專利名稱：用于產品輸送裝置的阻擋閘門的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種經過改進的產品輸送設備，尤其是，涉及一種這樣的產品輸送設備，該產品輸送設備借助于一個阻擋閘門(a stopper gate)來在產品第一次運行穿過產品輸送裝置時有效地對產品進行配送。多個阻擋閘門被定位成與產品輸送裝置底部上的多個滑動門相鄰，并且受到控制，以便對沿再循環(huán)輸送裝置進行循環(huán)的產品的量加以限制。本發(fā)明大大減小了由于過量的產品發(fā)生再循環(huán)而造成產品變質的潛在危險。
對相關現(xiàn)有技術的描述振動式輸送裝置是在食品加工工業(yè)中通常使用的一種設備，用于將諸如土豆片這樣的產品分配到稱量裝置中。在大多數的包裝生產線中，產品沿著帶有多個產品稱量裝置的振動式配送裝置進行移動，所述產品稱量裝置被置于輸送裝置的下方，并且沿著該輸送裝置的長度方向排布。當一個稱量裝置需要產品時，在該特定稱量裝置上方位于配送裝置底部的滑動門打開，使得產品掉落到該稱量裝置上?？赡艽嬖诘那闆r是，由于當產品經過稱量裝置上方時卻沒有任何一個稱量裝置的閘門被打開，而使得產品流經所有稱量裝置的上方但卻未發(fā)生掉落。通常，利用一個再循環(huán)輸送裝置來改變未被分配的產品的流動路徑，將其返回到配送裝置的入口處，而不是簡單地將這些未分配到稱量裝置中的產品丟棄掉。
以這種思路設計而成的現(xiàn)有示例由附

圖1A圖示出來。貫穿本說明書，相同的數字被用于指代相同的部件。附圖1A示出了一個配送裝置100的俯視圖，該配送裝置100具有多個滑動門105和一個再循環(huán)輸送裝置115。配送裝置100由多個配送盤區(qū)段(未示出)構成，各個配送盤區(qū)段均具有多個被安裝在輸送盤底部的滑動門105。輸送盤沿產品流125的流動方向進行振動。在工作過程中，輸送盤向下并且沿產品流流動的反方向下沉，并且隨后向上并且朝向產品流125的流動方向提升。以這種方式，產品在被傾倒到位于較低高度處的下一配送盤上之前，被移動至位于各個配送盤端部處的較高位置處。
滑動門105由一個位于該滑動門105下方的稱量裝置進行控制，當需要更多產品時，由該稱量裝置發(fā)送一個信號來打開滑動門105。從而，各個滑動門105相互獨立地進行工作。再循環(huán)輸送盤的工作方式與配送盤的工作方式相似，只是不帶有滑動門，該再循環(huán)輸送盤只是簡單地將產品送回到配送盤的起始階段120中。
附圖2A示出了處于工作狀態(tài)的配送裝置100。產品200，比如土豆片，從廚房中送出并且被放置在配送裝置100的起始階段120上。隨后，產品200流過多個滑動門105的上方，直至其掉落到一個敞開的滑動門105中。如果產品200流過所有滑動門的上方卻沒有發(fā)生掉落，那么它將堆積在再循環(huán)輸送裝置115的上游端部130上，并且改變流動路線而返回到配送裝置100的起始階段120中。在通常的系統(tǒng)中，大約有20％的產品從再循環(huán)輸送裝置上改變流動路徑，返回到配送裝置中。這些20％產品中的相當一部分將會經歷第二次或者第三次流動路徑的改變?？梢韵胂蟮氖?，在給定的產品配送循環(huán)過程中，產品中的某些部分甚至永遠不會發(fā)生掉落。
產品在輸送裝置上滯留的時間越長，冷卻到的溫度就越低，從而，由產品吸收的水分就會越多。隨著產品被從配送裝置100循環(huán)至再循環(huán)輸送裝置115并且被返回至配送裝置100，其溫度將降低至這樣的溫度，在該溫度下產品的蒸汽壓力低于周圍的大氣壓力。當這種情況發(fā)生時，產品將從大氣中吸收水分，增大該產品中的水分含量。由于被包裝后的產品中含有過量的水分，將會導致過早地變質。當產品后續(xù)流過配送裝置100時，被包裝后的產品的貯藏壽命將會因此而縮短。另外，即使僅有一部分被包裝在包裝袋中的產品經歷了再循環(huán)，那么再循環(huán)產品中所吸收的水分還將會影響那些沒有吸收任何水分的產品，從而同樣會導致產品更快地發(fā)生變質。
可以通過提高溫度和降低濕度來對室內的環(huán)境狀況進行控制。但這并不是一種可行的解決方案，這是因為購置、操作和維護控制室內環(huán)境所需的設備，其成本極其昂貴。另外一種可選擇的方案，是利用被置于產品上方的紅外線加熱裝置來保持產品處于溫暖狀態(tài)。利用這種方式來保持產品處于溫暖狀態(tài)，從理論上講，在不從周圍空氣中吸收水分的條件下，產品可以在比室內溫度高的溫度下循環(huán)數小時。但是，這種解決方案的明顯缺陷在于需要一個電源或者氣體能源。這種能源成本的增大，降低了這種操作的獲利能力，從而使得這種解決方案并不能成為一種吸引人的解決方案。另外，將產品長時間地保持在較高的溫度下，將會影響產品的特性和質量。
因此，最好的解決方案是能夠研制出一種方法和設備，該方法和設備用于在產品進入包裝線中之后，最好是在產品第一次流過配送裝置時，盡可能快地將產品分配到稱量機構中。當以這種方式進行包裝時，在被包裝到一個汽密性包裝袋中之前，產品將不會有時間進行冷卻和從周圍空氣中吸收水分。
對本發(fā)明的概述本發(fā)明通過利用多個阻擋閘門來縮短產品在配送裝置上的滯留時間，以確保在第一次經過配送裝置時有95％以上的產品被包裝起來。各個阻擋閘門被放置成與一個靠近配送裝置端部的滑動門相鄰。在工作過程中，阻擋閘門向下轉動至閉合位置，以便產品無法流過該阻擋閘門。一個傳感器被用來確定出產品的料位，以便如果產品的料位在配送裝置中達到預定的高度時，阻擋閘門將自動地開啟，并且允許產品流向再循環(huán)輸送裝置。由于阻擋閘門被放置成與配送裝置中的一個滑動門相鄰，所以可以將產品保持一定的時間，該時間通常能夠允許產品掉落到特定的滑動門中，以便在第一次運行過程中就得以包裝，而不是經歷兩次或者多次再循環(huán)。
雖然在任何給定的時間點上僅有一個阻擋閘門處于工作狀態(tài)，但是設置有多個阻擋閘門來用于這種情況，即由于與所述滑動門相關聯(lián)的稱量裝置無法接收產品而使得最靠近輸送裝置下游端部的滑動門處于無法工作狀態(tài)。在這種情況下，靠上游的下一個阻擋閘門將是處于工作狀態(tài)的滑動門。通過設置三個或者多個阻擋閘門，不大可能與這些阻擋閘門相鄰的三個滑動門均處于無法工作狀態(tài)。從而，更能夠確保產品在第一次流過配送裝置時就得以包裝。
利用一個計算機控制裝置來連續(xù)地計算滑動門的激活時間，以便確定出哪一個是最后一個處于工作狀態(tài)的稱量裝置，從而可以將相應的阻擋閘門關閉起來。還設置有一個計時器，用來確定出滑動門需要關閉多長時間。如果滑動門已經關閉了預定的時間，那么該計時器將假定在該滑動門處的稱量裝置處于無法工作狀態(tài)，并且將阻擋閘門打開。
通過下面的詳細描述，本發(fā)明的前述及其它技術特征及優(yōu)點將會得以明白。
對附圖的簡述附圖1A是一個現(xiàn)有輸送系統(tǒng)的示意性俯視圖。
附圖1B是本發(fā)明中一個輸送系統(tǒng)實施例的示意性俯視圖。
附圖2A是一個處于工作狀態(tài)的現(xiàn)有輸送系統(tǒng)的示意性俯視圖。
附圖2B是本發(fā)明中一個處于工作狀態(tài)的輸送系統(tǒng)實施例的示意性俯視圖。
附圖3A是本發(fā)明中一個位于閉合位置處的阻擋閘門優(yōu)選實施例的透視圖。
附圖3B是本發(fā)明中一個位于開啟位置處的阻擋閘門優(yōu)選實施例的透視圖。
附圖4是本發(fā)明中兩個阻擋閘門優(yōu)選實施例的透視圖，這兩個阻擋閘門被安裝在一個拼合式盤輸送系統(tǒng)(a split pan conveyor system)上。
附圖5是本發(fā)明中一個處于工作狀態(tài)的拼合式盤輸送系統(tǒng)優(yōu)選實施例的示意性俯視圖。
詳細描述附圖1B是本發(fā)明中一個輸送系統(tǒng)優(yōu)選實施例的示意性俯視圖。三個阻擋閘門110a、110b和110c被放置成與位于配送裝置100下游端部100a處的相應滑動門105a、105b和105c相鄰。阻擋閘門110被置于下游端部100a處，以使得產品在到達阻擋閘門110a、110b和110c之前能夠掉落到上游滑動門105a、105b及105c中之一內。
附圖2B是本發(fā)明中一個處于工作狀態(tài)的輸送系統(tǒng)優(yōu)選實施例的示意性俯視圖。三個阻擋閘門110a、110b和110c被放置成與相應的滑動門105a、105b和105c相鄰。雖然示出了三個阻擋閘門110a、110b和110c，但是本發(fā)明并不局限于三個阻擋閘門。根據輸送裝置的工作特性、操作人員的需要或者出于經濟方面的考慮，可以在配送裝置上僅安裝一個阻擋閘門，或者安裝四個、五個阻擋閘門等等。
附圖2B示出了工作的方式，其中，兩個阻擋閘門110b和110c被打開，這是因為位于這些阻擋閘門下方的稱量裝置由于某些原因而處于無法工作狀態(tài)。因為稱量裝置目前未被使用，或者是因為由于更換包裝薄膜、裝袋機發(fā)生故障或者其它工況而使得該稱量裝置臨時性停機，所以該稱量裝置可以在某一給定位置處處于無法工作狀態(tài)。用于對產品進行裝袋操作的裝袋機(未示出)通常被置于各個滑動門105a、105b和105c下方的稱量裝置的下方。如果裝袋機中的一個處于無法工作狀態(tài)，那么相應的稱量裝置將無法接收產品。從而，在任何給定的時間點上，最靠近配送裝置100下游端部的可工作稱量裝置將是與正在工作的阻擋閘門相關聯(lián)的那個稱量裝置。因此，兩個下游的阻擋閘門110b和110c將保持在開啟位置處，直至位于其下方的稱量裝置再次開始接收產品為止。如果下游的稱量裝置中的一個再次開始接收產品，那么上游的阻擋閘門110a將打開，并且，與目前正在接收產品的稱量裝置相鄰的那個阻擋閘門將被關閉。例如，如果與中間的阻擋閘門110b相關聯(lián)的稱量裝置再次開始工作，那么上游的阻擋閘門110a將打開而中間的阻擋閘門110b將隨后關閉。但是，在這種情況下，即如果分別與中間的阻擋閘門110b和下游的阻擋閘門110c相關聯(lián)的兩個稱量裝置同時再次開始工作，或者與下游的阻擋閘門110c相關聯(lián)的稱量裝置首先再次開始工作，那么上游的阻擋閘門110a將打開，而下游的阻擋閘門110c將關閉。在這種情況下，中間的阻擋閘門110b仍然保持處于打開狀態(tài)。從而，該系統(tǒng)進行工作，以使得在任何給定的時間點上僅有一個阻擋閘門110處于關閉狀態(tài)，并且處于關閉狀態(tài)的阻擋閘門是與最靠近配送裝置100下游端部的可工作稱量裝置相關聯(lián)的那個阻擋閘門。提供以這種方式使用本發(fā)明中的阻擋閘門，在第一次流過配送裝置時，僅大約有2％的產品200完全流過該配送裝置，這就意味著，大約有98％的產品200在第一次流過配送裝置時就落入到滑動門105之內，而不會于再循環(huán)輸送裝置115上發(fā)生再循環(huán)。
本技術領域中的熟練技術人員將會認識到，可以利用任何形式的控制系統(tǒng)來對本發(fā)明中的阻擋閘門進行操作。通常來說，用于操作滑動門的軟件被修改成也能夠對該配送系統(tǒng)上的其它裝置進行調節(jié)。但是，任何類型的控制裝置，無論是計算機驅動或是人工操作，或者無論是從屬的或是獨立的，均落入本發(fā)明的保護范圍之內。另外，在不脫離本發(fā)明技術構思的條件下，可以利用不同于前述操作方式的操作方式來對阻擋閘門進行控制。
附圖3A是本發(fā)明中一個位于關閉位置處的阻擋閘門優(yōu)選實施例110的透視圖。附圖3B是本發(fā)明中一個位于打開位置處的阻擋閘門優(yōu)選實施例110的透視圖。一個圓柱形橫桿300被連接在一個旋轉式氣動致動器310的一個端部上，該旋轉式氣動致動器310又被連接在一個框架320上。用于一個優(yōu)選實施例中的氣動致動器310是具有90度工作循環(huán)的FestoSeries DRQD-32型致動器。兩條氣動管線315被用來操作該致動器。管線315被連接到一個具有兩個接口的Festo氣動螺線管(two port Festopneumatic solenoid)上，由該氣動螺線管來控制施加于致動器310上的氣動壓力的大小和方向。還利用了一個節(jié)流閥來與氣動螺線管相結合，以便緩慢地操作阻擋閘門。本發(fā)明并不局限于使用氣動致動器。根據需要，可以使用任何能夠打開和關閉阻擋閘門的致動器。氣動致動器在食品工業(yè)中是優(yōu)選的，這是因為它們與液壓或者機械式致動器相比，更為清潔和高效。
圓柱形橫桿300的相對端部被連接在框架320上，以使得該橫桿300能夠在一個軸承面330中轉動。在一個優(yōu)選實施例中，軸承面是由UHMW板制成的滑動軸承。UHMW是一種分子量極高的塑料，這種塑料的結構非常致密，耐磨性很好并且易于清潔，通常被用于食品工業(yè)中。本技術領域中的熟練技術人員將會認識到，也可以利用其它適用的軸承面，并且本發(fā)明并不局限于所適用的特定軸承。
兩塊不銹鋼矩形平板340被連接在圓柱形橫桿300上，以便它們在同一平面內從橫桿300開始徑向向外延伸。在矩形平板340上成形有切槽340a，用于利用緊固件360對一塊矩形UHMW板350進行連接，以使得可以對板350的高度進行調節(jié)，來在板350與配送裝置100之間形成合適的間隙。板350的寬度對應于配送裝置100的寬度370，但它們之間具有一定的公差，以便板350能夠輕微地左右擺動。UHMW板的高度對應于輸送盤380的高度。在工作過程中，旋轉致動器310不會將阻擋閘門110關閉，除非與阻擋閘門110相鄰的滑動門105位于打開位置處。這樣就能夠防止當阻擋閘門110移動至關閉位置處時發(fā)生產品泄漏現(xiàn)象。阻擋閘門也可以被構造成使得阻擋閘門能夠在一個平面內縱向移動，而不是環(huán)繞圓柱形橫桿進行轉動。但是，旋轉式阻擋閘門是優(yōu)選的，這是因為其所造成的產品泄漏量較少。本發(fā)明并不局限于阻擋閘門的所述外形和材料。任何能夠阻止產品流入配送裝置下方的閘門均落入本發(fā)明的保護范圍之內。一旦阻擋閘門位于關閉位置處，滑動門105將根據相關聯(lián)的稱量裝置的需要而打開和關閉。
一個超聲波傳感器390被置于阻擋閘門前方大約一英尺處的產品上方，并且被固附在框架320上。由于超聲波傳感器的精確性，所以超聲波傳感器被廣泛用于食品工業(yè)中對產品的料位進行檢測。適用的傳感器是Hyde Park 556系列。但是，本發(fā)明并不局限于超聲波傳感器。任何能夠在配送裝置上的特定位置處對預定的產品料位進行檢測的傳感器均能夠滿足本發(fā)明的目的。當產品在配送盤100上堆積到由用戶預設的產品料位時，阻擋閘門110打開，并且保持在打開狀態(tài)，直至產品料位下降到可接受的料位處為止。在控制系統(tǒng)中還使用了一個延時器(a debouncetimer)，來降低系統(tǒng)的敏感度，以便阻擋閘門不會經常性地打開和關閉。當然，當阻擋閘門被打開時，產品的料位將會快速地下降，但是并不希望在阻擋閘門打開之后立即將該阻擋閘門關閉。延時器可以簡單地由控制系統(tǒng)軟件產生延遲量，來在阻擋閘門再次關閉之前保持該阻擋閘門打開預定的時間，而無需考慮由超聲波傳感器所感測到的產品料位如何。還利用了一個計時器來對滑動門105的激活頻率進行監(jiān)控。如果滑動門105在預定的時間段內沒有被激活，比如20秒，那么該計時器將假定與該滑動門105相關聯(lián)的稱量裝置處于無法工作狀態(tài)，并且通過致動器310來將相鄰的阻擋閘門110打開。這樣是為了防止由于產品長時間地由阻擋閘門阻滯而發(fā)生變質。
附圖4是本發(fā)明中兩個阻擋閘門的優(yōu)選實施例透視圖，這兩個阻擋閘門被安裝在一個拼合式盤輸送系統(tǒng)上。兩根獨立的圓柱形橫桿405a和405b被用于獨立地對各個阻擋閘門420a和420b進行操作。左側的圓柱形橫桿405a用于左側的阻擋閘門420a，而右側的圓柱形橫桿405b被連接在右側的阻擋閘門420b上，其連接方式與附圖3A和3B中所示的單個盤構造相同。橫桿405a和405b的外側端部由旋轉式致動器415a和415b進行支撐，這兩個旋轉式致動器415a和415b用于相互獨立地對圓柱形橫桿405a和405b進行轉動。圓柱形橫桿405a和405b的內側端部由一個軸承面進行支撐。兩個傳感器425a和425b被置于拼合式盤系統(tǒng)400中各部分的中間區(qū)段上方。這兩個傳感器425a和425b均被連接在框架430上。拼合式盤系統(tǒng)400是一個中間位置處帶有一個隔板410的配送裝置400，以使得產品沿該配送裝置的兩側向下流動。配送裝置400被用作兩個獨立的輸送裝置。因此，安裝在配送裝置400兩側上的左側阻擋閘門420a和右側阻擋閘門420b也可以相互獨立地進行工作。
附圖5是本發(fā)明中一個處于工作狀態(tài)的拼合式盤輸送系統(tǒng)優(yōu)選實施例的示意性俯視圖。附圖5示出了六個在附圖4中所示出的阻擋閘門420a、420b、420c、420d、420e和420f，其中三個阻擋閘門420a、420c和420e被安裝在該拼合式盤系統(tǒng)的左半部分上，而另外三個阻擋閘門420b、420d和420f則被安裝在該拼合式盤系統(tǒng)的右半部分上。在配送盤的兩側上，存在有再循環(huán)輸送盤500和510，這兩個再循環(huán)輸送盤500和510被用于拼合式配送盤的相應半部分。所述阻擋閘門被置于三個滑動門的位置處，這三個滑動門最靠近配送裝置400的下游端部。拼合式盤構造的工作方式與附圖2B中所示出的單個盤構造的工作方式相似。
前述的阻擋閘門和輸送系統(tǒng)在產品包裝領域中是新穎并且非顯而易見的。所描述過的阻擋閘門能夠滿足本發(fā)明的若干個目的。但是，本發(fā)明并不能被解釋為局限于在此所得出的特定結構，而是可以在結構上對所公開阻擋閘門中的一個或者若干個技術特征進行改變。應該明白的是，本發(fā)明希望覆蓋對在此所述的阻擋閘門所進行的所有改變和改進，以及所有未具體示出的其它實施例，這些均落入本發(fā)明的技術構思和保護范圍之內。
權利要求
1.一種用于產品輸送系統(tǒng)中的阻擋閘門裝置，該阻擋閘門裝置包括有(a)一個閘門；(b)一個致動器，該致動器被連接在所述閘門上，以便可以將閘門關閉來阻止產品在輸送裝置上發(fā)生流動；以及(c)一個控制裝置，該控制裝置被連接在所述致動器上。
2.如權利要求1中所述的阻擋閘門裝置，其特征在于還包括有一個傳感器，該傳感器被連接到所述控制裝置上，用于確定出輸送裝置中產品的料位。
3.如權利要求2中所述的阻擋閘門裝置，其特征在于所述控制裝置根據傳感器的輸出信號來對閘門的工作狀態(tài)進行控制。
4.如權利要求1中所述的阻擋閘門裝置，其特征在于所述致動器包括有一個節(jié)流裝置，用于以特定的速度來操作該阻擋閘門。
5.如權利要求1中所述的阻擋閘門裝置，其特征在于所述致動器是一個旋轉式氣動致動器。
6.如權利要求1中所述的阻擋閘門裝置，其特征在于所述控制裝置包括有一個延時器，用于降低該系統(tǒng)的敏感性。
7.如權利要求1中所述的阻擋閘門裝置，其特征在于所述控制裝置根據至少一個稱量裝置的工作狀態(tài)來對閘門的工作狀態(tài)進行控制。
8.如權利要求1中所述的阻擋閘門裝置，其特征在于所述控制裝置根據一個相鄰的稱量裝置的工作狀態(tài)來對閘門的工作狀態(tài)進行控制。
9.一種產品輸送設備，包括有(a)一個配送裝置；(b)多個被設置于該配送裝置中的閘門；(c)至少一個被置于該配送裝置上方的阻擋閘門；以及(d)一個控制裝置，用于對所述至少一個阻擋閘門進行控制。
10.如權利要求9中所述的產品輸送設備，其特征在于所述至少一個阻擋閘門被定位成與所述多個閘門中之一的下游端部相鄰。
11.如權利要求10中所述的產品輸送設備，其特征在于所述至少一個阻擋閘門被設定為僅在相鄰的閘門被打開時進行關閉。
12.如權利要求9中所述的產品輸送設備，其特征在于所述控制裝置能夠從一個傳感器接收信號，該信號用于表示配送裝置中產品的料位。
13.如權利要求12中所述的產品輸送設備，其特征在于當所述傳感器感測到產品達到預定的料位時，所述控制裝置打開所述至少一個阻擋閘門。
14.如權利要求9中所述的產品輸送設備，其特征在于還包括有一個被連接在所述控制裝置上的延時器。
15.如權利要求9中所述的產品輸送設備，其特征在于所述至少一個阻擋閘門包括多個順次工作的阻擋閘門。
16.如權利要求15中所述的產品輸送設備，其特征在于在任何給定的時間點上，所述多個阻擋閘門中僅有一個處于關閉狀態(tài)。
17.如權利要求16中所述的產品輸送設備，其特征在于各個阻擋閘門均與一個最靠近配送裝置下游端部的相應閘門相關聯(lián)。
18.一種用于將產品從一個輸送裝置配送到產品稱量裝置的方法，該方法包括有下述步驟a)將產品放置到一個配送裝置上；b)利用被連接在輸送裝置底部上的滑動門來將產品從該輸送裝置上掉落到稱量裝置上；c)利用一個阻擋閘門來將產品保持在一個滑動門的上方。
19.如權利要求18中所述的方法，其特征在于還包括d)對產品的料位進行感測。
20.如權利要求19中所述的方法，其特征在于還包括e)根據所感測到的產品料位來打開和關閉所述阻擋閘門。
21.如權利要求19中所述的方法，其特征在于還包括f)根據所述稱量裝置的工作狀態(tài)來打開和關閉所述阻擋閘門。
全文摘要
一種用于配送食品的輸送裝置,包括有一個配送裝置(100)和一個再循環(huán)輸送裝置(115),其中配送裝置(100)具有多個滑動門(105),用于將食品導入位于其下方的稱量漏斗中。多個阻擋閘門(110),各個阻擋閘門(110)均被置于配送裝置(100)中一個滑動門(105)的下游,并且與該滑動門(105)相鄰,用于暫時性地將食品保持在滑動門(105)的上方,從而提高產品落入稱量漏斗中的可能性,而并非進行再循環(huán),這有助于防止食物冷卻和在被裝袋之前發(fā)生變質。利用諸如料位傳感器(390)這樣的感測和計時裝置來對阻擋閘門(110)的激活狀態(tài)進行控制,以便更高效地進行工作。
文檔編號G01G13/00GK1378641SQ00814195
公開日2002年11月6日 申請日期2000年10月10日 優(yōu)先權日1999年10月13日
發(fā)明者馬文·V·布魯爾 申請人:雷科特公司