专利名称：冻结产品的分配装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及分配装置，特别是涉及分配冰淇淋或其他冻结、半冻结或冷却的糖食这类冻结物料的分配装置。
已经提出从可变形或可伸缩的容器中分配出冰淇淋或其他产品，但是这种容器和使容器变形的机构限制了分配装置的应用，具体地说在所能分配的产品种类、分配装置的尺寸、动力要求以及严格的卫生要求方面，都受到了限制。
本发明的目的就是提供一种能够分配种类广范的冻结物料且制造成本较低的分配装置。
根据本发明的一个方面，用于分配冻结产品的分配装置包括用于盛装待分配的半固态形式的冻结产品的可变形的容器，该容器具出口机构，出口机构包括一个位于容器一端的出口，产品可通过此出口排出;用于使容器变形由此将容器中的产品通过所述出口排放出来的驱动机构，驱动机构受动力操作，它包括一个可与容器带有出口的一端的相对端接触的柱塞，以便通过使容器逐渐地变形而让数量渐增的产品从所述出口排放出来;一个用于装纳容器的筒体或箱体，在工作期间，筒体用来可释放地固定容器;和致冷机构，它用于将容器保持在低温;其特征是所述驱动机构包括一个压缩气体源，所述压缩气体在从容器中排放产品期间作用在所述柱塞上，使得柱塞在驱动机构的作用下象一个活塞那样沿着筒体朝一个方向运动，并且在将预先注满产品的容器插入筒体期间，可使柱塞沿另一相反方向运动。
在一种结构中，压缩气体在排放产品期间直接作用在柱塞上，柱塞与筒体内壁是密封接触的。
在另一种可供选择的方案中，驱动机构包括一个设置在柱塞和筒体远离所述出口机构的端部之间的、可伸长的气囊。该气囊与压缩气体源连通，以便在所述气体充入期间伸长并迫使柱塞推动容器的所述相对端。
可伸长的气囊最好包括风箱机构，它设置在柱塞和筒体之间并可与它们接触。风箱机构的径向外周边不与筒体的侧壁接触。
风箱机构的完全伸长行程至少应等于充满产品的容器的长度与完全变形后的容器长度之差。
风箱机构可由多个互连的柔性环形膜片组成，相邻的膜片交替地在其内径和外径处相连。
筒体的一端最好带有一个筒盖，筒盖上有个接收容器上出口机构的开孔。筒盖在排放产品期间给容器提供一个支座，当筒盖打开时，就提供了通入筒体的通道以更换容器。
筒盖可铰接在筒体上，并且它包括将筒盖在排放产品期间固定在筒体上的固定机构。
筒盖可带有一个控制通过出口机构的产品排放量的截流阀。截流阀包括一个排放产品的排放口。
为了便于清洗，截流阀可从筒盖上拆下，并且容器上的出口机构可直接与截流阀连通。
致冷机构可具有直接围绕筒体设置以冷却筒体的冷却介质通道，筒体可由绝热机构包围。
根据本发明的另一方面，提供了一种用于分配冻结产品的分配装置，它包括用于盛装待分配的半固态形式的冻结产品的可变形的容器，该容器具有出口机构，出口机构包括一个位于容器一端的出口，产品可通过此出口排出;用于使容器变形由此将容器中的产品通过所述出口排放出来的驱动机构，驱动机构与容器带有出口的一端的相对端接触，由此通过使容器变形让产品从所述出口排放出来;一个用于装纳容器的筒体或箱体，在工作期间，筒体用来可释放地固定容器;和致冷机构，它用于将容器保持在低温;其特征是所述筒体的一端带有一个筒盖，筒盖在筒体中限定一个开口，而且利用筒盖将容器可取出地置于筒体中，筒盖接纳容器上的出口机构并带有控制从容器中排放产品的截流阀。
所述容器可由两部分构成，其中一部分包括一个带有所述出口机构的端壁，另一部分包括一个主体，该主体在将容器注满产品之后固定在前述的那一部分上。
参照附图，通过对仅仅作为例子给出的本发明的优选实施例的说明，可更加明了本发明的进一步特征。附图中
图1是本发明的一种形式的分配装置的侧视图，其中带有局部剖面;
图2是图1所示装置的垂直剖视图;
图3是用于图1和图2所示装置中的容器的侧视图;
图4是另一种形式的分配装置的侧视图，其中带有局部剖面;
图5是图4中可伸缩的风箱的侧视图;
图6是风箱的一端视图;
图7是风箱的另一端视图;
图8是图4所示装置的垂直局部剖视图;
图9是图8所示部分装置的水平剖视图;
图10是图8和图9所示部分的端视图，其中省略了阀组件;
图11是一种改进型活塞的部分示意图。
参见附图1-3，其中所示的分配装置10包括一个矩形主体11和一个基座12。在主体11中，设置有一个圆柱形筒体或箱体14，筒体14可取出地装纳一个大致为圆柱形的容器15，容器15用于盛装待分配的产品。筒体14的一端14A是封闭的，一个柱塞或活塞16可从所述一端14A朝其相对端沿筒体14往复移动。
活塞16利用密封件17与筒体14的内壁密封接合，并由来自压缩机18的压缩空气沿筒体驱动。出自压缩机的压缩空气通过阀门19进入筒体14或储气室20，阀门19能根据分配装置的工作状态和筒体14内的气压力而动作，以和储气室20连通。
由于有可能在筒体14的内壁上结集冰，所以可将密封件17柔性地安装，使之适应于这种集冰状态。为此，密封件17应具有充足的径向深度。在一种结构中，密封件17包括一个围绕活塞16伸展的可充气膨胀的管形件，以便柔性地填充活塞周边和筒体14内壁之间的间隙(如图11所示)。在此结构中，可充气膨胀的管形件由标号90表示，它围绕着活塞16的整个周边延伸。供给管形件90的空气沿着软管91引入活塞16，再沿活塞中的通道92引入管形件90。当空气进入管形件90时，管形件90就向外膨胀到与筒体14内壁密封接触。管形件90中的空气压力可以比较小，但仍能与筒体内壁构成密封接触，而且即使是筒体内壁不平或有冰层时也能形成密封。
在筒体14远离活塞16的一端，设置了一个筒盖22，它用来将容器15关在筒体14内并且当容器15由活塞16推动时给容器15提供一个支座。打开筒盖22时，能够进入筒体14，以便更换和取出容器15。
容器15大致为圆柱形(见图3)，它在与活塞16接触的一端有个端壁23，而其另一端有个大致为锥形的端壁24，锥形端壁24的锥顶成形有一个出口25，产品可通过此出口25从容器15中分配出来。出口25为斜削的喷嘴形。
位于端壁23和24之间的容器主体26呈波纹形，使得它可沿其轴向变形，以便当活塞16推动端壁23时，减小容器的内部容积。当活塞16与端壁23接触时，端壁23变形到如虚线23′所示的位置。
筒盖22的内部形状与端壁24的形状是一致的，并且在筒盖的中心有个用于接收斜削喷嘴形出口25的开孔。在分配装置使用时，筒盖22被固定到筒体14上。
在此实施例中，容器由两部分构成一个由端壁23和主体26组成的主体部分，和一个由端壁24以及相连的出口25组成的端盖部分。在给主体部分注满产品后，将主体部分和端盖部分固定在一起。为此，主体部分上成形有一个法兰27，此法兰27与端盖部分上的法兰28相接合。在给主体部分充注产品后(例如，把主体部分放置在未示出的充注装置上，由此将产品以圆柱段的形状挤入容器中)，通过将相接合的法兰27和28焊接起来，使端盖部分固定在主体部分上。如图所示，法兰27和28在固定起来以后，径向上可超出容器的圆柱壁。在这种情况下，当筒盖22关闭时，法兰27和28便位于筒体14和筒盖22之间。
可在筒盖22的一侧或两侧设置铰链30(当两侧设有铰链时，可沿两个方向打开筒盖)，筒盖22还具有一个用于打开和关闭筒盖的手柄31。还可以装设卡子(未示出)，以便当容器放置在筒体中以进行分配操作时，将筒盖卡紧到关闭位置。
一个阀组件29可拆除地安装在筒盖22上，利用这个阀组件29对从容器中排放出的产品数量进行控制。阀组件29包括一个阀块31，阀块31具有一条直接从出口25接受产品的通道32。通道32引向排放口33，排放口33将排放物向下注入一个接收待分配产品的容器中。一个往复运动的阀件34(图1所示为打开位置)可向上和向下运动，用作排放口33中的截流阀。阀件34可由气动活塞和气缸或通过手柄35由人力操作。
当阀组件29被操作到打开位置时，空气阀19就将压缩空气从压缩机18和(或)储气室20引出，推动活塞16并对容器15作用。
在活塞16沿筒体14运动到其整个行程的终点时，作用在容器15后面的空气压力被释放掉。这时将筒盖22打开即可触及到容器15，并可将已排空的容器从筒体14中取出。然后把另一个注满产品的容器置入筒体，在进行这一操作的同时，活塞16被沿着筒体推回到它的起始位置。在注满产品的容器完全插入筒体之后，将筒盖22关闭，并通过操作卡子来将筒盖22固定就位。
阀组件29可从筒盖22上拆下，以便于清洗，例如在筒盖和阀组件之间可采用卡口或滑插接头(见图8和9)。
分配装置的基座13包括致冷机构40，致冷机构40通过提供冷却介质来保持筒体14处于低温，冷却介质围绕着筒体14的外表面流过环绕该外表面延伸的导管41。还设置了围绕筒盖22延伸的导管42，这样环绕导管41和42流动的冷却介质将筒体14保持在所需的低温，从而保持其中的产品处于冻结状态。作为一种选择方案，筒盖22和(或)筒体14也可以具有成形在自身内部的冷却介质通道。导管42、42和端壁14A由绝热材料50包盖。
绝热材料50可以是泡沫塑料，围绕其外部设置有板状材料51(例如不锈钢板)，由此构成分配装置的外壳。也可将类似的板状材料设置在筒体22上的绝热材料50的外面。
可以理解，可选用任何适当形式的冷却介质，例如氟利昂或盐水，而且可以取代掉所提供的导管，而让冷却介质流过筒体14和筒盖22内的通道。还设置了与筒盖导管42相连的软管(未示出)，以确保筒盖能打开和关闭。作为一种选择方案，也可将筒盖导管42省掉。
还应明白的是，这种分配装置提供了从预先注满产品的容器15中分配出冻结产品的便利条件。在注满产品之后，容器15呈现图3所示的形状，它具有与其主体固定就位的端盖。在此阶段以及在运输期间，出口25是由封闭件45关闭的，封闭件45由易撕带46固连到出口25上。也可以采用一个螺旋盖来取代上述结构。
上述的气动活塞结构具有几个显著的特点，通过使用一个在不工作期间储存压缩空气的储气室20，就可以采用较小的压缩机18。当所需的产品分配量超过压缩机的工作能力时，储气室就可用作为附加气源。在更换容器15而释放掉筒体内的压缩空气以后，压缩空气能在新容器开始排放产品时快速地注入筒体。
现在参见图4-7，它们表示了分配装置的另一个实施例，其中相同的标号表示和前一实施例中相同的部件。
在此实施例中，活塞16较松弛地与筒体14的内壁相配合，其间仅存在引导关系，并且活塞16由来自压缩机18的压缩空气沿筒体14驱动。来自压缩机的压缩空气进入可伸缩的风箱或可伸长的气囊21中。
风箱21设置在缸体14的端壁14A和活塞16之间，其结构设计成在来自压缩机的压缩空气的压力下，风箱21可沿筒体14的纵向伸长并推动活塞16。如图4所示，风箱21部分地伸长，使容器15部分地压缩或变形。
风箱21为手风琴的折叠风箱形，其一端与活塞16相连，其另一端与端壁14A相接触，端壁14A用作为风箱21的支座。
如图所示，风箱21由多个圆环形塑料膜片构成，这种塑料在施加到风箱上的正常的空气压力下是不可扩张的，而且是不透空气或其它可用于给风箱加压的气体的。这种塑料可以是由纤维增强的聚氨基甲酸乙酯薄片。一个塑料端部膜片61(见图4)带有一个进气嘴60，进气嘴60穿过膜片61的加强中部并连接到法兰件62上。进气嘴60可拆掉地连接到空气压缩机18。
位于风箱21另一端的塑料膜片64(见图5)邻近活塞16，它带有一个内部金属片65，从金属片65上伸出销子66，利用销子66使风箱21的端部连接到活塞16上。销子66穿过膜片64和活塞16的外侧边，并由螺母紧固。或者，也可以在膜片64和活塞16上设置一对互相啮合的卡钩。
位于端部膜片61和64之间的每个膜片67都具有一个中心孔68，空气经中心孔68沿风箱流动，相邻的膜片彼此焊接。焊接方式是每一对膜片仅仅围绕着它们的外侧周边70彼此焊接，而相邻对的膜片是沿围绕其中心孔68的内周边71彼此焊接的，且焊缝延伸至位置72。
在任何情况下，位于周边70和71-72的焊缝都围绕整个膜片一圈延伸，而且这种焊接是气密的，以构成一个密闭的风箱，只有通过进气嘴60才能向风箱充气。
图5所示的风箱处于其缩回位置，当将注满产品的容器15放入筒体14时，风箱处于收拢状态。图4表示了在从容器15中往外分配产品期间风箱21部分伸长的情况。在膜片67的内表面上加工有径向布置的空气通道(未示出)，以确保空气能作用到膜片之间的空间中。
所述的风箱21具有一个小的最小长度，当风箱伸长时，风箱并不侧向膨胀到与筒体内壁接触，尽管它可以沿纵向产生相当大的伸长。当然也可以采用其它形式的风箱21。
作为对所述风箱结构的一种改进，也可将风箱制成具有双层壁。可以将一根内管插放到所述的风箱中，使压缩空气充入内管以趋使活塞运动。
当容器15被完全压缩到具有最小内部尺寸时，风箱21则具有最大长度，活塞16到达靠近容器出口25的终端位置。
通过将空气压力间接地施加到活塞16上，就可用不易扩张的材料制造筒体14和活塞16，而且活塞16可松动地设置在筒体14中。例如，筒体14可由钢或铝或挤压塑料制成。类似地，活塞16也可由塑料制成。
如果需要，为了防止风箱21侧向膨胀，可以在风箱焊接的位置(例如在70或72处)套装上刚性环。
压缩空气被从压缩机18引入风箱21，外界空气能通过筒体14中的出口54自由地进入和离开风箱周围的空间。
此实施例中的容器15与图1-3所示实施例中的大致相同，只是其端壁24与容器轴线成直角并且与容器主体形成一个整体。筒盖22的内部形状与端壁24的形状一致，而且在筒盖的中央有一个用于接纳斜削形出口25的开孔。
当容器15被完全压缩而活塞16沿筒体14运动到整个行程的终点时，风箱21中的空气压力就被释放掉。这时打开筒盖22即可触及到容器15，并可将已排空的容器从筒体14中取出。然后把另一个注满产品的容器插入筒体，在进行这一操作的同时，活塞16被沿着筒体14推回到它的起始位置，风箱被压缩到其最小长度(见图5)。在注满产品的容器完全插入筒体之后，将筒盖22关闭并固定就位。
现在参见图8-10，图中表示了另一种筒盖结构和阀组件29的另一种安装方式。
在此形式中，筒盖22为单件式结构，它可由塑料模压而成，所选用的材料应具有所需的绝热性能。筒盖22具有一个用于接纳出口25的中心孔，在中心孔附近有个用于装接阀组件29的滑座80。
滑座80限定两条分开的垂直滑槽，滑槽接纳从阀组件侧面相对伸出的凸脚81。滑座80具有一个横梁82，使用时阀组件29的下端抵靠在横梁82上。
在筒盖22打开时，阀组件29位于筒盖上;当筒盖关闭而使容器26装入筒体14时，容器出口25伸入位于阀组件29后侧的通道32中。这样确保不能将阀组件29从处于关闭位置的筒盖上取下。在其它方面，阀组件与前述结构是相同的。如图10所示，在筒盖两个相对侧(如在85和86处)设置铰链，使得筒盖可朝任一侧打开。
可以利用任何充注方法向容器15充注任何种类的产品，例如可将产品浇入或放入容器中。
供分配装置使用的容器可储存在装置基座中的冷冻室(未示出)，或者可在装置上安置一个冷冻缸，装入一个或多个头尾相连的容器，它们一头或两头带有盖。
可将几台分配装置并排设置或叠置，使每台装置装有一种产品，这样在同一地点就可提供一系列产品。或者可将两个或更多个筒体设置在一个公共系统中。
本发明的分配装置可分配出种类繁多的产品，其中包括那些含有水果和(或)果仁等固态颗粒的产品。产品的分配可由人工控制，操作手柄35以打开排放阀并保持所需的时间，直到从中排放出所需数量的产品。当然，也可将装置设计成能自动地排放出预定量的产品。
上述的气动结构具有几个显著的特点。在更换容器并由此释放掉风箱中的压缩空气之后，当一个新的容器开始排放产品时，压缩空气能迅速地充入风箱中。
可以从另外的气源例如从压缩气体容器提供出压缩气体，以取代作为压缩空气源的压缩机。另外，取代致冷机构40的是可利用压缩气体例如氮气的膨胀而进行冷却。
应该理解，为了分配种类广泛的产品(包括较硬的冰淇淋)，需要向容器26施加较大的压力。本装置能在空气压力大约为45磅/平方英寸的条件下工作，这一压力将给容器提供大约为1吨的压力。已经发现，通过采用这样大的压力，就能提高排出的硬性冰淇淋的连续性(稳定性)。
通过采用具有上述结构的风箱，提高了分配装置的可靠性，并且从风箱中泄漏的空气能被控制在筒体中。
权利要求
1.用于分配冻结产品的分配装置，包括用于盛装待分配的半固态形式的冻结产品的可变形的容器，该容器具有出口机构，出口机构包括一个位于容器一端的出口，产品可通过此出口排出，用于使容器变形由此使容器中的产品通过所述出口排出的驱动机构，驱动机构受动力操作，它包括一个可与容器带有出口的一端的相对端接触的柱塞，以便通过使容器逐渐地变形而让数量渐增的产品从所述出口排出，一个用于装纳所述容器的筒体或箱体，在工作期间，筒体用来可释放地固定容器。致冷机构，它用于将容器保持在低温，其特征是所述驱动机构包括一个压缩气体源，压缩气体在从容器中排放产品期间作用在所述柱塞上，使得柱塞在驱动机构的作用下象一个活塞那样沿着所述筒体朝一个方向运动，并且在将预先注满产品的容器插入所述筒体期间，可使柱塞朝另一相反方向运动。
2.根据权利要求1的装置，其特征是压缩气体在排放产品期间直接作用在柱塞上，柱塞与所述筒体的内壁是密封接触的。
3.根据权利要求1的装置，其特征是所述驱动机构包括一个设置在柱塞和筒体远离所述出口机构的端部之间的、可伸长的气囊，该气囊与所述压缩气体源连通，以便在所述压缩气体充入期间伸长并迫使柱塞推动容器的所述相对端。
4.根据权利要求3的装置，其特征是所述可伸长的气囊包括风箱机构，风箱机构设置在所述柱塞和筒体之间并可与它们接触，风箱机构的径向外周边不与所述筒体的侧壁接触。
5.根据权利要求3或4的装置，其特征是所述风箱机构由多个互连的柔性环形膜片组成，相邻的膜片交替地在其内径和外径处相连。
6.根据前述任意一个权利要求的装置，其特征是所述筒体的一端带有一个筒盖，筒盖上有个接收所述容器上的出口机构的开孔，筒盖在排放产品期间给容器提供一个支座，当筒盖打开时，就提供了通入筒体的通道，以更换容器。
7.根据权利要求6的装置，其特征是所述筒盖铰接在筒体上并且包括将筒盖在排放产品期间固定在筒体上的固定机构。
8.根据权利要求6或7的装置，其特征是所述筒盖带有一个控制通过所述出口机构的产品排放量的截流阀，所述截流阀包括一个排放产品的排放口。
9.根据权利要求8的装置，其特征是所述截流阀可从所述筒盖上拆下，所述容器上的出口机构与所述截流阀直接连通。
10.根据前述任意一个权利要求的装置，其特征是所述致冷机构包括直接围绕所述筒体设置以冷却所述筒体的冷却介质通道，所述筒体由绝热机构包围。
11.用于分配冻结产品的分配装置，包括用于盛装待分配的半固态形式的冻结产品的可变形的容器，该容器具有出口机构，出口机构包括一个位于容器一端的出口，产品可通过此出口排出，用于使容器变形由此将容器中的产品通过所述出口排出的驱动机构，驱动机构与容器带有所述出口的一端的相对端接触，由此通过使容器变形而让产品从所述出口排出，一个用于装纳所述容器的筒体或箱体，在工作期间，筒体用来可释放地固定容器，致冷机构，它用于将容器保持在低温，其特征是所述筒体的一端带有一个筒盖，筒盖在筒体中限定一个开口，而且利用筒盖将容器可取出地置于筒体中，筒盖接纳所述容器上的出口机构并带有控制从容器中排放产品的截流阀。
12.根据权利要求11的装置，其特征是所述容器由两部分构成，其中一部分包括一个具有所述出口机构的端壁，另一部分包括一个主体，该主体在将容器注满产品之后固定在前述的那一部分上。
全文摘要
冻结产品的分配装置，包括一个容纳装有待分配产品的圆柱形可变形容器26的圆柱形筒体14。柱塞16推压容器以便从容器中排出产品。柱塞由压缩空气驱动，压缩空气或者直接加压于柱塞上或者通过一个与柱塞接触的风箱来推压柱塞。筒体具有一个筒盖22，产品可经过筒盖流到一个出口阀29，筒盖可被打开以更换容器。
文档编号B65D83/14GK1048826SQ9010475
公开日1991年1月30日 申请日期1990年7月20日 优先权日1989年7月20日
发明者沙恩·罗伯特·麦吉尔 申请人:沙恩·罗伯特·麦吉尔