用于供应定量材料的设备及其方法

专利名称：用于供应定量材料的设备及其方法
技术领域：
本发明涉及用于定量供应材料的设备及其方法，具体地涉及供应从 胶凝的原材料定量分出的具有相同尺寸和质量的单位材料的用于定量 供应材料的设备及其方法。
背景技术：
在现有技术中，为了定量地供应材料，操作者利用秤将捏合的材料 用手分成具有相同质量的一份份材料。然而，当手动供应材料时，外界 物质容易混入材料中，并且由于捏合的材料中含有空气导致成品中有大
量次品。
作为上述手工作业的修改方法，已经开发出利用挤出器形成具有预 定宽度和厚度的材料、然后利用钓鱼线或细丝将材料切割成期望长度的 方法。然而，这种方法的问题在于，钓鱼线或细丝经常被切断，使得操 作效率变差，并且切下的钓鱼线或细丝可能混入胶凝的原材料中，从而 产生次品。
近来，已经开发出利用纵向和横向刀具将成块材料切割成长方形的 方法(参照蛋糕、馅饼以及方便面的加工方法)。然而，由于在控制横 向刀具的间距上存在误差，导致这种方法具有材料容易具有不同尺寸的 问题。此外，当用刀具推动材料时，材料可能具有质量差异
发明内容
技术问题
本发明的目的是提供一种用于定量供应材料的设备及其方法，该设 备以最小化的质量差异产生具有恒定质量的单位材料，防止材料与外部空气接触并且适宜于自动化的大规模生产。 技术方案
为了实现该目的，根据本发明实施方式的用于定量供应材料的设备
包括供应胶凝的原材料的材料供应部；挤出器，该挤出器利用螺旋件 将从材料供应部供应的材料挤出；定量单位材料排出器，该定量单位材 料排出器接收来自挤出器的M缩的材料，并利用往复运动的沖压杆制出 具有预定形状和质量的单独的单位材料；输送部，该输送部输送从定量 单位材料排出器排出的单位材料；以及质量测量部，该质量测量部测量 通过输送部输送的单位材料的质量。
进一步地，挤出器可包括具有第一螺旋件的第一挤出器，该第一挤 出器初次压缩从材料供应部供应的材料；以及具有第二螺旋件的第二挤出 器，该第二挤出器连接至第一挤出器的后部并二次压缩所述材料。
进一步地，第二螺旋件的直径可沿所述材料的运动方向逐渐增大。
进一步地，第二挤出器在第二螺旋件的后端处还可具有孔口。
进一步地，第一挤出器可包括两段螺旋件。
进一步地，在第二挤出器与定量单位材料排出器之间可设有压力控 制传感器。
进一步地，定量单位材料排出器可包括旋转轴；旋转板，该旋转板 围绕旋转轴装配并具有多个材料入口孔，被第二挤出器压缩的材料供应到 材料入口孔中；以及冲压杆，该冲压杆插入旋转板的材料入口孔中并于在 材料入口孔中往复运动的同时将供应到材料入口孔中的材料排出到旋转 板下方。
进一步地，定量单位材料排出器还可包括旋转引导板，该旋转引导板 围绕旋转轴装配在旋转板上方并且在与材料入口孔对应的位置处具有引 导孔，沖压杆从所述引导孔中穿过。
进一步地，定量单位材料排出器还可包括弹性材料，该弹性材料分 别设置在旋转引导板与形成在冲压杆的上端处的凸缘之间；以及高度控制 板，该高度控制板设置在冲压杆上方并向弹性材料施加压缩力。进一步地，高度控制板可在其一侧具有向下突出的推压部，并且可通 过调节高度来改变单位材料的质量。推压部可在旋转板旋转的同时对冲压 杆提供往复运动。
进一步地，推压部可具有下降段，在下降段中，高度随着旋转板旋 转而逐渐增大，并且冲压杆向下运动；保持段，下降段的最大高度保持在 保持段中；以及上升段，在上升段中，随着旋转板旋转，高度从保持段的 高度逐渐减小，并且冲压杆向上运动。
进一步地，质量测量部还可包括返回部，当通过质量测量部测量到的 单位材料的质量在预定的基准范围之外时，返回部将单位材料送回到挤出
另外，为了实现上述目的，根据本发明实施方式的定量供应材料的方 法包括供应胶凝的材料；利用螺旋件连续地挤出所供应的材料；通过测 量所挤出的材料的压力以及然后基于所测量到的压力而改变螺旋件的转 数来控制所挤出的材料的压力；将所挤出的材料供入多个材料入口孑L中； 通过利用在所述材料入口孔内往复运动的冲压杆排出填装在材料入口孔 中的材料来制出单位材料；以及测量所排出的单位材料的质量。
进一步地，挤出步骤可包括第一挤出过程，在第一挤出过程中通过 第一螺旋件预压缩所述材料；以及第二挤出过程，在第二挤出过程中，通 过第二螺旋件再次压缩经过预压缩的材料。
进一步地，在单位材料的制作步骤中，围绕旋转轴装配并具有沿其圆 周形成的材料入口孔的旋转板旋转，并且随着冲压杆在与旋转板一起旋转 的同时向下运动，当冲压杆经过预定节段时，填装在材料入口孔中的材料 被排出，然后冲压杆返回到初始位置。
进一步地，定量供应材料的方法还可包括将质量在预定的基准范围之 外的单位材料送回。
有益效果
如上所述，根据本发明实施方式的用于定量供应材料的设备及其方 法，能够通过使单位材料的质量差异最小化而使由单位材料制出的产品 的次品率降至最低，能够利用短的生产线来长期保持单位材料的原始特 性，并且能够通过提高工作效率而使该设备及方法适于自动化和大规模生产。


图l是示出根据本发明实施方式的用于定量供应材料的设备的示意
图2是示出根据本发明实施方式的第一挤出器和第二挤出器的剖视
图3是示出根据本发明实施方式的第二挤出器的放大的剖视图4是示出根据本发明另一实施方式的第一挤出器和第二挤出器的 的剖视图5和图6是示出根据本发明实施方式的定量单位材料排出器的立 体图7是示出根据本发明实施方式的质量测量部的立体图8是示出根据本发明实施方式的用于定量供应材料的设备的操作 过程的框图。
*附图标记说明*
10:材料供应部
20:第一挤出器
22:第一螺旋件
30:第二挤出器
32:第二螺旋件
40:定量单位材料排出器
42:旋转板
43:沖压杆度控制板 47:推压部 50:输送部 60:质量测量部
100:用于定量地供应材料的设备
具体实施例方式
下面，将参照附图详细描述根据本发明实施方式的用于定量供应材 料的设备和定量供应材料的方法。
图l是示出根据本发明实施方式的用于定量供应材料的设备的示意图。
参见图1,根据本发明实施方式的用于定量供应材料100的设备包 括材料供应部IO、第一挤出器20、第二挤出器30、定量单位材料排出 器40、输送部50以及质量测量部60。
材料供应部10包括材料储存装置12和材料混合装置14，在材料供 应部中产生胶凝的材料。材料储存装置12储存细粉末形式的淀粉、谷 物等组分，向材料混合装置14供应储存在材料储存装置12中的组分， 然后通过将这些组分与水充分混合产生胶凝的材料。
材料混合装置14通过将组分与大约70n至IOOIC范围内的水混合 而产生胶凝的材料，并且材料混合装置14可以是双夹套混合器。
如在此使用的，胶凝的原材料是指通过将包含粉末形式的淀粉、谷 物等的组分与水进行混合而制成的软材料。
第一挤出器20和第二挤出器30接收来自材料混合装置14胶凝的 材料，并以预定压力压缩这些材料。定量单位材料排出器40将由挤出器20、 30压缩过的材料分成均具 有预定形状和质量的一份份材料，然后排出得到的单位材料。
输送部50沿一个方向输送从定量单位材料排出器40排出的单位材 料，并将这些单位材料输送至需要这些单位材料的其它设备。输送部 50可由输送带构成。在输送单位材料的过程中，质量测量部60确定输 送的单位材料的质量是否在预定范围内。
图2是示出根据本发明第一实施方式的第一挤出器和第二挤出器的 剖视图，图3是示出第二挤出器的放大的剖视图。
参见图2，第一挤出器20包括第一壳体21、设置在第一壳体21中 的第 一螺旋件22 、以及提供动力以使第 一螺旋件22旋转的第 一马达23 。 材料在穿过第一壳体21和第一螺旋件22之间的空间的同时由于第一螺 旋件22的旋转而被压缩。锥螺旋件、单螺旋件、双螺旋件等可以用作 第一螺旋件21,但是在成本方面考虑，锥螺旋件是有利的。
被第 一螺旋件22预压缩的材料通过连接至第 一挤出器20的后端的 第二挤出器被再次压缩。与第一挤出器20类似，第二挤出器30同样包 括第二壳体31、设置在第二壳体31中的第二螺旋件32、以及提供动力 以使第二螺旋件32旋转的第二马达33。
如上所述，利用第一挤出器20和第二挤出器30分两步来压缩材料 的原因是因为，当仅使用第二挤出器30而没有第一挤出器20时，在被 第二挤出器压缩的材料中产生快速的压力变化，使得难以将材料的压力 控制在恒定的水平。也就是说，逐级压缩材料以便对材料进行恒压控制 是有利的。
参见图3，第二挤出器30的第二螺旋件32沿材料的运动方向(图 3中以箭头指示)直径逐渐增大。更具体地，在第二螺旋件32中，定 位在材料进入的位置处的第一轴部321的直径D1最小，位于中部的第 二轴部322的直径D2大于直径Dl,而定位在材料排出的位置处的第三 轴部323的直径D3最大(Dl < D2 < D3 )。
因此，第一轴部321与第二壳体31之间的空间Sl最大，其次是第 二轴部322与第二壳体31之间的空间S2，继而是第三轴部323与第二 壳体31之间的空间S3 (S1>S2>S3)。具有以上构造的第二螺旋件32逐级压缩材料。
在成本方面考虑，优选使用单螺旋件作为第二螺旋件32。
第二挤出器30在第二螺旋件32的后端部处具有孔口 34，以向材料 施加足够的压力。
第二挤出器30在后端部处设有压力控制传感器35，压力控制传感 器35测量并控制从第二挤出器30排出的经过挤压的材料的压力。详细 地，当从第二挤出器30排出的材料的压力高于预定压力时，压力控制 传感器35将用于降低转数的信号发射到第二马达33,而当从第二挤出 器30排出的材料的压力低于预定压力时，压力控制传感器35将用于提 高转数的信号发射到第二马达33。第二螺旋件32的转数取决于第二马 达33的转数，使得能够调节材料的压力。
能够利用压力控制传感器35使材料的压力在预定范围内(例如，3 巴至8巴)保持恒定。
图4是示出根据本发明另一实施方式的第一挤出器和第二挤出器的 剖视图。
参见图4，第一挤出器70具有水平挤出器72和竖向挤出器74。因 此，包括第二挤出器30在内一共具有三段挤出器。能够根据材料的成 分、属性以及压力适当调节该段数。
图5和图6是示出根据本发明实施方式的定量单位材料排出器的立 体图。
参见图5和图6，定量单位材料排出器40包括旋转轴41、旋转板 42、冲压杆43、旋转引导板44、弹性材料45、高度控制板46以及推压 部47。
旋转轴41连接至提供动力的马达(未示出)，旋转板42和旋转引 导板44中的每个均与旋转轴41 一体形成并在旋转轴41旋转时旋转。
圆形旋转板42设置在旋转轴41的下部处并具有以固定间隔沿圆周 设置的多个材料入口孔421。材料入口孔421用作模具，被第二挤出器 30压缩的材料填装在该模具中并在其中成形。冲压杆43在旋转板42的材料入口孔421中插入至预定深度，并通 过推压部47往复运动，将在下面对此进行描述。
更具体地，冲压杆43在下部具有插入材料入口孔421中的活塞431 ， 并且活塞431在以与材料入口孔421的内层422接触的方式往复运动的 同时将供入材料入口孔421中的材料排到旋转板42下方。因此，材料 被分成具有预定形状和质量的单位材料。
另外，将在稍后进行描述的弹性材料45由从冲压杆43的上端向外 延伸的凸缘432固定。
旋转引导板44设置在冲压杆43的中部处。旋转引导板44在与材 料入口孔421对应的位置处具有引导孔，冲压杆43从引导孔中穿过。 旋转引导板44引导冲压杆43的直线运动，使得冲压杆43可以往复运 动。
弹性材料45设置在冲压杆43的凸缘432与旋转引导板44之间， 并向冲压杆43提供弹性力。弹性材料45可以是例如弹簧。
高度控制板46设置在冲压杆43上方并使弹性材料45收缩。高度 控制板46能够上下运动以调节高度，并且冲压杆43固定在取决于高度 控制板46的位置的高度处。因此，随着高度控制板46的高度增加，冲 压杆43在弹性材料45的弹性力作用下被升起，并且冲压杆43在旋转 板42的材料入口孔421中的插入深度减小。随着沖压杆43的插入深度 减小，材料入口孔中的可用空间增大。也就是说，能够才艮据高度控制板 46的高度来改变单位材料的质量。
向下突出并提供冲压杆43的往复运动的推压部47形成在高度控制 板46的圆周的预定位置处。详细地，随着旋转板42旋转，冲压杆43 在与推压部47接触的同时往复运动至推压部47的高度。
推压部47分成下降段471、保持段472以及上升段473。在下降段 471中，高度H随着旋转板42旋转(图5中以箭头指示)而逐渐增大， 使得冲压杆向下移动。下降段471的最大高度保持在保持段472中并且 冲压杆43保持在该高度。在上升段473中，随着旋转板42旋转，该高 度从保持段472的高度逐渐减小，使得冲压杆43向上移动。
在该具体实施方式
中，下降段471和上升段473形成为直角图形，但是它们也可以是弯曲的图形。
将对定量单位材料排出器40的操作进行描述。随着连接至马达的 旋转轴41旋转，旋转板42、冲压杆43以及旋转引导板44同时旋转。 当经过推压部47时，冲压杆43向下移动至推压部47的高度H并将材 料入口孔421中的材料推下。继而，在经过推压部47之后，冲压杆43 在由弹性材料45所施加的回复力的作用下返回至初始位置。通过重复 上述操作，单位材料被不断地排出。
图7是示出根据本发明实施方式的质量测量部的立体图。
参见图7，质量测量部60包括质量检测传感器61，质量检测传感 器61测量通过输送部50输送的单位材料的质量。质量检测传感器61 确定单位材料的质量是否在基准范围内。当单位材料的质量在该基准范 围之外时，质量测量部60利用诸如气枪62的装置将相应的单位材料送 到返回部63。返回部63将已经送出的的单位材料送回到第一挤出器20。
图8是示出根据本发明实施方式的用于定量供应材料的设备的操作 过程的框图。
将描述上述用于定量供应材料的设备的操作过程，用于定量供应材 料的该设备按照如下所述供应单位材料。
将参照图8详细描述根据本发明实施方式的定量供应材料的方法。 将储存在材料储存装置12中的组分供应至材料混合装置14并形成胶凝 的材料，然后依次通过第一挤出器20和第二挤出器30压缩胶凝的材料。 第一挤出器20的挤压可分两步来进行。
通过压力控制传感器35检测被压缩的材料的压力。压力控制传感 器35基于测量到的压力向第二挤出器35的第二马达33发射信号，以 便调节转数并控制正被压缩的材料的压力。
将挤出的材料供入单位材料排出器40的材料入口孔421中，然后 通过在材料入口孔421内往复运动的冲压杆43将填装在材料入口孔421 中的材料排出。于是，制出单位材料。
对排出的单位材料进行称重，以确定其质量是否对应于预定的基准 质量。如果对应，则将单位材料供应至整理设备等处。当测量到的单位材料的质量在预定质量之外时，则将该单位材料返回到第一挤出器20'
通过重复该过程而不断地供应单位材料。
尽管上文已经公开了本发明的优选实施方式，但是本发明并非局限 于此。此外，在权利要求、详细的说明书以及附图范围内能够存在多种 改型，这些改型同样包括在本发明的范围内。
工业应用性
本发明提供适宜于自动化大规模生产的用于定量供应材料的设备 及其方法。
权利要求
1. 一种用于定量供应材料的设备，包括供应胶凝的材料的材料供应部；挤出器，所述挤出器利用螺旋件将从所述材料供应部供应的材料挤出；定量单位材料排出器，所述定量单位材料排出器通过将被所述挤出器压缩的材料填装到材料入口孔中以及然后利用在所述材料入口孔内往复运动的冲压杆排出填装在所述材料入口孔中的材料而制出具有预定形状和质量的单独的单位材料；输送部，所述输送部输送从所述定量单位材料排出器排出的所述单位材料；以及质量测量部，所述质量测量部测量通过所述输送部输送的所述单位材料的质量。
2. 如权利要求l所述的用于定量供应材料的设备，其中，所述挤出器 包括具有第 一螺旋件的第 一挤出器，所述第 一挤出器初次压缩从所述材料 供应部供应的材料；具有第二螺旋件的第二挤出器，所述第二挤出器连接至所述第一挤出器的后部并二次压缩所述材料。
3. 如权利要求2所述的用于定量供应材料的i殳备，其中，所述第二螺 旋件的直径沿所述材料的运动方向逐渐增大。
4. 如权利要求2所述的用于定量供应材料的设备，其中，所述第二挤 出器在所述第二螺旋件的后端处具有孔口 。
5. 如权利要求2所述的用于定量供应材料的设备，其中，所述第一挤 出器包括两段螺旋件。
6. 如权利要求2所述的用于定量供应材料的设备，还包括 位于所述第二挤出器与所述定量单位材料排出器之间的压力控制传感器。
7. 如权利要求2所述的用于定量供应材料的设备，其中，所述定量单 位材料排出器包括旋转轴；旋转板，所述旋转板围绕所述旋转轴装配并具有多个材料入口孔，由 所述第二挤出器压缩的材料被供应到所述材料入口孔中；以及冲压杆，所述冲压杆插入所述旋转板的材料入口孔中并在于所述材料 入口孔中往复运动的同时将供应到所述材料入口孔中的材料排出到所述 旋转板下方。
8. 如权利要求7所述的用于定量供应材料的设备，其中，所述定量单 位材料排出器还包括旋转引导板，所述旋转引导板围绕所述旋转轴装配在所述旋转板上 方，并且在与所述材料入口孔对应的位置处具有引导孔，所述冲压杆从所 述引导孔中穿过。
9. 如权利要求8所述的用于定量供应材料的设备，其中，所述定量单 位材料排出器还包括弹性材料，所述弹性材料分别设置在所述旋转引导板与形成在所述冲 压杆的上端处的凸缘之间；以及高度控制板，所述高度控制;^i殳置在所述冲压杆上方并向所述弹性材 料施加压缩力。
10. 如权利要求9所述的用于定量供应材料的设备，其中，所述高度 控制板在其一侧具有向下突出的推压部，并通过调节高度来改变所述单位 材料的质量。
11. 如权利要求10所述的用于定量供应材料的设备，其中，所述推压 部在所述旋转板旋转的同时提供所述冲压杆的往复运动。
12. 如权利要求ll所述的用于定量供应材料的设备，其中，所述推压 部具有下降段，在所述下降段中，高度随着所述旋转板旋转而逐渐增大，并 且所述冲压杆向下运动；保持段，所述下降段的最大高度保持在该保持段中；以及上升段，在所述上升段中，随着所述旋转板旋转，高度从所述保持段 的高度逐渐减小，并且所述冲压杆向上运动。
13. 如权利要求l所述的用于定量供应材料的设备，其中，所述质量 测量部还包括返回部，当通过所述质量测量部测量到的所述单位材料的质量在预定 的基准范围之外时，所述返回部将所述单位材料送回到所述挤出器。
14. 一种定量供应材料的方法，包括 供应胶凝的材料；利用螺旋件连续地挤出所供应的材料；通过测量所挤出的材料的压力以及然后基于所测量到的压力而改变 所述螺旋件的转数来控制所挤出的材料的压力； 将所挤出的材料供入多个材料入口孑L中；通过利用在所述材料入口孔内往复运动的冲压杆排出填装在所述材 料入口孔中的材料来制出单位材料；以及 测量所排出的单位材料的质量。
15. 如权利要求14所述的定量供应材料的方法，其中，所述挤出步骤 包括第一挤出过程，在所述第一挤出过程中，通过第一螺旋件预压缩所述 材料；以及第二挤出过程，在所述第二挤出过程中，通过第二螺旋件再次压缩经 过预压缩的材料。
16. 如权利要求15所述的定量供应材料的方法，其中，在所述单位材 料的制作步骤中，围绕旋转轴装配并具有沿其圆周形成的所述材料入口孔 的旋转板旋转，并且随着所述冲压杆在与所述旋转板一起旋转的同时向下 运动，当所述冲压杆经过预定节段时，填装在所述材料入口孔中的材料被 排出，然后所述冲压杆返回到初始位置。
17. 如权利要求16所述的定量供应材料的方法，还包括 将质量在预定的基准范围之外的单位材料送回。
全文摘要
本发明提供一种用于定量地供应材料的设备，该设备包括供应胶凝材料的材料供应部；挤出器，该挤出器利用螺旋件将从材料供应部供应的材料挤压出；定量单位材料排出器，该定量单位材料排出器接收来自挤出器的经过压缩的材料，并利用往复运动的冲压杆制出具有预定形状和质量的单独的单位材料；输送部，该输送部输送从定量单位材料排出器排出的单位材料；以及质量测量部，该质量测量部测量通过输送部输送的单位材料的质量。
文档编号B29C31/06GK101535019SQ200780042157
公开日2009年9月16日 申请日期2007年11月7日 优先权日2006年11月13日
发明者姜荣基, 朴宽培, 河圭真, 郑寅培, 金兴渊, 金泫秀 申请人:栗村化学株式会社