述储料斗和所述旋转滚筒位于所述外壳内。

5.根据权利要求4所述的产品分配器，其特征在于，所述产品分配器是冷冻食品分配器。

6.根据权利要求1所述的产品分配器，其特征在于，所述产品分配器包括两个所述储料斗、两个所述旋转滚筒、与两个所述旋转滚筒相对应的所述驱动电机的以及两个所述称重/分配组件，其中每一个所述称重/分配组件位于各自对应的所述旋转滚筒的下方，并且所述控制器被配置为控制从每个所述储料斗分配产品。

7.根据权利要求1所述的产品分配器，其特征在于，所述产品分配器进一步包括容器传感器，所述容器传感器被配置为检测被放置到一个或多个所述倾倒门下方的接收位置的容器，并且所述容器传感器向所述控制器发出信号，所述控制器被配置为在检测到所述容器时启动分配周期。