用于供给浸泡产品的计量装置的制作方法

本发明涉及一种用于供给浸泡(infusion)产品的计量(dosing)装置。

特别地，根据本发明的装置可以用于对浸泡产品(诸如茶、咖啡、甘菊等)供给到用于形成浸泡袋的自动机器的供给进行测量，其为本说明书明确提及，但不是限制本发明的范围。

背景技术：

设计成用于制作浸泡袋(诸如过滤袋、滤纸荚等)的自动机器包括(通常)沿着自动机器的生产线(根据该机器的类型可水平或垂直延伸的线)连续定位的多个操作工位。

每个自动机器还包括供给工位，该供给工位设计成用于在用来制造袋的连续过滤材料网上供给浸泡产品的一定量或剂量。

广泛使用的现有技术的供给工位的方案是称为“容积式”的类型。

该方案包括计量装置，该计量装置包括围绕轴线(通常为水平的)旋转的滚筒。

旋转滚筒插设在过滤材料网与包含浸泡产品的料斗之间。该滚筒包括多个径向腔室，这些腔室用于容纳浸泡产品且对应的计量活塞可滑动地定位在其中。

每个活塞可通过对应的偏心运动装置在至少两个操作位置之间轴向移动：

-一个位置用于接纳一定剂量的产品，其中腔室面向料斗，其中活塞径向降低；以及

-一个位置用于释放一定剂量的产品，其中腔室面向过滤材料网以便在该网上释放浸泡产品的上述剂量，并且其中活塞径向前进。

此外，计量装置配备有由拱形壁组成的调平瓦片部(tile)，该调平瓦片部在产品装载区和产品释放区之间沿着滚筒的通道轨迹定位。该瓦片部用来通过对腔室中的过量产品进行调平来修整在通道腔室内的产品剂量的体积。

这种计量装置的方案已被证明是有效和准确的，并且如果产品处理成粉末或小颗粒的形式，则可以显著提高用于浸泡产品包装的现代自动机械的连续工作速度。

然而，如果产品是“精致的”或“高质量的”，例如像叶片浸泡产品或具有大尺寸的颗粒形式，则这种类型的装置是不合适的。

事实上，叶片产品或具有大尺寸的颗粒形式的产品必须被包装成不会改变一致性从而在浸泡期间维持其质量。

因此，浸泡产品的这些特征需要通过能对产品进行逻辑性称重的计量装置来进行计量步骤，这是因为：由于每一剂量产品的尺寸和组成的缘故，计量必须缓慢地、精确地进行，并且要测量每一剂量产品的量。

用于这种类型产品的的计量装置的现有技术方案包括：

-通常带有垂直轴线的料斗，该料斗用于容纳浸泡产品；

-多个管状计量通道/斜槽，它们彼此并排定位，并且在第一端连接到料斗；每个通道/斜槽定位成倾斜的并且围绕相对纵向延伸轴线旋转，以从顶部向下输送待计量的一定量的产品；

-多个容器，这些容器用于接纳来自通道/斜槽的经计量的产品；每个容器定位在计量通道/斜槽的对应的第二端下方；

-多个秤，这些秤用于控制经计量的产品的量；每个秤被定位在对应的容器下面；

-输送器，该输送器具有面向多个容器的入口开口和一个出口开口，该出口开口构造成在单个点位处用于将从单个容器接收的剂量一次输送和定位在水平定位于所述输送器下方的过滤材料网上。

这个计量装置对包括通道、容器、秤的每个独立的计量单元进行如下工作：

-通道/斜槽将一定量的产品供给(通过相对旋转与倾斜角度相结合)到对应的容器；

-通过对应的秤来称重容器，并且如果重量是正确的，则允许使配装到容器的门打开，以用于将该剂量的产品释放到输送机内，以便能使该剂量的产品到达过滤材料网。

这种类型的装置有两个主要缺点：它在结构上非常笨重并且其具有极低的计量速度。

第一个缺点是，由于通道/斜槽的串联布置导致计量装置具有极长的结构。

第二个缺点是，由于产品的特定特征和装置的结构这两者的缘故，该结构实际上具有受限于能够保证高计量精确度的每次单个放置剂量的计量，而与存在的通道/斜槽的数量无关。因此，这决定了由位于计量装置下游的形成机的每单位时间滤袋的低产量。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种用于供给浸泡产品的计量装置，该计量装置克服了上述缺点。

更具体地说，本发明的目的是，提供一种用于供给浸泡产品的计量装置，该计量装置能够进行精确的且每单位时间具有高生产率的产品的计量。

本发明的另一个目的是，提供一种用于供给浸泡产品的计量装置，该计量装置尺寸减小并且能够适应各种类型的产品，并且用于形成过滤袋的各种机器无需任何结构改进。

通过如所附权利要求中所述的根据本发明的用于供给浸泡产品的计量装置完全地实现了这些目的。

附图说明

参考附图，通过以下对本发明的优选非限制性实施例的详细描述，本发明的这些和其它特征将变得更加明显，其中：

-图1示出了根据本发明的用于供给浸泡产品的计量装置的俯视立体图，其中一些部分被切除以更好地示出其它部分；

-图2示出了图1的计量装置的正视图，其中一些部分以剖面示出以便更好地示出其它部分；

-图3示出了图1的计量装置的、与图2的正视图相反的正视图，其中一些部分以剖面示出以便更好地示出其它部分；

-图4示出了图3的放大细节；

-图5示出了上述附图的计量装置的变型实施例的侧视图，其中一些部分以剖面示出以便更好地示出其它部分；

-图6示出了图1至图4的计量装置的工艺流程的俯视图。

具体实施方式

参考附图，特别参考图1和图2，整体标记为100的根据本发明的计量装置(注：亦可称为“配料装置”)被用来供给用于在自动机器(未示出)中形成过滤袋的浸泡产品。

更具体地，但不是限制本发明，该计量装置100用于形成一定剂量的“高质量”浸泡产品，该浸泡产品由叶片形式或大尺寸颗粒形式的组分形成，并且相对于粉末形式的或在任何情况下具有减小的尺寸的产品而言必须更小心地处理。

该计量装置100包括用于容纳松散的浸泡产品的塔(tower)1。

计量装置100还包括用于供给浸泡产品的至少一对管状通道2、3，这些管状通道连接到容纳塔1并与容纳塔1连通。

每个管状通道2和管状通道3构造成允许从塔1中拾取产品并且在其外自由端处释放产品的按重量计的受控量。

计量装置100还包括多个容器4，这些容器用于从管状通道2、3接纳浸泡产品。

每个容器4具有壁5，该壁可在容器4的关闭位置与用于排出程控剂量的产品程控剂量的打开位置之间移动。

计量装置100还包括平台6，该平台可相对于管状通道2、3移动(具有方向v)并且定位在管状通道2、3下方。

在平台6上，多个容器4沿平台6一个接一个地布置。

平台6构造成用于将每个容器4依次移动到第一位置，随后，移动到相对于供给方向v而言在前一位置下游的第二位置，并且再随后移动到区域7中，第一位置用于供给从成对管状通道2、3的第一管状通道2落下的产品的按重量计的第一量，该第一量小于程控剂量的重量，第二位置用于供给可用于达到程控剂量的重量的、从成对管状通道2、3的第二管状通道3落下的产品的按重量计的剩余量，区域7用于排出浸泡产品的程控剂量。

计量装置100包括多个称重元件8，这些称重元件沿着由平台6所遵循的路径定位，并且构造成控制在每个容器4中的、由每个管状通道2、3供给的产品的重量。

此外，计量装置100包括控制单元9，该控制单元连接到每个管状供给通道2、3，连接到每个称重元件8，并且平连接到台6。

控制单元9程序设计为：控制从第一通道2和第二通道3供给到每个容器4的产品的量以及平台6的相对运动(如下面详细描述的)。

如图1至图4所示，在非限制性示例性实施例中，容纳塔1具有纵向延伸的第一轴线x1。

如在图1至图4中还可以注意到的，每个通道2和通道3从容纳塔1径向突出(本文中呈管状圆筒形)。

优选地，每个管状通道2和管状通道3从容纳塔1突出，并围绕纵向延伸的对应第二轴线x2、x3旋转。

此外，在所示的情况下，平台6具有圆形形状(并且围绕用于容纳产品的塔1)，并且沿着方向v并且沿着圆形路径围绕轴线x1旋转。

借助驱动单元6m，平台6可移动。优选地，可移动的平台6以间歇移动的方式(即，以步进方式)来移动。

根据所示的方案，多个称重元件8沿着平台6所遵循的圆形路径定位。

图1至图3示出了第一方案，其中每个称重元件8(例如，测力传感器)定位在平台6上(例如，一体形成在同一平台内)，其可与平台6一起移动，并且在对应的容器4下方。

在图5所示的变化型实施例中，计量装置100包括另一固定的平台10，其放置在可移动(旋转)平台6上方。

在所示的情况下，固定的平台10(也是圆形的)支承第二多个容器11和多个称重元件8，这些容器用于接纳从对应的管状通道2、3落下的产品的量。

每个称重单元8定位在对应的第二多个容器11下方。

鉴于此，第二多个容器11中的每个均设置有壁12，该壁可在容器11的关闭位置和打开位置之间移动，在打开位置，通过使浸泡产品朝向位于下置的可移动的平台6中的对应的第一多个容器4落下而通过。

在这两种方案中，无论如何都有高速的产品供给速度，且结合有计量精度以及极度减小的装置整体尺寸。

优选地，每个管状通道2、3具有形成在其自由端上用于拾取产品的螺旋轮廓13，该自由端在用于容纳产品的塔1的内部。

应当注意，计量装置100包括用于每个管状通道2、3的驱动单元14。

每个驱动单元14由容纳塔1支承并且定位在对应的管状通道2、3的上方。

鉴于此，运动单元(kinematicunit)15插设在每个驱动单元14和对应的管状通道2、3之间以用于连接到管状通道2、3并且驱动管状通道2、3。每个运动单元15容纳在制成在容纳塔1上的隔室19中。

如图3和图4所示，每个运动单元15包括键连接在马达驱动轴15b上的第一齿轮15a。第一齿轮15a啮合在齿圈15c上，该齿圈刚性地连接到对应的管状通道2、3的外表面，以便后者能够在驱动单元14的作用下围绕相对的纵向轴线x2、x3旋转。

应当注意，每个驱动单元14连接到控制单元9，该控制单元程序设计为用于控制驱动单元14，以便根据作为待供给到在途中的容器4的浸泡产品的量的函数的旋转速度和时间的参数来获得对应通道的旋转情况。

优选地，计量装置100包括与容纳塔1相关联的抽吸单元16。

抽吸单元16具有抽吸源17，该抽吸源17连接到通道18(在所示的情况下是环形的)，该通道18连接到制成在容纳塔1中的管状通道2、3的容纳隔室19(参见图4)。

抽吸单元16允许持续地清洁定位在隔室19内的各种移动部件中悬浮的灰尘或材料。

优选地，容纳塔1包括腔室20和料斗21(部分地用虚线2示出)，腔室20构造成用于将浸泡产品分配到管状通道2、3，料斗21定位在腔室20上方，用于通过控制下落而将浸泡产品供给到腔室20中。

鉴于此，腔室20配备有以斜槽形式(也就是说，有着从腔室20的中心向着存在管状通道2、3的外侧下降的逐渐倾斜)构造的圆形下基部，其能够始终保持管状通道2、3可得到预定水平的松散的浸泡产品。

优选地，根据优选的非限制性实施例，计量装置100包括多个管状通道2、3，其数量少于(至少少一个)可移动的平台6上存在的容器4的数量，以便沿着平台6的路径限定出自由区域，该自由区域对应于用于通过容器4排出浸泡产品的区域7。

作为构造示例，附图中的计量装置100包括在可移动(旋转)平台6上等距间隔的八个管状导管和十个容器。

每次被带入未与管状通道2、3接合的区域的两个容器4、4'是包含产品的程控剂量的容器，并且执行将该剂量排出到单元101，该单元101用于接纳该剂量并且准备被形成的过滤袋(示意性地示出)中的剂量。

优选地，每个容器4具有可移动壁5(面向平台6的外侧的前壁)，该可移动壁5沿方向x5铰接在容器4的另外两个侧壁上，以便在容器4的关闭位置与浸泡产品的打开和排出位置之间转动。

每个可移动壁5连接到被设计成允许容器4的壁5在排出区域7中转动的装置(未示出)。

本发明还提供了一种用于供给制造过滤袋的一定剂量的浸泡产品的方法。

该方法包括至少以下步骤：

-在第一管状通道2中准备浸泡产品的按重量计的第一量，该第一量小于浸泡产品的程控剂量的按重量计的预定量；

-通过下落而将浸泡产品的第一量放置在定位在平台6上的容器4中，该平台6可相对于管状通道2移动；

-对放置的浸泡产品的第一量称重；

-在第二管状通道3中准备浸泡产品的第二量，该第二量是产品的按重量计的量，可用于达到程控剂量的重量，该第二管状通道3是在相对于平台6的供给方向v的先前的第一通道2之后；

-移动平台6以允许容器4从第一管状通道2移动到第二管状通道3；

-通过下落而将浸泡产品的第二量放置在容器4中；

-对存在于容器4中的浸泡产品的量称重；

-移动平台6以运送带有浸泡产品的程控剂量的容器4越过第二管状通道3；

-从容器4中排出程控剂量。

在上述的计量装置100的示例中，多个容器4一个接一个地定位在平台6上，并且多个管状通道2、3一个接一个地定位，管状通道2、3的数量比容器4的数量少至少一个。

在该构造中(还参见图6)，该方法包括以下步骤：

-在第一管状通道2中准备浸泡产品的按重量计的第一量，该第一量小于按重量计的一个剂量的浸泡产品的预定量；

-通过下落而将浸泡产品的第一量放置在定位在平台6上的容器4中，该平台6可相对于第一管状通道2移动；

-对放置在容器4中的浸泡产品的第一量称重；

-在第二管状通道3(第二管状通道3在相对于平台6的供给方向v的先前的第一管状通道2之后)中准备浸泡产品的第二量，该第二量是产品的按重量计的量，附加于浸泡产品的第一量；

-移动平台6以允许容器4从第一管状通道2移动到第二管状通道3；

-通过下落而将浸泡产品的第二量放置在容器4中；

-对存在于容器4中的浸泡产品的量称重；

-在第三管状通道22中准备浸泡产品的第三量，该第三量是产品的按重量计的量，可用于达到程控剂量的重量，第三管状通道22在先前的第二管状通道3之后；

-移动平台6以允许容器4从第二管状通道3移动到第三管状通道22；

-通过下落而将浸泡产品的第三量放置在容器4中；

-对存在于容器4中的浸泡产品的量称重；

-移动平台6以运送带有浸泡产品的程控剂量的容器4越过第三管状通道22；

-从容器4中排出程控剂量。

优选地，对产品的量进行准备和放置的每个步骤对彼此相邻的两个容器4、4'由并排着的两个管状通道2、2'、3、3'、22、22'同时进行，其中浸泡产品的按重量计的量相等。

优选地，在用于达到程控剂量的重量的浸泡产品的按重量计的量的最后的准备和供给之前，存在对容器4、4'进行停止和称重而不供给和放置浸泡产品的步骤。

在图5所示的替代实施例中，该方法的步骤可包括以下不同的顺序：

-在第一管状通道2中准备浸泡产品的按重量计的量，所述量等于的浸泡产品的程控剂量的按重量计的预定量；

-在相对于方向v定位在第一通道2下游的第二管状通道3中准备浸泡产品的按重量计的量，该量等于浸泡产品的程控剂量的按重量计的预定量；

-通过下落而将浸泡产品的两个量放置在定位在平台10上的第二多个接纳容器11的对应的容器中，平台10相对于第一管状通道2和第二管状通道3是固定的；

-对放置于第二多个接纳容器的对应的两个容器11中的浸泡产品的两个量称重；

-通过下落而将浸泡产品的两个量从第二多个容器中的两个容器11放置在定位在平台6上的对应容器4、4'中，平台6可相对于固定的平台10以及相对于第一管状通道2和第二管状通道3移动；

-移动平台6以运送带有浸泡产品的程控剂量的容器4、4'越过第二管状通道3；

-从容器4、4'中排出程控剂量。

优选地，但不限制本发明，可以同时进行将来自第一通道3和第二通道4的产品的量放置在第二多个容器中的对应容器11中的步骤。

类似地，也可以同时进行对第二多个容器中的两个容器11进行称重的步骤以及将来自两个容器11的产品放置到定位在可移动的平台6上的两个容器4、4'的步骤。

由于这种计量装置，实现了预设目标。

更具体地，该计量装置具有多头结构，该多头结构由于分成两个或更多个连续步骤直到获得程序设计重量而可以加速每个单个计量，这通常具有影响整个机器周期(cycle)的显著的持续时间。

该计量系统与计量器的圆形结构一起使得可以借助于计量步骤的平行进行来减少单个计量的周期时间，并且可以减小计量工位的整个结构的整体尺寸。