一種果汁壓榨機(jī)及其操作該果汁壓榨機(jī)的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種果汁壓榨機(jī)和一種操作果汁壓榨機(jī)的方法，該果汁壓榨機(jī)包括過濾器管，該過濾器管安裝成接收水果的果汁和果肉?？坠茉谶^濾器管內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，且具有排出口，并設(shè)置成產(chǎn)生壓力和分離果汁和果肉、收集果核、以及從排出口排出果核。傳感器定位在孔管附近，并設(shè)置成檢測(cè)從排出口排出的材料。
【專利說明】一種果汁壓榨機(jī)及其操作該果汁壓榨機(jī)的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及水果和蔬菜的處理，更特別是，本發(fā)明涉及一種柑橘果汁壓榨機(jī)，該柑橘果汁壓榨機(jī)包括設(shè)置成檢測(cè)阻塞孔管的傳感器，本發(fā)明還涉及相關(guān)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]商業(yè)規(guī)模的柑橘果汁提取優(yōu)選是通過果汁壓榨機(jī)來進(jìn)行。例如，由本發(fā)明的受讓人制造的一列式果汁壓榨機(jī)包括相對(duì)的杯，例如上部杯和下部杯，該上部杯和下部杯沿往復(fù)運(yùn)行通路而彼此相對(duì)運(yùn)動(dòng)。上部杯和下部杯的側(cè)部通常包括指狀件，該指狀件支承水果，以使得它能夠在并不爆裂的情況下進(jìn)行擠壓。上部杯的指狀件與下部杯的指狀件相互交叉或相互配合。橘子、其它柑橘水果或一些類型的蔬菜能夠通過凸輪操作的供給裝置供給例如下部杯。上部杯和下部杯再靠攏，以使得杯的相應(yīng)指狀件相互配合，因此在它們之間擠壓水果。
[0003]尖銳和通常圓形的切刀定位在上部杯和下部杯中。當(dāng)這些杯彼此相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，使水果壓靠切刀，該切刀在兩個(gè)杯的相互交叉的指狀件配合在一起時(shí)從水果的頂部和底部部分切割塞果(Plug)。從水果的頂部部分切割塞果將促進(jìn)果皮與水果的內(nèi)部部分(即果汁和果肉)分離。從水果的下部部分切割塞果能夠?qū)⑺膬?nèi)部部分向下壓入恰好位于下部杯切刀下面的過濾器管中。過濾器管再定位在歧管中。
[0004]在水果的內(nèi)部部分已經(jīng)擠入過濾器管內(nèi)之后，孔管向上運(yùn)動(dòng)至過濾器管中，從而向水果的內(nèi)部部分施加壓力。這使得果汁和液囊(由于它們的較小顆粒尺寸)流過過濾器管的小孔進(jìn)入果汁歧管中，因此分離出果汁和果肉。
[0005]關(guān)于柑橘果汁壓榨機(jī)的進(jìn)一步詳細(xì)說明可以在共同轉(zhuǎn)讓的美國專利N0.5970861(授予Suter等)、美國專利N0.5992311 (授予Suter等)、美國專利N0.7156016 (授予Schrader等)和美國專利申請(qǐng)N0.2009/0081338 (Mathews等)中看到，且各參考文獻(xiàn)的整個(gè)內(nèi)容都被本文參引。
[0006]這種果汁壓榨機(jī)的一個(gè)設(shè)計(jì)和工程目標(biāo)是發(fā)展在提取處理中使用的部件，該部件將有最大化的產(chǎn)量和質(zhì)量，且壓榨機(jī)供給高效地提高生產(chǎn)率。由于實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)的一個(gè)方法是提供自動(dòng)系統(tǒng)，該自動(dòng)系統(tǒng)在供給水果和提取果汁時(shí)測(cè)量和控制果汁壓榨機(jī)的性能，以便保證較高產(chǎn)品質(zhì)量和總體產(chǎn)量。因此希望檢測(cè)或探測(cè)在各種果汁壓榨機(jī)部件內(nèi)發(fā)生較差水果供給或阻塞的時(shí)間，該較差水果供給或阻塞將對(duì)果汁的產(chǎn)量和質(zhì)量產(chǎn)生不利影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]—種果汁壓榨機(jī)，包括過濾器管，該過濾器管安裝成接收水果的果汁和果肉?？坠茉谶^濾器管內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，且具有排出口，并設(shè)置成產(chǎn)生壓力和分離果汁和果肉、收集果核、以及從排出口排出果核。傳感器定位在孔管附近，并設(shè)置成檢測(cè)從排出口排出的材料。
[0008]在一個(gè)實(shí)例中，傳感器設(shè)置成監(jiān)測(cè)從排出口排出的材料輸出，并確定孔管阻塞的時(shí)間。在另一實(shí)例中，相對(duì)的杯(例如上部杯和下部杯)設(shè)置成支承水果的外部。驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)與孔管連接，并操作成使得孔管在過濾器管內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)。壓榨機(jī)框架將傳感器安裝在這樣的位置，該位置將在孔管往復(fù)運(yùn)動(dòng)至要排出果核的位置時(shí)鄰近排出口。
[0009]在另一實(shí)例中，傳感器包括傳感器本體。目標(biāo)板由傳感器本體支承，并設(shè)置成運(yùn)動(dòng)一定距離，該距離表示從排出口排出和撞擊傳感器的材料的密度和力。接近傳感器由傳感器本體支承，并設(shè)置成檢測(cè)目標(biāo)板的運(yùn)動(dòng)。在另一實(shí)例中，處理器與接近傳感器連接，并接收和處理與目標(biāo)板的運(yùn)動(dòng)相關(guān)的數(shù)據(jù)，且確定在孔管中的阻塞程度。
[0010]在另一實(shí)例中，磁體與傳感器本體和目標(biāo)板連接，并設(shè)置成偏壓目標(biāo)板離開傳送器本體。第一磁體定位在傳感器本體附近，第二磁體定位在目標(biāo)板附近，且相互排斥以便偏壓目標(biāo)板離開傳感器本體。軸穿過傳感器本體延伸，并有與接近傳感器連接的第一端和與目標(biāo)板連接的第二端，目標(biāo)板的運(yùn)動(dòng)通過該軸而傳遞給接近傳感器。目標(biāo)板密封件與傳感器本體和目標(biāo)板接合，并提供在它們之間的密封。
[0011]還公開了一種方法。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]通過下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的詳細(xì)說明，將清楚本發(fā)明的其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)，附圖中:
[0013]圖1是形成果汁提取系統(tǒng)的柑橘果汁裝置的示意圖，該果汁提取系統(tǒng)有“N”個(gè)根據(jù)非限定實(shí)例的果汁壓榨機(jī)。
[0014]圖2是根據(jù)非限定實(shí)例的、例如在圖1所示實(shí)例中的果汁壓榨機(jī)的一部分的局部首1J視圖。
[0015]圖3是根據(jù)非限定實(shí)例的孔管、它的排出口和位于該排出口附近的阻塞孔管傳感器的局部透視圖。
[0016]圖4是根據(jù)非限定實(shí)例的、圖3中所示的阻塞孔管傳感器的分解透視圖。
[0017]圖5是圖3和4中所示的阻塞孔管傳感器的局部剖視圖，表示了根據(jù)非限定實(shí)例的、與傳感器本體的內(nèi)部空腔連通的通氣口。
[0018]圖6是圖5中的傳感器大致沿圖5的線6-6的剖視圖。
[0019]圖7是裝配的傳感器的另一透視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面將參考附圖更充分地介紹本發(fā)明，附圖中表示了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。不過，本發(fā)明可以以多種不同形式來實(shí)施，且并不局限于這里提出的實(shí)施例。而且，這些實(shí)施例提供為使得本說明書徹底和完整，并將本發(fā)明的范圍充分傳遞給本領(lǐng)域技術(shù)人員。在全部附圖中，相同參考標(biāo)號(hào)表示相同元件。
[0021]下面首先參考圖1和2介紹柑橘果汁裝置10。裝置10表示為包括多個(gè)(N個(gè))柑橘果汁壓榨機(jī)15a_15n,各柑橘果汁壓榨機(jī)表不為包括第一果汁輸出裝置16a、16η和第二果汁輸出裝置19a、19η，該第一果汁輸出裝置16a、16η和第二果汁輸出裝置19a、19η各自有流過的果汁流，且該果汁供給公共集管20中。在其它實(shí)施例中，各果汁壓榨機(jī)15a-15n可以只包括例如一個(gè)果汁輸出裝置或者超過兩個(gè)輸出裝置。各壓榨機(jī)15a-15n表示為包括多對(duì)壓榨機(jī)杯以及相連的驅(qū)動(dòng)部件17a-17n，該驅(qū)動(dòng)部件17a_17n與控制器18a_18n操作連接，如本領(lǐng)域技術(shù)人員可知。典型的果汁壓榨機(jī)15a的進(jìn)一步詳細(xì)說明在上面所述的美國專利N0.7156016 (授予Schrader等)、美國專利N0.5970861 (授予Suter等)、美國專利N0.5992311 (授予Suter等)和美國專利文獻(xiàn)N0.2009/0081338 (Mathews等)中公開。
[0022]果汁精整機(jī)22表示為定位在果汁集管20的輸出裝置處。果汁壓榨機(jī)15a_15n和果汁精整機(jī)22都是典型的柑橘果汁處理裝置，它們?cè)诠收蠒r(shí)將使得不需要的材料釋放至柑橘果汁輸出裝置中。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)知道可以受益于這里所述的不需要材料的檢測(cè)裝置和方法的其它類似柑橘果汁處理裝置。
[0023]在所示實(shí)例中，如在參引的公開專利申請(qǐng)’ 338中所述，任何果汁壓榨機(jī)15a_15n在故障時(shí)都使得不需要的材料與果汁流一起釋放至相應(yīng)果汁輸出裝置中。這種故障通常在過濾器管86 (圖2)不能使得不需要材料釋放時(shí)產(chǎn)生。相應(yīng)的不需要材料釋放(UDMR)檢測(cè)器21a-21n表示為與第一果汁輸出裝置19a_19n連接，用于檢測(cè)不需要材料的釋放。相應(yīng)檢測(cè)器21a-21n與各果汁壓榨機(jī)15a_15n相連，并與它的第一果汁輸出裝置19a_19n連接。這能夠在使用多個(gè)壓榨機(jī)時(shí)識(shí)別故障的壓榨機(jī)，如本領(lǐng)域技術(shù)人員可知。另外，不需要材料釋放的檢測(cè)器21a-21n也可以選擇地向果汁壓榨機(jī)15a_15n的相應(yīng)控制器18a_18n發(fā)送信號(hào)，以便停止故障的壓榨機(jī)。
[0024]除了用于壓榨機(jī)15a_15n的檢測(cè)器21a_21n或代替該檢測(cè)器21a_21n，不需要材料釋放的檢測(cè)器25可以位于與公共集管20共線的所有壓榨機(jī)的下游，如圖1的底部部分中所示。在這種變化形式中，來自不需要材料釋放的檢測(cè)器25的輸出可以與全部壓榨機(jī)15a-15n的控制器18a_18n連接或者與用于壓榨機(jī)組的另一控制裝置連接，如本領(lǐng)域技術(shù)人員可知。
[0025]還一不需要材料釋放的檢測(cè)器27表示為連接在柑橘果汁精整機(jī)22的下游。檢測(cè)器25的輸出表示為與果汁精整機(jī)22的控制器23連接，并可以在檢測(cè)到材料的不需要釋放時(shí)關(guān)閉精整機(jī)。用于果汁精整機(jī)22的不需要材料釋放檢測(cè)器27可以單獨(dú)使用，或者與如前所述的任意其它檢測(cè)器21a-21n、25組合地使用。
[0026]參考圖2，圖中表示了基本的果汁壓榨機(jī)單元50的、確定果汁壓榨機(jī)的果汁提取位置的部分?？蛇\(yùn)動(dòng)的壓榨機(jī)杯80安裝在公共橫桿(即杯支承部件)上，該公共橫桿在示例實(shí)施例中也稱為杯橫梁82。杯橫梁82與其它可運(yùn)動(dòng)壓榨機(jī)杯相互連接，在一個(gè)實(shí)例中，總共5個(gè)壓榨機(jī)杯，但是數(shù)目可以根據(jù)設(shè)計(jì)而變化。在該非限定實(shí)施例中，杯橫梁82通過容納于果汁壓榨機(jī)的上部部分中的凸輪驅(qū)動(dòng)器(未示出)而往復(fù)運(yùn)動(dòng)。固定的壓榨機(jī)杯54(例如，在示例實(shí)施例中的下部壓榨機(jī)杯)相對(duì)于壓榨機(jī)框架52剛性固定，并安裝在杯橋57上。可運(yùn)動(dòng)和固定的壓榨機(jī)杯80、54形成為相互交叉的壓榨機(jī)杯，該壓榨機(jī)杯有指狀件84，該指狀件84在可運(yùn)動(dòng)壓榨機(jī)杯80與固定壓榨機(jī)杯54接合時(shí)相互配合在一起。
[0027]可運(yùn)動(dòng)和固定的壓榨機(jī)杯80、54和它們的相連部件(例如預(yù)精整機(jī)過濾器管86、孔管56和相連的杯橋57)形成一個(gè)果汁壓榨機(jī)單元，如圖1中所示。多個(gè)果汁壓榨機(jī)單元50能夠一起群集在一個(gè)果汁壓榨機(jī)中，以便提高生產(chǎn)。典型的果汁壓榨機(jī)包括定位在相應(yīng)果汁提取位置的5個(gè)果汁壓榨機(jī)單元。水果供給器(未示出)能夠用作凸輪操作裝置，并包括供給指狀件，該供給指狀件將單個(gè)水果放置在固定壓榨機(jī)杯54中，例如通過在從形成為水果引導(dǎo)組件的供給器臺(tái)板接收水果之后將水果投擲至壓榨機(jī)杯中。
[0028]在果汁壓榨機(jī)的上部部分中的、凸輪操作的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)將可運(yùn)動(dòng)壓榨機(jī)杯80壓入固定壓榨機(jī)杯54中，且在這樣進(jìn)行時(shí)，水果F壓靠在圓形切刀90上，該圓形切刀90位于預(yù)精整機(jī)過濾器管86的頂部。該切刀90切割在水果底部的塞果，以便使得水果的內(nèi)部部分能夠進(jìn)入過濾器管86。另一切刀92也切割在水果頂部的塞果，以便使得果皮能夠與水果的內(nèi)部部分(例如果肉)分離。當(dāng)壓榨機(jī)杯54、80的指狀件84相互交叉或配合在一起時(shí)，水果的內(nèi)部部分(例如漿狀果汁)向下壓入容納于果汁歧管94中的過濾器管86內(nèi)。果皮表面并不接觸果汁，并減少由果皮的提取物產(chǎn)生的任何污染。果皮跌落至果汁歧管94的外部，并能夠由例如果皮螺旋傳送器(未示出)來收集，該果皮螺旋傳送器通常位于壓榨機(jī)平臺(tái)(該壓榨機(jī)平臺(tái)安裝多種部件)的下面，并排出至料斗或其它廢物處理容器中，且穿過外壁傳送給卡車或拖車以便進(jìn)一步處理。
[0029]可運(yùn)動(dòng)壓榨機(jī)杯80的連續(xù)沖程和限制器(例如成阻擋件的形式)的存在將迫使水果的、承載果汁的部分穿過過濾器管86的穿孔壁。該穿孔壁由小的過濾器管孔98形成，這允許果汁排出至果汁歧管94中。
[0030]背壓優(yōu)選是例如通過液壓裝置(例如在參引的專利5992311中所述)或通過限制限制器的尺寸而施加至孔管中?？坠?6在過濾器管86內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，以便壓縮任何捕獲的水果顆粒，并迫使任何剩余的果汁通過過濾器管的穿孔壁。果核材料(例如瓣膜和種子)通常在孔管的往復(fù)運(yùn)動(dòng)過程中從孔管的下部部分通過孔管排出口(圖3)而排出。然后完成果汁提取的這種循環(huán)。
[0031]圖3表示了孔管56，該孔管56在它的下端處包括孔管排出口 97。孔管的下端包括柱形形狀的孔管支承部件102，該孔管支承部件102有螺紋部分104。支承部件102接收于孔管橫梁和相連的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)103 (圖2)內(nèi)?？坠軝M梁支承由驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)的多種孔管。該孔管橫梁將往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而使得孔管56在過濾器管86內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)。調(diào)節(jié)螺母106幫助將支承部件102固定在孔管橫梁的安裝機(jī)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)103 (圖2)上?？梢允褂酶冗M(jìn)的設(shè)計(jì)，例如在美國專利N0.5992311中所述，該設(shè)計(jì)使用背壓的液壓控制。
[0032]另外，果汁產(chǎn)量和果汁的類型能夠通過使用具有不同尺寸孔98的不同過濾器管而變化。另外，進(jìn)入孔管內(nèi)的背壓能夠變化，以便改變果汁產(chǎn)量和果汁類型，例如在美國專利N0.5992311中所述。果皮油(例如通過可運(yùn)動(dòng)和固定的杯的指狀件的切碎作用而釋放)通常能夠由環(huán)繞提取杯的水噴霧來洗滌。
[0033]在通過所示柑橘果汁壓榨機(jī)進(jìn)行上述整個(gè)水果提取處理的過程中，整個(gè)水果以幾乎同時(shí)的方式分離成四個(gè)主要組分。這些組分包括:(1)漿狀果汁；(2)果皮；(3)釉料(frit)(小塊果皮)；以及(4)果核材料(膜、種子、皮插入物)。
[0034]當(dāng)孔管56向上運(yùn)動(dòng)從而壓縮在過濾器管86內(nèi)的材料時(shí)，對(duì)固體材料例如果皮帽、種子和膜材料進(jìn)行壓縮，并壓入孔管56的中心孔中。背壓通過施加給縱向孔(該縱向孔幾乎沿孔管的整個(gè)長度延伸)的壓力而施加給該材料，從而防止材料立即排出管外和通過這樣離開而引起果汁損失。在正常操作過程中，根據(jù)處理的水果的尺寸和種類，在給定時(shí)間孔管56能夠保持像5至6個(gè)這樣多的已提取的果核。果汁壓榨機(jī)設(shè)計(jì)成使得這些果核順序地排出。當(dāng)排出時(shí)，果核材料通過不同程度的力來推出孔管56外。該果核材料也可以作為單個(gè)組分或者作為分散的碎屑(其中，各組分與來自相同水果的其它組分分離地排出)。在一些情況下，外來材料進(jìn)入果汁提取處理中，并堵塞孔管的中心孔口，阻止合適果核材料流通過排出口 97排出?？坠芤虼吮蛔枞幢欢氯?，這引起產(chǎn)量損失和果汁質(zhì)量下降。[0035]在這些情況下，當(dāng)孔管56由阻止果核材料排出的材料阻塞時(shí)(該果核材料正常通過孔從排出口 97排出)，在過濾器管86內(nèi)的壓力能夠升高至損壞該過濾器管的程度。另外，當(dāng)該高壓在水果進(jìn)行壓縮時(shí)通過液壓向上傳遞給水果時(shí)，果皮可能在杯中不合適地破裂，從而引起橘子的剩余內(nèi)容物在杯內(nèi)裂開，并削弱各個(gè)果汁部件收集果汁和固體的能力。
[0036]根據(jù)非限定實(shí)例，果汁壓榨機(jī)包括阻塞孔管檢測(cè)器系統(tǒng)，該阻塞孔管檢測(cè)器系統(tǒng)確定孔管阻塞和使得材料不能通過孔管的時(shí)間。在一個(gè)實(shí)例中，這種系統(tǒng)能夠識(shí)別在處理設(shè)備中哪個(gè)管被阻塞。使用這種系統(tǒng)將在孔管的孔被堵塞時(shí)降低產(chǎn)量損失和果汁質(zhì)量退化。通過檢測(cè)從孔管56排出的材料而產(chǎn)生的第二優(yōu)點(diǎn)是能夠確定杯是否接收水果或者水果進(jìn)入杯中的速率是否使得壓榨機(jī)損失總體生產(chǎn)效率。
[0037]這種阻塞孔管檢測(cè)器系統(tǒng)提供了在果汁壓榨機(jī)操作時(shí)通過排出口 97而從孔管排出的材料的即時(shí)監(jiān)測(cè)。在一個(gè)非限定實(shí)例中，檢測(cè)器系統(tǒng)包括5個(gè)傳感器，一個(gè)傳感器用于一個(gè)孔管，該孔管通常安裝成用于在單個(gè)果汁壓榨機(jī)中豎直運(yùn)動(dòng)。傳感器110的實(shí)例在圖3中表示，并定位在它的相應(yīng)孔管56的排出口 97附近。
[0038]RPM傳感器105 (圖2)通常包含在果汁壓榨機(jī)中。該RPM傳感器在圖2中表示為方框模塊，并能夠安裝在合適位置，以便在壓榨機(jī)操作過程中監(jiān)測(cè)孔橫梁運(yùn)動(dòng)。它通常為現(xiàn)成的傳感器，并形成為接近檢測(cè)器，該接近檢測(cè)器測(cè)量孔橫梁的存在。當(dāng)孔橫梁在傳感器前面運(yùn)動(dòng)時(shí)，壓榨機(jī)已經(jīng)進(jìn)行了完整的提取循環(huán)，作為1RPM。在非限定實(shí)例中，RPM傳感器105是18mm的接近傳感器，具有直到12mm的延伸范圍，設(shè)計(jì)成用于食品等級(jí)用途，且操作與IFM Effector model IGT 205類似。各RPM傳感器105具有螺紋連接器，以便幫助它插入在RPM傳感器安裝框架上和從RPM傳感器安裝框架上拆卸。這種連接器與模制電纜配合，該連接器通常為M12三或四針連接器(取決于傳感器的制造商)。這種電纜沿RPM傳感器安裝框架確定路線，并轉(zhuǎn)向至壓榨機(jī)外部，在這里，它終止于由壓榨機(jī)控制系統(tǒng)監(jiān)測(cè)的I/O裝置。
[0039]用于檢測(cè)從孔管排出的材料的各傳感器110 (圖3-7)通過安裝組件(未示出)來安裝，并通常由壓榨機(jī)框架來支承?？刂葡到y(tǒng)(例如也能夠操作果汁壓榨機(jī)的處理單元)能夠從各傳感器110接收數(shù)據(jù)用于處理。各傳感器110在圖3-7中表示，并設(shè)計(jì)成在果汁壓榨機(jī)的極其刺耳的環(huán)境內(nèi)操作。各傳感器能夠測(cè)量從孔管56排出的較大和較小顆粒，同時(shí)不受環(huán)境影響，該環(huán)境施加高振動(dòng)負(fù)載以及從〈50° F至>160° F范圍的高溫，還包括飽和濕度。這種示例傳感器110承受住刺耳的環(huán)境，但是對(duì)于當(dāng)果核材料從排出口 97排出時(shí)通過接觸排出材料來測(cè)量保持靈敏。
[0040]如圖所示，各傳感器110布置在孔管的排出口 97的前面。由于從孔管56的排出口97排出的材料的尺寸和質(zhì)量的可變性(這通常由水果的類型和尺寸范圍來確定)，從形成傳感器端部的碰撞目標(biāo)板區(qū)域至排出口 97的間隙距離在從0.25英寸至1.0英寸的范圍內(nèi)。通常，該間隙將基于季節(jié)(因?yàn)闅夂驅(qū)λ挠绊?和基于處理的主要水果來設(shè)置。對(duì)于小至平均尺寸的橘子，用于最佳性能的示例間隙距離為從大約0.5至0.75英寸。小于兩英寸直徑的酸橙將有從大約0.25至0.5英寸的最佳間隙距離。通常，一旦傳感器110設(shè)置成用于在壓榨機(jī)線上的給定位置，一旦水果開始在該壓榨機(jī)上進(jìn)行處理，間隙就不需要隨季節(jié)變化。
[0041]各傳感器110設(shè)計(jì)成由從排出口 97排出的材料撞擊。測(cè)試表明，這種材料在傳感器110上的接觸壓力能夠在小于5-60毫秒的持續(xù)時(shí)間周期中小到15克和大到300克，且傳感器保持可操作。傳感器110能夠在較寬范圍的果汁壓榨機(jī)速度下操作。施加在傳感器110上的力以及它的持續(xù)時(shí)間將明顯根據(jù)水果尺寸和水果類型以及多種不同情況(傳感器可在這些情況下操作)而變化。傳感器110能夠用于果汁壓榨機(jī)的多種不同水果處理階段和多種不同類型的水果，這些水果通常在世界范圍內(nèi)在整個(gè)柑橘工業(yè)中在柑橘提取中進(jìn)行處理。
[0042]傳感器110能夠與高速數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)連接，例如圖1中所示的處理單元或控制器18a-18n的一部分。來自傳感器110的數(shù)據(jù)(在各果汁壓榨機(jī)的基礎(chǔ)上和在多個(gè)果汁壓榨機(jī)生產(chǎn)線的基礎(chǔ)上，例如在圖1中所示)能夠推斷各阻塞孔管或路徑阻塞的故障何時(shí)發(fā)生，并向維護(hù)人員提供關(guān)于檢測(cè)到問題的位置的詳細(xì)信息。
[0043]在正常操作過程中，迫使通過孔管的中心的材料將根據(jù)先進(jìn)先出的原則而從孔管的排出口 97排出。排出的材料撞擊直接位于排出口前面的傳感器110，最好如圖3中所示。傳感器110固定和安裝在用于果汁壓榨機(jī)的靜止框架組件上。與孔管56相反，傳感器110并不運(yùn)動(dòng)，該孔管56如前所述根據(jù)果汁壓榨機(jī)的RPM而高速地豎直上下運(yùn)動(dòng)。通常，用于這種豎直孔管運(yùn)動(dòng)的循環(huán)速率在每分鐘100和120次之間。通過傳感器的設(shè)計(jì)特性和監(jiān)測(cè)該傳感器的相應(yīng)控制，輸出速率并不影響傳感器的性能。
[0044]下面參考圖4，圖中更詳細(xì)地表示了傳感器110的分解透視圖。傳感器包括以下非限定部件:目標(biāo)板120、目標(biāo)板密封件122、目標(biāo)板密封屏蔽件124、目標(biāo)板安裝螺釘126、目標(biāo)板排斥磁體128、傳感器本體130、傳感器本體排斥磁體132、傳感器本體軸134、傳感器本體通氣孔136、傳感器本體軸端部螺釘138a和墊片138b、接近傳感器140以及卡扣夾或夾子150，該卡扣夾或夾子150環(huán)繞本體130裝配，并接收在位于傳感器本體130端部處的槽130a內(nèi)。這種夾子150接收和固定柔性“靴”或蓋，該柔性“靴”或蓋設(shè)計(jì)成在本體上面延伸，并使得它更防空氣和防水，且提供更好的密封。這防止液體侵入傳感器中。在一些情況下，根據(jù)傳感器所述的工作環(huán)境，可以不需要通氣口 136，但是傳感器110通常包括通氣口。
[0045]圖5是傳感器的局部剖視圖，圖6是傳感器100沿圖5中的線6_6的詳細(xì)剖視圖。在圖5的實(shí)施例中，通氣口 136與形成于傳感器本體的一端中的內(nèi)部空腔130a連通，該內(nèi)部空腔130a接收兩個(gè)磁體128、132，還接收傳感器本體軸134的端部，該傳感器本體軸134接收在從傳感器本體的一端伸入內(nèi)部空腔130a的縱向孔130b中。通氣口 136使得該空腔130a通氣，例如通過與內(nèi)部空腔連通(如圖5中所示)或與縱向孔130b連通(如圖6中所示)。目標(biāo)板120包括輪轂部件120a，該輪轂部件120a在內(nèi)部空腔處接收于傳感器本體的端部內(nèi)。目標(biāo)板安裝螺釘126固定至傳感器本體軸134的端部中，另一傳感器本體軸端部螺釘138a接收于該軸134的另一端中。部件固定在一起。
[0046]圖6是剖視圖，也表示了可以用于形成傳感器110的尺寸的代表(但非限定的實(shí)例)。在非限定實(shí)例中，傳感器本體140可以有大約I英寸的直徑“A”。傳感器110從接近傳感器的端部至目標(biāo)板密封屏蔽件124的高度“B”為大約4英寸，在非限定實(shí)例中為大約
3.9英寸，但是范圍能夠根據(jù)特定用途和設(shè)計(jì)。從本體部件130的端部至目標(biāo)板密封屏蔽件的長度“C”為大約2.5英寸，在目標(biāo)板密封件的后部和目標(biāo)板密封屏蔽件之間的距離“D”為大約0.5英寸。在非限定實(shí)例中，目標(biāo)板的直徑“E”為大約3英寸。
[0047]圖7是傳感器110的完整透視圖，表示了各個(gè)部件。作為目標(biāo)板排斥磁體128和傳感器本體排斥磁體132的兩個(gè)相對(duì)磁體有利地使得目標(biāo)板120保持離開傳感器本體130。在一個(gè)實(shí)施例中，兩個(gè)磁體128、132是釹磁體，并形成為高密度磁通的環(huán)形磁體。由這些磁體給予的排斥力并不受到在果汁壓榨機(jī)中可見的高“g”振動(dòng)力的影響。這些振動(dòng)力通過由果汁壓榨機(jī)施加的豎直力和由安裝果汁壓榨機(jī)的平臺(tái)表面發(fā)展的“振鈴”式非線性力來產(chǎn)生。這些非單向振動(dòng)阻止了使用與這種傳感器相關(guān)聯(lián)的普通方法。
[0048]傳感器本體軸134能夠形成為鈦合金軸，并設(shè)置成穿過磁體128、132芯延伸以及能夠用于檢測(cè)低壓力波峰，當(dāng)與果核材料接觸時(shí)，該低壓力波峰施加在目標(biāo)板密封屏蔽件124上并通過目標(biāo)板密封件122傳遞給目標(biāo)板120。不銹鋼材料通常在它的組分中有一定量的鐵材料。因?yàn)榻?jīng)過磁體128、132的任何鐵材料都將吸向磁體和因此影響軸134的自由運(yùn)動(dòng)，因此現(xiàn)場(chǎng)評(píng)估表明用于軸134的最佳材料是鈦。使用塑料來用于該軸將由于材料的柔性而不合適。其它非鐵材料(例如銅)將由于傳感器環(huán)境而受到嚴(yán)重的氧化。
[0049]用于軸134的這種隔離方法允許目標(biāo)板密封屏蔽件124、目標(biāo)板密封件122和目標(biāo)板120運(yùn)動(dòng)，該目標(biāo)板120附接在傳感器本體軸134上，從而使得它與目標(biāo)板120的運(yùn)動(dòng)成比例地朝向傳感器110的后部運(yùn)動(dòng)。傳感器本體軸134并不受到磁體128、132的磁通的影響。因此，由軸134的運(yùn)動(dòng)只產(chǎn)生很小的摩擦損失。在軸134的相對(duì)端處，端部螺釘138a接收在接近傳感器140的檢測(cè)區(qū)域140a中，該接近傳感器140通常為ml2食品等級(jí)的接近傳感器，類似于IFM effector MODEL IFM203。傳感器位于接近傳感器的檢測(cè)范圍內(nèi)的時(shí)間根據(jù)撞擊目標(biāo)板120的材料的密度和它通過排出口從孔管56中排出的力而變化。盡管并不關(guān)鍵，但是檢測(cè)的持續(xù)時(shí)間必須足夠允許任何控制系統(tǒng)能夠監(jiān)測(cè)由接近傳感器140產(chǎn)生的信號(hào)。通常，這不少于5毫秒。通過實(shí)驗(yàn)測(cè)試，已經(jīng)確定排斥磁體128、132最佳地形成為環(huán)形磁體，N52釹磁體和N42釹磁體，該磁體為0.5英寸乘以0.1875厚，并包括0.219的內(nèi)徑。需要進(jìn)行使得磁體涂覆有環(huán)氧樹脂密封劑和/或電鍍的優(yōu)選預(yù)處理，以便防止磁材料退化。
[0050]傳感器110包括柔性橡膠密封件122，該橡膠密封件122防止顆粒進(jìn)入傳感器本體，從而使得本體能夠在對(duì)運(yùn)動(dòng)最小限制的情況下自由運(yùn)動(dòng)。由于果核材料撞擊目標(biāo)板120的磨損和因此從目標(biāo)板上除去密封件，保護(hù)目標(biāo)板密封屏蔽件124將密封件122夾在目標(biāo)板120上，從而防止與密封表面直接接觸。這樣的密封件設(shè)計(jì)成具有很高的柔性，以便能夠?qū)δ繕?biāo)板和它的相連部件的運(yùn)動(dòng)的阻力最小。這主要通過材料的選擇(例如在非限定實(shí)例中為大約30硬度的高強(qiáng)度硅)和使用波紋管類型設(shè)計(jì)(如圖所示)來實(shí)現(xiàn)。
[0051]圖3-5和7表示了通氣口 136，該通氣口 136安裝在密封件122與傳感器本體130的接觸點(diǎn)附近，并與內(nèi)部空腔130a和縱向孔130b連通。由于極度環(huán)境變化和傳感器110對(duì)施加力的靈敏性，傳感器本體的內(nèi)部區(qū)域需要通氣，以便當(dāng)目標(biāo)在它的水平位置震蕩時(shí)(當(dāng)由材料撞擊和然后由磁體128、132的排斥力壓回時(shí))平衡在目標(biāo)板120的兩側(cè)的壓力。為了防止傳感器110由于在傳感器的周圍區(qū)域內(nèi)吸入不希望的固體或液體而被污染，通氣口136在它的端部處與歧管連接(該歧管開口于清潔區(qū)域中的大氣)，或者與用于各傳感器的高能力過濾器連接。通氣口的端部包括過濾器，以便與軟管(例如真空軟管)或其它連接器連接。通氣口的結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)如上面關(guān)于圖5和6的說明所述。當(dāng)用于通氣時(shí)，過濾器通常使用燒結(jié)金屬過濾器，該燒結(jié)金屬過濾器允許氣流交換，同時(shí)防止水或果汁進(jìn)入傳感器本體中。[0052]已經(jīng)進(jìn)行了測(cè)試來確定傳感器的操作有多好。傳感器110檢測(cè)從小于1.5英寸和大于4英寸的水果排出的材料。另外,在Lakeland, Florida的John Bean TechnologiesCorporation的研究設(shè)備中在實(shí)驗(yàn)室測(cè)試條件下對(duì)不同類型的柑橘水果進(jìn)行處理，包括檸檬、酸橙、橘子和葡萄柚。
[0053]在初始測(cè)試結(jié)束時(shí)，對(duì)傳感器進(jìn)行了改進(jìn)，以便提供傳感器本體130的密封。添加了目標(biāo)板密封件122。在研發(fā)將密封件122裝配至傳感器本體130和目標(biāo)板120之間后查看了測(cè)試結(jié)果，且在測(cè)試兩個(gè)月后添加目標(biāo)板密封屏蔽件124。在一個(gè)非限定實(shí)例中，目標(biāo)板密封件使用30硬度的高強(qiáng)度硅來制造。一旦目標(biāo)板密封件122變化成防止傳感器本體130的內(nèi)部操作受到污染，將發(fā)現(xiàn)內(nèi)部空腔需要通氣。這導(dǎo)致引入通氣口 136和另外的通氣口歧管或通氣口過濾器。當(dāng)使用時(shí)，過濾器通常使用燒結(jié)金屬過濾器，該燒結(jié)金屬過濾器允許氣體流交換，同時(shí)阻止水或果汁進(jìn)入傳感器本體中。
[0054]受益于前述說明書和相關(guān)附圖的教導(dǎo)的本領(lǐng)域技術(shù)人員將想到本發(fā)明的多種變化形式和其它實(shí)施例。因此，應(yīng)當(dāng)知道，本發(fā)明并不局限于所述特殊實(shí)施例，這些變化和實(shí)施例將包含在附加權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種果汁壓榨機(jī)，包括: 相對(duì)的杯，該杯設(shè)置成向水果施加壓力，以便制造果汁和果肉； 過濾器管，該過濾器管安裝成接收果汁和果肉； 孔管，該孔管有排出口； 驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，該驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)與孔管連接，并操作成使得孔管在過濾器管內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)、在其中產(chǎn)生壓力、分離果汁和果肉、收集果核以及從排出口排出果核；以及 傳感器，該傳感器定位在孔管附近，并設(shè)置成檢測(cè)從排出口排出的材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的果汁壓榨機(jī)，還包括:壓榨機(jī)框架，該壓榨機(jī)框架將所述傳感器安裝在這樣的位置，該位置鄰近在孔管往復(fù)運(yùn)動(dòng)至將排出果核的位置時(shí)的排出口。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的果汁壓榨機(jī)，其中，所述傳感器包括: 傳感器本體； 目標(biāo)板，該目標(biāo)板由傳感器本體支承，并設(shè)置成運(yùn)動(dòng)一定距離，該距離表示從排出口排出并撞擊傳感器的材料的密度和力；以及 接近傳感器，該接近傳感器由傳感器本體支承，并設(shè)置成檢測(cè)目標(biāo)板的運(yùn)動(dòng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的果汁壓榨機(jī)，還包括:處理器，該處理器與接近傳感器連接，以便接收和處理與目標(biāo)板的運(yùn)動(dòng)相關(guān)的數(shù)據(jù)，并確定在孔管中的阻塞程度。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的果汁壓榨機(jī)，還包括:磁體，該磁體與傳感器本體和目標(biāo)板連接，并設(shè)置成偏壓目標(biāo)板離開傳感器本體。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的果汁壓榨機(jī)，還包括:第一磁體，該第一磁體定位在傳感器本體附近；以及第二磁體，該第二磁體定位在目標(biāo)板附近，且該第一磁體和第二磁體相互排斥，以便偏壓目標(biāo)板離開傳感器本體。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的果汁壓榨機(jī)，還包括:軸,該軸穿過傳感器本體延伸，并有由接近傳感器檢測(cè)的第一端和與目標(biāo)板連接的第二端，目標(biāo)板的運(yùn)動(dòng)通過該軸而傳遞給接近傳感器。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的果汁壓榨機(jī)，還包括:目標(biāo)板密封件，該目標(biāo)板密封件與傳感器本體和目標(biāo)板接合，并在它們之間提供密封。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的果汁壓榨機(jī)，其中:傳感器設(shè)置成監(jiān)測(cè)從排出口排出的材料的輸出，并在壓榨機(jī)工作過程中確定孔管阻塞或杯沒有接收水果的時(shí)間。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的果汁壓榨機(jī)，還包括:上部杯和下部杯，該上部杯和下部杯設(shè)置成支承水果的外部。
11.一種果汁壓榨機(jī)，包括: 過濾器管，該過濾器管安裝成接收水果的果汁和果肉； 孔管，該孔管安裝成在過濾器管內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，該孔管具有排出口，并設(shè)置成產(chǎn)生壓力、分離果汁和果肉、收集果核以及從排出口排出果核；以及 傳感器，該傳感器定位在孔管附近，并設(shè)置成檢測(cè)從排出口排出的材料。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的果汁壓榨機(jī)，還包括:壓榨機(jī)框架，該壓榨機(jī)框架將所述傳感器安裝在這樣的位置，該位置鄰近在孔管往復(fù)運(yùn)動(dòng)至將排出果核的位置時(shí)的排出口。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的果汁壓榨機(jī)，其中，所述傳感器包括: 傳感器本體；目標(biāo)板，該目標(biāo)板由傳感器本體支承，并設(shè)置成運(yùn)動(dòng)一定距離，該距離表示從排出口排出并撞擊傳感器的材料的密度和力；以及 接近傳感器，該接近傳感器由傳感器本體支承，并設(shè)置成檢測(cè)目標(biāo)板的運(yùn)動(dòng)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的果汁壓榨機(jī)，還包括:處理器，該處理器與接近傳感器連接，以便接收和處理與目標(biāo)板的運(yùn)動(dòng)相關(guān)的數(shù)據(jù)，并確定在孔管中的阻塞程度。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的果汁壓榨機(jī)，還包括:磁體，該磁體與傳感器本體和目標(biāo)板連接，并設(shè)置成偏壓目標(biāo)板離開傳送器本體。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的果汁壓榨機(jī)，還包括:第一磁體，該第一磁體定位在傳感器本體附近；以及第二磁體，該第二磁體定位在目標(biāo)板附近，且該第一磁體和第二磁體相互排斥，以便偏壓目標(biāo)板離開傳感器本體。
17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的果汁壓榨機(jī)，還包括:軸，該軸穿過傳感器本體延伸，并有由接近傳感器檢測(cè)的第一端和與目標(biāo)板連接的第二端，目標(biāo)板的運(yùn)動(dòng)通過該軸而傳遞給接近傳感器。
18.根據(jù)權(quán)利要求13所述的果汁壓榨機(jī)，還包括:目標(biāo)板密封件，該目標(biāo)板密封件與傳感器本體和目標(biāo)板接合，并在它們之間提供密封。
19.根據(jù)權(quán)利要求13所述的果汁壓榨機(jī)，其中:傳感器設(shè)置成監(jiān)測(cè)從排出口排出的材料的輸出，并確定孔管阻塞的時(shí)間。
20.一種操作果汁壓榨機(jī)的方法，包括: 向水果施加壓力，以便制造果汁和果肉； 在過濾器管內(nèi)接收水果的果汁和果肉； 使得孔管進(jìn)出過濾器管地往復(fù)運(yùn)動(dòng)，用于在過濾器管內(nèi)產(chǎn)生壓力，以便在過濾器管內(nèi)分離果汁和果肉、收集果肉、并通過在孔管中的排出口排出果肉；以及 使用安裝在排出口附近的傳感器檢測(cè)從排出口排出的材料。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，還包括:使得從排出口排出的材料撞上傳感器，其中，目標(biāo)板運(yùn)動(dòng)一定距離，該距離表示從排出口排出的材料的密度和力。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，還包括:接收和處理與目標(biāo)板的運(yùn)動(dòng)程度相關(guān)的數(shù)據(jù)，并根據(jù)該運(yùn)動(dòng)來確定在孔管中的阻塞程度。
23.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，還包括:將水果供給下部杯中，并將上部杯按壓至下部杯中，且向水果施加壓力和使得果皮與水果分離。
24.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，還包括:根據(jù)從排出口排出的檢測(cè)材料來確定孔管阻塞的時(shí)間。
【文檔編號(hào)】A23N1/00GK103564618SQ201310323757
【公開日】2014年2月12日 申請(qǐng)日期:2013年7月30日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月30日
【發(fā)明者】M·L·蘇特, J·D·米拉, D·S·丹納 申請(qǐng)人:卓繽科技貿(mào)易公司