用于加工粘性食品的设备和方法 【技术领域】
本发明涉及一种适于沉积食品，诸如适于沉积粘性食品的设备，本发明还涉及沉积所述食品的方法。本发明特别涉及一种能使粘性食品在其中分份、成型并分配的沉积设备和沉积方法。
【发明背景】
食品制造商频繁地引进新的食品以满足消费者的需求并保持市场中的竞争地位。新的食品可以是具有新特征的老产品或者可以是老产品的组合或者可完全是新产品。为了使制造商保持竞争性，他们应使用经济的生产工艺和灵活的加工方法。
食品加工设备的发展通常涉及执行与现有设备相似的任务，但却是以更高的生产速率执行或具有更大的效率。通常，生产方法被设计得更灵活，即，感测或监控产品或所执行的工艺以提高食品的总体质量和一致性。期望相应的加工设备更加具有经济性。作为另一个挑战，可将食品加工设备设计为，将多种任务集成起来以代替现有设备相互组合执行独立任务。
已经研发出能够间歇地或连续地将食品沉积到另一个食品、包装材料或传送机的移动表面上的食品淀积器。将诸如由公共进料歧管供应的一个可流动的食品流分成由输送系统处理和运走地多个流的淀积器是已知的。随后可用机械驱动刀具或其他适合的装置切割这些食品流，从而使得食物加工和分配机器、传送带以及切割装置的组合提供多个基本相等食品份额。
通常，粘性食品加工设备已变得更适于满足食品工业的生产能力和成本需求。授权给Vargas等人的美国专利US 5,975,374中披露了这样一种食品淀积器，美国专利US 5,975,374共同被转让给本发明的受让人并且在此合并参考所述专利的全部内容。在Vargas等人的专利中披露了一种用于将材料计量份额分配到输送系统上的淀积器设备。所述淀积器设备包括从公共的供给装置通过独立的进料口被供料的两个分配组件。所述分配组件具有分配腔室，分配腔室带有间隔开的分配出口。所述淀积器设备还包括用于打开和关闭进料口以填充交替的分配循环之间的分配腔室的转向设备。这样，间歇的沉积组件往复操作以交替地分配材料。因此提高了沉积操作的总效率。
在授权给Hannaford的美国专利US 5,688,540中披露了另一种食品淀积器。该设备利用若干正排量测量设备向多个挤压模提供对加压食物材料的正排量同步测量。Hannaford装置提供一种连续的食物挤压工艺，所述工艺具有来自多个模具的等材料流，这些模具从共同的源供料。因此，可提供食品的多道连续均匀流。此外，多个食品流可被提供到传送机系统以输送到独立的切削系统，从而以更大的生产量提供固定部分的食品。也就是说，利用用于食品连续流的多个出口，增加生产量。
在授权给Cole的美国专利US 5,906,297中披露了另一种多道淀积器。在Cole专利中所披露的是用于提供连续食品流的多道淀积器。更具体地说，该设备将一个或多个流体材料流分成多个基本均衡的部分。也就是，Cole的发明使用了多出口淀积器以沉积成比例的材料量。
在授权给DeMars的美国专利US 5,445,674中披露了淀积器的另一个示例，所述美国专利US 5,445,674共同被转让给本发明的受让人并且在此合并参考所述专利的全部内容。DeMars专利中所披露的是用于始终如一地沉积较厚以及块状材料的流体分配器。该淀积器利用通向泵/阀组合和反馈压力线的供应通路确保沉积点的适当压力。具有通过带有辅助反馈路径的阀连续操作以确保材料的恒定流动的正排量泵。
概括地，上面所述的处理设备用于测量材料并通常将材料分配到传送机表面上。另外，所述现有技术处理设备可用于将一个食品流分成由传送机系统运走的多个流。这些食品流稍后被用于限定食品份额的合适的装置切割，因此食物加工机、传送带以及切割装置的组合提供了多个基本相等的食品份额。
尽管现有技术的装置和系统已提供了用于改进的食品加工的设备，但是仍然存在对于更快、尤其是更灵巧的食品加工设备的需求。如上所述，用于使得食品加工设备变得更灵巧的一种所述方法为，使其变得更为集成。当可用同一个加工设备执行若干加工步骤时，加工设备通常更有效率并且更节省成本。
【发明内容】
本发明涉及用于沉积通常粘性的食品的方法和设备。淀积器模块最好包括用于将多个淀积器模块组装成一直线以形成多道淀积器装置的配合零件。优选的淀积器模块使得淀积器主体中的流体流的横截面形状方面的变化最小化。食品流动流横截面形状方面的所述最小化变化的有利之处在于，它保证了诸如用于高度粘性材料并且尤其用于其流变性扩张的材料的低旋转动力的要求。作为另一个优点，流动流最小化的横截面变化考虑了马达和滑动叶片的迅速的和高度受控的加速和减速，所述滑动叶片提供了对已沉积的食品的更大控制。而且在流体流横截面形状方面的变化最小化时可实现更大的处理速度。作为另一个优点，在流体流横截面形状方面的变化最小化时，也可减少对于食品颗粒诸如下面所述那些颗粒的损坏。另外，食品可在淀积器主体中成型，因此不再需要已沉积的食品的辅助成型。
在本发明的一个方面中，提供一种用于沉积粘性食品的淀积器模块。淀积器模块最好包括淀积器主体，所述淀积器主体具有带有内表面的内部腔室，以可旋转的方式布置于淀积器主体腔室中的转子，并且所述转子具有外表面，以及穿过所述转子的至少一个滑动叶片。根据本发明，所述转子最好具有旋转位置，其中滑动叶片的一部分延伸经过转子的外表面进入到腔室中，并且至少部分地由腔室的内表面确定。
优选的淀积器模块还包括与腔室流体连接的供应口、与腔室流体连接的排出口、以及布置于供应口和排出口之间的成型区域。成型区域最好被转子外表面的至少一部分和腔室内表面的至少一部分限定。更好的是，成型区域的横截面形状通常与延伸经过转子和滑动叶片的第一旋转位置与转子和滑动叶片的第二旋转位置之间的转子外表面的滑动叶片部分相一致。
在本发明的另一个方面中，食品淀积器模块可包括在某些应用中用于中断由食品淀积器所沉积的食品流的断开装置。特别是，断开装置最好为旋转阀芯类型断开装置，所述装置包括以可控制的方式与淀积器模块的通路对准或不对准以切断食品流。
在本发明的另一个方面中，提供了用在多道淀积器系统中与另一个具有相似特征的食品淀积器模块结合使用的食品淀积器模块。所述食品淀积器最好包括第一淀积器主体，在所述第一淀积器主体的第一端具有第一配合零件，并且在所述第一淀积器主体的第二端具有第二配合零件。第二配合零件最好用于和与第一淀积器模块相似的另一个淀积器模块的第一配合零件相配合。所述淀积器模块最好还包括布置于所述淀积器主体的腔室中的转子以及穿过转子的至少一个滑动叶片。所述淀积器模块最好还包括与腔室流体连接的供应口、与腔室流体连接的排出口、以及布置于供应口和排出口之间的成型区域。
根据本发明用于沉积预定量食品的方法，其特征在于，包括以下步骤：提供至少一个食品淀积器模块；向食品淀积器的供应口提供粘性食品；从供应口用食品填充成型区域的至少一部分；通过旋转转子和滑动叶片与待被沉积的食品预定量相一致的旋转量，同时基本上保持食品的横截面形状而传输食品通过成型区域；以及通过排出口沉积预定量的食品。
在结合附图阅读下面对于优选实施例的详细描述时，将明白本发明的这些和其他的特征和优点，其中在附图中相似的附图标记用于表示相同或相似的零件。
附图的简要说明
包含在说明书中并构成说明书一部分的附图示出了本发明的几个方面，并与优选实施例的描述一起用于解释本发明的原理。以下是附图的简要说明：
图1是本发明所涉及的多道食品淀积器系统的透视图，其中示出了由框架支撑并定位的淀积器装置，还示出了淀积器装置的供给装置；
图2是图1淀积器装置的透视图，示出了多个淀积器模块，并且还示出了用于将淀积器装置安装于图1中所示的框架上的托架；
图3是本发明所涉及的分配歧管的透视图，示出了用于将食品引导到多个淀积器模块的圆锥形开口；
图4是图3分配歧管的顶视图，示出了用于为与淀积器模块的供给口相配合的匹配端口供料的圆锥形开口；
图5是沿图4的分配歧管的线5-5所截的横截面侧视图，示出了圆锥形开口和匹配端口；
图6是本发明所涉及的具有两个淀积器模块的淀积器装置的局部透视图；
图7是本发明所涉及的转子的透视图，示出了其驱动端处的公接头零件；
图8是图7转子的透视图，示出了其接收端处的母接头零件；
图9是本发明所涉及的淀积器主体端盖的透视图，示出了转子端盖的凹槽以及示出了切断装置的开口；
图10是本发明所涉及的淀积器模块的局部分解透视图，示出了淀积器主体、转子、一对滑动叶片、转子轴承座套，以及切断装置；
图11是本发明所涉及的淀积器主体的透视图，具体地示出了用于将食品供应到淀积器主体的供给口；
图12是图11淀积器主体的正视图，示出了转子的通路和通常增大的用于形成腔室的同心区域，所述腔室部分地限定本发明所涉及的待分配食品的形状；
图13是图11淀积器主体的横截面图，示出了本发明所涉及的用于将多个淀积器主体成一直线装配的配合零件以及切断装置的通路；
图14是食品淀积器模块的横截面图，所述模块具有可操作地连接于淀积器主体并可操作地由框架结构支撑的供应歧管和分配歧管，所述横截面图具体地示出了本发明所涉及的滑动叶片转子组件以及切断装置，并且还示出了设置在用于接收淀积器模块所沉积的食品的传送机之上的食品淀积器模块；
图15是本发明所涉及的食品淀积器模块的横截面图，所述模块具有一对用于通过独立分配口分配食品的滑动叶片转子组件；
图16是本发明所涉及的食品淀积器模块的横截面图，所述模块具有一对用于通过公共分配口分配食品的滑动叶片转子组件；
图17是本发明所涉及的另一个食品淀积器模块的横截面图，所述模块具有多个用于通过独立分配口分配食品的滑动叶片转子组件。
优选实施例的详细描述
下面所述的本发明的实施例并非是详尽的并且不意味着将本发明局限于以下详细描述中所披露的具体形式。相反，挑选和描述这些实施例是为了使得本领域普通技术人员可明白和理解本发明的原理和实践。
参照附图1，其中示出了依照本发明制成并代表本发明原理的多道食品淀积器系统10。该淀积器系统10最好包括用于将淀积器装置14支撑并定位于食品接收传送机(未示出)之上的立架形式的支撑框架12，所述传送机应穿过淀积器装置14下面的支撑框架12。如以下所述的，淀积器装置14最好为具有多个食品淀积器模块18的多道淀积器装置，如图2中所示的以及如以下更详细地描述的，所述淀积器模块18彼此成一直线排列并垂直于其运送方向被支撑于食品接收传送机(未示出)上。食品接收传送机(未示出)可包括传统的或改进的移动带、网孔等等或系列可移动单元，或者可包括可移动包装材料或作为独立单元或产品或者作为包括任何数量层的连续网或板所提供的其他食品。所述包装材料或食品本身可由任何已知或改进的技术运送，或者其他传统或改进的运送机构也可用于沿运送方向移动所述材料或食品。
参照图1，支撑框架12最好包括包含竖直和水平元件的第一端框架结构64和同样包含竖直和水平元件的第二端框架结构66。另外，支撑框架12最好包括第一侧架元件68和第二侧架元件70，所述第一侧架元件68和第二侧架元件70用于以任何传统的方式连接于端框架结构64和66之间，并且用以在食品接收传送机(未示出)运转位置的下面提供间隔和支撑结构。支撑框架12最好还包括如下所述用于定位和支撑淀积器装置14的第一顶梁72和第二顶梁74。梁72和74最好是基本平行的并且使用如图1中所示的托架76和传统紧固件78将其附于端框架结构64和66。
参照图1和图2，将描述用于将淀积器装置14连接到支撑框架12以及用于提供淀积器装置14的辅助位置调整的优选技术。如下所述，淀积器装置14最好包括用于支撑和定位多个淀积器模块18的框架46。如图2中所示的，框架46最好具有基本平行的第一侧部54和第二侧部56。框架46还包括第一端部58和第二端部60。端部58被机械地连接到第一和第二侧部54和56的各个端部，以便于将第一和第二侧部54和56彼此隔开。最好使用传统紧固件等紧固侧部54和56以及端部58。最好相对于侧部54和56将端部60以可移动的方式安装于横槽67中。在图6中可清楚地看出侧部56中的一个所述槽67。侧部54中的槽67也是相似的。端部60安装于侧部54和56的另一端部之间以保持其适当的间隔，但是最好以可滑动的方式在侧部54和56的槽67中浮动。
端部60相对于侧部54和56最好是以可调节的方式定位的。如图2中所示的，提供校平螺钉63以便于沿通常上下的方向调整端部60。参照图2和图6，端部60最好在每侧上都具有校平螺钉63可穿过其中的唇缘61。每个侧部54和56最好都具有一个表面59，在图6中可清楚看出表面59并且所述表面59支撑校平螺钉63。因此校平螺钉63的调节相对于表面59以可调节的方式定位唇缘61，从而提供端部60的可调节的定位能力。应该理解的是，可利用垫片或其他适合的机械装置(诸如使用弹簧以便于驱动地定位端部60)执行所述定位和调节。另外，提供对准螺钉65以便于沿通常左右方向调整端部60。在图2中只示出了侧部54上的一个对准螺钉65，并且所述对准螺钉65穿过侧部54。在侧部56上也有一个相似的对准螺钉。这些对准螺钉65通常彼此相对并且可据此通过移进和移出而定位端部60。也就是，在侧部60大致水平对中的情况下，每个对准螺钉65将分别从侧部54和56延伸相等量。如上所述，可使用弹簧和其他适合的机械装置执行所述水平定位和调节。应该理解的是，框架46可为执行本发明功能的任何结构或装置。也就是，依照本发明，框架可作为独立部分构成或可由任何数量的若干部分构成。
框架46最好包括用于相对于支撑框架12支撑和定位淀积器装置14的装置。如图1和图2中所示的，淀积器装置14最好包括以可操作的方式与框架46的侧部56相连接的多个间隔排列的轮80以及以可操作的方式与框架46的侧部54相连接的多个间隔排列的槽轮82。轮80以及槽轮82最好通过托架84、86、88和90与侧部54和56相连接。托架88和90不同于托架84和86在于，每个托架88和90都包括一个其延伸部分92，在该延伸部分92之间最好使用紧固件100连接有手柄94。所述手柄94可用于参与定位淀积器装置14。如图2中所示的，最好使用紧固销96将轮80和槽轮82分别连接于托架84、86、88和90，以使得轮80和槽轮82中的每一个都是绕其紧固销96可旋转的。诸如通过传统螺栓98或任何其他传统方式将托架84、86、88和90紧固于侧部54和56。另外，如图2中可看到的，最好通过使用间隙102使得托架84、86、88和90与侧部54和56相隔开。
参照图1，框架46最好由框架12支撑。为了在导轨83上沿轨道的方式行进，槽轮82最好是有槽的，所述导轨最好是框架元件70顶部表面的部分。另外，轮80在框架元件74的顶部表面上行进。导轨83最好沿传送方向限定淀积器装置14的移动。槽轮82和轮80用来垂直于传送方向对淀积器装置14的进行位置调节，从而可相对于传送机定位淀积器模块18的输出。例如，可将淀积器装置14的位置设定得与传送机所运载的物品(诸如托盘、或食品等等)相对应。当不需要或不期望这样的移动时，所述轮80和82可包括其他轴承元件或可省略所述轮80和82。在任何情况下，都可使用其他的安装技术，无论是否有助于移动。
框架12最好包括用于校平和提供淀积器装置14相对于食品接收传送机(未示出)的位置精密调整的位置调节装置。应该考虑的是，食品接收传送机(未示出)可运载接收装置诸如托盘或容器。还应该理解的是，食品接收传送机(未示出)可与其他加工步骤相组合，诸如提供一片生面团产品以接收来自于淀积器装置14的食品材料。
在图1中所示的优选实施例中，通常已知的可调节底脚16最好连接于框架14并用作上述位置调节装置。应该理解的是，可通过所利用的具体接收传送机(未示出)的框架12的适当设计和结构而执行淀积器装置14位置的粗调。应该理解的是，能够实现本发明功能方面的用于支撑和定位淀积器装置14的任何技术都可使用。例如，淀积器装置14可以可操作的方式与接收传送机(诸如传统已知环带运输机)相结合，从而使得公共框架支撑结构可用于传送机和淀积器装置14两者。
再参照图1，淀积器装置14最好包括用于接收来自于食品源或供给装置(未示出)的食品的供应歧管20。根据本发明，如下所述，淀积器模块18尤其特别适合于分份和分配粘性食品。本申请中通篇使用的粘性食品是指包括通常可流动的所有类型的食品，诸如摊鸡蛋、糖霜，以及包含诸如坚果、肉、胡椒粉、洋葱和其他蔬菜等微粒食品。在授权给Bhatia等人的题为“Low Water Activity Egg Product”的美国专利US 5,932,276中披露了所述粘性食品的一些示例，所述美国专利US 5,932,276共同被转让给本发明的受让人并且在此合并参考所述专利的全部内容。根据本发明也可分配其他的较少粘性的食品。食品供给装置可为任何已知的或改进的供给装置，诸如授权给Vargas等人的美国专利US 5,975,374中所披露的装置，所述美国专利US 5,975,374共同被转让给本发明的受让人并且在此合并参考所述专利的全部内容。
如图1中所示的，供应歧管20最好为多端口管并且包括至少一个用于与供给装置(未示出)相连接的进料口(如下所述)。供应歧管20最好包括允许食品转到如下所述分配歧管28的一个或多个开口(未示出)。如图1中所示的，第一初级进料口22和第二初级进料口24分别位于供应歧管20的每个端部处。另外，如图1中所示的，辅助进料口26位于供应歧管20上的中间位置处以提供对于供应歧管20的食品的辅助供应。通常，在供应歧管20的长度增加时希望有更多的辅助进料口26。也就是，当食品从初级进料口22和/或24中任一个或两者中被提供到供应歧管20时，在远离初级进料的供应歧管一个距离处的食品的压力可变得太低以致不能有效地在淀积器装置14的那个距离处供应淀积器模块18。因此，可按照通过经验平均值所确定的需要或根据流体动力学所确定的需要，使用辅助食品进料口26。通常，如下面更详细地描述的，可主要根据在有效最低压力下以充满淀积器模块18的歧管供给腔来提供食品的进料口。应该理解的是，可使用能够实现本发明功能方面的进料口22、24和26的任何组合。例如，初级进料口22可单独使用，而诸如通过盖罩、阀或导向板等等以可操作的方式封闭进料口24和26。此外，可同时地将食品供应到所有进料口22、24和26中。
再参照图1，供应歧管20以可操作的方式与分配歧管28相连，所述分配歧管28位于供应歧管20附近，用于将供应歧管20所提供的食品分成将被供应到独立淀积器模块18的独立流。在图3-5中更详细地示出了分配歧管28。在图3中，以透视图的方式示出了分配歧管28。在图4中，示出了分配歧管28的顶视图。另外，在图5中示出了分配歧管28的截面图。如图3中可看到的，分配歧管28包括最好被焊接于或安装于供应歧管20的相似底表面上的顶表面30，从而形成如图1中所示的供给组合。供应歧管的底部最好包括与分配歧管28的顶表面30的开口35对齐(或至少部分相通)的一个或多个开口(未示出)。
分配歧管28的开口35最好通向用于引导食品的多个圆锥形通道36。圆锥形通道36还通向相配口40，其目的在于用于提供可流动食品与如下所述每个淀积器模块18连通。在一个优选实施例中，如图2中可看到的，分配歧管28的圆锥形通道36和相配口40被布置得与淀积器装置14的每个淀积器模块18的供应口38相对应以及相匹配。应该理解的是，分配歧管28和供应歧管20的组合可为已知的或进一步改进的任何装置，所述装置用于根据本发明的功能方面向淀积器装置14的淀积器模块18提供食品材料的供应。还应该理解的是，分配歧管28和供应歧管20构成为使得不同的食品可被供给到每个淀积器模块18的供应口。也就是，根据本发明，一个淀积器模块18或多个淀积器模块可具有它们自己的分配歧管和供应歧管。
参照图3-图5，分配歧管28具有底表面32和用于连接于淀积器装置14的唇缘34。如图1中可看到的，唇缘34最好用于将淀积器装置14的淀积器模块18的底表面32紧固于顶表面42(或多个淀积器模块18的所述表面42的组合)。每个淀积器模块18最好包括用于保持诸如O型圈等等密封件(未示出)的密封槽43以增强相配口40和供应口38之间的流体连通。如图1中所示的，夹具44最好与唇缘34相接合，从而将分配歧管28紧固于淀积器装置14并且在分配歧管28的底表面32与每个淀积器模块18的顶表面42之间形成密封。如图1中可看到的，最好使用螺栓48将夹具44连接到淀积器装置14的框架46，所述螺栓48是通过沿框架46以定距离隔开的螺纹孔50而连接的。再参照图1，淀积器装置14最好包括诸如图1中所示的吊环52的提升装置，以助于供应歧管20、淀积器装置14与框架12的装配和定位。
在图6中，示出了本发明所涉及的具有第一淀积器模块106和第二淀积器模块108的淀积器装置104的局部分解视图。应该理解的是，可装配任何数量的淀积器模块18以形成淀积器装置104，使得根据特定应用实现本发明的功能方面。在一个优选实施例中，诸如图2中所示的，淀积器装置14包括十个淀积器模块18。还应该理解的是，每个道可具有相同的食品或者每个道可具有不同的食品。
如图6中所示的，淀积器装置104最好包括驱动轴轴承组件110，所述驱动轴轴承组件110可被无旋转地支撑于端部58的开口中，并且驱动轴轴承组件110包括用于旋转地支撑并且提供驱动轴112与轴承组件110之间密封的旋转轴承109和杯形密封或O型圈111。当将驱动轴112布置于轴承组件110的内部通道中时，轴承组件110最好允许驱动轴112 的轴向运动以便于穿过端壁58并驱动地接合。在图2中示出了轴承组件110处于其优选的位置中，即，使自己穿过端壁58，并且驱动轴112的端部进一步延伸以便于被驱动地接合。如图1中所示的，最好通过驱动联结器116将驱动轴112与齿轮箱114相连接。而且，齿轮箱114最好与马达118相连接，并且以任何传统的方式连接以便于根据马达旋转速度转换和控制驱动轴速度。马达118可为任何旋转驱动装置，并且还与用于根据任何数量的工艺参数确定速度和动作时间的控制系统(未示出)相连接。
此外参照图6以及图10，每个淀积器装置106和108最好都分别包括淀积器主体120和119。下面给出了淀积器主体120和其功能方面的更详细的描述。另外，淀积器主体119除包括凹入区域123之外基本上与淀积器主体120相同，下面将描述其功能。淀积器主体120(以及下文中的119)最好包括布置于淀积器主体120通路124中的套筒122。最好使用O形密封圈126将套筒122的头125密封于淀积器主体120。套筒122最好起到转子128的轴承的作用。
在图7和图8中更详细地示出了转子128。如下面更详细地描述的，转子128最好包括分别用于定位和引导第一叶片134和第二叶片136的第一狭缝130和第二狭缝132。在一个优选实施例中，第一叶片134和第二叶片136是以相互垂直的方式布置的。所述转子128最好用聚合材料制成，所述材料最好最低程度地吸收水。所述适合的材料包括(但不局限于)特氟纶和迭尔林以及类似的聚合物。叶片最好是用不锈钢制成的。应该理解的是，可使用任何数量的滑动叶片以便于可执行本发明的功能方面。狭缝130和132最好也相交，并且将其尺寸加工为允许每个叶片134和136从被叶片134和136的切开部分所限定的一端到另一端自由地滑动。滑动叶片本身是公知的，其中所述叶片可在所述切开部分处彼此相交，并在相交狭缝中被引导。沿叶片延伸方向的每个叶片切开部分的长度确定了所述叶片在其狭缝中滑移的程度。另一个叶片限制了进一步的移动。如图6中所示的，叶片134和136最好在其切开部分接合的情况下彼此相交以便于分别适配于相交狭缝130和132中。而且，每个叶片134和136的长度都长于狭缝130和132(以及转子128的直径)，以使得通过接合下面所述的控制表面可控制其滑移。
参照图7，每个转子128最好包括布置于转子128的驱动端140处的多个凸出接头零件138。应该注意的是，驱动轴112还包括多个最好相似的凸出接头零件138。参照图8，每个转子128最好在转子128的接收端144处包括多个凸陷接头零件142。
在一个优选实施例中，一个或多个转子128的凸出接头零件138可与一个或多个转子128的凸陷接头零件142相接合以形成转子128的联锁组件，所述联锁组件可由驱动轴112共同地驱动。也就是，参照图6，驱动轴112的凸出接头零件138最好与淀积器模块106的转子128的凸陷接头零件142(在图6中不可视但是可在图8中看到)相连接并接合。还参照图6，淀积器模块106的转子128的凸出接头零件138最好与淀积器模块108的转子128的凸陷接头零件142(在图6中不可视但是可在图8中看到)相接合。再参照图6，淀积器模块106的转子128的凸出接头零件138最好与转子端盖146相接合，所述转子端盖146以可旋转的方式被布置于淀积器主体端盖150的凹槽148(见图9)中。所述模块结构的特殊优点在于，可组装任何数量淀积器模块18以形成多道结构。应该理解的是，也可使用单道布置。
再参照图6，淀积器装置104最好包括用于终止转子128的驱动端140(见图7)的转子端盖146，所述转子128的驱动端140将不与另一个转子128的驱动端144(见图7)相接合。也就是，多个转子128的组件中的最后那个转子128最好终止于端盖146。如图6中所示的，端盖146终止了淀积器模块108的转子128。还如图6中所示的，淀积器装置104最好包括用于终止在多个直列式淀积器模块(诸如淀积器装置104的淀积器模块106和108)的组件中最后那个淀积器主体120的淀积器主体端盖150。如图6中所示的，淀积器主体端盖150终止了淀积器模块108的淀积器主体120。如图9中可看到的，淀积器主体端盖150最好具有用于以可旋转的方式接收如上所述随着转子128与驱动轴112的组件旋转的端盖146的凹槽148。
在图6中，示出了作为淀积器装置104的部分的夹紧装置152，所述夹紧装置152用于支撑转子128与驱动轴112的组件的非驱动侧。夹紧装置152最好包括连接到螺纹轴156的手柄154，所述螺纹轴156穿过通过淀积器装置104的框架46的端部所提供的螺纹孔。而且，夹紧装置152包括连接到螺纹轴156以便于随着轴156轴向移动的板158。因此，夹紧装置152可由螺纹轴156利用，诸如由手柄154利用，以便于使得板158移动以与淀积器主体端盖150的侧表面151相接合。因此，压缩力趋向于将淀积器主体120靠在每个后续的淀积器主体上保持，并趋向于将组件的非驱动端支撑在适当的位置。另外，所述夹紧机构152允许其与任何数量的淀积器模块18的结合使用。下面给出了淀积器模块组合方式的详细描述。
图6和图10中还示出了断开装置160。断开装置160最好包括与每个淀积器模块18相对应的通路161，所述通路161用于使得食品穿过断开装置160，在下面将详细描述所述通路161。最好设置断开装置160穿过成直线的淀积器模块(诸如106和108)的每个淀积器主体120的通路162。另外，断开装置160最好穿过通过淀积器主体端盖150(见图9)所提供的开口164。通路162提供用于断开装置160旋转运动的轴承座。另外如图6中所示的，淀积器装置104最好包括具有一个输出轴(未示出)的马达166，所述输出轴通过传统连接装置(未示出)连接断开装置160的驱动端168。此外，马达166可与控制系统(未示出)相连接以便于控制使得断开装置160旋转的速度和动作时间，从而选择性地对准通路161以便于如下面更详细地描述的那样分配食品。根据本发明，如下面更详细地描述的，断开装置160可用于选择性地断开食品材料流。马达166可包括任何已知或改进的旋转驱动装置，并且最好包括诸如可从市场上可买到的来自于Turn-Act Company of Louisville，KY的伺服马达，并且所述马达沿两个旋转方向选择性地旋转断开装置160，以便于可控地对准和不对准用于食品通过的通路161。应该理解的是，断开装置160可为任何已知或改进的可用于断开食品流的装置，例如，断开装置可包括金属丝刀、气刀、旋转阀芯装置、超声波刀、隔板、轧刀或其组合。
或者，可使得断开装置160仅仅沿一个每旋转180°将出现对准情况的方向旋转。在任何情况下，最好随着转子128的旋转运动限定断开装置160的时间，从而可根据具体应用控制分配。通过使用适当的位置检测器可获得所述定时，所述位置检测器公知关于具有电子控制系统的旋转部件，所述电子控制系统可为基于微处理器或电路的诸如利用定时齿轮和/或链条、皮带等等的机械定时机构。为了某些应用，诸如较少粘性或更易流动的食物，用于清洁地止住食品分配的断开装置是优选的。尽管对于许多食品来说，由于在分配时食品趋向于保持其部分完整性，因此不需要这样的断开装置。
在图11、12和13中示出了上面所述的淀积器主体120。在图11中示出了淀积器主体120的透视图。在图12中示出了淀积器主体120的正视图并且在图13中示出了淀积器主体120的横截面图。如图11中所示的，淀积器主体120最好包括上面所述通向内部空腔的供应口38，所述空腔如下所述。其中还示出了用于提供旋转轴承面的通路162用于支撑断开装置160。
如可在图11和图13中看到的，淀积器主体120最好包括在其第一端172上的第一配合零件170。第一配合零件170最好为基本环形有槽区域，该区域具有通常与淀积器主体120的第二端176上的第二配合零件174的直径和深度一致的直径和深度。如图13中所示的，第二配合零件174最好是淀积器主体120的突出零件。第一配合零件170的深度最好由径向表面171限定。参照图13，第二配合零件174最好具有表面178。第一端172和第二端176最好是淀积器主体120的相对端部。根据本发明，如图6中所示的，第一配合零件170与第二配合零件174用于将多个淀积器模块18(诸如淀积器模块106和淀积器模块108)组装成一直线。淀积器主体端盖150最好还包括所述第二配合零件174和表面178。
参照图12和图13，淀积器主体120最好包括包含通路180和成型腔182的内部空腔177。根据本发明，通路180最好接收如上所述以及如图6中所示的套筒122。套筒122引导转子128并起到转子128的轴承的作用，并且在某些应用中，套筒122可起到如下所述改进热传递的作用。
参照图13，其中示出了淀积器主体120的内部空腔177和成型腔182。根据本发明，如可从图13中看出的，供应口38最好直接朝向成型腔182开口。成型腔182由通常环形的表面184限定，当转子128被支撑于表面184中时，所述表面184最好通常与转子128不是同心的。当滑动叶片134和136通过转子128旋转时，表面184还起到用于控制和引导滑动叶片134和136的控制表面的作用。诸如图11和图12中可看到的，成型腔182最好只是部分地围绕转子128在转子128和供应口38之间延伸。成型腔182由径向延伸的背表面186进一步限定，所述背表面限定了腔182的深度。也就是，腔182的容积由表面184和186以及转子128部分地限定。当与另一个淀积器主体120或淀积器主体端盖150组装时，配合零件174的表面178提供了径向延伸的前表面，该前表面也限制了成型腔182，并且，表面184和186、转子128以及表面178的组合完全地限定了成型腔182。如下所述的，成型腔182的深度最好基本上与滑动叶片诸如图10中所示的滑动叶片134或滑动叶片136的长度相一致。
参照图10和图13，应该理解的是，套筒122可延伸到腔177中以提高热传递。也就是，套筒122可延伸以覆盖腔177中的转子128的一部分。因此，套筒122起到转子128的轴承的作用并且还用于从转子128中去除摩擦所产生的热。通常，套筒122中转子128的旋转所摩擦产生的热可穿过套筒122到主体120中以便于消散。在其中套筒122延伸到位于腔177中的布置中，可提高热传递。在这样一种布置中，套筒可与腔177中的食品相接触并且热量可被传递到食品上。由于食品通常穿过腔177，并且尤其是在可增加摩擦生热的高速下，可在增长的速度下从转子中去除热量。
如上所述，淀积器主体120最好包括用于断开装置160的通路162。在图13中，示出了淀积器主体120的横截面图并且示出了通路162。根据本发明，通路162最好包括用于分配食品的分配口188，下面将详细描述。在图12中以虚线示出的通路200也是通过淀积器主体120提供的，所述通路200用于提供成型腔182与通路162之间的可流动食品的流通。当在其通路161与通路200和分配口188两者对准的情况下插入断开装置160时，可分配食品。当使得断开装置160旋转得足以使得其通路161与通路200之间不对准时，不可分配食品。
进一步参照图13，淀积器主体120最好包括第一配合零件190和第二配合零件192，所述配合零件190和192起到与上述配合零件170和174相似的作用。也就是，当根据本发明组装多个淀积器主体时，第一淀积器主体120的第一配合零件170和190与第二淀积器主体120的第二配合零件174和192相对准。应该理解的是，配合零件170、174、190和192可只包括平坦表面，诸如根据本发明能够将各个淀积器主体配合和密封在一起的表面171和178，或者可包括如上所述的任何相应的配合表面。
参照图14，其中示出了图1食品淀积器系统的局部横截面图。具体地，图14示出了本发明所涉及的淀积器模块194的横截面。另外，图14示出了位于传送机256之上的淀积器模块194，所述传送机256用于从淀积器模块上接收食品并且所述传送机256最好沿加工方向A移动。传送机最好提供用于将食品沉积于其上的表面258。应该理解的是，表面258可为任何表面，诸如另一种食品的表面。
在图14中，示出了一份食品260离开淀积器模块194(如下所述)并沉积在表面258上，并且示出了食品262的沉积部分由传送机运载。如图中示出的，框架46的侧部54和56以可操作的方式支撑淀积器主体120。示出了供应歧管20与如上所述并且可在图1中看到的分配歧管28相连接。
此外参照图14，分配歧管28的底表面32与淀积器主体120的顶表面42相接触，并且最好将诸如O型圈等密封件(未示出)布置于密封槽43中，以便于在分配歧管28与淀积器主体120之间提供流体密封。应该理解的是，可使用任何流体密封技术。如图14中所示的，分配歧管28的配合口40最好与淀积器主体120的供应口38对准。如在图14中可看到的，夹具44将分配歧管28牢牢地保持在适当的位置中，通过使用螺栓将所述夹具44紧固于框架46的侧部54和56。
此外参照图14，其中示出了淀积器主体120，其中转子128被布置于淀积器主体120的开口180(见图12)中。在图14中还示出了滑动叶片134和136，所述滑动叶片134和136被布置于转子128的狭缝130和132(见图10)中。当转子128旋转时，表面184控制滑动叶片134和136的相互作用。此外，根据本发明，滑动叶片134和136的末端密封地接触表面184。另外至少延伸通过转子128外表面的滑动叶片134和136侧部的部分最好因此密封地接触表面186和178。因此，滑动叶片134和136可将食品俘获在滑动叶片134和136之间，并且在转子128的旋转下可使得食品穿过腔182(参照图13)以及通路200的部分，该腔182包括腔室195和区域254。因此，腔室195、区域254和通路200形成了食品从中穿过的总区域。另外，如果使用的话，断开装置160的通路161构成食品从中穿过的区域的一部分。如下所述，食品从中穿过的区域(诸如由腔室195、区域254、通路200和如图14中所示的通路161所形成的区域)横截面形状中的变化最好是最小化的。
如从图14中可看到的，腔室195由转子128的外表面、表面184和延伸过转子128外表面的滑动叶片134和136的部分限定。如上所述的，滑动叶片134和136的末端最好密封地接触表面184以形成腔室195。腔室195还由表面186(在图12和图13中可看到)以及由淀积器主体120的配合零件174的表面178限定。另外，如上所述的，滑动叶片134和136的侧部最好密封地接触表面186和178。因此，通常由延伸通过转子128外表面的滑动叶片134和136的部分所限定的该区域通常与腔室195中食品的横截面形状相一致，并限定腔室195中食品的横截面形状。如图14中可看出的，所述滑动叶片延伸部分通常是图14中所示的例证性实施例的滑动叶片的最大延伸部分。如图14中所示的，滑动叶片的最大延伸部分最好从叶片刚好位于口38之前的旋转位置开始。因此，根据本发明的一个方面，腔室195最好这样限定被分配的食品的形状，即，使得食品的横截面形状之后不再受到再成型的限制，最好，当食品穿过腔室195和通路200时它基本保持不变。另外，应该注意的是，腔室195包括小于总腔182容积的容积。
如上所述，淀积器主体120最好包括通路200，其目的在于使得食品穿过淀积器主体120并且通过淀积器主体120的分配口188被分配。在腔室195中已被沿横截面定型的食品受到来自于腔182、通过通路200(以及当使用断开装置时通过通路161)以及当断开通路161对准(当使用时)时最终来自于分配口188的转子128和叶片134和136的旋转的压力。通路200(以及当使用时通路161)的横截面形状最好通常与腔室194的横截面形状相一致，所述腔室194本身的横截面形状最好与延伸经过转子128外表面的滑动叶片134和136的部分的横截面形状相一致。因此，食品的横截面形状通常与延伸经过转子128外表面的滑动叶片134和136的部分的横截面形状相一致。
根据本发明的一个方面，在将食品供应到腔室195中之后，期望使得食品的横截面形状的任何再成型最小化。在腔室195中，首先限定横截面形状。通过之后不再再成型横截面，特别是通过限制(诸如减小其尺寸或改变其形状是限制其向前运动的一种方法)，可提高能量的节约和/或处理速度。由于所述动作将不产生附加阻力或限制食品向前流动，因此依照本发明的该方面可允许食品横截面形状的膨胀或膨胀再成型。然而，在整个食品进一步行进中最好使得再成型最小化以提高产品流体动力。
在操作中食品通过口38进入到腔182中。当转子128使得滑动叶片134和136旋转从而朝向通路200压迫食品时，食品最好在足够的压力下连续地充满腔室195。如上所述，滑动叶片134和136的顶端和侧面最好密封地接合表面184、186以及178。所述密封最好防止泄漏并且最好还考虑了充分的压力以使得食品穿过腔182，移出腔182的一个出口，并穿过通路200。如上所述，由于腔室195、区域254、通路200以及通路161(当使用断开装置时)的横截面形状基本上是相同的，从而使得当食品被迫通过淀积器主体120时食品横截面形状方面的变化最小化，因此当滑动叶片朝向通路200压迫食品时，食品横截面形状方面的变化被有利地最小化了。食品流动流横截面形状方面的所述最小化的变化的有利之处在于，它满足了诸如用于高度粘性材料并且尤其用于其流变性扩张的材料的低旋转动力的要求。作为辅助优点，流动流最小化的横截面变化考虑了马达和滑动叶片的迅速的和高度受控的加速和减速，所述滑动叶片提供了已沉积的食品上的更大控制。而且在流体流横截面形状方面的变化最小化时可实现更大的处理速度。作为另一个优点，在流体流横截面形状方面的变化最小化时，也可减少对于食品颗粒诸如上述那些颗粒的损坏。另外，食品可在淀积器主体中成型，因此不再需要已沉积的食品的辅助成型。由于流体流横截面形状的最小变化，本发明的食品淀积器可在比用于粘性食品诸如上述食品的每分钟循环次数为220次高的速度下操作。所述处理速度优越于其他滑动叶片类型淀积器所实现的处理速度。
在图14中，还以横截面的方式示出了断开装置160和通路161。如下所述的，通过旋转断开装置以使得所述断开装置有效地打开和关闭通路200，而使得断开装置160用于参与分离从淀积器模块中分配而来的食品份额。应该注意的是，断开装置可用于具有特殊流变性的食品材料。也就是说，诸如糖霜等食品可具有通常较低的粘性并且在不使用断开装置160的情况下可能难于将其分离成独立的份额。然而，应该理解的是，在转子向前旋转以执行食品沉积之后立刻使其稍稍向后旋转，从而反吸食品以起到食品断开的作用。应该理解的是，诸如摊鸡蛋等食品可具有通常较高的粘性和流变性，因此在使用或不使用如下所述断开装置的情况下都可使得所述食品以独立份额的方式沉积。
下面描述了本发明所涉及的用于使用上述设备分配食品的一种方法。诸如图1中所示系统的多道食品淀积器系统最好被布置于食品接收传送机256的上方，所述食品接收传送机256最好沿加工方向A(见图14)移动。食品供给装置(未示出)最好与供应歧管20的进料口22、24和26中的至少一个相连接以便于将食品传送到供应歧管20。食品最好穿过图3-5中所示的分配歧管28的圆锥形开口36。然后食品可穿过分配歧管28的配合口40，从而将食品传送到图2中所示的独立淀积器模块18的供应口38。
如从图14中可看出的，当转子128如所示那样布置时，进入到淀积器模块(诸如图14的淀积器模块194)中的食品穿过供应口38并最好充满腔室195。然后图1中所示的马达118和齿轮箱114可使得转子128基本沿顺时针运动方向(如图14中所示的)旋转。马达118最好由控制系统(未示出)控制。在一个优选实施例中，以与从淀积器中分配的食品量相一致的倾斜量旋转转子128。在本发明的一个方面中，转子的旋转可通常与滑动叶片134和136之间的角距相一致。也就是说，对于图14中所示的布置来说，可使得转子以90°的度增量旋转。应该理解的是，可使用任何数量的滑动叶片，并且在滑动叶片数量和旋转度数之间不需要相关性。例如，可以以任意的旋转度数使用三个滑动叶片。辅助滑动叶片的使用可提供俘获食品的更小区域。另外，供应口与排出口之间的更多密封通常保证了使得食品穿过淀积器模块的压力的更好控制。
再参照图14，当转子128间歇性或是连续性地旋转时，滑动叶片134和136使得已被供应到腔室195中的食品材料沿通常朝向口188的方向移动。另外，容纳于区域254、通路200以及通路161(如果使用的话)中的食品同时朝向口188移动。如上所述，在所述移动期间食品横截面形状方面的变化是最小化的。因此通常，对于转子128的每次移动，设置至少部分重新形成的空腔195，使其充满来自于供应口38的食品材料。最好通过马达使得转子128旋转，所述马达最好包括控制系统，诸如用于控制速度、转子和滑动叶片的旋转位置以及所沉积的食品的分份和形状控制的基于逻辑的电脑控制系统等。对于某些食品材料来说，最好可通过以一个预定的旋转增量旋转转子128而使得由腔室195限定的至少一些食品材料从腔室195移动到区域254，所述预定的旋转增量通常与通过分配口188分配的食品的期望量相一致。因此，食品的增量也从区域254移动到通路200，并且如果使用通路161的话还从通路200移动到通路161。使用控制系统可有利地控制所述旋转，以便于使得转子以所述预定增量旋转。控制系统的所述使用的有利之处在于，可获得食品沉积量控制方面的更高精确度。然后一个预定旋转增量下的转子128的辅助旋转可通过分配口188分配期望量的食品，所述预定旋转增量可与先前的增量相同或者也可不同于先前的旋转增量。应该理解的是，可使得转子连续地旋转以沉积连续的食品流。
根据本发明，断开装置160可用于参与限定从淀积器装置分配而来的食品材料的独立份额。断开装置160不仅可有利地用于控制食品流，而且还用于清洁地切入诸如肉块和蔬菜等食品中的颗粒。参照图14，将淀积器装置布置得可使得通路161与淀积器主体120的分配通路200对准。也就是说，食品可从分配通路200穿过断开装置160的通路161并且在没有中断的情况下通过分配口188被分配。参照图1、2和6，断开装置160可最好由马达166驱动，所述马达166最好被控制系统(未示出)控制。在本发明的一个方面中，可使得断开装置沿着顺时针方向或是逆时针方向旋转以便于中断食品材料的通路，从而限定食品材料的独立份额。也就是说，可使得断开装置160前后旋转。当使得通路161旋转以使其与通路200不对准时，在所述移动中发生断开行为。在发生断开之后，最好使得通路161沿相反方向旋转以使其恢复与通路200的对准。所述断开装置的所述前后旋转的有利之处在于，由于只需使得通路161少量旋转以执行所述断开，因此它通常提供更大的操作速度。然后由于通路200无需旋转180°到通路161的相对侧，因此通路161可快速向回旋转以与通路200对准。在本发明的另一个方面中，应该理解的是，可使得断开装置160沿一个方向连续旋转并随着转子128的旋转计时。
应该理解的是，本发明的食品淀积器模块不局限于图14中所示的食品淀积器模块195。在图15、16和17中示出了本发明的其他食品淀积器模块的几个示范性实施例，依照本发明，所述食品淀积器模块由框架部分228和230以可操作的方式支撑，并最好如上所述由夹具232和螺栓234固定。在图15中，示出了食品淀积器模块202的横截面图。淀积器模块202包括一对供应口204，所述供应口204最好由与一对供应歧管210流体连接的具有多个通路208的分配歧管206供料。依照本发明，图15中所示的淀积器模块202最好还包括布置于淀积器主体214中的一对滑动叶片转子组件212。应该理解的是，淀积器主体214可包括任何数量的滑动叶片转子组件212以便于可实现本发明的功能方面。此外参照图15，淀积器模块202的淀积器主体214最好包括一对包含分配口218的分配通路216。应该理解的是，可形成通路216以及图16中所示的淀积器模块202的通路222和图17中所示的淀积器主体220的通路244及242以及其他提供的通路，以便于最小化地限制流体流横截面形状方面的变化。根据本发明的一个优选方面，如上所述，诸如图15、16和17中所示的，可形成一个或多个通路，以改变可穿过其中的食品的横截面形状。也就是说，对于某些应用来说，可能不需要使得流体流的变化最小化，诸如当产品速度较低或沉积较少粘性材料时。在图16中，示出了图15中所示的淀积器模块202的示范性变化。在图16的淀积器模块202中示出了淀积器主体226的一对分配通路222，所述分配通路222集中在公共分配口224处。
在图17中以横截面的方式示出了另一个示范性的食品淀积器模块236。如上所述并且依照本发明，食品淀积器模块236最好包括淀积器主体238，所述淀积器主体238具有布置于淀积器主体238中的多个滑动叶片转子组件240。此外，参照图17，淀积器主体238包括多个具有分配口244的分配通路242。食品淀积器模块236还可包括具有通路248的一个分配歧管246，所述通路248与淀积器主体238的供应口250流体连接。另外，根据本发明，淀积器模块236包括多个供应歧管252。应该理解的是，分配歧管246可具有任何数量的通路248，以便实现本发明的功能方面。另外，应该理解的是，可使用任何数量的供应歧管252与分配歧管246相配合。也就是说，可使用公共供应歧管以便为一个分配歧管或多个分配歧管的多个通路供料。
应该理解的是，可使用图15、16和17中所示的示范性淀积器执行宽广范围的淀积过程。每个独立的转子都可在任何速度或食品数量下沉积相同或不同的食品。例如，可使用食品淀积器模块202通过每个转子212、通路216和口218或相同的食品沉积不同的食品。可使得独立的转子212间歇地、或同步地或独立间歇、或以相同或不同的速度连续地旋转。
根据本发明，具有任何数量淀积器模块的第二淀积器装置可被布置于第一淀积器装置的下游。可利用所述布置沉积例如分层的食品，或者利用所述布置沉积充填料或包覆层或任何其他辅助食品。可将所述食品一个沉积在另一个顶上，或者与初始沉积物相邻的结构中沉积，形成更长的沉积物或在所述沉积物上增加辅助美观部分。另外，根据本发明，布置于第一淀积器装置下游的辅助淀积器装置可用于将辅助量的食品沉积在食品的第一层沉积物上，以便于产生根据预定重量规格的总沉积。也就是说，可将食品加到已通过使用第二淀积器装置由第一淀积器装置所沉积的重量不足的沉积上。在这样的过程中，可称量第一沉积，电脑可计算出任何不足，并且信号可被发送给第二淀积器装置的控制系统并且可沉积适当量的食品以加到第一沉积物上。授权给DeMars等人的题为“Semi-Solid Food Depositor andMethod of Use”的美国专利US 5,073,391中披露了这样一种技术的示例，所述美国专利US 5,073,391共同被转让给本发明的受让人并且在此合并参考所述专利的全部内容。
根据本发明的另一个方面，可通过相对于传送机256的速度操纵转子移动的速度而控制食物沉积的形状，诸如产品的长度和宽度形状。转子128和传送机256的速度是受电脑控制的并且用于操纵所述操作的处理速度，并且在由于分配需要进行调整导致必须改变产品时，可在运转下进行改变。或者，可通过修正转子128的移动方式而改变沉积的形状。
本发明不局限于上述优选设备和方法。而且，应该理解的是，虽然已描述了本发明的具体实施例，但是本发明不局限于此，本领域普通技术人员可在具体考虑前述技术的情况下作出修正。因此，所附权利要求覆盖了在本发明的真实精神和保护范围内的包含这些改进等基本特征的所述任何修正。