專利名稱：為從振動式輸送帶掉落下的產(chǎn)品設(shè)置的調(diào)控閘門系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種改進(jìn)的產(chǎn)品輸送帶設(shè)備，具體來講，本發(fā)明涉及這樣一種產(chǎn)品輸送帶設(shè)備其使產(chǎn)品能分層流向下游的閘門，因此，對于某一給定的輸送線，可提高下游裝袋器的效率。
背景技術(shù)：
振動式輸送帶在食品工業(yè)中是常用裝置，用于將土豆片等食品輸送到稱重器處。在大部分包裝作業(yè)線中，食品是沿著振動式分配輸送帶移動的，在輸送帶延伸長度的下方，設(shè)置了多組產(chǎn)品稱重器。當(dāng)某一組產(chǎn)品稱重器需要產(chǎn)品時(shí)，分配輸送帶底部的一個(gè)滑動門打開，從而使產(chǎn)品掉落到一橫向送料輸送帶上，由該送料輸送帶向這一組產(chǎn)品稱重器供料?？赡艹霈F(xiàn)這樣的情況由于在食品經(jīng)過時(shí)滑門是恰好是閉合的，所以產(chǎn)品可能會經(jīng)過所有的滑門而不掉落出去。通常并不是簡單地將未被從分配輸送帶上配送出去的產(chǎn)品丟棄掉，而是采用一循環(huán)輸送帶將未被配送的產(chǎn)品回送到分配輸送帶的起點(diǎn)處。
在此方面的現(xiàn)有設(shè)計(jì)形式的一種實(shí)例表示在圖1A中。在整個(gè)說明書中，除非特別指明，相同的數(shù)字標(biāo)號將被用來指代同樣的部件。圖1A是一分配輸送帶100及一循環(huán)輸送帶115的俯視圖，其中的分配輸送帶100帶有多個(gè)滑門105。分配輸送帶100是由多段分配輸送帶抖動板(圖中未示出)組成的，每一輸送帶抖動板的底部上都安裝有多個(gè)滑門105。輸送帶抖動板可在產(chǎn)品流125的方向上振動。在工作中，抖動板以很高的頻率先向下、并逆著產(chǎn)品流125的方向移動，然后再向上抬高、并順著產(chǎn)品流125的方向移動。以此方式，在各個(gè)分配輸送帶抖動板的端部處，產(chǎn)品被移動到較高的位置處，然后，其被傾倒到高度較低的下一級分配輸送帶抖動板上。
各個(gè)滑門105都是由一氣動控制器進(jìn)行控制的，其中的控制器與一橫向送料輸送帶上的一產(chǎn)品料位傳感器(level sensors)相連接，其中的送料輸送帶用于向某一組稱重器供料，稱重器布置在滑門105下方的一側(cè)處。當(dāng)向這組稱重器供料的橫向送料輸送帶需要更多的產(chǎn)品時(shí)，控制器將滑門105開啟。該橫向送料輸送帶可利用一超聲料位傳感器來判斷是否需要從分配輸送帶上配送更多的產(chǎn)品。因而，各個(gè)滑門105的動作是相互獨(dú)立的。循環(huán)輸送帶上的抖動板(如果采用了該抖動板的話)的工作方式與分配輸送帶上的抖動板類似，區(qū)別僅在于其上不帶有滑門，其工作只是簡單地將產(chǎn)品送回到分配抖動板100的起始級120。
圖1B表示了當(dāng)分配輸送帶100處于工作時(shí)的狀態(tài)。從廚灶中輸出的食品140-例如為土豆片被鋪到分配輸送帶100的起始級120上。食品移動過多級滑門，直到其掉落到某個(gè)開啟的滑門105內(nèi)。如果食品通過了所有的滑門而沒有掉落下去，則或者是將這些食品作為廢物而傾倒掉，或者是將其鋪到循環(huán)輸送帶115的上游端130上，從而再回送到分配輸送帶100的起始級120上。在一種典型的現(xiàn)有系統(tǒng)中，約20％的食品被導(dǎo)送到循環(huán)輸送帶上，進(jìn)而返送到分配輸送帶上。出現(xiàn)這一現(xiàn)象的原因是滑門的開啟只是周期性的。當(dāng)某一滑門打開時(shí)，則該滑門上游的大部分(如果并非全部的話)食品在到達(dá)滑門處時(shí)就會被配送出去，只有非常少量的食品能繞過該滑門，這種情況一直持續(xù)到滑門完全關(guān)閉為止。某些滑門的橫向延伸尺寸達(dá)到輸送帶抖動板的整個(gè)寬度，而另一些滑門的延伸寬度只是輸送帶寬度的主體部分。這種現(xiàn)有滑門的工作方式是這樣的其或者是完全開啟、或者是完全閉合。由于滑門105的延伸寬度為分配輸送帶的全寬或至少是其寬度的主體部分，所以這種非開即閉型系統(tǒng)會造成食品在滑門105下游的輸送帶上形成間隙110。這樣，當(dāng)下游的另一個(gè)滑門開啟時(shí)，不能立即獲得食品的幾率將是很大的，從而由該滑門供料的那組稱重器將會出現(xiàn)食品短缺。這就意味著由于在需要食品時(shí)并不能始終獲得食品，所以稱重器/裝袋器的工作效率會被降低。如采用現(xiàn)有技術(shù)中的系統(tǒng)，則必須要在輸送帶上另外安裝稱重器/裝袋器，以便于即使稱重器的工作效能未能達(dá)到100％，也能獲得較高的產(chǎn)量。但這會增加產(chǎn)品作業(yè)線的總成本。對于給定的產(chǎn)量，如果稱重器能獲得層流形態(tài)的食品，則就只需要較少數(shù)目的稱重器/裝袋器。例如，如果某一生產(chǎn)線的所需產(chǎn)量為4000袋/小時(shí)，且每一裝袋器的生產(chǎn)效能為1000袋/小時(shí)，則食品的非層流狀態(tài)會將各個(gè)裝袋器的效率降低到80％，即800袋/小時(shí)。因而，為了能獲得預(yù)期的產(chǎn)量4000袋/小時(shí)，則至少要設(shè)置五個(gè)裝袋器。但是，如果使食品成為層流，則可使裝袋器的工作效率達(dá)到100％，從而對于該預(yù)期產(chǎn)量，只需要四個(gè)裝袋器就可以了。
非層流狀態(tài)的產(chǎn)品還會使更多的產(chǎn)品被循環(huán)返送到循環(huán)輸送帶115中。剩余食品在輸送帶上的停留時(shí)間越長，則冷卻效果就越明顯，因此，食品也會吸收更多的濕氣。隨著食品從分配輸送帶100流動到循環(huán)輸送帶115上、而后再返送到分配輸送帶100上，食品的溫度會下降到某一點(diǎn)上使得食品的蒸汽氣壓低于周圍環(huán)境的大氣壓。當(dāng)出現(xiàn)這樣的情況時(shí)，食品就會從大氣中吸收水分，從而增大了濕度。已包裝食品內(nèi)含有過量的水分會導(dǎo)致食品在未到保質(zhì)期時(shí)就發(fā)生腐爛。因而，當(dāng)食品在分配輸送帶100上經(jīng)過依次的傳送后，包裝后食品的貨架保質(zhì)期就會縮短。另外，即使包裝袋中的食品只有一部分經(jīng)過了循環(huán)輸送，經(jīng)過循環(huán)的食品中所吸收的水分也會影響那些未吸收任何水分的食品，從而也會造成食品過快地腐爛。
通過提高溫度和降低濕度，可控制生產(chǎn)場所的室內(nèi)環(huán)境條件。但由于用來對室內(nèi)環(huán)境進(jìn)行控制的設(shè)備的采購、運(yùn)行、維護(hù)的成本非常高，所以這樣的方案并不是可行的。另一種可選方案是利用設(shè)置在食品上方的遠(yuǎn)紅外加熱器對食品進(jìn)行加溫。如采用這種方法來對食品進(jìn)行保溫，則在理論上食品可在高于室溫的溫度上被循環(huán)輸送數(shù)個(gè)小時(shí)而不會從周圍空氣中吸收水分。但是，這種方案一個(gè)很明顯的缺陷在于其需要消耗電力或燃?xì)饽茉?。該另加的能耗成本會降低此操作的盈利性，使該方案的吸引力減小。另外，將食品長時(shí)間保持在升高的溫度上會影響食品的特性和質(zhì)量。
在第09/417962號美國專利申請(該申請的全部內(nèi)容被結(jié)合到本文中作為參考資料)中，本發(fā)明人披露了一種止動擋門，其能減少在循環(huán)輸送帶上進(jìn)行循環(huán)的食品量。但是，該申請中所公開的止動擋門并不能消除食品在分配輸送帶上出現(xiàn)的所有流量波動，而流量波動則會降低稱重器/裝袋器的工作效率。
因而，最好的解決方案是研發(fā)一種方法和設(shè)備，用于在產(chǎn)品一進(jìn)入到包裝作業(yè)線中之后盡可能快地將其配送到稱重機(jī)構(gòu)中—優(yōu)選地是在產(chǎn)品第一次經(jīng)過該分配輸送帶時(shí)就完成配送。該系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)能使產(chǎn)品以層流狀態(tài)輸送到稱重機(jī)構(gòu)中，從而避免稱重器出現(xiàn)任何的供料短缺，并減少要被循環(huán)返送的產(chǎn)品量。通過采用這樣的系統(tǒng)，可使稱重器工作在其最大的效能上，由此，對于給定的產(chǎn)量，產(chǎn)品作業(yè)線將只需要很少的幾個(gè)稱重器。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種改進(jìn)的方法和設(shè)備，用于將土豆片等食物制品分配到一組稱重器上。本發(fā)明通過采用一種閘門而使到稱重器的食品實(shí)現(xiàn)了層流，其中的閘門可將食品從分配輸送帶掉落下去的量調(diào)節(jié)到某一數(shù)量，該數(shù)量等于與該閘門相對應(yīng)的那組稱重器/裝袋器所需要的食品流量。所述閘門被設(shè)計(jì)成這樣其能部分地開啟，從而能使一些食品經(jīng)閘門掉落出去，而與此同時(shí)，卻允許其余的食品繞過該閘門。這就造成了食品能穩(wěn)定地延續(xù)向下游，從而便于食品通過后面的閘門沉積下去。這樣，就不會由于在分配輸送帶上出現(xiàn)食品空乏而使下游的稱重器/裝袋器發(fā)生缺料。相應(yīng)地，對于相同數(shù)目的稱重器，可獲得更高的產(chǎn)量，同時(shí)還減少了食品的循環(huán)量。通過閱讀下文的詳細(xì)描述，可很清楚地認(rèn)識到本發(fā)明上述的特征和優(yōu)點(diǎn)以及其它的特征和優(yōu)點(diǎn)。


在附帶的權(quán)利要求書中限定了那些被認(rèn)為是本發(fā)明特有要素的新特征。但通過結(jié)合附圖、參閱下文對示例性實(shí)施方式的詳細(xì)描述，可更好地理解本發(fā)明自身、以及其優(yōu)選實(shí)施方式、以及其它的目的和優(yōu)點(diǎn)，在附圖中圖1A是對現(xiàn)有技術(shù)中的輸送帶系統(tǒng)所作的總體性示意圖；
圖1B中的總體示意圖表示了現(xiàn)有的輸送帶系統(tǒng)在工作時(shí)的情形；圖2是一軸測圖，表示了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的輸送帶系統(tǒng)的一部分；圖3A中的俯視圖表示了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的指狀閘門；圖3B是圖3A所示的根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的指狀閘門的仰視圖；圖3C是圖3A、3B所示指狀閘門的橫截面圖；圖4A中的仰視圖表示了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的V型閘門，圖中該閘門處于部分開啟狀態(tài)；圖4B中的俯視圖表示了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的處于打開位置的V型閘門；以及圖5中的軸測圖表示了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的分流閘門。
具體實(shí)施例方式
圖2中的軸測圖表示了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的輸送帶系統(tǒng)的一個(gè)部分。食品沿分配輸送帶100流動，并經(jīng)一個(gè)打開的滑門215a掉落到一橫向送料輸送帶205a上，該橫向送料輸送帶205a是為一組稱重器210a而設(shè)置的。橫向送料輸送帶205a也可以是與分配輸送帶100類似的振動式輸送帶?；T215a通常只是部分開啟著，以允許部分食品能繞過該滑門而從其它的滑門掉落下去。通過調(diào)節(jié)滑門215a的開啟尺寸，可將掉落到橫向送料輸送帶205a上的食品體積調(diào)節(jié)到這樣一個(gè)數(shù)量使得輸送到稱重器210a組的食品能保持穩(wěn)定流動，且不會造成分配輸送帶100上出現(xiàn)食品空缺的現(xiàn)象。分配輸送帶100的振動具有這樣一個(gè)趨勢在剩余的食品經(jīng)過某個(gè)部分開啟的滑門215a之后，使其在輸送帶的整個(gè)寬度方向上進(jìn)行分布。因而，一旦食品到達(dá)下一級滑門215b處時(shí)，食品流中沒有任何的空缺處。
圖3A是一個(gè)俯視圖，表示了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的指狀閘門。與只能非開即閉的整體式滑門不同，所示實(shí)施例中設(shè)置了三個(gè)相互獨(dú)立的指狀體310a、310b和310c，這三個(gè)指狀體是由布置在分配輸送帶100下方的三個(gè)氣動致動器315a、315b和315c獨(dú)立地驅(qū)動的。當(dāng)某一指狀體開啟時(shí)，就會形成一個(gè)與食品流的流動方向?qū)R的狹縫。這就使沿與該狹縫成一線的路線流動的食品全部掉落下去，而與此同時(shí)，那些未沿該路線流動的食品則繼續(xù)向下游流動，以便于能從隨后的滑門處掉落下去。在工作中，三個(gè)指狀體可同時(shí)關(guān)閉；也可以使某個(gè)指狀體開啟，而另外兩個(gè)指狀體閉合；還可以使兩個(gè)指狀體開啟，而第三個(gè)指狀體閉合；或者還可以使所有的三個(gè)指狀體都開啟。在一實(shí)施例中，先是右側(cè)的指狀體310c開啟，然后是中間的指狀體310b打開，左側(cè)的指狀體310a最后開啟。三個(gè)指狀體的閉合次序是與上述次序相反的。但是，在其它的備選形式中，也可以采用其它的次序組合，這并不悖離本發(fā)明的保護(hù)范圍和設(shè)計(jì)思想。在該實(shí)施例中，通過將第一指狀體310c開啟而形成的開孔尺寸設(shè)定為當(dāng)沿分配輸送帶100流動的食品為正常料位時(shí)，且所有的稱重器/裝袋器都能正常地工作，為這組稱重器設(shè)置的橫向送料輸送帶具有合適的通過量。這種情形被稱為正常工作模式。但是，如果分配輸送帶上的食品料位低于正常情況、或者如果稱重器對食品的需求是很突然的，則就必須要將多于一個(gè)的指狀體開啟。
在任何給定時(shí)刻，指狀體的開啟數(shù)目都取決于被檢測到的食品料位，食品的料位是由設(shè)置在橫向送料輸送帶205上的、與滑門215相結(jié)合的一個(gè)或多個(gè)超聲料位傳感器測得的。這樣，滑門就具有了調(diào)控功能，該功能體現(xiàn)在其可調(diào)節(jié)開孔315的尺寸，從而能對流經(jīng)滑門215的食品量進(jìn)行控制。通過對開孔315進(jìn)行控制來對食品進(jìn)行調(diào)節(jié)，直到能使食品的流動達(dá)到穩(wěn)定為止，這樣就沿著分配輸送帶100和橫向送料輸送帶205形成了層流。如果僅有一個(gè)或兩個(gè)指狀體被打開，則部分食品會繞過該滑門215，以便于從后序的其它滑門掉落下去。食品一旦通過該滑門215，輸送帶的振動會使食品在到達(dá)下一個(gè)滑門之前在輸送帶100的寬度范圍內(nèi)再次均勻地分布好。因而，指狀滑門215下游的食品流就能比采用現(xiàn)有技術(shù)中的單件式滑門獲得更大程度的層流化。在實(shí)際工作中，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)左側(cè)的指狀體310a一般保持閉合狀態(tài)。當(dāng)稱重器組的需求量改變時(shí)，中間指狀體310b開啟或閉合，而右側(cè)指狀體310c通常保持開啟狀態(tài)。盡管該所示實(shí)施例中所用的指狀體的數(shù)目為三個(gè)，但本發(fā)明并不僅限于三個(gè)指狀體。為了使滑門開孔的尺寸具有更多級的數(shù)目，可采用更多個(gè)指狀體。
圖3B是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的、圖3A所示指狀閘門的仰視圖。圖中只有右指狀體310c處于開啟狀態(tài)。三個(gè)指狀閘門310a、310b和310c由三個(gè)氣動致動器315a、315b和315c相互獨(dú)立地驅(qū)動著。指狀體可用超高分子量(UHMW)聚合物板材制成，且各個(gè)指狀體310a、310b、310c上連接有一支架320。支架320被連接到各個(gè)指狀體的氣動致動器的推桿上。致動器315a、315b、315c是由一控制器進(jìn)行控制的，該控制器與設(shè)置在橫向送料輸送帶205a上的一超聲傳感器進(jìn)行模擬量連接，如圖2所示，橫向送料輸送帶205a位于分配輸送帶100的下方。一種合適的控制器是由Red Lion公司出品的、型號為PAXP的單回路控制器。由于超聲傳感器具有很高的精度，所以其在食品行業(yè)中被廣泛地用來測量食品的料位。一種合適的傳感器是Hyde ParkSM956系列的傳感器。但是，本發(fā)明并不僅限于這些具體的超聲傳感器或閉環(huán)控制器。任何傳感器只要其能檢測出橫向送料輸送帶某一特定位置處的食品預(yù)定料位，則對于本發(fā)明的目的而言都是足以勝任的。與此類似，對于本發(fā)明的目的，任何能對三個(gè)致動器執(zhí)行操作、從而對開孔的尺寸進(jìn)行調(diào)節(jié)的控制器都是可行的。
對控制器進(jìn)行了編程設(shè)置，使得橫向送料輸送帶上食品的料位能保持在預(yù)定的工作高度上，預(yù)定料位例如為兩英寸。當(dāng)食品作業(yè)線被首次啟動時(shí)，在分配輸送帶上不存在任何的食品，控制器使三個(gè)指狀體310a、310b和310c都保持開啟狀態(tài)。一旦在橫向送料輸送帶上堆積的食品超過了預(yù)定的工作料位，則首先將左側(cè)的指狀體310a關(guān)閉。在經(jīng)過預(yù)定的時(shí)間后，如果食品料位仍然高于預(yù)定的工作料位，則控制器就將關(guān)閉中間指狀體310b。然后，控制器等待預(yù)定的時(shí)間，如果食品料位依然高于預(yù)定工作料位，則右側(cè)的指狀體310c也將被關(guān)閉。當(dāng)食品落下低于預(yù)定工作料位時(shí)，同樣要執(zhí)行這一調(diào)控過程，區(qū)別僅在于閘門是以相反的次序依次開啟的，直到使食品上升恢復(fù)到預(yù)定的工作料位為止。
控制器采用一個(gè)防跳抖定時(shí)器來降低系統(tǒng)的敏感性，從而滑門上的指狀體不會出現(xiàn)頻繁開啟一閉合的狀況。自然，當(dāng)滑門處于閉合狀態(tài)時(shí)則橫向送料輸送帶上食品的料位就會迅速降低，或者所有三個(gè)指狀體都處于開啟狀態(tài)時(shí)，料位會快速上升，但并不希望指狀體在閉合之后又立即打開，或者在打開之后又馬上閉合。防跳抖定時(shí)器只是由控制系統(tǒng)的軟件實(shí)現(xiàn)的一個(gè)延遲器，其將滑門上的指狀體在開啟狀態(tài)(或閉合狀態(tài))上保持預(yù)定的時(shí)間，而后才允許其再次閉合(或開啟)，而不論在橫向送料輸送帶上檢測到的食品料位為多高。
圖3C是對圖3A和圖3B所示指狀閘門所作的橫剖面圖，閘門在該圖中所處的定向姿態(tài)與圖3A相同。該附圖表示出了在各指狀體的邊緣上制有燕尾槽320，使得指狀體能實(shí)現(xiàn)互鎖，并防止食品卡塞到各指狀體之間。各指狀體只是在橫向上互鎖起來，但它們可以在平行于食品流動方向的縱向上自由地滑動。在靠近分配輸送帶100的開孔的外側(cè)邊緣處，連接了固定安裝條325a、325b，分別用于與外側(cè)的指狀體310a和310c互鎖，從而將指狀體310a、310c固定就位。由于兩外側(cè)指狀體310a、310c在橫向上與中間指狀體310b鎖定到一起，所以中間指狀體也被固定安裝條325a、325b保持定位。
圖4A是一仰視圖，表示了根據(jù)本發(fā)明一備選實(shí)施例的、處于部分關(guān)閉狀態(tài)的V型閘門。該實(shí)施例中所示滑門405由于其閘門的運(yùn)動方式為V形，所以被稱為V型閘門405。兩塊由UHMW板410a、410b或其它合適材料制成的兩矩形件被連接到一氣動致動器415上，致動器415可產(chǎn)生平行于分配輸送帶100縱向軸線的動作，以此來改變滑門開孔的尺寸。致動器推桿435的一端剛性地連接到一聯(lián)接桿430上，該聯(lián)接桿垂直于致動器推桿435。聯(lián)接桿430的兩端制有用于安裝連桿440a和440b的孔洞，其中的兩連桿將UHMW板410a、410b與聯(lián)接桿430連接起來。每一連桿440a、440b的兩端都形成有一個(gè)軸承表面，因而使連桿440a、440b能隨著滑門的開啟和閉合而轉(zhuǎn)動。
UHMW板410a、410b上制有對稱的溝槽(圖中未示出)，用于接納兩引導(dǎo)件420a、420b，兩引導(dǎo)件剛性地連接到分配輸送帶100的底部，從而由這兩個(gè)引導(dǎo)件形成了一個(gè)“V”字形。兩引導(dǎo)件之間的夾角是所述溝槽之一與分配輸送帶100縱向軸線之間銳角的兩倍。因而，V型閘門以分配輸送帶100的縱向軸線為其對稱軸。所述引導(dǎo)件可由標(biāo)準(zhǔn)方鋼制成，并被連接到分配輸送帶的底部上。這樣，不論致動器推桿435在何時(shí)沿向后方向425動作，兩板件410a、410b都會被引導(dǎo)件420a、420b撐開，且不論致動器在何時(shí)向前動作，兩板件410a、410b都會被兩引導(dǎo)件推合到一起。圖4A中表示的V型閘門405處于略微開啟的狀態(tài)，而圖4B中的V型閘門則處于更為充分地開啟的狀態(tài)。當(dāng)閘門被打開時(shí)，致動器在向后的方向425上牽拉著UHMW板410a、410b，從而迫使兩板件向分配輸送帶100的外側(cè)邊緣移動，由此形成了一個(gè)開孔445，食品可從該開孔掉落下去。如圖3A和圖3B所示實(shí)施例那樣，可采用氣動致動器415來與V型閘門405進(jìn)行配套。但是，對于V型閘門的實(shí)施例，只需要設(shè)置一個(gè)致動器。因而，在將現(xiàn)有技術(shù)中的系統(tǒng)改造為V型閘門實(shí)施例的過程中，可用到已有的氣動致動器?？刹捎靡豢删幊痰倪壿嬁刂破鱽韺χ聞悠鬟M(jìn)行控制，其中的邏輯控制器例如為Robohand有限公司生產(chǎn)的Position X Remote型PLC(可編程邏輯控制器)。
圖5是一個(gè)軸測圖，表示了根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的分流閘門。圖5中分流閘門與上述指狀閘門或V型閘門的區(qū)別在于在任何時(shí)候，分配輸送帶100上的開孔505都保持開啟狀態(tài)。利用分流器510來對經(jīng)開孔505掉落下去的食品量進(jìn)行控制。分流器510可轉(zhuǎn)動地連接到分配輸送帶的結(jié)構(gòu)上，從而可繞一軸承表面515樞轉(zhuǎn)。分流器510可從一側(cè)移動到另一側(cè)，以此來對允許流經(jīng)開孔505的食品量進(jìn)行控制。如果與開孔505相關(guān)的稱重器不需要任何食品供給，則分流器510就移向分配輸送帶的左側(cè)520，從而使得所有的食品都能繞過開孔505。分流器510的位置是可變的，從而可使流經(jīng)開孔505的食品流量達(dá)到合適的值?？捎靡淮判月?lián)接的無桿式動作缸530來對分流器510的位置進(jìn)行控制，其中的無桿式動作缸530例如為Festo型DGO。采用一UHMW轉(zhuǎn)動滑塊535或其它合適的連接件來將動作缸連接到分流器510上。隨著致動器530從一側(cè)移動到另一側(cè)，分流器510就會從一側(cè)擺動到另一側(cè)。轉(zhuǎn)動滑塊535允許分流器510在該轉(zhuǎn)動滑塊內(nèi)移動。可采用與上文中為V型閘門所設(shè)置控制器的相同可編程邏輯控制器來對折流閘門進(jìn)行控制。
在食品包裝領(lǐng)域，上述的輸送帶系統(tǒng)具有新穎而非顯而易見的特征。本文描述了幾種閘門，它們可滿足本發(fā)明的多個(gè)目的。但是，不應(yīng)將本發(fā)明局限在本文的具體結(jié)構(gòu)中，而是可設(shè)計(jì)出其它的實(shí)施結(jié)構(gòu)，這些其它的實(shí)施結(jié)構(gòu)改變了所示閘門的一個(gè)或多個(gè)已公開特征。應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明應(yīng)能涵蓋對本文所示閘門的所有變型和改動以及所有未在說明書中作具體描述的特定實(shí)施例，只要它們不偏離本發(fā)明的實(shí)質(zhì)思想和保護(hù)范圍即可。
例如，可對尺寸進(jìn)行改變來增大或減小閘門的總體尺寸；還可改變指狀閘門、V型閘門或分流閘門的形狀和數(shù)目；可將各種材料和裝置改變?yōu)槠渌木哂锌杀刃缘牟牧?，只要其能?shí)現(xiàn)同樣的功能即可；以及，本發(fā)明可用于除土豆片之外的其它食品。盡管未在圖中進(jìn)行表示，但本發(fā)明也可與第09/417962號美國專利申請中所公開的止動閘門組合使用，該止動閘門有助于減少食品的循環(huán)量。本發(fā)明還可用在其它的行業(yè)中，在這些行業(yè)中，輸送帶被用來對并非食品的其它產(chǎn)品進(jìn)行分配。
權(quán)利要求
1.一種設(shè)備，其用于對從一輸送帶上掉落下的產(chǎn)品的流量進(jìn)行調(diào)節(jié)，所述設(shè)備包括一閘門，其用于對所述輸送帶上一個(gè)開孔的尺寸進(jìn)行控制，其中，所述閘門可被部分地開啟，以允許一些產(chǎn)品經(jīng)所述開孔掉落下去，而其余的產(chǎn)品則沿所述開孔的一側(cè)通過，以便于能在所述輸送帶上后面的閘門沉積下去；以及一控制系統(tǒng)，用于對所述輸送帶上所述開孔的所述尺寸執(zhí)行調(diào)節(jié)，所述控制系統(tǒng)根據(jù)需要多少所述產(chǎn)品從所述輸送帶掉落下去的量對所述開孔的尺寸進(jìn)行調(diào)節(jié)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于所述閘門包括多個(gè)指狀體，且所述控制系統(tǒng)對所述的多個(gè)指狀體執(zhí)行相互獨(dú)立的驅(qū)動，以此來控制所述開孔的所述尺寸。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其特征在于所述控制系統(tǒng)包括多個(gè)氣動致動器，每一氣動致動器都與所述多個(gè)指狀體中的一個(gè)對應(yīng)指狀體相連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其特征在于所述多個(gè)指狀體的縱向軸線與所述輸送帶的縱向軸線對正。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其特征在于對所述食品的需求作出響應(yīng)，首先是外側(cè)的一個(gè)指狀體開啟，以允許所述食品從所述輸送帶掉落下去，在所述外側(cè)指狀體已被開啟了預(yù)定時(shí)間之后，相鄰的一個(gè)指狀體對需要更多產(chǎn)品的請求作出響應(yīng)而開啟，從而使所述開孔的尺寸變得更大，且如果判斷出從所述輸送帶上掉落下去的產(chǎn)品太多了時(shí)，所述的相鄰指狀體和所述外側(cè)指狀體就會響應(yīng)于該判斷而按照相反的次序依次關(guān)閉，從而使所述開孔的尺寸變小。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于所述閘門包括兩塊板件，它們可活動地連接到所述輸送帶上，其中，所述兩板件可響應(yīng)于在所述兩板件上的在第一方向上的一個(gè)作用力而靠得更近，由此減小了所述開孔的所述尺寸，所述兩板件并能響應(yīng)于在第二方向上的一個(gè)作用力而相互離開，從而增大所述開孔的所述尺寸，其中第二方向與所述第一方向相反。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其特征在于所述閘門還包括一致動器，其與所述兩板件相連接，用于向所述兩板件施加作用力，從而開啟和閉合所述閘門。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其特征在于所述致動器可將所述兩板件定位在完全開啟位置與完全閉合位置之間的任何位置上。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于所述控制系統(tǒng)包括一氣動控制器，其從一料位傳感器獲得一模擬輸入，并能產(chǎn)生一個(gè)氣動輸出量，使得所述控制器能根據(jù)所述料位傳感器產(chǎn)生的所述模擬輸入量判斷所述產(chǎn)品的所述需求量；以及一氣動致動器，其與所述閘門相連接，用于打開或閉合所述閘門，當(dāng)所述控制器判斷出需要更多產(chǎn)品時(shí)，所述控制器響應(yīng)于該判斷而使所述氣動致動器動作，從而增大所述開孔的所述尺寸，當(dāng)判斷到需要較少的產(chǎn)品時(shí)，所述控制器響應(yīng)于該判斷而使所述氣動致動器動作，從而減小所述開孔的所述尺寸。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于所述閘門是通過增大所述開孔的寬度來增大所述開孔的尺寸的，其中，當(dāng)所述閘門處于開啟狀態(tài)時(shí)，在產(chǎn)品流動的方向上對所述開孔的長度測得的尺寸保持恒定。
11.一種設(shè)備，用于對從一輸送帶上掉落下的產(chǎn)品的流量進(jìn)行調(diào)節(jié)，所述設(shè)備包括多個(gè)滑動部件，用于遮蓋所述輸送帶上的一個(gè)開孔，其中，每個(gè)所述滑動部件都與相鄰的一個(gè)滑動部件互鎖起來，使得每個(gè)所述滑動部件可在縱向方向上相對于所述相鄰滑動部件和所述輸送帶移動，其中，每個(gè)所述滑動部件在橫向上相對于所述相鄰滑動部件和所述輸送帶固定；多個(gè)安裝條，它們連接到所述輸送帶的底部上，用于在所述橫向上固定所述的多個(gè)滑動部件，其中，每個(gè)所述安裝條都與相鄰的所述開孔進(jìn)行連接，并與所述多個(gè)滑動部件的一外側(cè)滑動部件互鎖，以此來在所述橫向方向上對所述多個(gè)滑動部件進(jìn)行固定，同時(shí)還允許所述多個(gè)滑動部件在所述縱向上自由地滑動；多個(gè)致動器，用于獨(dú)立地對所述的多個(gè)滑動部件中的每一個(gè)進(jìn)行驅(qū)動，其中，每個(gè)所述多個(gè)致動器的一第一端被連接到所述輸送帶上，而每個(gè)所述多個(gè)致動器的一第二端則被連接到所述多個(gè)滑動部件中的對應(yīng)的滑動部件上，用于使所述多個(gè)滑動部件中的一個(gè)所述滑動部件在所述縱向方向上移動；一控制器，其用于控制所述多個(gè)致動器，其中，所述控制器先確定出要從所述輸送帶上掉落下去的產(chǎn)品量，然后驅(qū)動所述多個(gè)致動器中對應(yīng)數(shù)目的致動器，使得所述開孔的尺寸能允許所述的產(chǎn)品量從所述輸送帶掉落下去。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其特征在于所述控制器按照預(yù)定的次序?qū)⑺龅亩鄠€(gè)滑動部件開啟，并按照與所述預(yù)定次序相反的次序?qū)⑺龅亩鄠€(gè)滑動部件關(guān)閉。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其特征在于所述預(yù)定次序包括首先將一外側(cè)滑動部件開啟，然后再開啟相鄰的滑動部件。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其特征在于通過開啟外側(cè)滑動部件而將所述開孔的尺寸設(shè)定為在正常的工作模式下，產(chǎn)品流經(jīng)所述開孔的流量等于要被掉落下去的所述產(chǎn)品量。
15.一種設(shè)備，用于對從一輸送帶上掉落下的產(chǎn)品的流量進(jìn)行調(diào)節(jié)，所述設(shè)備包括一第一滑動部件，用于遮蓋所述輸送帶上一開孔的第一側(cè)，其中，所述第一滑動部件包括一第一溝槽，用于在所述第一滑動部件沿與所述輸送帶的縱向軸線成一銳角的方向滑動時(shí)，對其進(jìn)行引導(dǎo)；一第二滑動部件，用于遮蓋所述輸送帶上所述開孔的一第二側(cè)，其中，所述第二滑動部件包括一第二溝槽，用于在所述第二滑動部件沿所述銳角的方向滑動時(shí)，對其進(jìn)行引導(dǎo)；一第一引導(dǎo)件，其連接到所述輸送帶上，用于將所述第一滑動部件保持定位；一第二引導(dǎo)件，其連接到所述輸送帶上，用于對所述第二滑動部件保持定位；一致動器，其第一端被連接到所述第一滑動部件和所述第二滑動部件上，而其第二端則被連接到所述輸送帶上，從而，當(dāng)所述致動器在一第一方向上移動時(shí)，所述第一滑動部件和所述第二滑動部件能響應(yīng)于該移動而相互移近，當(dāng)所述致動器在一第二方向上移動時(shí)，所述第一滑動部件和所述第二滑動部件能響應(yīng)于該移動而相互分開，由此增大了所述開孔的尺寸；以及一控制器，其用于控制所述致動器，其中，所述控制器先確定出要從所述輸送帶上掉落下去的產(chǎn)品量，然后將所述致動器移動到某一位置，使得所述量的產(chǎn)品能從所述輸送帶掉落下去。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的設(shè)備，其特征在于所述第一滑動部件和所述第二滑動部件均為一相同的矩形形狀，其中，在一閉合位置時(shí)，所述第一滑動部件的內(nèi)側(cè)長邊與所述第二滑動部件的內(nèi)側(cè)長邊對接到一起，從而遮蓋了所述開孔。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的設(shè)備，其特征在于所述第一滑動部件被設(shè)置在所述第一引導(dǎo)件和所述輸送帶的底部之間，使得所述第一引導(dǎo)件能將所述第一滑動部件緊壓到所述輸送帶的底部上，其中，所述第二滑動部件被設(shè)置在所述第二引導(dǎo)件和所述輸送帶的所述底部之間，且所述第一引導(dǎo)件與所述第二引導(dǎo)件之間的夾角約為所述銳角的兩倍。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的設(shè)備，其特征在于所述致動器被連接到所述第一滑動部件上，且一第一連桿可轉(zhuǎn)動地安裝到所述致動器和所述第一滑動部件上，其中，所述致動器通過一第二連桿與所述第二滑動部件相連接，所述第二連桿被可轉(zhuǎn)動地安裝到所述致動器和所述第二滑動部件上。
19.一種用于將產(chǎn)品向多組裝袋器分配的設(shè)備，其包括一分配輸送帶，用于將所述產(chǎn)品輸送向多個(gè)閘門，所述多個(gè)閘門設(shè)置在所述分配輸送帶中；多個(gè)橫向送料輸送帶，用于將產(chǎn)品從所述分配輸送帶輸送給所述多組裝袋器；一第一閘門，其制在所述分配輸送帶上，用于對流向第一橫向送料輸送帶的產(chǎn)品進(jìn)行計(jì)量，其中，在正常的工作模式下，所述第一閘門被部分地開啟，使得一部分所述產(chǎn)品經(jīng)所述第一閘門掉落出去，而剩余的所述產(chǎn)品則繞過所述閘門而通過后面的閘門沉積下去。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的設(shè)備，其特征在于所述第一閘門上一開孔的尺寸取決于所述第一橫向送料輸送帶上產(chǎn)品的料位，其中，對所述尺寸進(jìn)行調(diào)節(jié)來使所述第一橫向送料輸送帶能獲得穩(wěn)定的產(chǎn)品流。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的設(shè)備，其特征在于所述第一閘門是一個(gè)指狀閘門。
22.根據(jù)權(quán)利要求20所述的設(shè)備，其特征在于所述第一閘門是一V型閘門。
23.根據(jù)權(quán)利要求20所述的設(shè)備，其特征在于所述第一閘門是一分流閘門。
24.一種方法，用于對從一輸送帶上掉落下的產(chǎn)品的流量進(jìn)行調(diào)節(jié)，所述方法包括步驟確定所述產(chǎn)品的需求量；以及對應(yīng)于所述產(chǎn)品的所述需求量，將一閘門開啟到某一位置，其中，在正常的工作模式下，一部分產(chǎn)品經(jīng)所述輸送帶上的一個(gè)開孔掉落下去，而其余的產(chǎn)品則沿所述開孔的一側(cè)通過，從而能通過所述輸送帶上后面的閘門沉積下去。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，其還包括步驟利用一計(jì)算機(jī)化的控制系統(tǒng)對所述閘門進(jìn)行控制，以便于開啟和閉合所述閘門，其中，所述控制系統(tǒng)基于所述產(chǎn)品的需求量對所述開孔的所述尺寸進(jìn)行調(diào)節(jié)。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其特征在于所述閘門為一指狀閘門。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，其特征在于在所述的正常工作模式下，只開啟所述指狀閘門的一第一指狀體就可產(chǎn)生流經(jīng)所述指狀閘門的穩(wěn)定的產(chǎn)品流。
28.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其特征在于所述閘門為V型閘門。
29.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其特征在于所述閘門為分流閘門。
30.一種設(shè)備，用于對從一輸送帶上掉落下的產(chǎn)品的流量進(jìn)行調(diào)節(jié)，所述設(shè)備包括一分流器，其設(shè)置在所述輸送帶底部的一個(gè)開孔附近，用于對可經(jīng)所述開孔掉落出去的產(chǎn)品量進(jìn)行控制，其中，對所述分流器可進(jìn)行轉(zhuǎn)動定位，從而將所述產(chǎn)品的可變化量分流到所述開孔；一控制系統(tǒng)，用于根據(jù)所述產(chǎn)品的需求量改變所述分流器的位置。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的設(shè)備，其特征在于所述分流器被可轉(zhuǎn)動地連接到所述輸送帶上，從而可響應(yīng)于施加在分流器一側(cè)上的作用力而轉(zhuǎn)動。
32.根據(jù)權(quán)利要求30所述的設(shè)備，其特征在于所述控制系統(tǒng)包括一可編程的邏輯控制器，其具有一料位傳感器輸入量；一致動器，其與所述分流器進(jìn)行機(jī)械連接，用于在所述輸送帶的寬度范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動所述分流器，其中，所述致動器由所述可編程邏輯控制器控制。
33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的設(shè)備，其特征在于所述致動器是一個(gè)磁性聯(lián)接的無桿式動作缸。
34.根據(jù)權(quán)利要求30所述的設(shè)備，其特征在于產(chǎn)品的所述可變量的范圍是在沒有任何產(chǎn)品被分流到所述開孔到全部產(chǎn)品都被導(dǎo)流到所述開孔之間。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種改進(jìn)的方法和設(shè)備，用于對土豆片等食物制品進(jìn)行分配，其使食品能以層流狀態(tài)輸送到稱重器(210a)上。采用一種閘門(215a)而使食品實(shí)現(xiàn)了層流，閘門可將食品從分配輸送帶(100)掉落下去的量調(diào)節(jié)到某一數(shù)量，該數(shù)量等于與該閘門相對應(yīng)的那組稱重器/裝袋器所需要的食品流量。這樣就使部分食品經(jīng)該閘門沉積下去，而其余的食品則繞過該閘門、通過后面的閘門沉積下去。
文檔編號B65B37/00GK1489545SQ02804336
公開日2004年4月14日 申請日期2002年1月8日 優(yōu)先權(quán)日2001年1月31日
發(fā)明者馬文·V·布魯爾, 馬文 V 布魯爾 申請人:雷科特公司