CN1338416A - 一种用于对填充材料进行包封的装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于对豆酱进行包封的装置,其中,可以很容易地对用于一个切割装置中活门构件开闭运动的特性曲线和上下运动的特性曲线进行改变。该包封装置包括有:一个切割装置(13),该切割装置(13)包括有多个用于切割由组合式喷嘴(9)供入的棒状食品材料的活门构件(11);一个食品接收装置(17),用于接收由切割装置切割成经过包封的食品的食品材料;一个第一控制马达M1,用于打开和关闭所述的多个活门构件;和一个第二控制马达M2,用于上下移动食品接收装置(17)。当活门构件(11)关闭以使得它们的前端部会聚在中间位置处时,或者当所述位置的相位偏移180度时,第一控制马达M1的基准位置被确定在该第一控制马达M1中轴上的某位置上。

Description

一种用于对填充材料进行包封的装置

技术领域

本发明涉及一种用于对诸如豆酱这样的填充材料(a filling material)进行包封的装置。尤其是，本发明涉及这样一种用于对诸如豆酱这样的填充材料进行包封的装置，即在该装置中，可以方便地对一个活门装置(a shutterapparatus)的打开和关闭时机及速度进行控制，其中所述活门装置由切割装置中的活门构件构成。

背景技术

在日本专利No.2641033中描述了一种与本发明相关的现有装置。在该专利所公开的装置中，包括有一个用于打开和关闭一个活门装置的机构。活门装置由一个切割装置中的活门构件组成。该活门构件能够围绕以规则间距定位的一些销子往复转动。这些销子由连接构件彼此连接起来，以便使得它们能够互锁。这些连接构件中的一个被枢接在一根曲臂上。该曲臂又连接在一个第一控制马达的轴上，以便该曲臂能够往复运动。

另外，一个第二控制马达被用于对一个凸轮机构进行转动。根据该凸轮机构的运动状态，接收有经过包封的食品(food product)的输送带和切割装置将上下运动。

在该现有装置中，对活门装置的打开和关闭操作由活门构件来完成，这些活门构件能够独立地受控于切割装置的上下运动。在该装置中，为了改变所生产制品的生产率，需要每天或每小时对马达的转速进行控制，用以改变传送带和切割装置的上下运动速度。与此同时，活门构件的打开和关闭操作也必须受到控制，以适应传送带和切割装置上下运动速度的变化。

在该现有装置中，第一控制马达被用于打开和关闭活门装置。但是，该第一控制马达并不用于对传送带和切割装置的上下运动进行控制。传送带和切割装置的上下运动由第二控制马达来进行控制。因此，为了使得传送带与切割装置的运动时机相一致，那么必须通过改变第一控制马达中轴的旋转方向和角度来控制打开和关闭操作的时机，以及活门构件往复运动的起动和停止时机。这些改变不仅复杂，而且烦琐。

发明内容

本发明的目的是为了克服前述缺点。根据本发明的一个技术构思，提供了一种对诸如豆酱这样的填充材料进行包封的装置。该装置包括有一个切割装置，该切割装置包括有多个用于切割棒状食品材料的活门构件，该棒状食品材料由一个组合式喷嘴供入。活门构件能够摆动或者往复转动，以便于打开和关闭装置。切割装置能够上下运动。用于对填充材料进行包封的所述装置还包括有一个食品接收装置，用于接收由切割装置切割成经过包封的食品的食品材料，第一控制马达用于打开和关闭多个活门构件，而第二控制马达用于上下移动切割装置和食品接收装置。当活门构件的前端部在活门装置的中间位置处交汇时，第一控制马达的基准位置被设定为该第一控制马达中轴上的某一位置，或者被设定为该同一根轴上相差180°的某一位置，而当活门构件被打开时，被设定为该轴上的某一位置，或者被设定为该同一根轴上相差180°的某一位置。

当食品接收装置上升至最高点或下降至最低点时，第二控制马达的基准位置被设置为第二控制马达中轴的某一位置。

第一和第二控制马达沿同一方向进行转动。在第一控制马达和活门打开-关闭机构之间设置有一个第一凸轮机构，用于打开和关闭切割装置的活门构件。该第一凸轮机构沿一个方向进行转动，以便可以借助于所述活门打开-关闭机构来打开和关闭活门构件。同样，在第二控制马达和用于上下移动食品接收装置的机构之间设置有一个第二凸轮机构。该第二凸轮机构也沿一个方向进行转动，以便通过所述上移和下移机构来使得食品接收装置上下移动。

一个马达控制器被定位成用于在第一和第二控制马达中的每一个或者同时转动的过程中，在所需转动角度范围内对转动速度进行控制。

第一和第二控制马达可以同步转动。在转动角度范围内，第一和第二控制马达中之一或二者同时可以方便地得以控制。

附图说明

图1是根据本发明的一个用于对填充材料进行包封的装置的示意性前视图；

图2示出了用于对填充材料进行包封的装置的总体技术构思、形状和功能中的主要部件；

图3A、3B和3C示出了活门构件开、闭运动特性曲线与切割装置上、下运动特性曲线之间的关系；

图4A、4B和4C示出了活门构件开、闭运动特性曲线与切割装置上、下运动特性曲线之间的关系。

具体实施方式

图1示出了一个本发明中用于对填充材料进行包封的装置的实施例。该装置具有一个机架3。在该装置的上部，设置了一个用于供给诸如豆酱这样的填充物料的填充进料部分5。另外，在该部件上，还设置了一个用于供送诸如面包这样的包封材料的包封物进料部分7。此外，在该部件上，还设置有一个组合式喷嘴9，由该组合式喷嘴9利用由包封物进料部分7所供送的包封物对由填充进料部分5所供送的填充物料进行包封，以便制成一个棒状食品材料(foodmaterrial)并向下一步工序供送。

填充进料部分5、包封物进料部分7和组合式喷嘴9均可以利用公知装置。因此在此对它们将不予描述。

在组合式喷嘴9的下方设置有一个切割装置13。该装置能够上下运动。该装置包括一个活门装置，该活门装置由多个活门构件11(图2)组成。这些活门用于对从组合式喷嘴9供送来的棒状食品材料进行切割，以便使得这些填充物料能够得以包封。在切割装置13的下方，设置有一个用于接收经过切割和包封的食品15的传送带17。该传送带17仅仅是接收经过切割和包封的食品15的一个例子。该传送带17将这些经过切割和包封的食品15运送至下一工序。位于切割装置13下方的那部分传送带由一个提升装置19支撑。该提升装置19能够上下运动，使得所述部分也能够上下运动。

切割装置13包括一个环状壳体20。沿该壳体20上的一个圆环以规则的间距设置有多个枢轴21。这些枢轴21能够被方便地转动。每个枢轴均被连接到相应的活门11上，以便于它们能够一起运动。这样，当数轴21正向转动和反向转动时，活门构件11将相应地相互移离(形成开口)和会聚(关闭开口)。通过枢轴的正向转动和反向转动而使得活门构件打开和关闭的结构是公知的。因此，无需给出该结构的具体细节。

作为一个用于打开和关闭活门构件11的机构，一个打开和关闭轴25被设置在壳体21上。该轴25能够被方便地转动。在该轴25上一体连接有一个打开和关闭杠杆23。轴25与枢轴21比如通过齿轮或互锁的活门11连接起来。因此，打开和关闭轴25与枢轴21也相互锁定。该机构能够使得活门构件互锁打开和关闭。该机构可以是任何公知的机构。因此，在这里无需给出其具体细节。

当打开和关闭杠杆23往复运动时，活门构件11得以打开和关闭。为了实现该操作，一根连杆27的一个端部被枢接在打开和关闭杠杆23的端部上。该连杆27的另一个端部被枢接在一个摆动构件31的端部上。摆动构件31被用作一个凸轮机构的一部分，并且可以围绕一个销29进行摆动。在摆动构件31上成形有一个比如L形的凸轮凹槽33。一个凸轮随动件37被设置在转动齿轮35的偏心处，该转动齿轮35仅能够沿一个方向进行转动。凸轮随动件37与凸轮凹槽33相啮合，以便该凸轮随动件37能够在凹槽内方便地移动。

还设置有一个第一控制马达M1，比如伺服马达，用于控制转动齿轮35的转动。当马达M1的轴转动一周时，作为所述凸轮的一部分的转动齿轮35也沿一个方向转动一周。为了感测在第一控制马达M1的轴的转动位置，一个与齿轮35具有相同直径的齿轮42与该齿轮35相咬合。该齿轮42被用作一个脉冲编码器39。它是转动位置传感器的一个例子。

这样，当第一控制马达M1沿一个方向进行转动时，齿轮35将同步转动，以便固定在其上的凸轮随动件37也一同转动。因此，摆动构件31将围绕销29进行摆动。打开和关闭杠杆23也在连杆27的作用进行摆动，这是因为该杆27被连接在摆动构件31上。从而，活门构件11得以打开和关闭。当第一控制马达M1转动一周时，转动齿轮35也将转动一周，以便摆动构件31与打开和关闭杠杆23一同往复运动。这样，活门构件11就能够实行一整套的打开和关闭操作。

正如上面所指出的那样，脉冲编码器用于在第一控制马达M1中的轴转动的同时感测该轴的转动位置。脉冲编码器39根据所述轴的转动角度值产生脉冲，并且在所述轴的每一个转动周期内产生一个基准脉冲。从而，第一控制马达M1中轴的转动位置就能够通过对产生基准脉冲后所产生的脉冲数进行计算而得以确定。

当活门构件11的端部在切割装置13的中心位置O处会聚时，第一控制马达M1的基准点被设置为与目前的状态呈一直线。具体来说，每个活门构件均被制成具有一个在其最厚部向中心位置O突伸出来的部分。它还被制成具有一个下端部，该下端部能够在中心位置O与其它活门构件的下端部相会聚。当活门构件的下端部在中心位置O处会聚时，活门构件的底表面变得平整。在这种情况下，在第一控制马达M1中轴上的转动位置被设定为一个基准位置。

第一控制马达M1的基准位置并不局限于该位置。当活门构件的上端部在中心位置O处会聚时，基准位置可以被设定为第一控制马达M1中轴上的转动位置。通常，当活门构件的下端部在中心位置O处会聚时，上端部也同时在该位置处会聚。可选择地，当活门构件11被打开时，基准位置可以被设定为在所述轴上从基准位置转过180°的位置。

也就是说，当活门构件被打开时(如图2所示，当连杆27被移动至右端时)，或当活门构件的打开相位从该位置转过180°时(即，当活门构件11被关闭时)，在第一控制马达M1的轴上的基准位置可以得以确定。因此，为了更易于对活门构件11的打开和关闭操作进行控制，第一控制马达M1的基准位置可以根据活门构件11所移动到的特定位置进行设定。

正如上面所指出的那样，第一控制马达M1的基准位置根据活门构件11所移动到的特定位置进行设定，以便更易于对切割装置13中活门构件11的打开和关闭操作进行控制。从而，脉冲编码器39允许由基准位置来确定第一控制马达M1中轴上的转动位置。另外，脉冲编码器39也允许由凸轮凹槽33与凸轮随动件37之间的关系来确定打开和关闭的条件及打开和关闭的位置，等等。这样，打开和关闭的条件、打开和关闭的速度等等均能够通过对第一控制马达M1进行控制而得以有效控制。

还设置有一个第二控制马达M2，以便切割装置13和提升装置19能够上下移动。附图2示出了一个示意性的、经过简化了的原理性视图，主要示出了所述装置的技术构思和功能构件。曲臂43被连接在第二控制马达M2的轴41上，以便当该轴转动一周时，曲臂43也因此而转动一周。一根连杆45的一个端部被连接在曲臂43上。该连杆45的另一个端部被连接在切割装置13上的一个位置上。

因此，随着第二控制马达M2中的轴41进行转动，切割装置13在曲臂43和连杆45的作用下得以上下移动。从而，当第二控制马达M2中的轴41转动一周时，切割装置13也将在上下移动一个循环。

一个凸轮47被固定在第二控制马达M2的轴41的另一个端部上，以便上下移动所述提升装置19。一个被设置在一个摆动杠杆51上的凸轮随动件53，一直与凸轮47的表面相接触。所述摆动杠杆51围绕设置在其端部处的一个枢轴49进行摆动。摆该动杠杆51的前端部被连接在提升装置19上的一个位置上。

从而，由第二控制马达M2的轴41来驱动凸轮47进行转动。随后，提升装置19在摆动杠杆51的作用下得以上下移动。这样，当第二控制马达M2中的轴41转动一周时，提升装置19将上下移动一个循环。

应该明白的是，借助于同一个第二控制马达M2，切割装置13和提升装置19可以同步上下移动。曲臂43用于上下移动所述切割装置13，以便随着第二控制马达M2以一恒定的速度进行转动，切割装置13将沿一条正弦曲线进行移动。提升装置19将根据凸轮47的形状而上下运动。需要注意的是，当切割装置13移动至最高点时，提升装置19将移动至最低点。同样，当切割装置13移动至最低点时，提升装置19将移动至最高点。

为了感测第二控制马达M2中轴的转动位置，在轴41上设置有一个齿轮55。一个脉冲编码器57被用作转动位置传感器的一个例子。该脉冲编码器57带有一个与齿轮55具有相同直径的齿轮59，该齿轮59与齿轮55相咬合。脉冲编码器57类似于脉冲编码器39。也就是说，用于产生脉冲编码器57基准脉冲的位置是第二控制马达M2的基准位置。该基准位置被设定切割装置13和提升装置19升高至最高点的位置。可选择地，该基准位置也可以被设定为切割装置13和提升装置19下降至最点低的位置。这样，该位置将从所述的那个位置转过180°。

由于第二控制马达M2的基准位置被设定为对应于切割装置13和提升装置19运动至最高点和最低点的位置，因此在其运动期间，切割装置13的位置可以通过感测第二控制马达M2中轴的转动位置而得以确定。从而，切割装置13的位置和运动速度能够通过对第二控制马达M2进行控制而得以控制。

还设置有一个马达控制器61，用于对第一和第二控制马达M1和M2的转动状态进行控制。一个输入装置63被连接在该马达控制器61上，用于输入控制数据，以便对第一和第二控制马达M1和M2的转动状态进行控制。马达控制器61包括有第一和第二存储器65和67，以便存储用于控制第一和第二控制马达M1和M2的特性曲线(patterns)。马达控制器61还包括一个转动控制部分69，以便同步转动第一和第二控制马达M1和M2，或者分别对它们的转动状态进行控制。

通过包括在马达控制器61中的转动控制部分69的控制，比如，如果第二控制马达M2如图3(B)中所示那样以一恒定速度沿一个方向进行转动，那么切割装置13将沿正弦曲线上下移动。另外，如图3(C)中所示那样，提升装置19也将与切割装置13同步根据由凸轮47的形状所确定的特性曲线进行上下移动。

如图3(A)(a)所示那样，如果第一控制马达M1以一恒定速度沿一个方向进行转动，那么每个活门构件均将根据由凸轮凹槽33的形状所确定的特性曲线而得以打开和关闭。在所述特性曲线中，由“Q”表示活门构件保持关闭的时间长短。“R”表示活门构件关闭并且向上移动的状态。该“Q”  和“R”的时间长短决定于凸轮凹槽33的形状。

所述特性曲线中的“Q”部分可以通过临时制动第一控制马达M1的转动而形成。

在附图3(A)(b)和(c)中所示出的曲线是当通过从输入设备63输入信息而使得第一控制马达M1相对于第二控制马达M2发生相位偏移时描绘出的曲线。而附图4则示出了当第二控制马达M2相对于第一控制马达M1发生相位偏移时所描绘出的曲线。

第一和第二控制马达M1和M2可以借助于制动控制部分69进行同步或者单独控制。另外，各个马达在所需转动角度处的转动速度也可以得以控制。附图4(A)示出了在第一控制马达M1中的轴转动一周的过程中，从活门构件11的打开时刻至关闭时刻的角度区域A(the area A of the angels)。附图4(A)还示出了活门构件11保持在关闭状态的角度区域B。附图4(A)还示出了在所述时间段内从活门构件11的关闭时刻至打开时刻的角度区域C。图4(A)还示出了在所述时间段内活门构件11保持在打开状态的角度区域D。因此，正如在附图4(A)所示出的那样，在角度区域A、B、C和D的时间段内，第一控制马达M1中轴的转动速度以得以控制。

角度区域A、B、C和D的特性曲线由凸轮机构中凸轮凹槽33的形状进行预先确定。当第一控制马达M1以一个恒定速度进行转动时，某些特定的特性曲线可以用于这些区域。当如附图3(B)和3(C)中所示那样切割装置13和传送带上下移动并且如在附图3(A)中所示那样活门构件11沿曲线(a)(b)或(c)打开和关闭时，或者当如在附图4(A)中所示那样活门构件打开或关闭并且如在附图4(B)和4(C)中所示那样传送带沿曲线(a)(b)或(c)上下移动时，如果棒状食品材料的生产率发生改变，那么第一和第二控制马达M1和M2的转动速度得以同步降低。从而，对于棒状食品材料的切割操作得以有效实施。

在这种情况下，随着第一控制马达M1的转动速度发生变化，活门构件11的打开和关闭速度也得以改变。这些打开和关闭速度可以在允许的范围内进行变化，在该范围内的变化不会对食品材料15造成影响，但是却可以改变该食品材料的生产率。

在前面所描述的现有装置中，当切割装置和食品接收构件上下运动时，为了改变食品材料的生产率，转动的方向和角度以及用于起动和中止往复移动的转动起动和中止时机必须同步进行设定和变化。因此，这些设定和变化操作很不方便。

总的说来，为了大幅度改变食品材料的生产率，活门构件的打开和关闭速度倾向于最大化，从而有益于对经过包封的食品材料进行切割。

对于现有装置而言，生产率的这样变化是非常困难的。但是，根据本发明，例如，当活门构件11关闭操作的速度通过在角度区域A内对第一控制马达M1中轴的转动速度进行控制而受控变快或变慢，以便对以恒定速度挤压出的棒状食品材料进行切割时，所述轴的转动速度可以在区域B、C和D中任一区域内得以调节。通过这种调节，第一控制马达M1中的轴转动一周的时间能够保持为一个常量，从而可以对所述棒状食品材料进行多种切割操作。在这种情况下，利用一个凸轮机构来打开和关闭活门构件11，以便使得该活门构件11的工作特性曲线总是保持一致。另外，也易于对第一控制马达M1进行控制。

同样的操作也适用于第二控制马达M2。例如，当切割装置13下降时，该切割装置13的速度可以受控于活门构件11的关闭操作。另外，切割装置13也可以被快速提升。从而，在第二控制马达M2转动一周的时间保持恒定的情况下，切割装置13和传送带17可以在提升构件19的作用下上下移动。

由于为第一和第二控制马达M1和M2设定了基准位置，因此能够对应于区域A、B、C和D预先确定第一和第二控制马达M1和M2中轴的转动角度范围。从而，可以在区域A、B、C和D内容易地对所述轴的角速度进行设定和改变。

比如，如果增大第一和第二控制马达M1和M2的转动速度，以便提高食品材料的生产率，那么角度区域A内的关闭操作的时间将会缩短，从而使得棒状食品材料无法被有效地切割开。在该情况下，如果在角度的区域A内关闭操作的时间如同平常那样保持一个特定的时间，与此同时，如果在区域C和D内的时间缩短(即，所述轴快速转动)，那么通常条件下，可以实现对棒状食品材料进行良好的切割操作。此外，该食品材料的生产率也可以得以提高。与用于第一控制马达M1的区域A相对应的用于第二控制马达M2的角度区域被设定为在通常条件下所确定的特性曲线相一致。另外，在与用于第一控制马达M1的区域C和D相对应的区域内，第二控制马达M2中轴可以被设定为具有较高的转数。

第一和第二控制马达M1和M2沿某一特定方向进行转动。从而，即使在各个区域内这些马达的转动状态发生变化，这些变化也不会突然发生，而是平稳地进行。

为了对棒状食品材料进行切割，各个活门构件和传送带的运动特性曲线可以通过改变每个轴的角速度来加以确定。这些特性曲线被存储在作为储存装置的存储器65、67内。从而，当在相同条件下对棒状食品进行切割时，可以通过利用所述特性曲线来即时性地对第一和第二控制马达M1和M2进行控制。另外，相同的特性曲线也可以重复。

从而，为了在相同的需求条件下对棒状食品材料进行重复性切割，可以利用预先存储在存储器65、67内的特性曲线来对第一和第二控制马达M1和M2进行控制。从而，可以易于对这些马达进行控制。

正如前面所指出的那样，切割装置的上下运动特性曲线和活门构件的开闭运动特性曲线决定于所述凸轮装置。第一和第二马达的基准位置被设定为对应于所述特性曲线上的某一个特定的点，用以控制凸轮的转动。第一和第二控制马达的转动位置对应于所述特性曲线上角度区域内的位置。从而，可以易于对所述运动特性曲线上的角速度进行控制。

从而，如果需要改变食品材料的生产率而对第一和第二控制马达的转动速度同步进行改变，或者如果需要对特定转动角度内的转动速度进行改变，那么所述工作状况易于被设定为有效地对棒状食品材料进行切割。从而，可以克服现有装置中的缺点。

Claims (7)

1.一种用于对诸如豆酱这样的填充材料进行包封的装置，该装置包括有：一个能够上下移动的切割装置，该切割装置包括有多个活门构件，通过该活门构件的打开和关闭来对从一个组合式喷嘴供入的棒状食品材料进行切割；一个食品接收装置，用于接收由所述切割装置切割成经过包封的食品的食品材料；一个第一控制马达。用于打开和关闭所述的多个活门构件；以及一个第二控制马达，用于上下移动所述切割装置和食品接收装置，其特征在于：当所述活门构件的前端部在活门装置的中间位置处发生会聚时，一个基准位置被设定在所述第一控制马达中轴上的某一特定位置点上，或者被设定在同一根轴上从所述那个特定位置相位偏移180°的另一特定位置上，或者当所述活门构件被打开时，被设定在所述轴上的一个特定位置上，或者被设定在同一根轴上从所述那个特定位置相位偏移180°的另一特定位置上。

2.如权利要求1中所述用于对填充材料进行包封的装置，其特征在于：当所述食品接收装置上升至最高点或下降至最低点时，一个基准位置被设定在所述第二控制马达中轴上的某一特定位置上。

3.如权利要求1或2中所述用于对填充材料进行包封的装置，其特征在于：所述第一和第二控制马达均沿一个方向进行转动，并且在所述第一控制马达与一个活门打开和关闭机构之间设置有一个第一凸轮机构，所述活门打开和关闭机构用于打开和关闭切割装置中的活门构件，所述第一凸轮机构沿一个给定方向进行转动，以便活门构件可以在活门打开和关闭机构的作用下得以打开和关闭，并且在所述第二控制马达与一个用于上下移动食品接收装置的机构之间设置有一个第二凸轮机构，该第二凸轮机构也沿一个给定方向进行转动，以便食品接收装置可以在所述上下移动机构的作用下上下移动。

4.如权利要求1，2和3中任一所述用于对填充材料进行包封的装置，其特征在于：还设置有一个马达控制器，用于在所述第一和第二控制马达中的一个或者二者同时转动一周的过程中，将转动速度控制在一个所需的转动角度范围内。

5.如权利要求1、2和3中任一所述用于对填充材料进行包封的装置，其特征在于：所述第一和第二控制马达同步转动。

6.如权利要求1、2和3中任一所述用于对填充材料进行包封的装置，其特征在于：所述第一和第二控制马达同步转动，并且至少所述第一和第二控制马达中的一个被很容易地控制在所述转动角度范围内。

7.如权利要求4或6中所述用于对填充材料进行包封的装置，其特征在于：在所述马达控制器中设置有一个存储设备，用于存储用于控制所述第一和第二控制马达的特性曲线。

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