液体分配装置的制作方法

专利名称：液体分配装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于从软袋中分配液体的液体分配装置。
在下文中，将参照本发明在分配食物产品及组分中应用来对其 进行说明，需要注意的是不必把本发明限制使用在这一个特定的领 域，也可应用在其它领域，例如分配预期剂量的饮料、工业化学品 以及用于医疗、制药和个人护理的、液体制剂。
背景技术：
以下关于现有技术的讨论将不被认为是承认被讨论的是本领 域的普通公知常识。
塑料薄膜袋逐渐成为一种普通的用于包装食物和其它产品，包 括液体食物产品的方法。相对于传统的硬质容器，比如瓶、罐、桶、 鼓或箱，这样的袋具有明显的优点。这些袋通常都带有喷嘴和盖子。
这些i殳备可以用于将产品装入袋、将产品抽吸出袋或者用于两者。
这样的袋的分配系统通常有两种类型。第一种类型使用阀装置 并且是重力驱动(例如葡萄酒桶)，而第二种类型^f吏用具有或不具 有阀装置的泵系统(例如蠕动泵)。现有才支术中的分配系统具有许 多在夹点，包4舌
1.难于以一个相对寿交快的速率分配4青确的液体剂量。尤其在 液体是粘性且不"流动，，的情况下。蠕动泵的速度是受限的，因为软管需要在泵间回复其最初的形状(也就是说， 泵需要纟皮及时地隔开以允许这一点)。蠕动泵相对功率不 足，因此可能运行相对昂贵。此外，蠕动泵管定期磨损， 因此需要被替换。蠕动泵的精确度也是受限的，因为容积 吞吐速率是液体压力的函数(其可以根据许多因素变化)。 緩慢的分配液体以达到精确是可能的，但是这会严重影响 这样一个系统的商业可行性。可选地，可以快速分配有粘 度的液体的机器往往复杂且昂贵。
2. 在系统包含泵的情况下，液体可能留在泵中，和/或者泵或 许不够强大以至于不能/人袋中吸出液体的最后部分。不能 基本上完全吸空袋导致了液体的浪费，并且如果袋将^C重 复<吏用，下面将讨i仑卫生问题。
3. 它们可能4巴部分液体留在分配系统的部件中或上面。因 此，系统需要被经常清洁以保持卫生和降低系统分配的液 体被污染的风险。即使液体容器呈正常的封闭或密封形 式，当容器被重新填充时，可能会进入污染物是难以避免 的。正位移活塞式泵是通常很难清洁的泵的 一个好例子。
4. 它们在构造上较为复杂。
本发明试图提供一种液体分配装置，其将克服或基本上改善现 有技术的至少一个缺点，或者至少提供一种选择。

发明内容
才艮据本发明的第一个方面，提供一种用于从软袋中分配液体的 液体分配装置，包括-用于支承使用中的软袋的支架，
-底座适用于接收软袋的近边侧，用于相对于支架逐渐朝位于 專欠袋远边#]的出口运动，
乂人而仅j欠袋^皮逐渐巻起，液体因此^皮乂人近边侧向远边侧冲齐压， 从而在使用中以^皮控制的方式从出口分配液体。
这个液体分配装置的实施例的一个优点是，它可以分配预期的 并且精确剂量的液体，因为液体以被控制的方式被逐渐挤压出来。 这与例如在重力或泵的运动下^皮分配的液体(其体积流率由、液体压 力来决定)形成对比。
从袋的近边侧到远边侧的被控制的挤压可以根据需要以不同 的速度实施，并且可以保持剂量分配的精确度。因此，本发明的实 施例允许以较快的速率分配精确剂量的液体，基本上与液体的粘度 无关(在一定的粘度范围内)。因此，本发明的实施例非常适合于 生产线和生产过程。这样的生产过程的 一 个例子是生产一 ^f分食物 (例如一伤^M:并)的过程。 一个迅速的过程将导致生产食物的更好 的速率并导致更大的顾客满意度。
液体分配装置的实施例的另一个优点是它可以基本上完全^f吏 软袋变空，因为袋在它从尾部到喷嘴被巻起时， 一直保持张紧状态。 这样较少的浪费了液体，从而减少了液体供应的费用。
液体分配装置的实施例的另 一 个优点是它提供从软袋的直接
剂量。也就是"i兌，在正常才喿作中，液体不会4妄触到分配装置的其它 不必要的表面。例如，在分配装置用于分配将被烹调的食物时，食 物被直接分配到一个或多个烹饪表面。因此， 一旦变空，袋就废弃 了，装置就不必定时清洁，因为液体不接触装置的其它部件，因此它也是非常卫生的。装置适用于提供从软袋的直接剂量的事实意味 着软管(像在蠕动泵中)或其它容易用坏的部件是不需要的并且因 此不必^皮替换。
实施例中的装置也可以是非常卫生的，因为袋中的物质一直4皮 密封在袋中，直到被从袋中分配出来。因此，在制备食物产品时， 考虑到健康、安全和污染，本装置优于某些现有技术。在包^^密封 袋中物质(不论是固态还是液态)的实施例中，产品-故较好的保存 且保存期限增加。由于食物产品较短的保存期限，当装置被用于分 配食物产品时，这是尤其有利的。
液体分配装置的实施例的另 一个优点在于其扭4成构造简单。这 是因为分配容器和相关组件(例如附加装置、盖子和/或搅拌器)不 必被合并到装置中。这样就降低了成本并且意味着液体分配装置可 以以更紧凑地方式制造，减少封装、包装的时间以及降低运输要求， 如果意义重大话。机械上简单的构造也意味着该系统在机械上是高 效的。依次地，这样降低了能耗的需求并因此降低了成本。机械上 简单的构造也提供了更大的可靠性，因为其包括了较少的部件。
液体分配装置的实施例的另 一个优点是能耗要求相对较低，因 为只需要巻起相对较小的半径装配(和其周围缠绕的袋)，因此电
动机有很强的机械利益或杠杆作用(leverage )。降低的能耗要求意 味着本装置较小可能造成对用户的伤害且可以使用较小/较便宜的 电动机。并且本装置将不会使用这么多的能源，从而降低了能源成 本。
使用 一旦变空就被废弃的袋的液体分配装置的实施例还有另 一个优点就是，其使用被简化了，因为不包括重新填充步骤和清洁 步骤。这样导致了很高水平的使用上的便利。机器的拥有者的便利 进一步被加强，因为可以才更入4吏用或接近4更入使用的液体的或4分末(例如用于与水混合以制成液体)的袋可以净皮送给他们。例如，袋 可以在一或两个简单的步骤后连^妄到分配装置，并且在此之前，如 果需要，水可以加到袋中的物质中。
这样的布置也允许了与水的简单混合，由于一旦水被加入到袋 中，具有带有盖子的喷嘴的袋可以被摇动，然后一旦里面的物质被 适当地混合，就可以被连接到装置上。并且如果软袋是由透明的材 料制造，用户可以看见，里面的物质是否^皮适当地混合，并且因为 软袋是软的，用户可以感觉里面的物质是否^皮适当地混合。如果里 面的物质没有^皮适当地混合，那么用户可以继续摇动从而混合袋中 的物质。
优选地，出口包4舌一个喷嘴，并且支架包括一个用于在^f吏用中 容纳喷嘴的孔。有利地，喷嘴有助于在使用中控制和导引液体从软 袋中流出。在不同的实施例中，喷嘴可以设置在袋上的不同位置， 但是优选地位于或接近最初被巻起的末端的相对端。为了储存、转 移和运输，保护盖可以安装在喷嘴上。
优选地，喷嘴延伸穿过孔。以这种方式，喷嘴呈从软袋的主体 部分向外延伸的突起的形式。有利地，喷嘴提供了一个安装指示器， 因为一旦其被安装在支架内的孔内，准确地位于支架上的软袋就可 以被连接到底座了。在一个实施例中，喷嘴呈单向阀的形式，这样 增加了使用期间的卫生性，因为空气或其它污染物不能进入软袋 中。
优选地，孔包括一个保留装置以将喷嘴可释放地保留在孔中。
有利地，在这个实施例中，喷嘴祐:保持在孔中，乂人而在软袋^皮逐渐 巻起的时候使其可以更好地提供相对软袋拉力的反作用力。这使得 软袋被拉紧，帮助巻起软袋并能更好地从软袋中提取液体。优选地，液体分配装置进一步包括驱动系统，用于使底座向寿欠
袋的远边侧移动，并用于4e4欠袋逐渐从近边侧向远边侧巻起。在一 些实施例中，根据用户的选择，驱动系统完全地或者分步地对软袋 进行自动挤压。在液体分配装置大致的易使用和精确的剂量分配方 面，用驱动系统挤压软袋有着明显的优点(与手动巻起软袋对比)。
优选地，支架包括一个下部部分以从下部支撑库欠袋、以及至少 一个延展限制部分用于在使用中限制袋的延展。
下部部分的优点在于其支撑了袋的重量。如果袋的重量不是这 样被支撑的话，袋将需要在其近边侧由底座支撑且在出口处由一个 "出口支架，，支撑。为了以拉紧的、不下垂的方式(有利于^"确的 剂量分配)来保持袋，底座和出口支架将需要提供很大的相反力， 乂人而因此对装置施加不必要的应力。
4是供一个下部部分和至少一个延展限制部分以限制袋的延展 的优点在于当袋的延展减少时，可以更精确地控制剂量分配。在底 座的恒定的旋转速度下，在使用中限制袋的延展减小了流速的变 化。
优选地，下部部分是一个下表面，至少一个延展限制部分是一 个与下部表面隔开并且在其上的上表面且适用于在使用中4氐抗软 袋的延展。在〗吏用中，这个实施例通过4巴袋最大的平面夹在中间而 提供了 一个限制袋延展的简便的方法。
优选地，上表面铰接安装在支架的一端。这样使底座和下部部 分在使用中容易被接近，从而使袋易于安装在装置上或者从装置上移除。优选地，上表面包括一个向下延伸的突起，其使喷嘴保持在孔 中。这样有助于将喷嘴保持在孔中，尤其当软袋由于被底座逐渐巻 起而^皮张紧时。
优选地，底座适用于逐渐向近边侧转移的同时巻起软袋。
优选地，支架包4舌至少一个导轨并且底座包4舌至少一个專昆子， 用于沿着至少一个导^L滚动，以及具有不同有效直径的巻轴。有利 地，具有不同有效直径的巻轴允许巻轴在袋的张力增加时减小其直 径。这意味着张力不会减小到过于阻碍巻轴的向前运动(例如朝向 袋的出口 )。
优选地，巻轴包括至少两个分开的、细长的底座构件，其在其 中定义出一个狭缝，用于在^f吏用中容纳软袋的近边侧。有利:地，一 旦软袋的近边侧被编入到至少两个分开的底座构件之间，那么软袋 将被底座旋转，摩擦力将阻止袋的近边侧从狭缝中滑出。
优选地，至少 一个底座构件的至少 一个部分由弹性材并牛制成， 乂人而当專欠袋逐渐绕着底座构件巻起时，该至少一个底座构4牛弯曲， 底座构件之间的距离减小，因此减小了巻轴的有效直径。有利地， 这体现了 一种用于在<吏用中4是供可变直径巻轴的简单和经济的方式。
优选地，底座包括两个辊子并且巻轴包括两个底座构件并且每 个專昆子直4妄或间4妄地连4妄到靠近底座构件的端部。
优选地，底座构件的中间区域由一个偏压装置连接。
优选地，偏压装置是至少一个压缩弹簧。
优选地，偏压装置是至少一个拉伸弹簧。优选地，巻轴包4舌至少一个轴和至少一个将该至少一个轴和库欠 袋的近边侧相互连4妄的弹簧，乂人而当软袋^皮逐渐巻起时，该至少一 个弹簧压缩减'J 、巻轴的有效直径。
优选地，弹簧是一个围绕轴的至少 一部分的螺旋弹簧且具有一 个安装至轴的内部边纟彖和适于连4姿至软袋的近边侧的外部边纟彖，从 而当软袋逐渐绕着螺旋弹簧巻起时，螺旋弹簧压缩减小其有效直 径，因此减小了巻轴的有效直径。优选地，驱动系统适用于沿着该 或每个对应的导轨旋转该或每个辊子。
优选地，驱动系统包括一个步进式电动才几和控制单元。
优选地，
优选地，辊子和导轨包括;波此啮合的4仑齿从而^f呆证底座转动时 向前运动。也就是"i兌，辊子和导專九上包括4仑齿保i正在辊子沿着导專九 移动时不会滑动。
优选地，袋由食物级的塑料、弹性材料、密封纸、密封纤维或 特氟纶制成。
优选地，软袋具有可变的横截面积，从而在使用中，从出口分 配的液体基本上与软袋的逐渐巻起成比例。
优选地，液体分配装置进一步包括控制单元，用于控制底座的 运动、接收面，用于接收分配的液体、以及一个或多个传感器，操 作地连4妾到该控制单元，该一个或多个传感器基本上与液体的#皮分 配的部分布置成一行且适用于测量该液体的被分配的部分的大小并且传送相应lt据到该控制单元以停止、暂4亭或反转底座的前进运 动并因此停止或暂停进一步分配液体。
反转底座的前进运动有利地减小了袋中的压力并因此保证了 液体/人喷嘴的流动;f皮4亭止。优选i也，该一个或多个传感器适用于记
录液体的被分配的部分的横截面的尺寸并且其中该控制单元适用 于从液体的被分配的部分的横截面的尺寸中得出其体积。
优选地， 一个或多个传感器中的至少 一个适用于测量净皮分配的 液体的高度和半径。
优选地， 一个或多个传感器包括接近或位置传感器。
优选地，该接近或位置传感器是光学传感器。
优选地，该一个或多个传感器包括一个重量传感器。
才艮据本发明的另一个方面，4是供一种液体分配系统，其中所期 望的和^T确的液体剂量分配通过由附在一个塑^"薄膜袋的分配端
的喷嘴来把液体从袋中挤压出来实现。具体地，挤压通过在喷嘴的 方向上滚动或缠绕尾部或相对于喷嘴的袋的端部来完成。为了缠绕 或旋转袋以及保持精确剂量所需的喷嘴的固定位置，袋的尾部被安 装至一个缠绕才几械装置的移动的巻轴，巻轴同步的滚动和向前运动 导致袋从尾部到喷嘴的逐步的压缩，从而袋可以被用尽所需要的其 内部物质的量。
还才艮据本发明的另外一个方面，^是供一种/人压袋中分配'液体的 系统，其包括可旋转的巻轴，用于把压袋的尾部安装至其上、以及 用于同步旋转和沿向前的方向移动巻轴的装置，从而这样来控制袋 的冲齐压以从中分配精确的液体的剂量。


尽管还有其它的可能落入到本发明范围内的形式，这里将参照 附图，仅仅描述本发明的优选实施例。
图l是一个优选袋的透视图，其用于根据本发明的一个实施例 的液体分配装置，
图2是本发明一个实施例的液体分配装置的示意性侧3见图，示 出了在挤压之前的第一位置保持图1所示的袋，
图3是图2的液体分配装置的示意性侧视图，示出了在才齐压之 前被保持在第二位置的袋，
图4是图2的液体分配装置的示意性侧视图，示出了安装到液 体分配装置的移动芯的袋的尾部，其被朝着袋的喷嘴的方面缠绕，
图5是图4中液体分配装置的区域A的放大图，
图6是图4中液体分配装置的中心区域B的放大图，其中袋处 于相对于图5中被巻起(向袋的喷嘴的方向)的更后面一个状态，
图7是才艮据本发明的一个实施例的另 一个优选的液体分配装置 的透—见图，
图8是图7中液体分配装置的一部分的左侧—见图，
图9是图7中液体分配装置的部分断开的右后^f见图，
图10是图7至图9中保持了图1中的挤压前的袋的液体分配 装置的一部分的透—见图，图11是穿过4艮据本发明的一个实施例的液体分配装置的一部 分的示意性截面图，
图12是说明根据本发明的一个实施例的液体分配装置的芯的 运动的物理原理的示意'l"生图表，
图13是说明根据本发明的一个实施例的液体分配装置的芯的 运动的物理原理的示意性图表，
图14是说明根据本发明的一个实施例的液体分配装置的芯的 运动的物5里原理的两个示意'性截面图表，
图15是说明根据本发明的一个实施例的液体分配装置的芯的 运动的物理原理的示意性图表，
图16是穿过#4居本发明的一个实施例的液体分配装置的芯的 正常形式的截面图，
图17是穿过图16中的芯的缩小直径形式的截面图，
图18是穿过根据本发明的一个实施例的液体分配装置的弹簧 加载的芯的正常形式的截面图，
图19是穿过根据本发明的一个实施例的包括螺旋弹簧加载的 芯的液体分配装置的截面图，
图20是用于4艮据本发明的一个实施例的液体分配装置的优选 的接近传感器布置的示意性俯视图，
图21是图20所示布置的示意性侧视图，图22是用于根据本发明的一个实施例的液体分配装置的优选 的摄像传感器布置的示意性俯视图，
图23是图22所示布置的示意性侧视图，
图24是图22和23中所示的摄像传感器拍摄的从图1的袋中 分配出的产品的图片。
图25是图24中所示的产品的截面图。
具体实施例方式
在整个说明书中描述了不同的实施例，它们具有共同的、相似 的或类似的部分或特4正，这些部分或特4正用相似的参考标号来表示 (t匕i口 10, IOA， IOB等等)。
参照附图，提供一个液体分配装置，其包括移动的可旋转底座 或芯18,其用于4齐压通过支架结构支撑的压袋10。
图1中所示的压袋10(或塑料薄膜袋)包括可祐j齐压的袋部分 12和在一端的喷嘴14 (或喷口 )，喷嘴14被盖16保护。该喷嘴14 具有止回阀或单向阀(未示出)，例如鸭嘴阀。相对于具有喷嘴14 的端部的袋10的端部或尾部17具有适用于安装至液体分配装置的 移动的可^:转的芯18的区^<。
喷嘴14有助于在^f吏用中控制和导引液体从软袋10中流出。在 其它实施例中，喷嘴14可以:没置在袋10上的不同位置。在々者存、 转移和运输袋10时，保护盖16可以安装在喷嘴14上。
图2中所示的液体分配装置的移动的可"走转的芯18具有两个 指状物20， 22,用于将袋10的尾部17夹在中间。袋10的喷嘴14穿过孔23突出到支撑结构中，在这种情况下， 该支撑结构是一个平板24,袋10被置于其上。喷嘴14还提供了 一 个安装指示器，因为一旦它被安装在平板24的孔23中，软袋10 可以^皮正确地定位在平外反24上，准备被连接到芯18。平4反24的优 点在于它支撑了袋10的重量。如果袋10的重量不是这样:帔支撑， 那么它需要在其尾部17 #皮芯18支撑和在喷嘴14处^皮孔23支撑。 以这样的布置，为了以^立紧的、不下垂的方式(有利于精确的剂量 分配)来保持袋10，芯18和喷嘴14将需要提供很大的相反力，从 而因此对装置施加了不必要的应力。
4交接式盖罩26具有一个喷嘴容纳部28,其通过孔23来l呆持喷 嘴14，尤其是在软袋10由于被芯18逐渐巻起而拉紧时。也就是说， 在软袋10被逐渐巻起时，喷嘴容纳部28帮助喷嘴14支撑一个在 逐渐巻起软袋时抵抗软袋10的拉力的较高的反作用力。软袋10中 较高的压力使得液体更好地从软袋10中抽取出来。然而，太大的 压力会停止或潜在地损害驱动机械装置(描述如下)、电动机(描 述如下)、寿欠袋10或喷嘴14。
在另一个实施例中，喷嘴14不总是突出穿过孔23且在这个实 施例中，孑L 23可以作为喷嘴14的延伸。
在使用中，袋10被;改在板24的表面，喷嘴14穿过孔23位于 ^反24中，从而作为一个分配出口 。袋10的尾部17 ^皮通过两个指 状物22、 24之间而安装至芯18。铉j妄式盖罩26 ^皮平方文在袋10上 (见图3 )以把袋分别限制在盖罩26和板24的上部和下部刚性表 面之间。在^f吏用中，通过4巴袋10最大的平面夹在中间而4是供了一 个限制袋10延展的简便的方法。因此，在袋10由于移动的可旋转的芯18的4齐压而承受的压力 下产生的过大的延展将被避免或者至少被减小。这使得剂量将被更 一t确地"控制。
铰接式盖罩26允许在使用中(或者使用期间)更容易接近芯 18和平板24,并因此使袋10更容易地安装到或者从装置中移除。
如图4、 5所示，芯18同时旋转和朝着喷嘴14的方向前进， 然后袋10的尾部17开始绕或巻在芯18的两个指状物20、 22的周 围。芯18越S走转，越多的液体通过喷嘴14净皮袋内部不断增加的压 力净齐压出袋10 (见图6)。
参照图7至9，芯18由一个方向可逆的步进电机30驱动。在 一些实施例中，为了适当地关闭喷嘴14的单向阀装置，电动才几30 必须被逆转一段短暂的时间。逆转电动机30释放了软袋10中的压 力并因》匕阻止了'液体/人其中压出。
移动的可旋转的芯18包括两个指状物20、 22。指状物20、 22 分别通过弹簧销44被连接至源轴(cradle shaft) 40的一端和尾轴 42的另一端。
尾轴42 ^皮连接到第 一齿条行进齿轮(rack travelling gear)34 ，其 适用于沿着齿条38行进。齿条38被支撑在袋滑动通道46中。源 轴40被连接至第二齿条行进齿轮50，其适用于沿着齿条52行进。 因此，芯18的两端都有齿4仑34、 50。
齿轮32相对于源轴40转动地安装并与第二小直径齿轮48啮 合，第二小直径齿轮48随着步进式电动4几30的输出轴转动。齿寿仑 32被用于通过减小步进式电动机30的速度来降低源轴40的转动速度。根据不同的齿轮比率的需要，可以在步进式电动机30和源轴 40之间使用不同的齿轮传动装置。
第一和第二齿条行进齿轮34、 50持续接触并在齿条38, 52上 行进以保证它们同时旋转并朝着袋10的喷嘴14的方面前进，袋10 通过上述的缠绕机构的运行而被挤压。包括第一和第二齿条行进齿 轮34、 50和齿轮齿条38、 52保证了不会发生滑动。
齿条52被支撑在一个塑料滑面54上，塑料滑面54被容纳在 ^立于电动冲几30之下的支架56中。
支撑面57也^皮纟是供用以阻止第 一齿条行进齿4仑34与齿4仑齿条 38脱开。第二齿条行进齿轮50通过支架56被保持抵靠齿条52。
运行电动机30致使小直径齿轮48转动，小直径齿轮48的转 动又导致了大直径齿4仑32的转动。由于大直径齿4仑32转动，芯18 也转动，且通过齿4仑34、 50的持续转动，芯18沿着齿条38、 52
向前移动。在一个实施例中，根据用户的选择，该驱动系统完全地 或者分步地对软袋10进行自动挤压。在液体分配装置大致的易于 寸吏用和精确的剂量分配方面，用驱动系统才齐压软袋10有着明显的 优点(与手动巻起软袋对比)。
当袋10的尾部17安装在芯18的指状物20， 22之间(如图10 所示)时，芯18的转动和向前的运动导致尾部17缠绕在芯18周 围，随后袋10缠绕在芯18上且其中的物质通过喷嘴14被挤压。
在描述的实施例中，当芯18朝着喷嘴14行进时，它从袋10 的端部使其不再松弛并使袋IO保持在轻微地张紧状态。图11为这 个过程的简化示意图。图12为支持这个过禾呈的物理原理的示意图。芯18以转动速度 "co"沿着表面S向定点B转动。芯18 4吏袋10不再,松弛。理i仑上 讲，如果芯18的直径D是恒定的(比如，袋10A的厚度-0)，那 么具有中心A的芯18每个旋转4亍进兀D。
在实践中，如图13所示，缠绕在芯18周围的袋10的材4牛导 致芯18的直径D不断增加，而芯18A的线性前进^皮其齿l仑和齿条 比率所支配，这个比率在每个旋转时是固定的。
事实上，对于芯18的每次转动来"i兌，芯18都比上次转动前进 更远。如果芯的转动速度(co)是恒定的，芯的中心A的线速度增 加。
芯的中心A每个转动行进的距离由兀D来限定。
参照图14，替换差异值"x"由于巻起的袋10的厚度(或者整 个直径的增加)而产生。
在实践中，对芯18的每次转动来i兌，随着加速的中心A的速 度V1，装置要求芯移动兀D + x。然而，芯18只能移动齿4仑齿条比 率所允许的距离兀D (也就是i兌，如果齿4仑的节距圓直径(PCD)= D)。现在参照图15，这样的差异产生了与露于齿条上的齿轮的力 (FG)相反的对袋的拉力(FB)并且导致了袋10被拉紧。由于芯 18持续转动并向着喷嘴14移动，这样的差异进而负荷增加。如果 负荷变得很大将会阻止芯18的前进。
解决这样的差异的办法是预料到直径的增长而提供 一 个原始 直径小于D的芯18A。这种方法的一个击夹点是袋10A最初太+>弛 且倒空袋IOA将不是特别有效，或者至少难于控制。参照图16到19，才是出了许多有效的解决方案来阻止反作用力 对枳j械装置或袋IOA造成的损害。
本发明提出的第 一种解决方案是一种相对于负荷来改变芯18 的直径的装置。芯18的直径最初大到足够去除袋10的松弛但相对 于张力/负荷而压扁，减小其直径以补偿增加的巻起的袋10的厚度。 这一点可以通过4吏用可变直径/可折叠/会收缩的芯18来实现。有利 地，当袋10的张力增加时，具有有效可变直径的芯18可减小其直 径。这就意味着，张力不会增加到过度阻碍芯18的向前运动的水 平(例如朝袋10的出口 )。
王见在描述可变直4圣芯18的不同的实施例。
参照图16和17,所示的芯18B包括两个弹性杆或指状物20B、 22B,它们在其中限制出一个狭缝，用于在使用中容纳软袋10B的 尾部17B。有利地， 一旦專欠袋10B的尾部17B ^皮编入到在指状物 20B、 22B之间，那么软袋10B将被指状物20B、 22B旋转，摩4察 力^1夸阻止尾部17B/人狭t逢中滑出。
杆20B、 22B由弹性材料制成，因此杆间的空隙(例如狭缝的 宽度)在负荷下并进而随着袋10B的^立力减小。在袋IOB足够的张 力下，4干20B、 22B可以弯曲从而杆20B、 22B的中间部分4皮此招「 近。在这个实施例中，杆20B、 22B由铝制成，然而在其它的实施 例中它们或许可以由其它合适的工程材料(比如，聚碳酸脂，聚乙 烯，铜，木头)制成。
因此，当量直径以负荷力的函凄t减小。^干20B、 22B的变形小
到足以在力撤除后恢复原始的直的形状。有利地，这体现了一种在使用中提供一种可变直径芯18B的简 单且经济的方式。
图16和17说明了有效直径的减小，等效周长的减小是源于有 效直径的减小。在图16中，等效周长是兀D + 21，而图17中，等效 周长是兀D + 211。
例子
如果齿轮模数=1，齿轮具有12个齿且齿轮的节距圓直径=12 mm，等-文周长应为兀D。因jt匕，兀x I2mm = 37.68 mm。
如果铝杆的直径为6 mm，等效周长的公式为C =兀D + 21，然 后1 = (C -丌D)/2并且杆的中心之间的距离应为9.4 mm.
因此，理_沦上4干间的空隙应为9.4 mm — 6 mm = 3.4 mm 。
这种独特的布置/几何排列仅能应用于有限范围的袋的长度。对 于给定的袋长度，杆20B、 22B之间的空隙和杆的直径被固定。通 常袋10B越长，将需要越大的空隙和/或越小的杆直径(在两种情 况下都为了允许杆朝向彼此的较大的位移)。
参照图18, ^是出一个类似实施例A的实施例，不同的是至少 一个偏压装置，在这里，单独的弹簧61被设置在杆20C、 22C之 间。因此，随着弹簧61有规律的拉紧，有效直径的减小(压扁) 通过杆20C、 22C的移动实现。需要注意的是，4艮据具体的布置， 弹簧61或者是一个压缩弹簧或者是一个拉伸弹簧。在其它的实施 例中，弹簧61可以由具有弹性、可压缩体积特性的材料替代(例 如黏弹性的泡沫塑料)。这个实施例可以用于不同长度的袋。图19描述了另外一个实施例，它4是供了一个芯18D，其具有 一个单独的杆80或指状物。芯18D的有效直径的减少(或者压扁) 通过压缩沿着杆80的螺旋弹簧82而实现。袋的尾部17D被固定/ 锁定在螺:旋弹簧82的边纟彖84。袋10D中的张力通过螺;旋弹簧82 来调节。这个实施例可以用于不同长度的袋。
第二个潜在的用于防止由于前述反作用力对^L械装置或袋的 损害的方法是提供装置允许齿条运动以补偿负荷。例如，每个齿条 38E、 52E可以滑动地安装在导轨上，并且纟是供偏压装置，以连4妄 齿条38E、 52E、它们各自的导轨或其它合适的装置的固定结构， 乂人而齿条38E、 52E只能相对于导轨4氏抗偏压装置的偏压来移动。 在一个实施例中，偏压装置是一个拉伸弹簧。因此，在这个实施例 中，由于芯运动的差异产生的张力通过齿条38E、 52E的运动补偿。
第三个用于防止由于前述反作用力对机械装置或袋的损害的 方法是4是供装置允许喷嘴14F和/或孔23少量地移动。例如，孔23F 可以具有一个圓形的冲黄截面并包括一个偏压装置(例如一个弹簧) 以偏压喷嘴14F远离移动的芯18F。在这种情况下，偏压装置10F 包括一个压缩弹簧，弹簧的压缩作为袋IOF中张力，从而增加了袋 14F中有限的张力。拉伸弹簧可以安装在喷嘴14F的另 一侧以用作 相同的目的。
现在参照图20到25，液体分配装置进一步包括一个控制单元， 用于控制芯18的运动， 一个接收表面59用于接收分配的液体，和 一个或多个传感器操作地连接到控制单元。如图示，接收表面59 可以通过一个传送带提供。
如下面实施例所述， 一方面液体分配装置涉及用于/人袋10中 精确液体剂量的传感器系统。从袋10中挤压液体通常与芯18的前进不成比例。这是由于袋 10的延展和芯18回动后残留在袋10中的压力造成的。
这些问题的一个解决方案是设置一个或多个传感器来控制剂 量的大小。 一个或多个传感器可以是位置、重量、体积、超声波、 红外线或温度传感器或者其它任何合适类型的传感器。在一个实施 例中， 一个或多个传感器基本上与液体的^皮分配的部分布置成一4亍 且适用于测量该液体的被分配的部分的大小并且传送相应数据到 控制单元以停止、暂停或反转芯18的前进运动并因此停止或暂停 进一步分配液体。 一个或多个传感器可以^皮i殳置和/或适用于测量3皮 分配的液体的高度和半径。在一个实施例中， 一个或多个传感器是 接近传感器、摄像传感器和/或光学传感器。摄像传感器尤其适合于 分配粘度相对高的液体的情况(例如松饼粉)。在一个实施例中， 一个或多个传感器是光学传感器，其使用调制的红外线光。在一个 实施例中， 一个或多个传感器是单独传感器包^l舌红外线光和"l妄收 器。
如图11和12所示，涉及一种接近传感器，从袋10中挤压的 液体落在4娄收表面59上面。
位置远离中心(反射的或连续光束)的接近传感器58检测被 挤压的液体60的边缘(或直径)。根据这样的检测触发传感器，从 而造成芯18快速地缩回或返回以释放袋10中的压力并停止从喷嘴 14流过。
较低的流速可以改善分配剂量的精确度。为达到较低的流动速 度，芯18的速度可以被降低。额外的一个或多个传感器可以被用 来控制从袋10中挤压出的液体的流动。流动的出现可以用一个或 多个接近传感器检测，造成(通过电子控制)芯18速度的降低。 也就是"i兌，至少在一个实施例中液体^皮以可变的速率分配。这才羊有助于提供更精确的剂量分配，因为在大部分液体已经被通过喷嘴堆 积以制作单独的一份食物后，速率可以;陂降低然后停止、或者逐渐 减少直到4亭止。
在具有高密度的液体时，尤其是具有可变的密度的情况下(在 批次之间)，对被堆积的液体的直径的测量可能不足以达到精确剂 量的分配。
参照图13到16，提供摄像传感器62并且其可用于计算被堆积 的液体的体积。摄像机62被接近于堆积物放置(如图示)并扫描 (实时)被挤压的液体的侧面影象/轮廓。近似横截面的图〗象可用于 推导出实际的体积。高速处理器实时地解释来自摄像机的图像并计 算体积(旋转体的体积)。在达到预设的体积后，处理器发送一个 信号以反转芯18并停止挤压过程。摄〗象传感器62可以连4妻到或独 立于4妄近传感器58 4吏用。
在这个实施例中，软袋10由多层薄膜制成。薄膜的外层由尼 龙层压材冲+制成，而产品-接触层由LLD聚乙烯制成。在其它实施 例中，袋由其它食物级塑料或者弹性材料、密封纸、密封纤维或特 氟纶制成。
在该实施例中，软袋为325 mm长和220 mm宽。在其它实施 例中，專欠袋的长可以在150 mm和650 mm之间，宽在100和450 mm 之间。软袋不被限制在这个尺寸范围内，可以为适于使用的任何合 适的尺寸。
在该实施例中，喷嘴14位于离袋10正面50 mm处，在中央才黄 向力文置。在其它实施例中，喷p觜位于离袋正面lOmm和lOOmm处 和/或方文置在偏离中心处。在一个实施例中，软袋具有可变的横截面积从而在使用中使从 出口分配的液体基本上与软袋的逐渐巻起成比例。有利地，该实施 例不需要任何传感器，控制单元仅仅需要能够保留关于底座前进到 多远的信息。在该实施例中，袋可以被打摺以限制延展和从而提高 分配液体的精确度。而且，当/人上向下看时，l欠袋可以呈^弟形形状 从而梯形的短平行边接近喷嘴。在其它实施例中，软袋可以呈除了 普通形状的i"壬4可形 >(犬。
在另外一个实施例中，通过刺破袋壁的一个预定的区i或而在袋 中形成一个喷嘴或孔。在使用前可以去掉的胶粘的盖子可以设置在 喷嘴或孔上。
在另一个实施例中，可4争动的芯可以或可以不具有可变的直
径，喷嘴被安装有弹性的出口管，其一自由端被固定在孔23中。 因此#皮袋缠绕的可转动的芯的有效直径的增加可以通过伸长弹性 出口管来补偿。
还在另外一个实施例中，喷嘴没有安装有单向阀而是附在一个 弹性管之上，其最初从喷嘴向上延伸然后通过一个反向的U形弯 曲，然后再向下。这阻止了一旦对袋的才齐压停止后，液体/人袋中流 出。在一个变体中，反向的U形弯曲被i殳置在沿着弹性管的任意一 点处，而被定位并适用于起到相同的作用。
在本发明的一个变体中，杆20、 22分别由一对附加装置代替， 其夹住、卡住或者钉在软袋的相对侧上。
在另一个实施例中，底座采用了合适的擀面杖的形式，从而在 其在袋上旋转时，将液体从软袋中挤出。还在另一个实施例中，该装置被垂直而不是水平布置。在该实 施例中，可转动的芯通过结构保持静止且在芯转动时，4欠袋^f皮向上 提起。软袋在一侧具有一个面向下的出口且一个烹饪平面^皮直接置 于出口下方。该布置使得液体总是被分配落到烹饪平面上基本上相 同的位置，而与喷嘴的高度无关。为了保证软袋准确定位和帮助挤 压袋，袋的底部被重力和弹力或其它合适的装置向下拉。
需要注意的是，具有可变直径的芯只有在喷嘴被保持基本固定 的情况下才是必需的。当装置被安排在不是垂直的角度时和传感器 用于有效地测量被分配的液体的体积时，保持喷嘴的固定时很重要 的。
液体分配装置的实施例的 一个优点是它可以分配予贞期JU青确
剂量的液体，因为液体以^皮控制的方式被逐渐挤压出来。这与例如 在重力或泵的运动下#:分配的液体(其体积流率由液体压力来决 定)形成3于比。
从袋的近边侧到远边侧的被控制的挤压可以根据需要以不同
的速度实施，并且可以保持剂量分配的精确度。因此，本发明的实
施例允许以较快的速率分配精确剂量的液体，基本上与液体的粘度
无关(在一定的粘度范围内)。因此，本发明的实施例非常适合于
生产线和生产过程。这样的生产过程的 一 个例子是生产 一 份食物 (例如一〗分^^并)的过程。 一个迅速的过程将导致生产食物的更好
的速率并导致更大的顾客满意度。
液体分配装置的实施例的另一个优点是它可以基本上完全4吏 软袋变空，因为袋在它从尾部到喷嘴被巻起时， 一直保持张紧状态。 这样较少的浪费了液体，从而减少了液体供应的费用。液体分配装置的实施例的另 一 个优点是它^是供从软袋的直接 剂量分配。也就是说，在正常操作中，液体不会接触到分配装置的 其它不必要的表面。例如，在分配装置用于分配将^皮烹调的食物时， 食物4皮直4妄分配到一个或多个烹饪表面。因此， 一旦变空，袋就废 弃了，装置就不必定时清洁，因为液体不4妻触装置的其它部件，因 此它也是非常卫生的。装置适用于提供从软袋的直接剂量分配的事 实意味着软管(像在蠕动泵中)或其它容易磨损的部件是不需要的 并且因此不必^皮替才奐。
实施例中的装置也可以是非常卫生的，因为袋中的物质一直被 密封在袋中，直到被从袋中分配出来。因此，在制备食物产品时， 考虑到健康、安全和污染，本装置优于某些现有技术。在包括密封 袋中物质(不论是固态还是液态)的实施例中，产品被4交好的保存 且保存期限增加。由于食物产品较短的保存期限，当装置^皮用于分 配食物产品时，这是尤其有利的。
液体分配装置的实施例的另 一个优点在于其才几械构造简单。这 是因为分配容器和相关组件(例如附加装置、盖子和/或搅拌器)不 必被合并到装置中。这样就降低了成本并且意味着液体分配装置可 以以更紧凑地方式制造，减少封装、包装的时间以及降低运输要求， 如果意义重大的话。机械上简单的构造也意味着该系统在冲几械上是 高效的。依次地，这样降低了能耗的需求并因此降低了成本。机械 上简单的构造也提供了更大的可靠性，因为其包括了较少的部件。
液体分配装置的实施例的另 一个优点是能耗要求相对较低，因 为只需要巻起相对较小的半径装配(和其周围缠绕的袋)，因此电
动机有很强的机械利益或杠杆作用(leverage )。降低的能库毛要求意 味着本装置较小可能造成对用户的伤害且可以使用较小/较便宜的
电动机。并且本装置将不会使用这么多的能源，从而降4氐了能源成 本。使用 一旦变空就被废弃的袋的液体分配装置的实施例还有另 一个优点就是，其使用被简化了，因为不包括重新填充步骤和清洁 步骤。这样导致了很高水平的使用上的便利。机器的拥有者的便利 性进一 步被加强，因为可以投入使用或接近投入使用的液体的或粉 末(例如用于与7jC混合以制成液体)的袋可以^皮配送给4也们。例如， 袋可以在一或两个简单的步骤后连接到分配装置，并且在Jt匕之前， 如果需要，7jC可以加到袋中的物质中。
这样的布置也允许了与水的简单混合，由于一旦水—皮加入到袋 中，具有带有盖子的喷嘴的袋可以被摇动，然后一旦里面的物质被 适当地混合，就可以被连接到装置上。并且如果软袋是由透明的材 料制造，用户可以看见里面的物质是否被适当地混合，并且因为软 袋是软的，用户可以感觉里面的物质是否一皮适当；也混合。^口果里面 的物质没有被适当地混合，那么用户可以继续摇动从而混合袋中的 物质。
对本领域技术人员说显然很容易在细节上设计和构造上述液 体分配装置时进行多种修改而不脱离本发明的范围。比如，尽管在 实施例的描述中，^皮分配的液体储存在软袋中，它也可以存々者在其 它弹性容器中。
在一个实施例中，电动才几30可在不同的速度下被驱动。
应该理解，用于本说明书的词汇"液体"涉及任何可流动的物 质且包括具有流动特性的并且具有不同粘度的食物，例如用于做薄 々并的牛奶鸡蛋面糊。
在描述附图中阐释的本发明的优选实施例时，为了解释清晰， 借助了专业术语。然而，本发明不被限制于这才羊选择的术i吾，且应 该理解，每个专业术语包括所有技术对等物，这些技术对等物以同样的方式运行来完成相同的技术目的。诸如"向前"，"向后"，"放 射状地"，"外围地，，"向上"，"向下，，以及类似的术语是由于用词 方便而被使用从而提供参考点，不应被理解为限制性的术语。
在随后的权利要求书中和在前述的本发明的说明书中，除了上 下文要求，否则由于语言表达或必要的指示，"包括" 一词或其由 于人称或时态的变形表示一种包含的意义，即为了具体表达一定的 特征而不排除在本发明的多个实施例中存在或增加另外的特征。
权利要求
1. 一种液体分配装置，用于分配来自软袋的液体，包括用来支撑使用中的所述软袋的支架；底座，适用于容纳所述软袋的近边侧，用于相对于所述支架逐渐朝位于所述软袋的远边侧的出口运动，从而所述软袋能被逐渐卷起并且因此液体被从近边侧向远边侧挤压以在使用中以被控制的方式从出口分配液体。
2. 根据权利要求1所述液体分配装置，其中，所述出口包括喷嘴， 并且所述支架包括孔，所述孔用来在使用中容纳所述喷嘴。
3. 根据权利要求2所述的液体分配装置，其中，所述喷嘴延伸穿 过所述孔。
4. 根据权利要求2或3所述的液体分配装置，其中，所述孔包括 保留装置以将所述喷嘴可释放地保留在所述孔中。
5. 根据前述权利要求中任一项所述的液体分配装置，进一步包括 驱动系统，所述驱动系统用于4吏所述底座向所述專欠袋的远边侧 移动，并用于4巴所述软袋逐渐从近边侧向远边侧巻起。
6. 纟艮据前述片又利要求中任一项所述的液体分配装置，其中，所述 支架包括一个用于从下部支撑所述软袋的下部部分、以及至少 一个用于在使用中限制袋的延展的延展限制部分。
7. 根据权利要求6所述的液体分配装置，其中，所述下部部分是 一个下表面，并且所述至少一个延展限制部分是一个与下表面上表面。
8. 根据权利要求7所述的液体分配装置，其中，所述上表面铰接 安装在所述支架的一端。
9. 根据从属于权利要求2的权利要求8所述的液体分配装置，其 中，所述上表面包括一个向下延伸的突起，所述突起将所述喷 嘴保持在所述孔中。
10. 才艮据前述片又利要求任一项所述的液体分配装置，其中，所述底 座适用于逐渐向远边侧平移的同时巻起所述4欠袋。
11. 才艮据斥又利要求10所述的液体分配装置，其中，所述支架包括至少一个导轨，并且所述底座包括至少一个用于沿着所述至少 一个导劲》衮动的寿昆子以及具有可变有凌文直径的巻轴。
12. 根据权利要求11所述的液体分配装置，其中，所述巻轴包括 至少两个分开的、细长的底座构件，所述底座构件在它们之间 限定出一个狭缝以用于在4吏用中容纳所述寿欠袋的近边侧。
13. 4艮据4又利要求12所述的液体分配装置，其中，所述至少一个 底座构件的至少 一部分由弹性材并牛制成，乂人而当所述專欠袋逐渐 绕着所述底座构件巻起时，所述至少一个底座构件弯曲，且所 述底座构件之间的距离减小，因此减小了所述巻轴的有效直径。
14. 根据权利要求11到13中任一项所述的液体分配装置，其中，
15. 4艮据4又利要求14所述的液体分配装置，其中，所述底座构件 的中间区域由一个偏压装置连4妄。
16. 根据权利要求15所述的液体分配装置，其中，所述偏压装置 是至少一个压缩弹簧。
17. 根据权利要求15所述的液体分配装置，其中，所述偏压装置 是至少一个拉伸弹簧。
18. 根据权利要求11所述的液体分配装置，其中，所述巻轴包括 至少一个轴以及至少一个将所述至少一个轴和所述寿欠袋的所 述近边侧相互连接的弹簧，从而当所述软袋被逐渐巻起时，所 述至少 一 个弹簧压缩减,J 、所述巻轴的有效直径。
19. 根据权利要求18所述的液体分配装置，其中，所述弹簧是一 个围绕所述轴的至少一部分的螺旋弹簧，且所述弹簧具有安装 至所述轴的内部边缘和适于连接至所述软袋的所述近边侧的 外部边缘，从而当所述软袋绕着所述螺旋弹簧逐渐巻起时，所 述螺旋弹簧压缩减d、其有效直径，因此减d、 了所述巻轴的有效 直径。
20. 根据权利要求6到19中任一项所述的液体分配装置，其中， 所述驱动系统适于沿着所述或每个对应的导執^走转所述或每 个辊子。
21. 根据权利要求20所述的液体分配装置，其中，所述驱动系统 包括步进式电动机和控制单元。
22. 根据权利要求20或21所述的液体分配装置，其中，所述支架 包括两个导4九并且所述底座包括两个辊子，并且所述巻轴安装 在各个辊子之间且具有连4妄至各个辊子的端部。
23. 根据权利要求22所述的液体分配装置，其中，所述辊子和导 轨包括适于彼此啮合的轮齿，从而保证所述底座转动时向前运动。
24. 根据前述权利要求中任一项所述的液体分配装置，其中，所述 袋由食物级的塑料、弹性材料、密封纸、密封纤维、橡胶或特 氟纟仑制成。
25. 根据权利要求24所述的液体分配装置，其中，所述软袋具有 可变的横截面积，从而在使用中，从出口分配的液体基本上与 所述软袋的逐渐巻起成比例。
26. 才艮据前述4又利要求任一项中所述的液体分配装置，进一步包 括，用于控制所述底座的运动的控制单元、用于接收被分配的 液体的4妄收面、以及一个或多个才喿作地连4妄到所述控制单元的 传感器，所述一个或多个传感器基本上与液体的被分配的部分 布置成一行且适于测量所述液体的被分配的部分的大小，并且 传送相应^:据到所述控制单元以停止、暂停或反转所述底座的 前进运动，并因此停止或暂停液体的进一步分配。
27. 根据权利要求26所述的液体分配装置，其中，所述一个或多 个传感器适于记录液体的被分配的部分的横截面的尺寸，并且 其中，所述控制单元适于从液体的被分配的部分的横截面的尺 寸中得出其体积。
28. 根据权利要求26或27所述的液体分配装置，其中，所述一个 或多个传感器中的至少一个适于测量^皮分配的液体的高度和 半径。
29. 根据权利要求26到28中任一项所述的液体分配装置，其中， 所述一个或多个传感器包括*接近或位置传感器。
30. 根据权利要求29所述的液体分配装置，其中，所述接近或位 置传感器是光学传感器。
31. 根据权利要求26所述的液体分配装置，其中，所述一个或多 个传感器包括重量传感器。
全文摘要
本发明涉及一种液体分配装置，用于分配来自软袋的液体。该装置具有用来支撑使用中的软袋的支架和底座，该底座适用于容纳软袋的近边侧，用于相对于支架逐渐朝位于软袋远边侧的出口运动。当软袋被逐渐卷起，液体被从近边侧向远边侧挤压，从而在使用中以被控制的方式从出口分配液体。在其它优点中，这允许从袋中挤压出液体的预期的和精确的剂量部分并且直接从软袋中进行剂量分配。
文档编号B65B69/00GK101284639SQ200810097248
公开日2008年10月15日 申请日期2008年5月6日 优先权日2007年5月7日
发明者马雷克·希曼斯基 申请人:马雷克·希曼斯基