專利名稱：自由浮動活塞的壓力控制系統(tǒng)的制作方法
背景技術(shù)：
1．發(fā)明的領(lǐng)域本發(fā)明一般涉及氣動驅(qū)動的配送器，具體涉及采用加壓空氣控制冷凍制品的配送。
2．問題的陳述冷凍甜食例如冰淇淋、酸奶和冰糕一般是很受歡迎的食品，近年來已獲得的廣泛的普及。隨著這種普及，對于快速而簡便地將這些冷凍甜食以定量方式送給消費(fèi)者的需求也增加了。在一個地點還需要提供不同的口味，因而要求盡量減小清洗和再充滿配送器的時間。
現(xiàn)在已提出各種各樣的快速、方便和定量配送冷凍甜食的裝置。一般地講，為配送冷凍甜食，或者將甜食直接放在一個容器中或者放在一個可伸縮的可以放在該容器的盒中。然后用例如活塞推壓甜食，將其擠出容器，該活塞裝在容器中，使活塞對著甜食或可伸縮的盒推壓。因此該活塞將甜食擠壓出容器的出口。
在甜食配送完后，必須使活塞退回，以便于清潔容器和/或再裝入另外的配送甜食。該活塞可以利用若干常規(guī)系統(tǒng)例如液壓機(jī)、機(jī)械發(fā)動機(jī)或氣動系統(tǒng)驅(qū)動。由液壓機(jī)或機(jī)械系統(tǒng)驅(qū)動的活塞一般用活塞后面伸出的驅(qū)動軸施加運(yùn)動力。采用驅(qū)動軸既可以伸出活塞，又可退回活塞。
用氣動裝置驅(qū)動的活塞通常是在其套筒或活塞缸內(nèi)自由浮動的。利用加壓空氣推壓活塞的后部便可使這種自由浮動活塞前伸。
在下列專利中公開了先有技術(shù)的研究，在這些研究中采用加壓空氣推動活塞而使冷凍制品擠壓出容器Rowe,No.5265764,1993,11,30；Beach, No.5492249,1996,2,20；Gmann, No.3327906,1967,6,27；Vanderjagt, No.4886189 1989,12,12；Thomas No.5048724,1991,9,17；Thamas No.5405054 1995,4,15
由Rowe提出的美國專利說明一種雙作用的在活塞缸內(nèi)自由浮動的活塞。利用空氣壓力來驅(qū)動活塞，使其配送袋裝冰凍制品。在配送制品后，將空氣壓引導(dǎo)到活塞的相反側(cè)，從而使活塞沿反方向驅(qū)動。
Btach的美國專利No.5492249說明一種裝置，該裝置利用高壓空氣使自由浮動活塞移向待配送的材料。設(shè)置安全部件，使得裝置不能打開，直到泄放空氣壓力。操作者用手推動活塞，使活塞退回。該專利轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的擁有人。
Gmann的美國專利No.3327906公開一種在活塞缸中的活塞。該活塞由加壓流體移動配送裝在活塞缸中的軟膏。應(yīng)用抽吸發(fā)生器使活塞更好地與活塞缸密封并除去沿活塞側(cè)面流出的加壓流體。
Vanderjagt的美國專利No.4886189說明一種配送液體的方法，在這種方法中，一個活動的腔使靜止的活塞向液體滑動，該液體保持在一個分開的腔中。用空氣壓力或真空使該腔移動。
Thomas的美國專利No.5048724和5405054公開一種甜食配送器，在該配送器中，壓縮裝有甜食的可伸縮容器而將甜食擠壓出配送器。最好采用伸縮軟管，通過在該軟管內(nèi)部充入加壓空氣而使其膨脹。使膨脹的軟管推壓可伸縮容器。為除去保伸縮容器可以自動或手動地放出可脹脹軟管內(nèi)的加壓空氣。
可以用若干方法退回活塞。在一種方法中，如Rowe的專利所示，將加壓空氣送到活塞前部，將其往回推。這種系統(tǒng)需要配置若干孔和一個以上的密封壓力腔。在另一種退回方法中，如Beach的系統(tǒng)，在釋放加壓空氣之后，用于和桿推活塞使其退回。這種方法會導(dǎo)致系統(tǒng)損傷，并且因為活塞的剛性，操作者很難將其推回。因此存在這種需要，即采用同一加壓空氣源自動地釋放加壓空氣并退回活塞而不要求另外的孔或封閉的壓力腔。
上述系統(tǒng)中沒有一個采用這樣的方法，即利用同樣的孔和同樣的密封壓力腔將氣動空氣源輸送到活塞的一側(cè)而氣動地退回活塞，活塞的這一側(cè)與使活塞伸出時所用的一側(cè)相同。上配送系統(tǒng)中也沒有任何一種系統(tǒng)形成為具有三種自動操作模式的系統(tǒng)，即配送模式、退回模式和停止或放氣模式。
3．解決問題的方案。
本發(fā)明提供一種配送冷凍食品制品或其它粘性材料的控制系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中，用加壓空氣將配送器中的自由浮動活塞移向制品，將制品壓出配送器，并且在該系統(tǒng)中采用同樣的加壓空氣來形成使活塞退回的真空。加壓空氣和真空通過同樣的孔送到該系統(tǒng)。當(dāng)活塞不移動時，系統(tǒng)自動地排放加壓空氣。該系統(tǒng)可以快捷而容易清潔，完全不會因為退回或移動活塞而損傷系統(tǒng)。該配送控制系統(tǒng)是緊湊的，因而可以放在柜臺上使用?？梢杂猛患訅嚎諝庠床僮魅舾膳渌推?。
本發(fā)明的目的是提供一種用自由浮動塞氣動配送冷凍制品的系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中采用一個公共的加壓空氣源，既用于伸出活塞，又用來退回活塞。
本發(fā)明的另一目的是提供一種氣動配送冷凍食品的控制系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中，在配送制品之后用真空使自由浮動活塞退回。
本發(fā)明的目的是提供一種公用的加壓空氣源，以便使活塞伸出并形成使活塞退回的真空。
本發(fā)明的另一目的是提供一種自動排氣系統(tǒng)，以便在不配送冷凍制品時自動排放作用在活塞上的壓力。
本發(fā)明的再一個目的是提供一種氣動配送控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)只有一個壓力腔。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種氣動配送冷凍食品的控制系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中，可以用同一加壓空氣源操作若干配送器。
發(fā)明概要本發(fā)明公開一種用相對較低的空氣壓力(在15～100Psi)氣動地配送冷凍甜食(在0-5°F之間)或其它食品的系統(tǒng)。本發(fā)明包括裝入食品的容器。該容器包括可以在該容器中前后滑動的自由浮動活塞。
本發(fā)明還包括三種操作模式配送模式、退回模式和放氣模式。本發(fā)明包括在處于配送模式時使加壓空氣進(jìn)入容器的裝置和在處于退回模式時產(chǎn)生真空的裝置，該裝置利用加壓空氣所用的同一管線在該容器中產(chǎn)生真空。加壓空氣使活塞移向冷凍食品，將食品壓出該容器。真空拉動活塞使其離開冷凍食品。
在容器中，在活塞的端部、容器表面和容器的封閉端部之間形成一個腔。形成一個進(jìn)入該腔的孔、該孔通過管線連接于輸送加壓空氣的裝置和在腔中產(chǎn)生真空的裝置。在加壓空氣源和容器之間配置一系列閥門。這些閥門包括三通閥和兩通閥。在加壓空氣源和排氣口之間配置文氏管。三通閥與加壓空氣源、容器和文氏管流體相通。兩通閥與加壓空氣源和文氏管流體相通。
取決于閥門的設(shè)定，或者加壓空氣或真空輸送到容器的腔中，或者腔中的壓力排放到大氣。為將加壓空氣輸送到腔中，在加壓空氣源和腔之間三通閥打開，并對文氏管關(guān)閉。在加壓空氣源和文氏管之間使兩通閥關(guān)閉。因而加壓空氣進(jìn)入腔內(nèi)，將活塞推向冷凍食品，該食品裝在活塞的與腔相對的一側(cè)的容器內(nèi)。
食品或者直接放在容器內(nèi)或者放在所壓縮的盒內(nèi)，然后將盒再放入容器內(nèi)?？蓧嚎s的盒可以是例如柔性袋或具有折疊壁的管子。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以容易看出可以使用其它類型的盒。采用可壓縮盒的優(yōu)點是增加了系統(tǒng)的清潔性，而且容易更換制品。
在即無加壓空氣也無真空輸送到腔中時，配送控制系統(tǒng)處于放氣模式。例如，在已經(jīng)配送完要求部分的食品時便將發(fā)生這種模式。當(dāng)系統(tǒng)處于放氣模式時，活塞是靜止的，在腔中的空氣壓力是大氣壓力。為達(dá)到此種狀態(tài)，在加壓空氣源和腔之間使三通閥關(guān)閉，而在腔和文氏管之間使三通閥打開。在加壓空氣源和文氏管之間使二通閥關(guān)閉。在配送食品之后留在腔中的加壓空氣通過三通閥排到文氏管，然后該加壓空氣經(jīng)排出口離開系統(tǒng)。
當(dāng)使活塞退回時，將真空以下列方式引入腔內(nèi)。在加壓空氣源和腔之間使三通閥關(guān)閉，并在腔與文氏管之間打開。在加壓空氣源和文氏管之間使兩通閥打開。因此加壓空氣經(jīng)文氏管流出排氣口。流過文氏管的加壓空氣當(dāng)其通過文氏管時速度增加。這種速度的增加導(dǎo)致空氣壓力的相應(yīng)減小，從而在腔中形成真空，該腔通過三通閥與文氏管流體連通。隨后該真空使活塞退回，離開冷凍食品。當(dāng)活塞已退回要求量時，這些閥門處于上述的放氣模式，因此大氣壓下的空氣進(jìn)入系統(tǒng)內(nèi)，取代真空。
本發(fā)明的優(yōu)點是不需要用連接于活塞的臂或推桿來使活塞返回，避免的對系統(tǒng)的可能損傷，增加了清潔性。還有一個優(yōu)點是，只有一個孔，既用來向容器輸送加壓空氣又用來向其輸送真空，因而只需要一個封閉腔，而且加壓空氣或真空都不接觸正配送的食品。另外，可以用一加壓空氣源使活塞前移和后退。不需要額外的真空源。
本發(fā)明的再一優(yōu)點是，可以用同一加壓空氣源使若干閥門和配送系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)。該系統(tǒng)很緊湊，足可以裝在柜臺上，并且只用少量電力使可以操作閥門。
下面在附圖和其詳細(xì)說明中更詳細(xì)地說明本發(fā)明氣動配送控制系統(tǒng)的這些和其它優(yōu)點。
附圖的簡要說明

圖1是本發(fā)明的管道和配送器的透視圖；圖2是圖1所示管道的端視圖；圖3是圖1所示管道的側(cè)視圖；圖4是本發(fā)明氣動配送控制系統(tǒng)的示意圖，示出系統(tǒng)處于配送模式；圖5是本發(fā)明氣動配送控制系統(tǒng)的示意圖，示出系統(tǒng)處于放氣模式；圖6是本發(fā)明氣動配送控制系統(tǒng)的示意圖，示出系統(tǒng)處于退回模式；圖7是本發(fā)明的透視圖，示出門開關(guān)。
附圖的詳細(xì)說明1．概述圖1示出本發(fā)明的氣動配送控制系統(tǒng)5。該配送控制系統(tǒng)5配送冷凍食品30，方法是沿方向52用活動的活塞50推壓食品30，最后將其擠壓出龍頭76。在需要時例如在所有食品已配送完時，可使用真空使活塞沿方向54退回，使得配送控制系統(tǒng)5可再裝載食品30和/或被清潔。
氣動配送控制系統(tǒng)5的優(yōu)選實施例包括一個或多個配送組件10，在圖1中僅示出兩個配送組件。各個配送組件10包括容器20，容器20具有接受冷凍食品30和活塞50的通道22。食品30可以直接放在空器20內(nèi)，或食品30最好裝在可伸縮的盒(未示出)內(nèi)，然后將盒放在容器20內(nèi)。該可伸縮的盒可以是例如柔性袋或具有折疊壁的管子。技術(shù)人員可以明顯看出可以使用其它類型的可伸縮的盒。本發(fā)明具體旨在配送冷凍的奶制品例如冰淇淋或酸奶；然而應(yīng)當(dāng)明白，本發(fā)明的氣動配送控制系統(tǒng)5可以用在任何需要使活塞50在容器中前后移動的系統(tǒng)中，并且本發(fā)明不限于本文的具體說明。
容器20是細(xì)長的套筒，一般用玻璃纖維等制作，在其各個端部24、26具有開口。在第一端部24的第一開口裝入活塞50，而第二端部26的第二開口裝入食品30。
活塞50牢固裝入列容器20中。一個或多個可滑動的密封件55既使活塞50能在容器20移動，又能在活塞50和容器20之間形成不滲漏流體的滑動密封。在圖1示出的優(yōu)選實施例中，三個密封件55環(huán)繞活塞50。然而應(yīng)當(dāng)明白，在本發(fā)明中可以應(yīng)用任何數(shù)目的密封件，只要至少一個密封件55在活塞50和容器之間形成不滲漏流體的滑動密封。例如，在替代實施例(未示出)中應(yīng)用兩個U形杯式密封件和一個擦拭環(huán)形件。
在容器20上裝有一傳感器80或若干傳感器80，以便活塞50于容器20內(nèi)移動時測定該活塞50的近似位置?？梢圆捎脵z測活塞50位置的任何一種傳感器80。例如可以采用的傳感器80的種類包括電容傳感器、電感傳感器、霍爾傳感順和里德式傳感器，但不限于這些傳感器。取決于所用的傳感器種類可以在活塞50上裝上金屬材料或磁性材料85。應(yīng)用該傳感器80，通過檢測活塞50在容器20中的位置，可以建立活塞50位置和容器20中剩余食品量30之間的關(guān)系。
支承板40復(fù)蓋容器20的第一端部24。該支承板40包括孔45，加壓空氣通過該孔進(jìn)入容孔20。容器20、支承板40和活塞50形成密封腔60。
容器20的第二端部由壓力蓋組件70復(fù)蓋。該壓力蓋組件70包括壓力蓋72、壓力蓋安裝板74和龍頭76。容器20、壓力蓋組件70和活塞50形成第二腔62，該腔包括食品30或可伸縮的盒(未示出)，該盒裝有食品30。
在通常狀態(tài)下，容器20裝在一個有門的外殼(未示出)內(nèi)。龍頭76伸出該門，以便配送食品30。示于圖1的控制面板300配置在外殼的門上。一個配送器10用一個控制面板300。
控制面板300包括手動驅(qū)動把手302，該把手實際連接于龍頭76。手動把手302還通過電信號系統(tǒng)連接于管道100，這將在下面詳細(xì)說明?？刂泼姘?00還包括兩個信號燈304和306。這些信號燈302、306經(jīng)導(dǎo)線82連接于傳感器80。當(dāng)容器20充滿冷凍食品30時，信號燈304發(fā)光。當(dāng)容器變空，冷凍食品30已配送完時，信號燈306變亮。
一般地講，在本發(fā)明的一個實施例中，手動把手302可以經(jīng)導(dǎo)線84通過控制系統(tǒng)5驅(qū)動活塞50，如下面詳細(xì)說明的，使得當(dāng)操作者驅(qū)動手動把手302到預(yù)定位置時，活塞50便被驅(qū)動，并向容器20的第二端部移動，如箭頭52所示，將食品30經(jīng)龍頭76擠壓出容器20。在松開把手302時，活塞50脫離嚙合，系統(tǒng)5進(jìn)入放氣模式，放出加壓空氣，并且活塞50向冷凍食品30的移動停止。在下面將詳細(xì)說明的優(yōu)選實施例中，活塞50可響應(yīng)縮空氣源200操作，該加壓空氣源既使活塞50向第二端部26移動，如圖1所示箭頭52所示，從而配送食品30，而且在希望補(bǔ)充食品30和/或清潔容器20時又使活塞50退回到第一端24，如箭頭54所示。
2．氣動配送控制系統(tǒng)5的細(xì)節(jié)氣動配送控制系統(tǒng)5包括一個或多個如上所述的連接于管道組件100的配送組件10。在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，兩個配送組件10連接于一個管道組件100，如圖1所示。在第二實施例(未示出)中，設(shè)置一系列的管道組件100，各個管道組件具有兩個與其相連的配送組件10，其中所有管組件100均連接于一個單一的加壓空氣源200。在第三實施(未示出)中，單個配送組件10連接于各個管道組件100。技術(shù)人員可以明顯看出其它的組合。
管道組件100包括基本管道102和切換管道104?；竟艿姥b有一個或多個二通閥106和多個文氏管108(文氏管108示于圖4～6)。各個連接于管道組件的配送組件10使用一個二通閥106和一個文氏管108?；竟?02還包括入口110，如圖2所示，加壓空氣源200(見圖1)通過管道112連接于該入口110，該加壓空氣沿箭頭202所示方向流過管道112。加壓空氣源200經(jīng)管線112與裝在基本管道上的許多二通閥106和文氏管流體相通。加壓空氣源200還經(jīng)兩路閥106和文氏管108與排出空氣208的排氣口126流體連通，這將在下面更詳細(xì)說明。
管道組件100的切換管道104包括一個或多個三通閥114，各個配送組件10用一個三通閥114。每個三通閥114包括一個入口116，如圖1所示，加壓空氣源200通過管線118連接于該入口，加壓空氣200沿箭頭204所示方向流過該管線118。各個三通閥114還包括出口120，配送組件10經(jīng)管線122連接于該出口120，加壓空氣沿箭頭206(還可以在圖3上看到)所示方向流過該管線122。各個三通閥114還通過管線124連接于文氏管108(見圖4～6)。因此各個配送組件10通過其三通閥114與加壓空氣源200流體相通，還與其對應(yīng)的文氏管108流體相通。
在優(yōu)選實施例中的閥106、114是電磁閥；然而并不是說本發(fā)明限于使用電磁閥，本發(fā)明包括技術(shù)人員已知的其它類型的閥。
基本管道102還包括排氣口126，如圖1和2所示，消聲器128連接于該排氣口。排氣口由管線130連接于各個文氏管108，如圖4～6所示。因此，各個配送組件10通過其文氏管108與排氣口126流體相通?？諝鈴呐艢饪?26排出，如箭頭208所示。
在圖4～6中更詳細(xì)地示出配送組件10、管道組件100和加壓空氣源200之間的連接裝置，下面將更詳細(xì)地說明這些裝置。
3．加壓空氣流的調(diào)節(jié)圖4～6示意性地示出在本發(fā)明優(yōu)選實施例的氣動配送控制系統(tǒng)5的各種操作模式中在配送組件100、管道組件100和加壓空氣源200之間的連接裝置。在優(yōu)選實施例中，氣動配送控制系統(tǒng)5具有三種操作模式圖4所示的配送模式；圖5所示的放氣模式；圖6所示的退回模式。圖4～6示出的實施例具有兩個連接于一個管道組件100的配送組件10。在下面的討論中，應(yīng)當(dāng)明白，各個配送組件10具有其自己的二通閥106、三通閥114和文氏管108，但與其它配送組件10共用公共的加壓空氣源200。例如，配送組件10 DIS2連接于三通閥114 V4、二通閥106 V2和文氏管108 VENT2。
圖4～6示出的優(yōu)選實施例的加壓空氣源200包括裝有壓縮到壓力至少為100psi的加壓空氣的2.5加侖的貯存氣瓶。應(yīng)當(dāng)明白，按照本發(fā)明的說明可以包括其它類型的加壓空氣源。例如可以用空氣壓縮機(jī)來提供加壓空氣。技術(shù)人員可以明顯看可以應(yīng)用其它方法來提供加壓空氣(或其它適用的流體)，并不是說本發(fā)明限于本文具體說明的方法。
壓力為100psi的加壓空氣直接經(jīng)管線112流到各個兩通閥106，并從各個兩通閥106經(jīng)管線132流到相應(yīng)的文氏管。然而對于三通閥114，在優(yōu)選實施例中，空氣壓力由許多降壓調(diào)節(jié)器134進(jìn)行調(diào)節(jié)，然后空氣才到達(dá)三通閥114。如圖4所示，各個配送組件10連接于加壓空氣源200。在加壓空氣源200和連接于配送組件10的三通閥114之間配置至少一個降壓調(diào)節(jié)器134，使空氣壓力從100psi降到約15～60psi的范圍。在圖1和4所示的優(yōu)選實施例中，在各個配送組件10的管線118上配置兩個降壓調(diào)節(jié)器134，即PR1和PR2。第一降低調(diào)節(jié)器PR1使空氣壓力從約100psi降到約60psi。第二降壓調(diào)節(jié)器PR2進(jìn)一步將空氣壓力減小到15～60psi的范圍。第二降壓調(diào)節(jié)器PR2響應(yīng)手動把手302的牽拉量向第一腔60輸送可變量的空氣壓力，如下面詳細(xì)說明的。
a)配送模式在圖4所示的配送模式中，當(dāng)操作者驅(qū)動一個配送組件10的手動把手10時，信號便經(jīng)導(dǎo)線84(示于圖1)輸送到連接于該配送組件10的閥106、114。例如，當(dāng)驅(qū)動圖4標(biāo)記DIS2的配送組件10的手動把手302時，信號A1、A2便送出，使得同時進(jìn)行以下操作(1)在加壓空氣源200和圖4中標(biāo)記DIS2的配送組件10之間打開(信號A1)三通閥114 V4，(2)在配送組件10 DIS2和圖4中標(biāo)記VENT2的文氏管108之間關(guān)閉(信號A1)三通閥114 V4；(3)在加壓空氣源200和文氏管108 VENT2之間關(guān)閉(信號A2)圖4標(biāo)記V2的二通閥106。因此加壓空氣便從管線118流到三通閥114V4，然后經(jīng)管線122從三通閥114 V4流入配送裝置10 DIS2，如箭頭136所示。該加壓空氣流136使活塞50移動容器20的第二端部26，將冷凍食品30擠壓出壓力蓋組件70上的龍頭76，如圖1所示。在圖4中，標(biāo)記DIS1的配送組件10也示出處于其配送模式。
當(dāng)配送器的操作者想配送一份以上的冷凍食品30時，操作者可更用力牽拉手動驅(qū)動把手302，這種更用力的牽拉激發(fā)信號A3，該信號送到降低調(diào)節(jié)器134PR2。信號A3通知壓力調(diào)節(jié)器PR2向配送組件10提供更高的壓力，以使活塞50移動更長距離，從而配送更多份數(shù)的冷凍食品30。可以向配送組件10傳送高達(dá)約60psi的壓力。
b)放氣模式當(dāng)不驅(qū)動配送組件10的手動把手302時，如圖5所示，在加壓空氣源200和配送組件10之間關(guān)閉三通閥114，而在配送組件10和文氏管108之間則打開該三通閥114，從而使配送組件10內(nèi)的加壓空氣經(jīng)文氏管108從排氣口126排出在此時加壓空氣源200和文氏管108之間二通閥106仍然關(guān)閉。因此配送組件10內(nèi)的壓力降到大氣壓，活塞50停止運(yùn)動。另外，在配送組件10內(nèi)的加壓空氣的放氣也起到一種安全作用，從而可防止在配送完冷凍食品30之后不經(jīng)意打開配送組件10時傷及操作人員。
例如，在已經(jīng)從圖4所示以及上面說明的配送組件10中配送需要量的冷凍食品30之后，操作者松開手動把手302。由于這種松開而送出信號B1和B2，使得同時產(chǎn)生以下操作(1)在加壓空氣源200和配送組件10之間關(guān)閉(信號B1)三通閥114 V4；(2)在配送組件10和文氏管108 VENT2之間打開(信號B1)三通閥V4；(3)在加壓空氣源200和文氏管108VENT2之間關(guān)閉(信號B2)兩通閥106V2，如圖5所示，因此在配送組件10內(nèi)的加壓空氣從配送組件10經(jīng)管線122流到三通閥114 V4，如箭頭138所示，然后經(jīng)管線124流到文氏管108 VENT2，最后經(jīng)管線130流出排氣口126，如箭頭140和208所示。這樣，配送組件10內(nèi)的空氣壓力便很快地從約15～60psi減小到大氣壓。
c)退回模式有時需要使活塞50離開第二端26，使其向容器26的第一端24移動，即脫離配送端。例如，當(dāng)所有冷凍食品30已經(jīng)配送完時，活塞50靠近容器20的第二端26，必須使其移動，以便再裝入冷凍食品30?；蛘咴诶鋬鍪称芬呀?jīng)配送完后，必須清潔配送組件10。
圖6示出使活塞50從第二端26快速退回到第一端24的閥門106、114的閥位置。此時，操作者將控制面板300(圖1)上的開關(guān)308搬到頂部位置，即搬到圖1中用R標(biāo)記的位置便可啟動活塞50的退回操作。開關(guān)308將信號C1和C2分別送給閥114和106。例如，為使圖6中標(biāo)記DIS2的配送組件10中的活塞50退回，信號C1打開三通閥114 V4，使配送組件10 DIS2和文氏管108 VENT2之間連通，該信號C1還使該三通閥關(guān)閉加壓空氣源200和配送組件10DIS2之間的通路，如上述圖5所示放氣模式中所處的狀態(tài)。然而在退回模式中，信號C2打開二通閥106 S2，使加壓空氣源200和文氏管108VENT2之間連通，使加壓空氣流過文氏管108 VENT2，如箭頭142所示，然后流出排氣口126，如箭頭208所示。流過文氏管108 VENT2的加壓空氣流142當(dāng)其穿過文氏管108 VENT2時其速度增加。這種速度的增加導(dǎo)到空氣壓力的相應(yīng)下降，從而在管線124和122內(nèi)形成真空(如箭頭144所示)，因而在密封室60中形成真空。該真空使活塞50從容器20的第二端部26退回到第一端部24，如圖1所示。
當(dāng)活塞50已退回或者用日視法或者用傳感器80確定的要求的量時，操作者松開開關(guān)308，重新設(shè)定閥106、114，從而使系統(tǒng)5處于如圖5所示和說明的放氣狀態(tài)。這樣便使大氣進(jìn)入配送組件10，使活塞50停止運(yùn)動。
在圖6中示出的標(biāo)記DIS1的配送組件10也處于放氣模式。
c)氣動配送控制系統(tǒng)5的操作。
在下面的表Ⅰ中列出上述的分別示于圖4～6的氣動配送控制系統(tǒng)5的各種模式的操作。表Ⅰ
應(yīng)當(dāng)特別清楚，信號(即A、B、C)可具有任何合適的可以打開或關(guān)閉本發(fā)明閥門的電壓值，例如信號A可以高(例如+5V直流)到打開閥門V4和低到(即OV直流)關(guān)閉閥門V4。
4．替代實施例在圖7所示的替代優(yōu)選實施例中，在包圍配送組件10的外殼的門(未示出)上配置門開關(guān)400。打開和關(guān)閉該門均起動該門開關(guān)400。門開關(guān)400輸出的信號經(jīng)導(dǎo)線86輸入三通閥114。
在此優(yōu)選實施例中，控制面板300包括裝有彈簧的搬扭開關(guān)308，當(dāng)操作者壓下該開關(guān)時，該開關(guān)便與門開關(guān)400相結(jié)合起動氣動控制系統(tǒng)的三種模式。這三種模式在控制面板300上用線R(退回)、D(配送)和E(放氣)表示，如圖7所示。
在說明下述模式時，在各種情況下說明僅限于一個配送組件，即如圖4、5和6所示的配送組件DIS2。
a)配送模式搬扭開關(guān)一般放在中間位置，如圖7所示控制面板300上用線D表示的位置，當(dāng)門關(guān)閉和開關(guān)400斷開時，該開關(guān)構(gòu)成氣動控制系統(tǒng)5的配送模式。在此實施例的配送模式中，搬扭開關(guān)使信號A1經(jīng)導(dǎo)線84送到三通閥114 V4，使信號A2送到二通閥106 V2，使閥106、114設(shè)定在圖4所示的狀態(tài)。因此加壓空氣可以從加壓空氣源200流到配送組件10 DIS2。此空氣流的壓力由降壓調(diào)節(jié)器136 PR1,PR2調(diào)節(jié)到約15psi。
隨后當(dāng)操作者牽拉把手302時便使降壓調(diào)節(jié)器134 PR2釋放的空氣壓力增加，從約15psi增加到約50psi。增加的空氣壓力將使活塞50沿圖7中箭頭52所示的方向運(yùn)動，從而將冷凍食品30擠壓出龍頭76。當(dāng)已經(jīng)配送完要求量的食品30后，操作者松開把手302，這樣又使由降壓調(diào)節(jié)器134 PR2放出的空氣壓力減小到約15psi。此種水平的空氣壓力不足以使活塞50運(yùn)動，因而停在原位。
b)放氣模式在替代的優(yōu)選實施例中，有兩種方法使氣動控制系統(tǒng)5進(jìn)入放氣模式。當(dāng)搬扭開關(guān)308被搬到放氣位置，如圖7控制面板300上用線E表示的位置，則啟動第一放氣模式。搬扭開關(guān)308將信號B1送給三通閥114，由此三通閥114 V4切斷空氣源200和配送組件10 DIS2之間的通路，并且該三通閥114使配送組件10 DIS2與文氏管108VENT2連通。這樣便使配送組件10中的加壓空氣經(jīng)排出口126排到大氣中。
通過打開外殼上的門可以啟動第二放氣模式。門打開時，門開關(guān)400接通，這樣信號B1又經(jīng)導(dǎo)線86輸送到三通閥114 V4，從而設(shè)定閥114 V4的閥位置，其設(shè)定方式與上述搬扭開關(guān)308設(shè)定方式相同。
c)退回模式當(dāng)操作者想退回活塞50時，操作者打開門，接通門開關(guān)400，使氣動控制系統(tǒng)5處于上述的放氣模式。然后操作者將裝有彈簧的搬扭開關(guān)308往上推，使其進(jìn)入如圖7所示控制面板上用線R表示的退回位置。因為裝有彈簧，所以操作者必須保持搬扭開關(guān)308在退回位置，直到活塞退回要求距離。如果不起動門開關(guān)400，則退回位置R對氣動控制系統(tǒng)5不產(chǎn)生任何作用。
當(dāng)門打開，已接通門開關(guān)400之后再將搬扭開關(guān)308移到退回位置R時，搬扭開關(guān)使信號C2經(jīng)導(dǎo)線86輸送到二通閥106 V2。信號C2使二通閥106 V2連通空氣源200和文氏管108VENT2。如對于第一優(yōu)選實施例所述，流述文氏管108 VENT2的空氣在配送組件10 DIS2中形成真空，并且該真空使活塞50移向容器20的第一端部24，并離開配送端部或第二端部26。
當(dāng)活塞50已退回到要求的位置時，操作者松開裝有彈簧的搬扭開關(guān)308，使兩通閥106V2關(guān)閉。因為在此時門開關(guān)400仍是接通的，所以氣動配送系統(tǒng)5回到其放氣狀態(tài)?；钊?0的退回量可以用目視法或用上述的傳感器80確定。技術(shù)人員可以明顯看出可以采用其它方法確定退回量，因此本發(fā)明不限于此文具體說明的方法。
d)氣動配送系統(tǒng)5的操作在下面的表Ⅱ中示出對替代實施例所述的以及針對配送器DIS2示于圖4～6和7中氣動配送控制系統(tǒng)5的各種模式的操作。表Ⅱ<
<p>應(yīng)當(dāng)清楚地意識到，信號(即A、B和C)可以具有任何可以打開和關(guān)閉本發(fā)明閥門的電壓值。例如信號A可以高到(即+5V直流)打開閥門V4，并可以低到(即OV直流)關(guān)閉閥門V4。
上面說明書說明許多本發(fā)明的實施例。然而技術(shù)人員將會看到，按本說明可以實施其它的本文沒有準(zhǔn)確說明的配置或?qū)嵤├?，而且本發(fā)明的范圍僅受以下權(quán)利要求書范圍的限制。
權(quán)利要求
1．一種氣動配送制品的系統(tǒng)，上述系統(tǒng)包括容器，具有其中裝放上述制品的通道，上述容器具有第一端部和第二端部；位于上述容器的上述通道中的自由浮動活塞，上述容器、活塞和第一端部限定了一個腔；將加壓空氣輸送到上述腔內(nèi)的裝置，上述加壓空氣使上述活塞從上述第一端部移向上述第二端部，從而將上述制品擠壓出上述容器；用于在上述腔內(nèi)產(chǎn)生真空的裝置，上述真空使上述活塞移向上述第一端部，離開上述第二端部。
2．權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，上述加壓空氣輸送裝置包括在上述加壓空氣和上述腔之間的第一閥。
3．如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，上述真空發(fā)生裝置包括文氏管，上述文氏管經(jīng)上述第一閥與上述腔流體相通；在上述文氏管和上述加壓空氣之間的第二閥。
4．如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，為使上述活塞離開上述第一端向上述第二端移動，在上述第二閥保持關(guān)閉時使上述加壓空氣經(jīng)上述第一閥流入上述腔內(nèi)。
5．如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，為使上述活塞移向上述第一端部并離開上述第二端部，上述加壓空氣流過上述第二閥和上述文氏管，而在上述加壓空氣和上述腔之間上述第一閥仍關(guān)閉，但在上述文氏管和上述腔之間上述述第一閥打開，流過上述文氏管的上述加壓空氣在上述腔中形成真空。
6．如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，還包括裝入上述容器的外殼，上述外殼具有門、該門裝有開關(guān)，打開上述門便致動該開關(guān)，上述開關(guān)的致動使上述腔中的加壓空氣經(jīng)上述第一閥和文氏管排出上述腔。
7．如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，還包括至少一個傳感器，以檢測上述活塞在上述容器中的位置。
8．如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，還包括在上述通道內(nèi)位于上述活塞和上述第二端之間的盒，上述盒裝有上述制品，當(dāng)上述活塞向上述第二端移動時上述活塞壓縮上述容器。
9．一種氣動配送制品的系統(tǒng)，上述系統(tǒng)包括容器，具有其中可容納上述制品的通道，上述容器具有第一端部和第二端部；在上述容器的上述通道中的自由浮動活塞，上述容器、活塞和上述第一端限定了一個腔；使加壓空氣輸送到上述腔內(nèi)的裝置；在上述腔內(nèi)產(chǎn)生真空的裝置；上述系統(tǒng)以三種模式操作；a)配送模式，其中，由上述輸送裝置送入上述腔中的加壓空氣使上述活塞離開上述第一端部并向上述第二端部移動，從而將上述制品擠壓出上述容器；b)放氣模式，其中，使上述腔中的上述加壓空氣從上述腔中排出；c)退回模式，在此模式中，由上述真空產(chǎn)生裝置在上述腔中產(chǎn)生的真空將上述活塞拉向上述第一端部并離開上述第二端部。
10．如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，上述加壓空氣輸送裝置包括上述加壓空氣和上述腔之間的第一閥。
11．如權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)10，其特征在于，上述真空發(fā)生裝置包括文氏管，上述文氏管經(jīng)上述第一閥與上述腔流體連通；在上述文氏管和上述加壓空氣之間的第二閥。
12．如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)上述系統(tǒng)處于上述配送模式時，上述加壓空氣通過上述第一閥流入上述腔中，同時上述第二閥仍關(guān)閉。
13．如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)上述系統(tǒng)處于上述放氣模式時，上述腔中的上述加壓空氣通過上述第一閥流到上述文氏管，而上述第二閥仍關(guān)閉。
14．如權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，還包括裝入上述容器的外殼，上述外殼具有，門上裝有開關(guān)，當(dāng)上述門打開時，上述開關(guān)啟動上述放氣模式。
15．如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)上述系統(tǒng)處于上述退回模式時，上述加壓空氣流過上述第二閥和上述文氏管，而上述第一閥仍在上述加壓空氣和上述腔之間被關(guān)閉，但在上述文氏管與上述腔之間打開，上述加壓空氣流過上述文氏管，從而在上述腔中形成真空。
16．一種氣動配送制品的系統(tǒng)，上述系統(tǒng)包括容器，具有其中容納上述制品的通道，上述容器具有第一端部和第二端部；裝入上述容器的上述通道內(nèi)的位于上述第一端部和第二端部之間的自由浮動活塞，上述容器、活塞和第一端部在上述容器內(nèi)限定了一個腔；加壓空氣源，與上述腔流體連通；第一閥，位于加壓空氣源和上述腔之間；文氏管，連接于上述第一閥；和第二閥，位于上述加壓空氣源和上述文氏管之間；上述加壓空氣從上述加壓空氣源流過上述第一閥，進(jìn)入上述腔內(nèi)，使上述活塞離開上述第一端部并移向上述第二端部，從而將上述制品擠壓出上述容器，此時上述第一閥允許上述加壓空氣源與上述腔之間連通，但不使上述文氏管和上述腔之間連通，并且上述第二閥是關(guān)閉的；上述文氏管在上述腔中產(chǎn)生真空，從而使上述活塞移向上述第一端部和離開上述第二端部，此時上述第一閥允許上述腔和上述文氏管之間連通，但不使上述加壓空氣源和上述腔之是連通，并且上述第二閥允許上述加壓空氣流過上述文氏管。
17．如權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其特征在于，上述加壓空氣源約為100psi。
18．如權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，還包括壓力調(diào)節(jié)器，用于在將上述加壓空氣引入上述腔中之前，將上述加壓空氣的壓力降到約15～60psi的壓力范圍內(nèi)。
19．如權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其特征在于，上述第一閥是三通閥。
20．如權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)上述第一閥允許上述腔和上述文氏管之間連通，不使上述加壓空氣源與上述腔連通并且使上述第二閥關(guān)閉時，上述腔中的上述加壓空氣從上述腔中排出。
21．如權(quán)利要求20所述的系統(tǒng)，還包括裝入上述容器的外殼，上述外殼具有門，門上裝有開關(guān)，打開上述門時上述開關(guān)啟動上述放氣模式。
22．如權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，還包括至少一個傳感器，用于檢測上述活塞在上述容器中的位置。
23．如權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，還包括可壓縮的盒，該盒位于通道中及上述活塞和上述第二端之間，上述盒裝有上述制品，當(dāng)上述活塞移向上述第二端部時，該活塞壓縮上述盒。
24．一種氣動配送冷凍食品的系統(tǒng)，上述系統(tǒng)包括容器，具有其中裝入上述冷凍食品的通道，上述容器包括第一端部和第二端部；裝在上述容器的上述通道中的位于上述第一端部和第二端部之間的自由浮動活塞，上述容器、活塞和上述第一端部限定了上述容器內(nèi)的一個腔；與上述腔流體相通的加壓空氣源；在上述加壓空氣源和上述腔之間的三通閥；文氏管，連接于上述三通閥，與上述腔流體相通，上述文氏管還連接于一排氣口；兩通閥，位于上述加壓空氣源和上述文氏管之間；上述系統(tǒng)以下面三種模式中的一種模式操作(a)配送膜式，其中，來自上述加壓空氣源的加壓空氣流過上述三通閥，進(jìn)入上述腔中，此時上述三通閥在上述加壓空氣源和上述腔之間打開，但在上述文氏管和上述腔之間關(guān)閉，并且上述二通閥在上述文氏管與上述加壓空氣源之間關(guān)閉，上述加壓空氣使上述活塞移離上述第一端部并移向上述第二端部，從而將上述冷凍制品擠壓出上述容器；(b)放氣模式，其中，上述腔中的上述加壓空氣從上述腔中排出，此時上述三通閥使在上述腔和上述文氏管之間被打開，并在上述加壓空氣源和上述腔之間關(guān)閉，同時上述二通閥在上述文氏管和上述加壓空氣源之間關(guān)閉，因而上述加壓空氣經(jīng)上述排出口排出上述系統(tǒng)；(c)退回模式，其中，上述三通閥在上述腔與上述文氏管之間打開，并在上述加壓空氣源與上述腔之間關(guān)閉，并且上述二通閥在上述加壓空氣源和上述文氏管之間打開，上述加壓空氣流過上述文氏管，在上述腔中形成真空，上述真空使上述活塞移向上述第一端部并移離上述第二端部。
25．如權(quán)利要求24所述的系統(tǒng)，還包括放入上述容器的外殼，上述外殼具有門，門上裝有開關(guān)，打開上述門時該開關(guān)起動上述放氣模式。
26．如權(quán)利要求24所述的系統(tǒng)，還包括在上述加壓空氣源和上述腔之間的壓力調(diào)節(jié)器，上述壓力調(diào)節(jié)器向處于上述配送模式的上述腔提供壓力約在15～60psi之間的加壓空氣。
27．一種氣動配送制品的方法，上述方法包括以下步驟提供容器，該容器具有其中裝入上述制品的通道，上述容器具有第一端部和第二端部；將自由浮動活塞放入上述容器的上述通道中，上述容器、上述第一端部和上述活塞限定了一個腔；將加壓空氣輸送到上述腔中，上述加壓空氣使上述活塞離開上述第一端部并移向上述第二端部，上述移動的活塞將上述制品擠壓出上述容器；在上述腔中形成真空，上述真空使上述活塞移向上述第一端部并移離上述第二端部。
28．如權(quán)利要求27所述的方法，其特征在于，通過使上述加壓空氣流過與上述腔流體連通的文氏管便來產(chǎn)生上述真空。
29．如權(quán)利要求28所述的方法，還包括以下步驟將上述容器裝在一個具有門的外殼中，上述門裝有開關(guān)；打開上述門，因而接通上述開關(guān)，上述開關(guān)的接通使上述腔中的加壓空氣經(jīng)上述文氏管排出。
30．如權(quán)利要求27所述的方法，其特征在于，上述加壓空氣的壓力為約為100psi。
31．如權(quán)利要求30所述的方法，還包括的步驟為在將上述加壓空氣引入所述腔之前，將上述加壓空氣壓力降到約在15～60psi的范圍內(nèi)。
32．如權(quán)利要求27所述的方法，還包括檢測上述活塞在上述容器中的位置的步驟。
33．如權(quán)利要求27所述的方法，還包括將盒子插入上述通道中位于上述活塞和上述第二端部之間的步驟，上述盒子裝有上述制品；當(dāng)上述活塞移向上述第二端部時上述活塞壓扁上述盒子。
全文摘要
公開一種裝置(5)和方法,使得可以用在容器(20)中前后移動的活塞(50)將冷凍食品(30)擠壓出容器(20)。用加壓空氣(200)使活塞(50)移向冷凍制品(30),由此將冷凍制品(30)擠壓出該容器(20)。為使活塞(50)移離冷凍制品(30)使加壓空氣(200)通過一個也連接于容器(20)的文氏管(108)。加壓空氣(200)流過文氏管(108)便在容器(20)中產(chǎn)生真空。該真空牽引活塞(50)移離冷凍制品(30)。
文檔編號B67D1/10GK1234010SQ9719896
公開日1999年11月3日 申請日期1997年8月22日 優(yōu)先權(quán)日1996年8月22日
發(fā)明者H·E·范謝爾 申請人:宏軟設(shè)備公司