产品分配器和分配可流动产品的方法与流程

本发明涉及产品分配器和分配可流动产品的方法。

简介

食物产品的称重和包装对卫生和效率提出了很高的要求。通常，在连续运行的输送带上提供空的产品容器，例如玻璃罐或金属罐。然后将产品容器在灌装站处填充而不停止输送带。典型的固体食物产品包括鱼、家禽、肉类等。为了确保每个产品容器被基本上相同量的产品填充，可以使用组合称重机。在ep2278284和ep2484593中描述了这种组合称重机的例子。

在许多情况下，固体食物产品与例如腌泡汁、肉汤、盐水、酒、糖浆、酱汁等液体食物产品一起包装。用于腌制的食物产品的食物加工系统已在ep2737802中公开。该现有技术食物加工系统使用一组中间容器，其中固体食物产品和腌泡汁在分配到产品容器中之前被混合。然而，在一些情况下，不需要混合，并且可以在将固体食物产品已经被引入产品容器中之后添加液体食物产品。因此，根据本发明的目的是提供用于将可流动产品连续地分配到产品容器中的技术。

在本文中，术语可流动产品用于液体以及半液体和糊状物。半液体包括各种粒状固体食物产品，例如展现可流动行为的粉末和薄片。糊状物可以包括具有高粘度的液体，固体或其混合物，例如熔化的奶酪、调味蛋黄酱、蛋黄酱等。根据本发明的另一个优点是，本文提出的方法和系统可以仅用于包装可流动产品，甚至没有固体食物产品的存在。例如，这些技术可用于包装诸如饮料的纯液体。所述方法和系统也可以与根据现有技术的组合称重机一起使用，和/或可以在整个灌装过程中对产品容器进行称重，以确保最终产品在重量限制内。

技术实现要素：

根据本发明的第一方面，由以下详细描述显而易见的上述目的和其他目的通过产品分配器实现，所述产品分配器包括：

罐，其用于储存诸如液体、半液体或糊状材料的可流动产品，

输送机，其用于沿着纵向方向从入口位置到出口位置输送储存容器，以及

配量机构，其在所述输送机上方在所述纵向方向上延伸，所述配量机构包括内部圆柱形部分和包围并密封所述内部圆柱形部分的外部圆柱形部分；所述内部圆柱形部分限定周向凹槽以及螺旋形凹槽，所述周向凹槽在第一纵向位置和第二纵向位置之间延伸，所述螺旋形凹槽在位于所述入口位置的所述第二纵向位置处的所述周向凹槽和位于所述出口位置的第三纵向位置之间延伸；所述外部圆柱形部分限定细长开口和入口开口，所述细长开口在所述第二纵向位置和所述第三纵向位置之间的整个距离的至少一部分上沿纵向延伸，并且优选地在所述第二纵向位置和所述第三纵向位置之间的整个距离上沿纵向延伸，所述入口开口位于所述第一纵向位置和所述第二纵向位置之间，用于建立从所述罐经由所述周向凹槽和所述螺旋形凹槽到所述细长开口的流体路径，所述内部圆柱形部分是可旋转的，用于将所述可流动产品分配到入口站和出口站之间的储存容器中。

本产品分配器优选由耐用且易于清洁的材料制成，例如不锈钢。罐应该足够大以容纳足够量的可流动产品，例如在10升和1000升之间。输送机通常是输送带，然而，其他输送装置同样可行，例如运输螺杆等。储存容器可以由各种流体密封的材料制成，例如金属、玻璃、塑料或涂有合适流体密封的材料的纸。储存容器向上敞开以便能够接收来自上方的可流动产品。尽管输送机本身可以延伸更长的长度，但是产品容器在入口站处进入分配区域，并且在出口站处离开分配区域。纵向在此文中是指输送带的输送方向。

配量机构位于输送机上方，以便可流动产品在重力的作用的帮助下从上方引入到产品容器中。外部圆柱形部分和内部圆柱形部分彼此密封，使得内部圆柱形部分的外表面与外部圆柱形部分的内表面密封，同时允许这些部分相对于彼此旋转。周向凹槽在内部圆柱形部分和外部圆柱形部分之间限定周向空腔，而螺旋形凹槽在内部圆柱形部分和外部圆柱形部分之间限定螺旋形空腔。当内部圆柱形部分旋转时，外部圆柱形部分的细长开口沿着纵向方向在不同位置处暴露螺旋形凹槽。通过以合适的旋转速度和旋转方向旋转内部圆柱形部分，螺旋形凹槽被暴露的位置可以与输送机的运动并且因此与位于输送机上的储存容器同步地沿着纵向方向移动。输送机上两个后续储存容器之间的距离应该优选对应于螺旋形凹槽一圈所覆盖的纵向距离，以填充输送机上的所有储存容器。

可流动产品通过入口开口从储存罐输送到周向空腔中。除了经由入口开口和螺旋形凹槽以外，周向空腔与外部密封。因此，可流动产品被推入螺旋形凹槽中，并在螺旋形凹槽被细长凹槽暴露的位置处连续地被分配。通过选择如上所述的合适的旋转速度和方向，输送机不必停止，并且配量机构不必与输送机同步移动。待分配的可流动产品的量可以通过合适的阀机构来控制。储存容器装满后，将其被密封并运送给客户。

根据第一方面的另一实施例，螺旋形凹槽在第二纵向位置和第三纵向位置之间限定大致一圈。通过允许螺旋形凹槽限定一圈，内部圆柱形部分的一整圈应当对应于输送机从第二纵向位置到第三纵向位置的移动。这允许一个储存容器存在于第二和第三纵向位置之间。

根据第一方面的另一实施例，螺旋形凹槽在第二纵向位置和第三纵向位置之间限定多于一圈，例如在2圈至10圈之间。以这种方式，可以在第二和第三纵向位置之间填充多于一个储存容器。

根据第一方面的另一实施例，螺旋形凹槽在第二纵向位置和第三纵向位置之间限定少于一圈，例如在0.5圈至0.95圈之间。这样，内部圆柱形部分的一些角度位置将不会在细长凹槽处暴露螺旋形凹槽，并且因此螺旋形凹槽将在这样的角度位置处被密封。

根据第一方面的另一实施例，内部圆柱形部分包括另外的螺旋形凹槽，该另外的螺旋形凹槽相对于所述螺旋形凹槽优选地偏移1/2圈。这样，可以同时填充两个相邻的储存容器。

根据第一方面的另一个实施例，内部圆柱形部分包括另外的周向凹槽，该另外的周向凹槽可选地经由中央通道流体地连接到所述另外的螺旋形凹槽。以这种方式，由于每个周向凹槽可以连接到单独的入口开口，因此可以以增加的可控性同时填充两个相邻的储存容器。

根据第一方面的另一实施例，产品分配器还包括用于将可流动材料从罐泵送到周向凹槽的泵。在罐和入口开口之间可以设置泵以便能够控制待分配的可流动材料的量。

根据第一方面的另一实施例，内部圆柱形部分和外部圆柱形部分可在纵向方向上相对于彼此移动。以这种方式，可以改变将可流动材料分配到储存容器中的位置。

根据第一方面的另一实施例，产品分配器包括串联设置的至少两个配量机构。这样，可以同时填充两个储存容器。

根据第一方面的另一实施例，细长开口在纵向方向上在第二纵向位置和第三纵向位置之间的基本上整个距离上延伸。为了使可流动产品可以分配到容器中的长度最大化，细长开口可以延伸第二纵向位置和第三纵向位置之间的整个长度。

根据第一方面的另一实施例，细长开口限定1°至20°，例如5°至10°的周向宽度。外部圆柱形部分的细长开口应向下朝向位于输送机上的储存容器。细长开口与储存容器之间的距离应尽可能地小，例如约10cm，以防止溢出。细长开口的角度宽度应该是小的，例如上面提到的1°至20°，例如5°至10°，对应于通常几厘米，以便实现明确的分配。

根据第一方面的另一实施例，外部圆柱形部分包括回流管，用于将可流动材料从周向凹槽输送到所述罐或另一个罐。为了不使螺旋形凹槽溢流和/或使任何泵送机构过度受压，可以设置回流管，以确保可流动产品通过配量机构的稳定流动。

根据第一方面的另一实施例，外部圆柱形部分可沿圆周方向移动。通常，外部圆柱形部分是固定的，然而，它也可以是可旋转的，以便引导可流动产品的侧向流动。

根据第一方面的另一实施例，配量机构包括中间圆柱形部分，所述中间圆柱形部分位于所述外部圆柱形部分和所述内部圆柱形部分之间并且密封所述外部圆柱形部分和所述内部圆柱形部分，所述中间圆柱形部分相对于所述外部圆柱形部分和所述内部圆柱形部分是可旋转的，并且包括对应于所述外部圆柱形部分的细长开口的第二细长开口。以这种方式，通过在外部圆柱形部分的细长开口和中间部分的第二细长开口齐平时允许分配，同时在外部圆柱形部分的细长开口和中间部分的第二细长开口相对于彼此移位并且从而防止暴露螺旋形凹槽时防止分配的方式，可流动产品的分配可以在更大的程度上被控制。

根据第一方面的另一实施例，中间圆柱形部分包括第三细长开口。以这种方式，可以沿第二纵向位置和第三纵向位置之间的距离的一部分允许可流动材料的分配，并且防止在第二纵向位置和第三纵向位置之间的距离的剩余部分分配可流动材料。

根据第一方面的另一实施例，第二细长开口和第三细长开口周向偏移。以这种方式，通过将中间圆柱形部分的第二细长开口和第三细长开口与外部圆柱形部分的细长开口选择性地匹配，可以控制可流动产品的分配。

根据第一方面的另一实施例，外部圆柱形部分包括用于将可流动材料从螺旋形凹槽输送到所述罐或另一罐的另一回流管。通过这种方式，当由中间圆柱形部件阻止分配时，螺旋形凹槽和中间圆柱形部分将受到较小的应力。

通过以下详细描述而显而易见的上述目的和其他目的，是根据本发明的第一方面，通过一种用于分配可流动产品的方法实现的，所述方法包括提供产品分配器，所述产品分配器包括：

罐，其包含例如液体、半液体或糊状材料的可流动产品，

输送机，其沿着纵向方向从入口位置延伸到出口位置，

配量机构，其在所述输送机上方在所述纵向方向上延伸，所述配量机构包括内部圆柱形部分和包围并密封所述内部圆柱形部分的外部圆柱形部分；所述内部圆柱形部分限定周向凹槽和螺旋形凹槽，所述周向凹槽在第一纵向位置和第二纵向位置之间延伸，所述螺旋形凹槽在位于所述入口位置的所述第二纵向位置处的所述周向凹槽和位于所述出口位置的第三纵向位置之间延伸；所述外部圆柱形部分限定入口开口和细长开口，所述入口开口位于所述第一纵向位置和所述第二纵向位置之间，所述细长开口在所述第二纵向位置和所述第三纵向位置之间的距离的至少一部分上沿纵向延伸，

所述方法进一步包括以下的步骤，连续地：

将所述可流动产品从所述罐经由所述入口开口、所述周向凹槽和所述螺旋形凹槽给料到所述细长开口，

沿着纵向方向将储存容器从所述入口位置输送到出口位置，和

旋转所述内部圆柱形部分，从而将所述可流动产品分配到所述入口站和所述出口站之间的所述储存容器中。

根据第二方面的方法优选地与根据第一方面的产品分配器结合使用。

附图说明

图1是根据本发明的产品分配器的透视图。

图2是根据本发明的外部圆柱形部分和内部圆柱形部分的透视图。

图3是根据本发明的配量机构的剖视图。

图4a是说明根据本发明的配量机构的工作原理的剖视图。

图4b是从下面看的配量机构的外部视图。

图5a是当内部圆柱形部分已经旋转时根据本发明的配量机构的剖视图。

图5b是从下面看的前一个图的配量机构的外部视图。

图6a和图6b示出了可以暂时停止分配的替代实施例。

图7a和图7b示出了具有回流管的替代实施例。

图8至图13示出具有由两个元件组成的中间圆柱形部分的替代实施例。

图14至图18示出了具有由一个元件构成的中间圆柱形部分的替代实施例。

图19示出了另一个替代实施例，其中两个配量机构串联连接。

图20示出了另一个替代实施例，其中内部圆柱形部分具有两个螺旋形凹槽。

图21示出了另一个替代实施例，其中内部圆柱形部分具有两个螺旋形凹槽和两个周向凹槽。

图22a和图22b示出了另一个替代实施例，其中内部圆柱形部分具有两个螺旋形凹槽，两个周向凹槽和一个中央通道。

附图的详细描述

图1示出了根据本发明的产品分配器10的透视图。产品分配器包括用于储存诸如液体、半液体或糊状材料的可流动产品的罐12。产品分配器10还包括配量机构14。配量机构14包括内部圆柱形部分16和外部圆柱形部分18。内部圆柱形部分16连接到电机20，以使内部圆柱形部分16相对于外部圆柱形部分18旋转。

罐12经由泵24连接到外部圆柱形部件18的入口开口22。泵将可流动产品推入配量机构14中。外部圆柱形部件包括用于分配可流动产品28的细长开口26。

产品分配器10进一步包括输送机30，该输送机在本文中被图示为由输送机驱动器32驱动的螺旋输送机，然而，其他输送机类型同样可行，例如带式输送机等。输送机30在入口位置34和出口位置36之间沿纵向延伸。向上敞开的食物储存容器38设置在入口位置34。借助于位于入口位置34和出口位置36之间、外部圆柱形部件的细长开口26之下的输送机30，输送食物储存容器38，用于将可流动产品28接收到容器38中。

图2示出了配量机构14的外部圆柱形部分18和内部圆柱形部分16的透视图。内部圆柱形部分16包括周向凹槽40和螺旋形凹槽46；周向凹槽40位于外部圆柱体18的入口开口22处并且在第一纵向位置42和第二纵向位置44之间延伸；螺旋形凹槽46在第二纵向位置44和第三纵向位置48之间延伸；细长开口26也在接近第三纵向位置48的位置处结束。当配量机构14被组装时，周向凹槽40在第一位置42被封闭，并且仅在第二位置处被连接到螺旋形凹槽46。

图3a示出了根据本发明的配量机构14的剖视图。可流动产品28从上方经由入口开口22进入配量机构14，并且被供应到周向凹槽40。可流动产品28进一步经由螺旋形凹槽46被输送到细长开口26，在该位置，可流动产品28被分配到储存容器38中。

当内部圆柱形部分16旋转时，螺旋形凹槽46在细长凹槽26的不同位置处暴露。通过以与输送机30的速度和方向对应的速度和方向旋转内部圆柱形部分16，当储存容器在输送机30上移动时，配量机构14将能够将可流动产品28分配到储存容器38中。螺旋形凹槽46可以具有用户选择的圈数。

两圈之间的距离应当对应于输送带30上两个储存容器38之间的距离。如在当前视图中可以看到的，配量机构将可流动产品分配到在与第二纵向位置相邻的位置处的一个储存容器38'中，并且分配到在与第三纵向位置相邻的另一位置处的另一储存容器38”中。

图3b从下方示出了配量机构14的外部视图。螺旋形凹槽26在细长开口26处露出的位置由实线表示，而螺旋形凹槽26被外部圆柱形部分18遮盖的位置由虚线示出。

图4a示出了当内部圆柱形部分16已经沿箭头所示的方向旋转并且以与输送机的速度同步的速度旋转时(现示出)，根据本发明的配量机构14的剖视图。如在当前视图中可以看到的，配量机构在第二纵向位置和第三纵向位置之间的位置将可流动产品仅分配到一个储存容器38'中。

图4b从下方示出了图4a的配量机构14的外部视图。如图中可见，螺旋形凹槽仅在细长开口26的一个位置处暴露。

图5a示出了前一个图中的配量机构14'的替代实施例，其中周向凹槽40更宽。

图5b从下方示出了图5a的实施例。可以看出，配量机构14'仅在邻近第二纵向位置44的位置处暴露螺旋形凹槽46。

图6a示出了当内部圆柱形部分16已经在如箭头所示的方向上转移时，即朝向第一纵向位置42转移时的配量机构14'的替代实施例。这改变了螺旋形凹槽46在细长开口26处可暴露的圈数。

图6b从下方示出了图6a的实施例。在当前情况下，细长开口26已经完全封闭，即，螺旋形凹槽46完全被外部圆柱形部分18遮盖。以这种方式，可中断可流动产品28的分配。

图7a示出了类似于图5a中所示的实施例的配量机构14”的另一替代实施例，然而，包括通向罐或替代地通向特别指定为用于容纳来自回流管50的可流动产物的另一个罐的回流管50。在当前视图中，回流管50被内部圆柱形部分16遮盖，同时螺旋形凹槽46在邻近第二纵向位置44的细长开口26处暴露。

图7b从下方示出了图7a的实施例。允许可流动产品28被分配。

图8a示出了类似于图6a中所示的实施例的配量机构14”的替代实施例，然而，包括回流管50。在当前视图中，回流管50被内部圆柱形部分16暴露，同时螺旋形凹槽46在细长开口26处被遮盖。

图8b从下方示出了图8a的实施例。可流动产品28不被分配，而是被使得进入回流管50。

图9a示出了配量机构14”'的另一个实施例，其中在外部圆柱形部分18和内部圆柱形部分16之间设置有中间圆柱形部分52。外部圆柱形部分18设置有返回流管54，中间圆柱形部分52设置有另外的细长开口56。中间圆柱形部分52包括两个可独立地旋转的元件。返回流管54与前面提到的回流管相似并用作相同的目的。

图9b示出了在两个纵向位置处的配量机构14”'的外部圆柱形部分18的横截面图，在该两个纵向位置处示出了细长开口26和返回流管54。

图9c示出了在两个纵向位置处的配量机构14”'的中间圆柱形部分52的横截面图，在该两个纵向位置处示出了另外的细长开口56，56'。

图9d示出了在两个纵向位置处的配量机构14”'的内部圆柱形部分16的横截面图。

图10a示出了配量机构14”'，其中中间圆柱形部分52允许在位置a和位置b处分配可流动产品。

图10b示出了配量机构14”'，其中中间圆柱形部分52允许在位置a处分配可流动产品。

图10c示出了配量机构14”'，其中中间圆柱形部分52允许在位置b处分配可流动产品。

图11a示出了配量机构14”'，其中中间圆柱形部分52防止在位置a处分配可流动产品，但允许在位置b处分配可流动产品。

图11b示出了配量机构14”'，其中中间圆柱形部分52防止在位置a处分配可流动产品。

图11c示出了配量机构14”'，其中中间圆柱形部分52允许在位置b处分配可流动产品。

图12a示出了配量机构14”'，其中中间圆柱形部分52防止在位置a和b处分配可流动产品。

图12b示出了配量机构14”'，其中中间圆柱形部分52防止在位置a处分配可流动产品。

图12c示出了配量机构14”'，其中中间圆柱形部分52防止在位置b处分配可流动产品。

图13a示出了配量机构14”'，其中中间圆柱形部分52允许在位置a处分配可流动产品并且防止在位置b处分配可流动产品。

图13b示出了配量机构14”'，其中中间圆柱形部分52允许在位置a处分配可流动产品。

图13c示出了配量机构14”'，其中中间圆柱形部分52防止在位置b处分配可流动产品。

图14a示出了配量机构14””，其中中间圆柱形部分52'成形为允许能够可选择地允许或防止沿着纵向在两个区域中分配可流动产品的功能。

图14b示出了其中示出了两个细长开口56”，56”'的中间圆柱形部分52'的扁平展开投影。

图15a示出了配量机构14^ix，其中中间圆柱形部分52'允许在位置a和位置b处分配可流动产品。

图15b示出了配量机构14^ix，其中中间圆柱形部分52'允许在位置a处分配可流动产品。

图15c示出了配量机构14^ix，其中中间圆柱形部分52'允许在位置b处分配可流动产品。

图16a示出了配量机构14^ix，其中中间圆柱形部分52'防止在位置a处分配可流动产品，但允许在位置b处分配可流动产品。

图16b示出了配量机构14^ix，其中中间圆柱形部分52'防止在位置a处分配可流动产品。

图16c示出了配量机构14^ix，其中中间圆柱形部分52'允许在位置b处分配可流动产品。

图17a示出了配量机构14^ix，其中中间圆柱形部分52防止在位置a和b处分配可流动产品。

图17b示出了配量机构14^ix，其中中间圆柱形部分52'防止在位置a处分配可流动产品。

图17c示出了配量机构14^ix，其中中间圆柱形部分52'防止在位置b处分配可流动产品。

图18a示出了配量机构14^ix，其中中间圆柱形部分52'允许在位置a处分配可流动产品，但是防止在位置b处分配可流动产品。

图18b示出了配量机构14^ix，其中中间圆柱形部分52'允许在位置a处分配可流动产品。

图18c示出了配量机构14^ix，其中中间圆柱形部分52'防止在位置b处分配可流动产品。

图19示出了另一个配量机构14^v的侧视图，其中两个配量机构14a，14b串联连接。以这种方式可以同时填充两个储存容器38。配量机构14a，14b中的每一个可以基本上与前面所示的配量机构中的任一个相同地构造，然而，在配量机构14a，14b中的每一个中，不是将两个后续的储存容器38之间的距离选择为对应于螺旋形凹槽46的一圈所覆盖的距离，而是两个后续的储存容器38之间的距离对应于螺旋形凹槽46的一圈所覆盖的距离的一半。这可以通过改变螺旋形凹槽46的螺距和/或储存容器38的纵向尺寸来实现。以这种方式，配量机构14a，14b可以布置成使得配量机构14a，14b中的每一个均服务于输送机30上的每一个第二储存容器38。

图20示出了另一个配量机构14^vi的侧视图，其中内部圆柱形部分16具有两个螺旋形凹槽46，46'。以这种方式，可以同时填充两个后续的储存容器38，而不需要另外的配量机构。在本实施例中，两个螺旋形凹槽46，46'连接到相同的周向凹槽40，然而，螺旋形凹槽46，46'周向偏移半圈或180°。螺旋形凹槽46，46'中的每一个中的可流动产品的流动方向由箭头示出。

图21示出了另一个配量机构14^vii的侧视图，其中内部圆柱形部分16具有两个螺旋形凹槽46，46'，其类似于前述实施例。在本实施例中，每个螺旋形凹槽46，46'分别连接到单独的周向凹槽40，40'。周向凹槽40，40'位于配量机构14^vii的相对端。螺旋形凹槽46，46'仍然周向偏移半圈或180度。周向凹槽40仅对螺旋状槽46给料，而周向凹槽40'仅对螺旋状槽46'给料。每个螺旋形凹槽46，46'中的可流动产品的流动方向由箭头示出。与先前的实施方式相比，本实施方式具有以下优点：两个螺旋形凹槽从相同的周向凹槽被给料，使得由于每个周向凹槽可以由单独的泵给料，所以可以更大的程度地控制分配。

图22a示出了另一个配量机构14^viii的侧视图，其中内部圆柱形部分16具有两个螺旋形凹槽46，46'、两个周向凹槽40，40'和中央通道(未示出)。每个螺旋形凹槽46，46'中的可流动产品的流动方向由箭头示出。

图22b示出了配量机构14^viii的侧面剖视图。中央通道58从周向凹槽40'通过内部圆柱形部分16的中心提供给螺旋形凹槽46'，使得两个螺旋形凹槽46，46'都从不同的周向凹槽40，40'但从同一个方向被给料。每个螺旋形凹槽46，46'中的可流动产品的流动方向由箭头示出。

显而易见的是，在不偏离本发明的发明构思的情况下，可以对上述配量机构进行许多修改。例如，显然容器的纵向尺寸和螺旋形凹槽的螺距可以被修改以适应使用者的具体需要。作为一个例子，上述如图19，21-22所示的配量机构可以替代地用于将两种不同的可流动材料分配到相同的储存容器中，或将两种不同的可流动材料分配在两个不同的容器中。

附图中使用的附图标记的列表

10.产品分配器

12.罐

14.配量机构

16.内部圆柱形部分

18.外部圆柱形部分

20.电机

22.入口开口

24.泵

26.细长开口

28.可流动产品

30.输送机

32.输送机驱动器

34.入口位置

36.出口位置

38.储存容器

40.周向凹槽

42.第一纵向位置

44.第二纵向位置

46.螺旋形凹槽

48.第三纵向位置

50.回流管

52.中间圆柱形部分

54.返回流管

56.另外的细长开口

58.中央通道