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专利名称：用于产品输送装置的阻挡闸门的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种经过改进的产品输送设备，尤其是，涉及一种这样的产品输送设备，该产品输送设备借助于一个阻挡闸门(a stopper gate)来在产品第一次运行穿过产品输送装置时有效地对产品进行配送。多个阻挡闸门被定位成与产品输送装置底部上的多个滑动门相邻，并且受到控制，以便对沿再循环输送装置进行循环的产品的量加以限制。本发明大大减小了由于过量的产品发生再循环而造成产品变质的潜在危险。
对相关现有技术的描述振动式输送装置是在食品加工工业中通常使用的一种设备，用于将诸如土豆片这样的产品分配到称量装置中。在大多数的包装生产线中，产品沿着带有多个产品称量装置的振动式配送装置进行移动，所述产品称量装置被置于输送装置的下方，并且沿着该输送装置的长度方向排布。当一个称量装置需要产品时，在该特定称量装置上方位于配送装置底部的滑动门打开，使得产品掉落到该称量装置上。可能存在的情况是，由于当产品经过称量装置上方时却没有任何一个称量装置的闸门被打开，而使得产品流经所有称量装置的上方但却未发生掉落。通常，利用一个再循环输送装置来改变未被分配的产品的流动路径，将其返回到配送装置的入口处，而不是简单地将这些未分配到称量装置中的产品丢弃掉。
以这种思路设计而成的现有示例由附

图1A图示出来。贯穿本说明书，相同的数字被用于指代相同的部件。附图1A示出了一个配送装置100的俯视图，该配送装置100具有多个滑动门105和一个再循环输送装置115。配送装置100由多个配送盘区段(未示出)构成，各个配送盘区段均具有多个被安装在输送盘底部的滑动门105。输送盘沿产品流125的流动方向进行振动。在工作过程中，输送盘向下并且沿产品流流动的反方向下沉，并且随后向上并且朝向产品流125的流动方向提升。以这种方式，产品在被倾倒到位于较低高度处的下一配送盘上之前，被移动至位于各个配送盘端部处的较高位置处。
滑动门105由一个位于该滑动门105下方的称量装置进行控制，当需要更多产品时，由该称量装置发送一个信号来打开滑动门105。从而，各个滑动门105相互独立地进行工作。再循环输送盘的工作方式与配送盘的工作方式相似，只是不带有滑动门，该再循环输送盘只是简单地将产品送回到配送盘的起始阶段120中。
附图2A示出了处于工作状态的配送装置100。产品200，比如土豆片，从厨房中送出并且被放置在配送装置100的起始阶段120上。随后，产品200流过多个滑动门105的上方，直至其掉落到一个敞开的滑动门105中。如果产品200流过所有滑动门的上方却没有发生掉落，那么它将堆积在再循环输送装置115的上游端部130上，并且改变流动路线而返回到配送装置100的起始阶段120中。在通常的系统中，大约有20％的产品从再循环输送装置上改变流动路径，返回到配送装置中。这些20％产品中的相当一部分将会经历第二次或者第三次流动路径的改变。可以想象的是，在给定的产品配送循环过程中，产品中的某些部分甚至永远不会发生掉落。
产品在输送装置上滞留的时间越长，冷却到的温度就越低，从而，由产品吸收的水分就会越多。随着产品被从配送装置100循环至再循环输送装置115并且被返回至配送装置100，其温度将降低至这样的温度，在该温度下产品的蒸汽压力低于周围的大气压力。当这种情况发生时，产品将从大气中吸收水分，增大该产品中的水分含量。由于被包装后的产品中含有过量的水分，将会导致过早地变质。当产品后续流过配送装置100时，被包装后的产品的贮藏寿命将会因此而缩短。另外，即使仅有一部分被包装在包装袋中的产品经历了再循环，那么再循环产品中所吸收的水分还将会影响那些没有吸收任何水分的产品，从而同样会导致产品更快地发生变质。
可以通过提高温度和降低湿度来对室内的环境状况进行控制。但这并不是一种可行的解决方案，这是因为购置、操作和维护控制室内环境所需的设备，其成本极其昂贵。另外一种可选择的方案，是利用被置于产品上方的红外线加热装置来保持产品处于温暖状态。利用这种方式来保持产品处于温暖状态，从理论上讲，在不从周围空气中吸收水分的条件下，产品可以在比室内温度高的温度下循环数小时。但是，这种解决方案的明显缺陷在于需要一个电源或者气体能源。这种能源成本的增大，降低了这种操作的获利能力，从而使得这种解决方案并不能成为一种吸引人的解决方案。另外，将产品长时间地保持在较高的温度下，将会影响产品的特性和质量。
因此，最好的解决方案是能够研制出一种方法和设备，该方法和设备用于在产品进入包装线中之后，最好是在产品第一次流过配送装置时，尽可能快地将产品分配到称量机构中。当以这种方式进行包装时，在被包装到一个汽密性包装袋中之前，产品将不会有时间进行冷却和从周围空气中吸收水分。
对本发明的概述本发明通过利用多个阻挡闸门来缩短产品在配送装置上的滞留时间，以确保在第一次经过配送装置时有95％以上的产品被包装起来。各个阻挡闸门被放置成与一个靠近配送装置端部的滑动门相邻。在工作过程中，阻挡闸门向下转动至闭合位置，以便产品无法流过该阻挡闸门。一个传感器被用来确定出产品的料位，以便如果产品的料位在配送装置中达到预定的高度时，阻挡闸门将自动地开启，并且允许产品流向再循环输送装置。由于阻挡闸门被放置成与配送装置中的一个滑动门相邻，所以可以将产品保持一定的时间，该时间通常能够允许产品掉落到特定的滑动门中，以便在第一次运行过程中就得以包装，而不是经历两次或者多次再循环。
虽然在任何给定的时间点上仅有一个阻挡闸门处于工作状态，但是设置有多个阻挡闸门来用于这种情况，即由于与所述滑动门相关联的称量装置无法接收产品而使得最靠近输送装置下游端部的滑动门处于无法工作状态。在这种情况下，靠上游的下一个阻挡闸门将是处于工作状态的滑动门。通过设置三个或者多个阻挡闸门，不大可能与这些阻挡闸门相邻的三个滑动门均处于无法工作状态。从而，更能够确保产品在第一次流过配送装置时就得以包装。
利用一个计算机控制装置来连续地计算滑动门的激活时间，以便确定出哪一个是最后一个处于工作状态的称量装置，从而可以将相应的阻挡闸门关闭起来。还设置有一个计时器，用来确定出滑动门需要关闭多长时间。如果滑动门已经关闭了预定的时间，那么该计时器将假定在该滑动门处的称量装置处于无法工作状态，并且将阻挡闸门打开。
通过下面的详细描述，本发明的前述及其它技术特征及优点将会得以明白。
对附图的简述附图1A是一个现有输送系统的示意性俯视图。
附图1B是本发明中一个输送系统实施例的示意性俯视图。
附图2A是一个处于工作状态的现有输送系统的示意性俯视图。
附图2B是本发明中一个处于工作状态的输送系统实施例的示意性俯视图。
附图3A是本发明中一个位于闭合位置处的阻挡闸门优选实施例的透视图。
附图3B是本发明中一个位于开启位置处的阻挡闸门优选实施例的透视图。
附图4是本发明中两个阻挡闸门优选实施例的透视图，这两个阻挡闸门被安装在一个拼合式盘输送系统(a split pan conveyor system)上。
附图5是本发明中一个处于工作状态的拼合式盘输送系统优选实施例的示意性俯视图。
详细描述附图1B是本发明中一个输送系统优选实施例的示意性俯视图。三个阻挡闸门110a、110b和110c被放置成与位于配送装置100下游端部100a处的相应滑动门105a、105b和105c相邻。阻挡闸门110被置于下游端部100a处，以使得产品在到达阻挡闸门110a、110b和110c之前能够掉落到上游滑动门105a、105b及105c中之一内。
附图2B是本发明中一个处于工作状态的输送系统优选实施例的示意性俯视图。三个阻挡闸门110a、110b和110c被放置成与相应的滑动门105a、105b和105c相邻。虽然示出了三个阻挡闸门110a、110b和110c，但是本发明并不局限于三个阻挡闸门。根据输送装置的工作特性、操作人员的需要或者出于经济方面的考虑，可以在配送装置上仅安装一个阻挡闸门，或者安装四个、五个阻挡闸门等等。
附图2B示出了工作的方式，其中，两个阻挡闸门110b和110c被打开，这是因为位于这些阻挡闸门下方的称量装置由于某些原因而处于无法工作状态。因为称量装置目前未被使用，或者是因为由于更换包装薄膜、装袋机发生故障或者其它工况而使得该称量装置临时性停机，所以该称量装置可以在某一给定位置处处于无法工作状态。用于对产品进行装袋操作的装袋机(未示出)通常被置于各个滑动门105a、105b和105c下方的称量装置的下方。如果装袋机中的一个处于无法工作状态，那么相应的称量装置将无法接收产品。从而，在任何给定的时间点上，最靠近配送装置100下游端部的可工作称量装置将是与正在工作的阻挡闸门相关联的那个称量装置。因此，两个下游的阻挡闸门110b和110c将保持在开启位置处，直至位于其下方的称量装置再次开始接收产品为止。如果下游的称量装置中的一个再次开始接收产品，那么上游的阻挡闸门110a将打开，并且，与目前正在接收产品的称量装置相邻的那个阻挡闸门将被关闭。例如，如果与中间的阻挡闸门110b相关联的称量装置再次开始工作，那么上游的阻挡闸门110a将打开而中间的阻挡闸门110b将随后关闭。但是，在这种情况下，即如果分别与中间的阻挡闸门110b和下游的阻挡闸门110c相关联的两个称量装置同时再次开始工作，或者与下游的阻挡闸门110c相关联的称量装置首先再次开始工作，那么上游的阻挡闸门110a将打开，而下游的阻挡闸门110c将关闭。在这种情况下，中间的阻挡闸门110b仍然保持处于打开状态。从而，该系统进行工作，以使得在任何给定的时间点上仅有一个阻挡闸门110处于关闭状态，并且处于关闭状态的阻挡闸门是与最靠近配送装置100下游端部的可工作称量装置相关联的那个阻挡闸门。提供以这种方式使用本发明中的阻挡闸门，在第一次流过配送装置时，仅大约有2％的产品200完全流过该配送装置，这就意味着，大约有98％的产品200在第一次流过配送装置时就落入到滑动门105之内，而不会于再循环输送装置115上发生再循环。
本技术领域中的熟练技术人员将会认识到，可以利用任何形式的控制系统来对本发明中的阻挡闸门进行操作。通常来说，用于操作滑动门的软件被修改成也能够对该配送系统上的其它装置进行调节。但是，任何类型的控制装置，无论是计算机驱动或是人工操作，或者无论是从属的或是独立的，均落入本发明的保护范围之内。另外，在不脱离本发明技术构思的条件下，可以利用不同于前述操作方式的操作方式来对阻挡闸门进行控制。
附图3A是本发明中一个位于关闭位置处的阻挡闸门优选实施例110的透视图。附图3B是本发明中一个位于打开位置处的阻挡闸门优选实施例110的透视图。一个圆柱形横杆300被连接在一个旋转式气动致动器310的一个端部上，该旋转式气动致动器310又被连接在一个框架320上。用于一个优选实施例中的气动致动器310是具有90度工作循环的FestoSeries DRQD-32型致动器。两条气动管线315被用来操作该致动器。管线315被连接到一个具有两个接口的Festo气动螺线管(two port Festopneumatic solenoid)上，由该气动螺线管来控制施加于致动器310上的气动压力的大小和方向。还利用了一个节流阀来与气动螺线管相结合，以便缓慢地操作阻挡闸门。本发明并不局限于使用气动致动器。根据需要，可以使用任何能够打开和关闭阻挡闸门的致动器。气动致动器在食品工业中是优选的，这是因为它们与液压或者机械式致动器相比，更为清洁和高效。
圆柱形横杆300的相对端部被连接在框架320上，以使得该横杆300能够在一个轴承面330中转动。在一个优选实施例中，轴承面是由UHMW板制成的滑动轴承。UHMW是一种分子量极高的塑料，这种塑料的结构非常致密，耐磨性很好并且易于清洁，通常被用于食品工业中。本技术领域中的熟练技术人员将会认识到，也可以利用其它适用的轴承面，并且本发明并不局限于所适用的特定轴承。
两块不锈钢矩形平板340被连接在圆柱形横杆300上，以便它们在同一平面内从横杆300开始径向向外延伸。在矩形平板340上成形有切槽340a，用于利用紧固件360对一块矩形UHMW板350进行连接，以使得可以对板350的高度进行调节，来在板350与配送装置100之间形成合适的间隙。板350的宽度对应于配送装置100的宽度370，但它们之间具有一定的公差，以便板350能够轻微地左右摆动。UHMW板的高度对应于输送盘380的高度。在工作过程中，旋转致动器310不会将阻挡闸门110关闭，除非与阻挡闸门110相邻的滑动门105位于打开位置处。这样就能够防止当阻挡闸门110移动至关闭位置处时发生产品泄漏现象。阻挡闸门也可以被构造成使得阻挡闸门能够在一个平面内纵向移动，而不是环绕圆柱形横杆进行转动。但是，旋转式阻挡闸门是优选的，这是因为其所造成的产品泄漏量较少。本发明并不局限于阻挡闸门的所述外形和材料。任何能够阻止产品流入配送装置下方的闸门均落入本发明的保护范围之内。一旦阻挡闸门位于关闭位置处，滑动门105将根据相关联的称量装置的需要而打开和关闭。
一个超声波传感器390被置于阻挡闸门前方大约一英尺处的产品上方，并且被固附在框架320上。由于超声波传感器的精确性，所以超声波传感器被广泛用于食品工业中对产品的料位进行检测。适用的传感器是Hyde Park 556系列。但是，本发明并不局限于超声波传感器。任何能够在配送装置上的特定位置处对预定的产品料位进行检测的传感器均能够满足本发明的目的。当产品在配送盘100上堆积到由用户预设的产品料位时，阻挡闸门110打开，并且保持在打开状态，直至产品料位下降到可接受的料位处为止。在控制系统中还使用了一个延时器(a debouncetimer)，来降低系统的敏感度，以便阻挡闸门不会经常性地打开和关闭。当然，当阻挡闸门被打开时，产品的料位将会快速地下降，但是并不希望在阻挡闸门打开之后立即将该阻挡闸门关闭。延时器可以简单地由控制系统软件产生延迟量，来在阻挡闸门再次关闭之前保持该阻挡闸门打开预定的时间，而无需考虑由超声波传感器所感测到的产品料位如何。还利用了一个计时器来对滑动门105的激活频率进行监控。如果滑动门105在预定的时间段内没有被激活，比如20秒，那么该计时器将假定与该滑动门105相关联的称量装置处于无法工作状态，并且通过致动器310来将相邻的阻挡闸门110打开。这样是为了防止由于产品长时间地由阻挡闸门阻滞而发生变质。
附图4是本发明中两个阻挡闸门的优选实施例透视图，这两个阻挡闸门被安装在一个拼合式盘输送系统上。两根独立的圆柱形横杆405a和405b被用于独立地对各个阻挡闸门420a和420b进行操作。左侧的圆柱形横杆405a用于左侧的阻挡闸门420a，而右侧的圆柱形横杆405b被连接在右侧的阻挡闸门420b上，其连接方式与附图3A和3B中所示的单个盘构造相同。横杆405a和405b的外侧端部由旋转式致动器415a和415b进行支撑，这两个旋转式致动器415a和415b用于相互独立地对圆柱形横杆405a和405b进行转动。圆柱形横杆405a和405b的内侧端部由一个轴承面进行支撑。两个传感器425a和425b被置于拼合式盘系统400中各部分的中间区段上方。这两个传感器425a和425b均被连接在框架430上。拼合式盘系统400是一个中间位置处带有一个隔板410的配送装置400，以使得产品沿该配送装置的两侧向下流动。配送装置400被用作两个独立的输送装置。因此，安装在配送装置400两侧上的左侧阻挡闸门420a和右侧阻挡闸门420b也可以相互独立地进行工作。
附图5是本发明中一个处于工作状态的拼合式盘输送系统优选实施例的示意性俯视图。附图5示出了六个在附图4中所示出的阻挡闸门420a、420b、420c、420d、420e和420f，其中三个阻挡闸门420a、420c和420e被安装在该拼合式盘系统的左半部分上，而另外三个阻挡闸门420b、420d和420f则被安装在该拼合式盘系统的右半部分上。在配送盘的两侧上，存在有再循环输送盘500和510，这两个再循环输送盘500和510被用于拼合式配送盘的相应半部分。所述阻挡闸门被置于三个滑动门的位置处，这三个滑动门最靠近配送装置400的下游端部。拼合式盘构造的工作方式与附图2B中所示出的单个盘构造的工作方式相似。
前述的阻挡闸门和输送系统在产品包装领域中是新颖并且非显而易见的。所描述过的阻挡闸门能够满足本发明的若干个目的。但是，本发明并不能被解释为局限于在此所得出的特定结构，而是可以在结构上对所公开阻挡闸门中的一个或者若干个技术特征进行改变。应该明白的是，本发明希望覆盖对在此所述的阻挡闸门所进行的所有改变和改进，以及所有未具体示出的其它实施例，这些均落入本发明的技术构思和保护范围之内。
权利要求
1.一种用于产品输送系统中的阻挡闸门装置，该阻挡闸门装置包括有(a)一个闸门；(b)一个致动器，该致动器被连接在所述闸门上，以便可以将闸门关闭来阻止产品在输送装置上发生流动；以及(c)一个控制装置，该控制装置被连接在所述致动器上。
2.如权利要求1中所述的阻挡闸门装置，其特征在于还包括有一个传感器，该传感器被连接到所述控制装置上，用于确定出输送装置中产品的料位。
3.如权利要求2中所述的阻挡闸门装置，其特征在于所述控制装置根据传感器的输出信号来对闸门的工作状态进行控制。
4.如权利要求1中所述的阻挡闸门装置，其特征在于所述致动器包括有一个节流装置，用于以特定的速度来操作该阻挡闸门。
5.如权利要求1中所述的阻挡闸门装置，其特征在于所述致动器是一个旋转式气动致动器。
6.如权利要求1中所述的阻挡闸门装置，其特征在于所述控制装置包括有一个延时器，用于降低该系统的敏感性。
7.如权利要求1中所述的阻挡闸门装置，其特征在于所述控制装置根据至少一个称量装置的工作状态来对闸门的工作状态进行控制。
8.如权利要求1中所述的阻挡闸门装置，其特征在于所述控制装置根据一个相邻的称量装置的工作状态来对闸门的工作状态进行控制。
9.一种产品输送设备，包括有(a)一个配送装置；(b)多个被设置于该配送装置中的闸门；(c)至少一个被置于该配送装置上方的阻挡闸门；以及(d)一个控制装置，用于对所述至少一个阻挡闸门进行控制。
10.如权利要求9中所述的产品输送设备，其特征在于所述至少一个阻挡闸门被定位成与所述多个闸门中之一的下游端部相邻。
11.如权利要求10中所述的产品输送设备，其特征在于所述至少一个阻挡闸门被设定为仅在相邻的闸门被打开时进行关闭。
12.如权利要求9中所述的产品输送设备，其特征在于所述控制装置能够从一个传感器接收信号，该信号用于表示配送装置中产品的料位。
13.如权利要求12中所述的产品输送设备，其特征在于当所述传感器感测到产品达到预定的料位时，所述控制装置打开所述至少一个阻挡闸门。
14.如权利要求9中所述的产品输送设备，其特征在于还包括有一个被连接在所述控制装置上的延时器。
15.如权利要求9中所述的产品输送设备，其特征在于所述至少一个阻挡闸门包括多个顺次工作的阻挡闸门。
16.如权利要求15中所述的产品输送设备，其特征在于在任何给定的时间点上，所述多个阻挡闸门中仅有一个处于关闭状态。
17.如权利要求16中所述的产品输送设备，其特征在于各个阻挡闸门均与一个最靠近配送装置下游端部的相应闸门相关联。
18.一种用于将产品从一个输送装置配送到产品称量装置的方法，该方法包括有下述步骤a)将产品放置到一个配送装置上；b)利用被连接在输送装置底部上的滑动门来将产品从该输送装置上掉落到称量装置上；c)利用一个阻挡闸门来将产品保持在一个滑动门的上方。
19.如权利要求18中所述的方法，其特征在于还包括d)对产品的料位进行感测。
20.如权利要求19中所述的方法，其特征在于还包括e)根据所感测到的产品料位来打开和关闭所述阻挡闸门。
21.如权利要求19中所述的方法，其特征在于还包括f)根据所述称量装置的工作状态来打开和关闭所述阻挡闸门。
全文摘要
一种用于配送食品的输送装置,包括有一个配送装置(100)和一个再循环输送装置(115),其中配送装置(100)具有多个滑动门(105),用于将食品导入位于其下方的称量漏斗中。多个阻挡闸门(110),各个阻挡闸门(110)均被置于配送装置(100)中一个滑动门(105)的下游,并且与该滑动门(105)相邻,用于暂时性地将食品保持在滑动门(105)的上方,从而提高产品落入称量漏斗中的可能性,而并非进行再循环,这有助于防止食物冷却和在被装袋之前发生变质。利用诸如料位传感器(390)这样的感测和计时装置来对阻挡闸门(110)的激活状态进行控制,以便更高效地进行工作。
文档编号G01G13/00GK1378641SQ00814195
公开日2002年11月6日 申请日期2000年10月10日 优先权日1999年10月13日
发明者马文·V·布鲁尔 申请人:雷科特公司