Система и способ уплотнения
Способ заполнения контейнера пищевым продуктом содержит подачу пищевого продукта в бункер; уплотнение продукта в бункере первым уплотняющим блоком, размещение контейнера под бункером и открывание бункера для подачи уплотненного продукта из бункера в контейнер под действием давления уплотняющего блока. Система уплотнения для осуществления способа содержит бункер для удерживания продукта, первый уплотняющий блок для уплотнения продукта во время выполнения первого процесса уплотнения продукта в бункере. При этом бункер содержит закрывающееся отверстие для выпуска продукта из бункера в контейнер, а продукт подают под действием давления уплотняющего блока. Способ заполнения нескольких контейнеров продуктом содержит подачу продукта в первом положении в бункер, перемещение бункера во второе положение, находящееся на расстоянии от первого, и либо уплотнение с помощью первого уплотняющего блока продукта, когда он находится в бункере во втором положении; расположение контейнера под бункером во втором положении; открывание бункера для подачи продукта из бункера в контейнер под действием давления первого уплотняющего блока; удаление контейнера из-под бункера во втором положении и перемещение бункера обратно в первое положение и повторение этих операций, либо расположение контейнера под бункером во втором положении; открывание бункера для подачи продукта из бункера в контейнер; уплотнение с помощью уплотняющего блока продукта в контейнере во втором положении во время выполнения первого уплотнения; удаление контейнера из-под бункера во втором положении и перемещение бункера обратно в первое положение и повторение этих операций. Система для осуществления вышеописанного способа содержит бункер для удерживания продукта с закрывающимся отверстием; распределитель продукта, расположенный в первом положении, предназначенный для распределения продукта в бункер в первом положении; устройство транспортирования бункера между первым положением и вторым положением, расположенным на расстоянии от первого положения; устройство для транспортирования контейнеров; уплотняющий блок, расположенный во втором положении, и управляющее устройство, предназначенное для: приведения в действие распределителя продукта для распределения продукта в бункер в первом положении; приведения в действие устройства транспортирования бункера для перемещения бункера с продуктом во второе положение; опускания уплотняющего блока для уплотнения продукта, находящегося в бункере во втором положении; приведения в действие устройства транспортирования контейнеров для размещения контейнера под бункером во втором положении; открывания закрывающегося отверстия для выпуска продукта из бункера в контейнер под действием давления первого уплотняющего блока; приведения в действие устройства транспортирования контейнеров для удаления контейнера из-под бункера во втором положении; и приведения в действие устройства транспортирования бункера для перемещения бункера обратно в первое положение. При этом управляющее устройство также предназначено для повторения операций. Группа изобретений обеспечивает повышение качества. 4 н. и 31 з.п. ф-лы, 12 ил.
Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к способу и системе уплотнения продукта для более легкого упаковывания продукта в контейнер. В этом аспекте термин «контейнер» относится к емкости, например лотку, имеющей обращенное вверх отверстие. В частности, изобретение относится к уплотнению пищевого продукта для его упаковывания в контейнеры на производственной линии для упаковывания пищевых продуктов.
Уровень техники
Производственные линии для упаковывания пищевых продуктов обычно содержат систему для размещения пищевых изделий в контейнере и систему для запечатывания контейнера, например автоматического нанесения пленочной крышки на лоток. Затем упакованный и запечатанный контейнер может быть снабжен этикеткой и отправлен в магазин, например в супермаркет.
Предпочтительно, максимально возможное количество устройств производственной линии приводится в действие автоматически с целью снижения расходов и увеличения скорости и эффективности упаковывания. Это может создавать проблемы при упаковывании насыпных пищевых продуктов, например салата. К примеру, когда порция насыпного листового салата автоматически укладывается в контейнер, салат будет подниматься, принимая «куполообразную» форму, превышающую высоту контейнера. Попытки запечатать такой упакованный контейнер могут привести к неудовлетворительному и неравномерному запечатыванию, что вызывает рассыпание и потерю продукта во время транспортирования лотка.
Известно, что для решения этой проблемы выполняется уплотнение или «сжатие» салата в контейнере, так чтобы уплотнить весь салат, содержащийся в контейнере, и освободить кромки контейнера для выполнения процесса запечатывания. Как правило, в предварительно образованный жесткий контейнер загружается отмеренная порция салата. Листья салата являются мягкими и имеют непостоянную объемную плотность, поэтому при укладывании они будут превышать высоту контейнера и, таким образом, контейнер будет непригоден для упаковывания. Далее контейнер перемещается по транспортеру к посту уплотнения, где салат будет уплотняться таким образом, чтобы весь салат находился внутри контейнера.
Однако из-за недостаточной жесткости листьев первоначально уложенного салата эти листья могут выпадать из контейнера или на кромку контейнера, когда он перемещается по транспортеру к посту уплотнения. Операторы могут вручную укладывать листья обратно в контейнер для обеспечения возможности запечатывания, но, разумеется, использование ручного труда уменьшает преимущества автоматической системы. Это также снижает эффективность процесса упаковывания.
Таким образом, существует необходимость в усовершенствованном способе и системе упаковывания и запечатывания таких пищевых продуктов в контейнере, так чтобы контейнер мог быть запечатан, при этом должно быть сведено к минимуму рассыпание пищевого продукта и устранены вышеуказанные проблемы.
В документе FR-A-2846624 приводится описание способа и устройства для заполнения контейнеров пищевым материалом, при этом предусматривается подача пищевого материала самотеком из распределителя пищевого материала по направляющей трубе, выровненной с отверстием контейнера, с целью предотвращения падения пищевого материала на периферийные края. Когда направляющая труба все еще находится на месте, пищевой материал сжимается прижимной пластиной, которая проходит через направляющую трубу. Затем контейнеры запечатываются обычным способом. Направляющая расположена таким образом, что ее нижний участок находится на одном уровне с верхней стороной контейнера или находится в контейнере.
Однако это устройство имеет недостатки. Например, направляющая должна точно соответствовать размеру контейнера, поскольку в противном случае пищевой продукт будет или попадать на боковые стороны контейнера (если направляющая слишком большая), или контейнер будет заполнен не полностью (если направляющая слишком маленькая). Кроме того, во время отведения направляющей трубы и прижимной пластины от контейнера пищевые изделия могут цепляться к контейнеру и падать снаружи контейнера. Кроме того, способ требует наличия контейнера, и до того, как может начаться процесс уплотнения, продукт проходит через направляющую трубу.
Раскрытие изобретения
По первому аспекту настоящего изобретения предлагается способ заполнения контейнера пищевым продуктом, включающий в себя подачу пищевого продукта в бункер, уплотнение вышеуказанного пищевого продукта уплотняющим блоком, когда пищевой продукт находится в вышеуказанном бункере, размещение контейнера, имеющего обращенное вверх отверстие, под вышеуказанным бункером и открывание бункера, так чтобы уплотняемый пищевой продукт падал из бункера в контейнер.
Изобретение обеспечивает новый изобретательский уровень применительно к уплотнению пищевого продукта для уменьшения его объема, когда продукт все еще находится в бункере. Обычное устройство, которое уплотняет пищевой продукт только после его подачи в контейнер, создает риск рассыпания пищевого продукта или снаружи контейнера или на ободок контейнера, что отрицательно влияет на процесс запечатывания. Обычное устройство требует привлечения нескольких операторов, которые вручную будут убирать рассыпанный продукт (например, листья салата) перед выполнением процесса запечатывания или установки крышек. В случае первоначального уплотнения пищевого продукта в бункере пищевой продукт падает из бункера в контейнер в предварительно сжатом и уплотненном состоянии. Это значительно уменьшает количество пищевого продукта, рассыпаемого из контейнеров, при этом не требуется привлечения операторов, выполняющих ручные работы, что снижает расходы и повышает эффективность системы.
Контейнеры представляют собой предварительно образованные жесткие пластиковые лотки.
Кроме того, при упаковывании пищевых изделий на производственной линии пищевой продукт хранится в течение короткого периода времени в бункере, прежде чем он будет выгружен в контейнер. Уплотнение пищевого продукта, все еще находящегося в бункере, позволяет использовать это «нерабочее время», что повышает эффективность и производительность производственной линии. Кроме того, контейнер не должен устанавливаться под бункером до тех пор, пока бункер не будет открыт. Это означает, что уплотнение может выполняться до того, как контейнер будет расположен под бункером, в отличие от способа, описанного в документе FR-A-2846624. Это преимущественно означает, что может быть увеличена пропускная способность лотков.
Предпочтительно, бункер содержит нижнюю часть, содержащую дверцу, при этом предусмотрена операция выгрузки пищевого продукта из бункера посредством открывания вышеуказанной дверцы, так чтобы пищевой продукт свободно падал из бункера в контейнер. Дверца может быть скользящей или шарнирной. Дверца приводится в движение пневматическим механизмом, хотя, как вариант, она может приводиться в действие двигателем с электронным управлением.
Способ также может включать в себя последующую операцию опускания уплотняющего блока в направлении контейнера через открытую дверцу бункера. Это преимущественно способствует поддержанию предварительно уплотненного пищевого продукта в уплотненном состоянии, когда он падает в направлении контейнера и в контейнер.
Предпочтительно, операция опускания уплотняющего блока в направлении контейнера выполняется одновременно с открыванием бункера. Это означает, что пищевой продукт выпускается из бункера за счет направленного вниз давления, прикладываемого уплотняющим блоком. Это преимущественно вынуждает пищевой продукт быстро падать в контейнер, и последующее опускание уплотняющего блока с пищевым продуктом способствует направлению пищевого продукта в контейнер. Это также способствует предотвращению «расширения» пищевого продукта после его уплотнения в бункере.
Уплотняющий блок может опускаться на достаточное расстояние, так чтобы пищевой продукт уплотнялся уплотняющим блоком, когда пищевой продукт находится в контейнере. Это преимущественно обеспечивает выполнение дополнительного процесса уплотнения пищевого продукта. Предпочтительно, такой второй процесс уплотнения обеспечивает уплотнение пищевого продукта таким образом, чтобы пищевой продукт находился ниже линии запечатывания контейнера. Когда пищевой продукт находится ниже линии запечатывания, он не стремится к «повторному расширению» выше линии запечатывания из-за трения с боковыми стенками контейнера.
Преимущественно, способ также может включать в себя операцию опускания бункера в направлении контейнера, при этом операция опускания бункера в направлении контейнера и операция уплотнения вышеуказанного пищевого продукта, находящегося в бункере, выполняются одновременно. Операция опускания бункера в направлении контейнера способствует направлению пищевого продукта в контейнер после открывания дверец бункера. Поскольку эта операции выполняется одновременно с уплотнением пищевого продукта в бункере, бункер опускается в требуемое положение перед открыванием дверец бункера для выпуска пищевого продукта.
Бункер может предпочтительно опускаться таким образом, чтобы его нижняя часть находилась на уровне с верхней стороной контейнера и была выровнена с верхней стороной контейнера. В этом случае размер отверстия бункера, по существу, является таким же, как и размер верхнего отверстия контейнера, так чтобы пищевой продукт не рассыпался через боковые стенки контейнера. Как вариант, бункер может опускаться в требуемое положение выше верхней стороны контейнера и выровненное с контейнером. Как дополнительный вариант, отверстие бункера может быть меньше отверстия контейнера, и бункер может опускаться в контейнер.
Способ также может включать в себя последующие операции уплотнения пищевого продукта с помощью второго уплотняющего блока, расположенного отдельно от вышеуказанного первого уплотняющего блока, когда вышеуказанный пищевой продукт находится в контейнере; опускания кожуха в направлении контейнера таким образом, чтобы нижняя часть кожуха располагалась ниже отверстия контейнера; и удаления вышеуказанного второго уплотняющего блока от контейнера, когда кожух все еще находится в нижнем положении. Это последующее уплотнение преимущественно обеспечивает, что пищевой продукт, который первоначально не уплотняется, будет в достаточной степени уплотнен ниже уровня отверстия контейнера для уменьшения рассыпания пищевого продукта и обеспечения отсутствия пищевого продукта на ободке контейнера с целью запечатывания.
Операция подачи пищевого продукта в бункер может выполняться в первом положении, и операция уплотнения пищевого продукта, когда он находится в вышеуказанном бункере, выполняется во втором положении, и первое и второе положения находятся на расстоянии друг от друга. При использовании в производственной линии для упаковывания пищевого продукта первое положение может быть предусмотрено в одном месте производственной линии, и второе положение может быть предусмотрено в другом месте производственной линии. В таком случае бункер перемещается между двумя положениями, например, по раме. Отдельные положения для подачи и уплотнения пищевого продукта преимущественно уменьшают так называемое «время пребывания» системы, тем самым увеличивая скорость, с которой контейнеры могут заполняться пищевым продуктом, что повышает производительность. Это будет описано более подробно в разделе «Осуществление изобретения».
Как вариант, верхняя часть бункера может быть достаточно большой для выполнения как подачи пищевого продукта, так и процесса уплотнения в одном и том же положении. В таком случае бункер имеет, по существу, трапецеидальную форму с наклонной стороной, предназначенной для направления загружаемого пищевого продукта из первого положения в положение уплотнения внутри бункера.
По второму аспекту настоящего изобретения предлагается система уплотнения для наполнения контейнера пищевым продуктом; система уплотнения содержит бункер для удерживания пищевого продукта, уплотняющий блок, используемый для уплотнения пищевого продукта в первом положении уплотнения, когда пищевой продукт находится в бункере, и бункер содержит закрывающееся отверстие, предназначенное для выпуска пищевого продукта таким образом, чтобы продукт падал из бункера в контейнер, имеющий обращенное вверх отверстие.
Предпочтительно, система уплотнения по второму аспекту изобретения также может содержать управляющее устройство, предназначенное для приведения в действие уплотняющего блока во время первого процесса уплотнения и открывания закрывающегося отверстия; управляющее устройство также предназначено для приведения в действие уплотняющего блока перед открыванием закрывающегося отверстия.
Управляющее устройство, приводящее в действие уплотняющий блок перед открыванием закрывающегося отверстия, обеспечивает, что пищевой продукт уплотняется, когда он находится в бункере. Преимущества этого «предварительного уплотнения» пищевого продукта в бункере описаны выше.
Закрывающееся отверстие может предпочтительно содержать дверцу, расположенную в нижней части вышеуказанного бункера, при этом дверца может открываться таким образом, чтобы пищевой продукт падал из бункера в контейнер. Как описано выше применительно к первому аспекту настоящего изобретения, дверца может приводиться в действие электронным способом или приводиться в движение пневматическим механизмом. Закрывающееся отверстие может содержать шарнирно установленные дверцы, которые примыкают друг к другу в закрытом положении, образуя поверхность, на которой пищевой продукт может уплотняться уплотняющим блоком; при этом дверцы во время открывания шарнирно смещаются друг от друга. Шарнир предпочтительно расположен выше дверец, что обеспечивает образование прочного основания, на котором выполняется уплотнение пищевого продукта.
Система уплотнения также может содержать первое опускающее устройство, предназначенное для опускания уплотняющего блока в направлении контейнера через открытую дверцу бункера. Это способствует поддержанию пищевого продукта в сжатом состоянии после его уплотнения в бункере, тем самым уменьшая рассыпание пищевого продукта из контейнеров.
Первое опускающее устройство может использоваться для опускания уплотняющего блока на достаточное расстояние, так чтобы пищевой продукт уплотнялся во время второго процесса уплотнения уплотняющим блоком, когда пищевой продукт находится в контейнере. Это преимущественно обеспечивает выполнение второго уплотнения пищевого продукта.
Предпочтительно, управляющее устройство предназначено для одновременного открывания закрывающегося отверстия и приведения в действие опускающего устройства. Это обеспечивает преимущество, состоящее в том, что пищевой продукт выгружается из бункера под действием давления от уплотняющего блока. Это означает, что пищевой продукт направляется в контейнер быстрее, чем если бы он просто направлялся из бункера в контейнер самотеком. Эта отличительная характеристика изобретения также способствует предотвращению расширения пищевого продукта при перемещении из бункера в контейнер после уплотнения в бункере.
Кроме того, система уплотнения по настоящему изобретению может содержать второе опускающее устройство для опускания бункера в направлении контейнера. Предпочтительно, управляющее устройство предназначено для одновременного приведения в действие уплотняющего блока во время первого процесса уплотнения и второго опускающего устройства, так чтобы бункер находился в нижнем положении перед открыванием бункера для выгрузки пищевого продукта. Опускание бункера таким способом обеспечивает получение направляющей для пищевого продукта, падающего из бункера в контейнере, что предотвращает рассыпание пищевого продукта.
Второе опускающее устройство может быть предназначено для опускания бункера таким образом, чтобы нижняя часть бункера располагалась на уровне отверстия контейнера и была выровнена с этим отверстием. Как вариант, второе опускающее устройство может быть предназначено для опускания бункера таким образом, чтобы нижняя часть бункера располагалась выше отверстия контейнера и была выровнена с этим отверстием, и еще по одному варианту второе опускающее устройство может быть предназначено для опускания бункера таким образом, чтобы нижняя часть бункера располагалась ниже отверстия контейнера.
Уплотняющий блок предпочтительно может иметь уплотняющую поверхность в плоскости, по существу, перпендикулярной направлению перемещения уплотняющего блока во время его опускания, при этом вышеуказанная поверхность имеет площадь, по существу, идентичную площади внутреннего сечения бункера. Например, уплотняющая поверхность может быть, по существу, прямоугольной и соответствовать прямоугольной форме сечения внутренних стенок бункера. Эта отличительная характеристика преимущественно означает, что в случае, когда уплотняющий блок опускается через бункер, пищевой продукт, цепляющийся за внутренние стенки бункера или прилипающий к ним, будет выталкиваться и уплотняться, что уменьшает потерю пищевого продукта. Могут быть предусмотрены другие формы, например уплотняющий блок может иметь круглую уплотняющую поверхность, и бункер может быть, по существу, цилиндрическим.
Система уплотнения также может содержать распределитель пищевого продукта, предназначенный для распределения пищевого продукта в бункер. Предпочтительно, распределитель пищевого продукта расположен в первом положении, и первый уплотняющий блок расположен во втором положении, при этом первое и второе положения расположены на расстоянии друг от друга, и еще более предпочтительно бункер может перемещаться между первым и вторым положениями. Как будет описано более подробно в разделе «Осуществление изобретения», эта компоновка преимущественно позволяет увеличить пропускную способность контейнеров.
Как вариант, бункер может иметь трапецеидальную форму с параллельными нижней частью бункера и верхней частью бункера; кроме того, уплотняющий блок и распределитель пищевого продукта выровнены с верхним отверстием бункера. Трапецеидальная форма бункера означает, что он содержит наклонную поверхность, которая направляет пищевой продукт, распределяемый из распределителя пищевого продукта, к нижней части бункера для уплотнения внутри бункера. Эта конкретная геометрия бункера имеет особое преимущество, поскольку бункер не должен перемещаться между отдельными местами заполнения и уплотнения, тем самым уменьшая количество необходимых подвижных частей.
Однако могут быть предусмотрены другие формы бункера при условии, что они имеют поверхность, пригодную для транспортирования пищевого продукта из распределителя пищевого продукта к месту уплотнения.
Система уплотнения также может содержать второй уплотняющий блок, расположенный отдельно от первого уплотняющего блока и предназначенный для уплотнения пищевого продукта, находящегося в контейнере, во время третьего процесса уплотнения; система уплотнения также содержит кожух, предназначенный для опускания в направлении контейнера с помощью третьего опускающего устройства, при этом кожух опускается таким образом, чтобы нижняя часть кожуха была расположена ниже отверстия контейнера, и второй уплотняющий блок удаляется из контейнера, когда кожух все еще находится в нижнем положении. Такой второй уплотняющий блок преимущественно обеспечивает, что пищевой продукт, недостаточно уплотненный во время выполнения первого и второго процессов уплотнения, уплотняется до уровня ниже уровня отверстия контейнера. Это уменьшает рассыпание и потери пищевого продукта, а также обеспечивает отсутствие пищевого продукта на ободке контейнера с целью запечатывания.
По третьему аспекту настоящего изобретения предлагается способ заполнения нескольких контейнеров пищевым продуктом; способ включает в себя следующие операции: (а) подача пищевого продукта в первом положении в бункер; (b) перемещение бункера во второе положение, находящееся на расстоянии от первого положения; и или: (с) уплотнение с помощью первого уплотняющего блока вышеуказанного пищевого продукта, когда он находится в вышеуказанном бункере во втором положении; (d) расположение контейнера, имеющего обращенное вверх отверстие, под вышеуказанным бункером во втором положении; (е) открывание бункера таким образом, чтобы пищевой продукт падал из бункера в контейнер; (f) удаление контейнера из-под бункера во втором положении; и (g) перемещение бункера обратно в первое положение; и повторение операций с (а) по (g); или: (с1) расположение контейнера, имеющего обращенное вверх отверстие, под вышеуказанным бункером во втором положении; (d1) открывание бункера таким образом, чтобы пищевой продукт падал из бункера в контейнер; (е1) уплотнение с помощью уплотняющего блока пищевого продукта в контейнере во втором положении во время выполнения первого процесса уплотнения; (f1) удаление контейнера из-под бункера во втором положении; и (g1) перемещение бункера обратно в первое положение; и повторение операций с (а) по (g1).
Любая из отличительных характеристик первого и второго аспектов изобретения может быть внедрена в третий аспект изобретения.
Время, необходимое для заполнения контейнера пищевым продуктом и уплотнения вышеуказанного продукта, может быть разбито на так называемые «время пребывания» и «время индексации». «Время пребывания» - это время, в течение которого пищевой продукт уплотняется в контейнере во втором положении. Предпочтительно, во время этого процесса контейнер является неподвижным. «Время индексации» - это время между процессами уплотнения. В общем, это время, необходимое для перемещения пустого контейнера из его положения, когда заполняется предыдущий контейнер, в положение, когда он располагается под бункером во втором положении. Таким образом, согласно третьему аспекту изобретения авторы изобретения уменьшили «время пребывания» без отрицательного влияния на «время индексации» и, тем самым, увеличили пропускную способность контейнеров, заполняемых уплотняемым пищевым продуктом.
Предпочтительно, контейнер может быть расположен под бункером во втором положении не раньше, чем бункер переместится во второе положение. Это предусматривает, что контейнер располагается под бункером в то же самое время, когда бункер оказывается во втором положении. Это преимущественно означает, что «время индексации» системы не ограничивается временем, которое требуется для перемещения бункера. Однако как вариант, контейнер может устанавливаться под бункером во втором положении раньше, чем бункер переместится во второе положение. Этот аспект изобретения более подробно описывается в разделе «Осуществление изобретения».
По третьему аспекту изобретения уплотнение может выполняться в самом бункере (так называемое «предварительное уплотнение») или в контейнере. Как вариант, пищевой продукт может предварительно уплотняться в бункере во время выполнения первого процесса уплотнения и затем уплотняться в контейнере во время выполнения второго процесса уплотнения.
Некоторое количество контейнеров предпочтительно может быть расположено на движущемся транспортере, при этом контейнеры должны располагаться на расстоянии друг от друга с фиксированным шагом. Например, контейнеры располагаются на транспортере на расстоянии друг от друга с фиксированным шагом, к примеру, 14 дюймов. Таким образом, когда один контейнер заполняется пищевым продуктом и уплотняется, следующий контейнер должен находиться на транспортере на расстоянии 35,56 см (14 дюймов) в положении «ожидания». После заполнения первого контейнера уплотненным пищевым продуктом бункер перемещается из второго положения в первое положение и возвращается во второе положение после заполнения пищевым продуктом в течение более короткого или равного промежутка времени, чем потребуется для перемещения следующего контейнера на 35, 56 см (14 дюймов) из его положения «ожидания» под бункер во втором положении (так называемое «время индексации»). Как вариант, бункер перемещается из второго положения в первое положение и обратно во второе положение после заполнения пищевым продуктом в течение большего периода времени, чем потребуется для перемещения второго контейнера на 35, 56 см (14 дюймов) из его положения «ожидания» под бункер во втором положении.
По четвертому аспекту изобретения предлагается система уплотнения для заполнения некоторого количества контейнеров пищевым продуктом; система уплотнения содержит: бункер для удерживания пищевого продукта, содержащий закрывающееся отверстие; распределитель пищевого продукта, расположенный в первом положении и предназначенный для распределения пищевого продукта в бункер в первом положении; устройство транспортирования бункера, предназначенное для транспортирования бункера между первым положением и вторым положением, расположенным на расстоянии от первого положения; устройство для транспортирования контейнеров, предназначенное для транспортирования контейнеров; уплотняющий блок, расположенный во втором положении; и управляющее устройство, предназначенное для: (а) приведения в действие распределителя пищевого продукта с целью распределения пищевого продукта в бункер в первом положении; (b) приведения в действие устройства транспортирования бункера для перемещения бункера, содержащего пищевой продукт, во второе положение; и или: (с) опускания уплотняющего блока для уплотнения пищевого продукта, находящегося в вышеуказанном бункере во втором положении; (d) приведения в действие устройства транспортирования контейнеров для размещения контейнера, имеющего обращенное вверх отверстие, под бункером во втором положении; (е) открывания закрывающегося отверстия для выпуска пищевого продукта из бункера в контейнер; (f) приведения в действие устройства транспортирования контейнеров для удаления контейнера из-под бункера во втором положении; и (g) приведения в действие устройства транспортирования бункера для перемещения бункера обратно в первое положение; при этом управляющее устройство также предназначено для повторения операций с (а) по (g); или: (с1) приведения в действие устройства транспортирования контейнеров для размещения контейнера, имеющего обращенное вверх отверстие, под бункером во втором положении; (d1) открывания закрывающегося отверстия для выпуска пищевого продукта из бункера в контейнер и опускания уплотняющего блока в контейнер для уплотнения пищевого продукта в контейнере; (е1) приведения в действие устройства транспортирования контейнеров для удаления контейнера из-под бункера во втором положении; и (f1) приведения в действие устройства транспортирования бункера для перемещения бункера обратно в первое положение; при этом управляющее устройство также предназначено для повторения операций с (а) по (f1).
Любая из отличительных характеристик первого, второго и третьего аспектов изобретения может быть внедрена в четвертый аспект изобретения.
Как вкратце описано выше и будет подробно описано далее, система по четвертому аспекту изобретения преимущественно увеличивает пропускную способность контейнеров, заполненных уплотняемым пищевым продуктом.
По четвертому аспекту изобретения уплотнение может выполняться в бункере (так называемое «предварительное уплотнение») или в контейнере. Как вариант, пищевой продукт может предварительно уплотняться в бункере во время выполнения первого процесса уплотнения и затем может уплотняться в контейнере во время выполнения второго процесса уплотнения.
Управляющее устройство также может применяться для управления устройством транспортирования контейнеров и устройством транспортирования бункера, так чтобы контейнер размещался под бункером во втором положении не раньше, чем бункер переместится во второе положение.
Устройство транспортирования контейнеров является движущимся транспортером, на котором контейнеры располагаются на расстоянии друг от друга с фиксированным шагом.
Краткое описание чертежей
Настоящее изобретение будет сравниваться с существующим уровнем техники со ссылкой на приложенные чертежи, на которых:
фиг. 1 - первый вариант осуществления настоящего изобретения, вид в перспективе;
фиг. 2 - третий вариант осуществления настоящего изобретения в момент времени Т1, вид в перспективе;
фиг. 3 - третий вариант осуществления настоящего изобретения в момент времени Т2 после момента времени Т1, вид в перспективе;
фиг. 4 - третий вариант осуществления настоящего изобретения в момент времени Т3 после момента времени Т2, вид в перспективе;
фиг. 5 - третий вариант осуществления настоящего изобретения в момент времени Т4 после момента времени Т3, вид в перспективе;
фиг. 6 - третий вариант осуществления настоящего изобретения в момент времени Т5 после момента времени Т4, вид в перспективе;
фиг. 7а - устройство уплотнения по второму варианту осуществления изобретения в первом положении, вид в перспективе;
фиг. 7b - устройство уплотнения по второму варианту осуществления изобретения во втором положении, вид в перспективе;
фиг. 8 - система упаковывания пищевых продуктов с системой с двумя дорожками, содержащей вариант осуществления настоящего изобретения, вид в перспективе;
фиг. 9 - технологическая схема, на которой показаны операции первого и второго вариантов осуществления изобретения;
фиг. 10 - технологическая схема, на которой показаны операции третьего варианта осуществления изобретения; и
фиг. 11 - технологическая схема, на которой показаны операции четвертого варианта осуществления изобретения
Осуществление изобретения
По первому варианту осуществления предлагается система 200 уплотнения, показанная на фиг. 1. Система 200 уплотнения содержит транспортер для контейнеров (не показан), на котором на расстоянии друг от друга с заданным шагом располагаются контейнеры. Транспортер представляет собой шаговый транспортер с фиксированным шагом, содержащий индексирующие пластины, установленные с фиксированным шагом. Два таких контейнера обозначены как 1а и 1b. Контейнеры перемещаются в направлении по стрелке D.
Система 200 уплотнения также содержит трапецеидальный бункер 35, имеющий верхнюю часть 36, нижнюю часть 37 и наклонную сторону 38. Нижняя часть 37 содержит пару дверец 6а, 6b, установленных на шарнире 21. У верхней части 36 бункера 35 расположены уплотняющий блок 7 и распределитель 30 пищевого продукта.
При открывании дверец 31а, 31b распределителя 30 продукта пищевой продукт 20 выпускается из распределителя 30 продукта в бункер 35 по наклонной стороне 38. Пищевой продукт 20 направляется по наклонной стороне 38 самотеком до тех пор, пока он не достигнет закрытых дверец 6а, 6b в нижней части 37 бункера 35. В закрытом положении дверцы 6а, 6b примыкают друг к другу и образуют основание бункера.
Далее уплотняющий блок 7 опускается с помощью линейного исполнительного механизма (не показан) таким образом, что он сжимает пищевой продукт 20 между уплотняющим блоком 7 и закрытыми дверцами 6а, 6b во время первого процесса уплотнения. Участок уплотняющего блока 7, перпендикулярный его перемещению, по существу, является таким же, как и участок нижней части 37 бункера, что обеспечивает уплотнение всего пищевого продукта. Дверцы ба, 6b являются дверцами «скреперного типа», подвешенными на шарнире 21, установленном над самими дверцами. Это означает, что дверцы образуют жесткое основание, на котором выполняется первый процесс уплотнения.
В то же самое время, когда пищевой продукт 20 уплотняется во время первого процесса уплотнения, бункер 35 опускается с помощью механизма (не показан) таким образом, чтобы нижняя часть 37 оказалась на такой же высоте, как и верхняя сторона контейнера 1а. Площадь сечения нижней части 37 меньше площади открытой части верхней стороны контейнера, поэтому весь пищевой продукт падает из бункера 35 в контейнер. Когда нижняя часть 37 находится в нижнем положении, предусматривается зазор 15 мм между нижней частью и ободком контейнера со всех сторон контейнера. Как вариант, площади сечения нижней части и верхней стороны контейнера могут быть идентичными или площадь сечения нижней части может быть больше площади верхней стороны контейнера.
Во время использования контейнер 1а перемещается на транспортере для контейнеров до тех пор, пока он не окажется под нижней частью 37 бункера 35. Когда контейнер 1а оказывается в требуемом месте, транспортер для контейнеров останавливается. Когда бункер 35 находится в нижнем положении, пневматический механизм 11 приводится в действие и вынуждает дверцы ба, 6b распахиваться вокруг шарнира 21, позволяя пищевому продукту 20 падать из бункера 35 в контейнер 1а. Контейнер не должен находиться на месте до тех пор, пока дверцы 6а, 6b не будут открываться. Опускание бункера 35 в направлении контейнера действует как направляющая для пищевого продукта 20, падающего из бункера 35 в контейнер 1а.
Дверцы 6а, 6b открываются, когда пищевой продукт 20 сжимается уплотняющим блоком 7 во время первого процесса уплотнения, при этом пищевой продукт 20 выгружается под действием давления от уплотняющего блока 7. Уплотняющий блок 7 продолжает опускаться через бункер 35 в контейнер 1 с целью последующего сжатия пищевого продукта 20 во время второго процесса уплотнения.
По завершении второго процесса уплотнения уплотняющий блок 7 поднимается назад в исходное положение, дверцы ба, 6b закрываются, и бункер 35 возвращается в исходное положение. В течение этого периода времени распределитель 30 пищевого продукта снова наполняется пищевым продуктом. Следующий контейнер 1b, подлежащий наполнению, транспортируется на транспортере для контейнеров до тех пор, пока он не окажется под бункером 35. Далее процесс повторяется.
Тем временем наполненный контейнер (наполненный контейнер обозначен, к примеру, позицией 25) транспортируется на транспортере для контейнеров к следующему устройству, входящему в состав линии по производству пищевых продуктов.
Несмотря на то что система 200 уплотнения описывается применительно к одному бункеру 35, может быть предусмотрена система из двух бункеров, где уплотняемым продуктом наполняются два контейнера одновременно. Аналогично, могут быть предусмотрены системы, состоящие из трех и более бункеров.
По второму варианту осуществления следующим устройством, входящим в состав линии по производству пищевых продуктов, является вторичная система 300 уплотнения, используемая для выполнения третьего процесса уплотнения. Такая вторичная система 300 уплотнения показана на фиг.7а и 7b. Вторичное устройство уплотнения содержит уплотняющие блоки 301а, 301b и кожухи 302а, 302b. Кожухи соединены жесткой поперечиной 306, поэтому они могут перемещаться синхронно. На фиг. 7а и 7b показано вторичное уплотняющее устройство, содержащее два уплотняющих блока, однако для ясности приведенное ниже описание относится к одиночному блоку. Наполненный контейнер 1а перемещается от системы 200 уплотнения и устанавливается на транспортере под уплотняющим блоком 301а. Уплотняющий блок 301а соединен жестким элементом 308 с пневматическим механизмом 310. Во время использования пневматический механизм 310 опускает уплотняющий блок 301а в наполненный контейнер 1а для уплотнения пищевого продукта во время третьего процесса уплотнения. Сразу после выполнения третьего процесса уплотнения, когда уплотняющий блок все еще остается в контейнере, кожух 302а опускается с помощью пневматической системы 305. Как видно на фиг. 7b, кожух меньше контейнера по размеру, поэтому он опускается в сам контейнер. Далее уплотняющий блок 301а поднимается, при этом кожух все еще остается в контейнере, препятствуя рассыпанию пищевого продукта во время поднимания уплотняющего блока. Далее кожух поднимается, и контейнер перемещается вдоль транспортера к следующему устройству, входящему в состав линии по производству пищевых продуктов, например к устройству для запечатывания контейнеров. Как должно быть понятно специалистам в этой области, механизм 310 может быть не пневматическим, а, например, гидравлическим.
На фиг. 7а и 7b показана сдвоенная вторичная система 300 уплотнения, которая имеет два расположенных рядом друг с другом уплотняющих блока. Однако может быть предусмотрена вторичная система уплотнения с одним уплотняющим блоком, а также система с тремя и более блоками. Следует также отметить, что на фиг. 7а и 7b показано использование вторичной системы 300 уплотнения в «двухдорожечной» линии запечатывания контейнеров с двумя линиями контейнеров, проходящими рядом друг с другом. Однако вторичная система 300 уплотнения также пригодна для использования в однодорожечной линии запечатывания контейнеров или в линии запечатывания контейнеров, содержащей три и более дорожек.
Система 200 уплотнения по первому варианту осуществления изобретения преимущественно «предварительно уплотняет» салат в бункере перед его выгрузкой в контейнеры. Это означает, что из контейнеров будет рассыпаться меньшее количество пищевого продукта (например, салата), и меньшее количество пищевого продукта будет попадать на ободки контейнеров, тем самым уменьшая потери и увеличивая надежность последующего запечатывания контейнера.
На фиг. 9 показана технологическая схема, на которой представлены перечисленные выше операции. На операции 901 пищевой продукт подается в бункер из распределителя продукта.
На операции 902 пищевой продукт, который был загружен в бункер, уплотняется с помощью уплотняющего блока во время его нахождения в бункере. На операции 903 контейнер размещается под бункером таким образом, что уплотняемый пищевой продукт может падать из бункера в контейнер. По усмотрению на операции 904 бункер может опускаться в направлении контейнера, так чтобы пищевой продукт не падал из бункера в контейнер с большого расстояния. На операции 905 дверцы бункера открываются, и предварительно уплотненный пищевой продукт падает в контейнер.
Способ также может содержать выполняемые по усмотрению операции 906, 907 и 908. На операции 906 пищевой продукт уплотняется первым уплотняющим блоком, когда он находится контейнере, при этом контейнер остается под бункером. Предпочтительно, уплотняющий блок продолжает опускаться через бункер, когда его дверцы открыты, и предварительно уплотненный пищевой продукт падает в контейнер под действием усилия уплотняющего блока и соответственно уплотняется в контейнере.
На операции 907 контейнер позиционируется таким образом, что он находится на некотором расстоянии от бункера и первого уплотняющего блока. Кожух опускается таким образом, что нижняя часть кожуха располагается ниже отверстия контейнера. Далее на операции 908 пищевой продукт в контейнере уплотняется вторым уплотняющим блоком преимущественно с целью дальнейшего уплотнения пищевого продукта.
Описание первого и второго вариантов осуществления со ссылкой на фиг. 1, 7а и 7b включает в себя выполняемые по усмотрению операции 904, 906, 907 и 908 из технологической схемы на фиг. 9. На фиг. 2 показан схематичный вид системы 100 уплотнения по третьему варианту осуществления изобретения в момент времени Т1. Несколько незаполненных контейнеров 1 расположены на транспортере для контейнеров (не показан), при этом транспортер перемещает контейнеры слева направо в конфигурации, показанной на фиг. 2 (по стрелке А). Шаг контейнеров оставляет 35, 56 см (14 дюймов).
Положение наполнения, обозначенное, в общем, позицией 101, содержит два бункера 2а, 2b. Бункер содержит корпус 3 бункера, верхнюю часть 4 и нижнюю часть 5. Нижняя часть 5 содержит комплект дверец 6а и 6b «скреперного типа», подвешенных на шарнире, аналогично дверцам, показанным на фиг. 12. На фиг. 2 показан пример «сдвоенной» системы 100 уплотнения, содержащей два бункера 2а, 2b, но предполагается, что система 100 уплотнения может содержать одиночный бункер или более двух бункеров.
В положении 101 наполнения пищевой продукт загружается в бункер из распределителя продукта (не показан), как показано стрелками на фиг. 2. Верхняя часть 4 бункера выполнена в виде раструба для обеспечения легкого направления пищевого продукта в корпус 3 бункера. Корпус 3 имеет прямоугольное сечение, хотя может быть предусмотрена и другая геометрия, например корпус 3 может быть цилиндром. В момент времени Т1 дверцы 6а и 6b примыкают друг к другу таким образом, чтобы нижняя часть 5 бункера была закрыта и образовывала основание бункера 2. Пищевой продукт содержится внутри корпуса 3 бункера.
На фиг. 3 показана система уплотнения в момент времени Т2 после момента времени Т1. Как можно видеть на чертеже, контейнеры 1a, 1b переместились на транспортере в направлении стрелки А. Кроме того, бункеры 2а, 2b переместились вдоль рамы 10 в положение уплотнения, обозначенное, в общем, позицией 102. В этом варианте осуществления транспортер и рама 10 являются линейными, однако может быть предусмотрена другая геометрия для установки конкретной линии упаковки, например криволинейного транспортера и криволинейной рамы. Бункеры 2а, 2b соединены жесткой поперечиной 12а бункера и подвижно крепятся к раме с помощью крепления 12. Поперечина 12а бункера соединена с креплением 12 с помощью вертикальной направляющей 12b (см. фиг. 3). Бункеры крепятся к раме обычным способом (например, используя быстросъемный зажим), описание которого в дальнейшем не приводится. Жесткая поперечина 12а бункера удерживает бункеры 2а, 2b на расстоянии друг от друга с фиксированным шагом.
Положение 102 уплотнения содержит два уплотняющих блока 7а, 7b, хотя предусматривается, что система уплотнения может содержать одиночный уплотняющий блок или более двух уплотняющих блоков. В идеальном варианте количество уплотняющих блоков 7 соответствует количеству бункеров 2. По настоящему варианту осуществления два уплотняющих блока 7а, 7b крепятся с помощью соответствующих жестких штанг 8а, 8b к жесткой уплотняющей поперечине 9. Уплотняющая поперечина удерживает уплотняющие блоки 7а, 7b на расстоянии друг от друга с фиксированным шагом. Шаг уплотняющих блоков 7 равен шагу бункеров 2а, 2b, так чтобы уплотняющие блоки имели общую ось с бункерами. Уплотняющая поперечина 9 крепится к линейному исполнительному механизму 15.
Как можно видеть на фиг. 3, в момент времени Т2 уплотняющие блоки 7а, 7b выровнены с верхними частями бункеров и находятся от них на некотором расстоянии по вертикали, так что бункеры 2а, 2b могут непрерывно перемещаться из положения 101 в положение 102 уплотнения по раме 10.
На фиг. 4 показана система 100 уплотнения в момент времени ТЗ после момента времени Т2. Здесь контейнеры 1a, 1b переместились вдоль транспортера таким образом, что они расположены под соответствующими бункерами 2а, 2b. Шаг между контейнерами 1а, lb является таким же, как шаг между бункерами 2а, 2b и уплотняющими блоками 7а, 7b. Контейнеры 1а, 1b удерживаются на расстоянии с требуемым шагом за счет использования шагового транспортера с фиксированным шагом, содержащего индексирующие пластины. Однако могут использоваться другие транспортеры, такие как шаговый транспортер с регулируемым шагом или транспортер без индексирующих пластин, но с контейнерами, расположенными на транспортере с необходимым шагом (например, с помощью захватов).
Для ясности ниже приводится описание со ссылкой на одиночный контейнер 1а и соответствующий бункер 2а.
Уплотняющий блок 7а опускается через верхнюю часть 4 бункера 2а в направлении стрелки В с помощью линейного исполнительного механизма 15а (см. фиг. 4). Уплотняющий блок 7а приходит в контакт с пищевым продуктом 20, сжимая его между уплотняющим блоком 7а и закрытыми дверцами 6а, 6b бункера во время первого процесса уплотнения. Дверцы скреперного типа подвешены на шарнире, установленном над самими дверцами, и образуют прочное жесткое основание, на котором может выполняться первый процесс уплотнения. Первый процесс уплотнения преимущественно уменьшает объем пищевого продукта. Положение уплотняющего блока 7а в положении первого уплотнения обозначено позицией 7а'. Аналогичным образом, положение опущенного уплотняющего блока 7b обозначено как 7b'.
Участок уплотняющего блока 7а, перпендикулярный направлению его перемещения, по существу, идентичен площади сечения корпуса 3а бункера, так что когда уплотняющий блок 7а опускается, весь пищевой продукт 20 в бункере подвергается сжатию. Это также позволяет уплотнять с помощью уплотняющего блока 7а любой пищевой продукт, который может приставать к боковым сторонам корпуса бункера (например, листья салата).
Когда уплотняющий блок 7а опускается через корпус 3а бункера во время первого процесса уплотнения, поперечина 12а бункера опускается с помощью вертикальной направляющей 12b (см. фиг. 5), так что бункер 2а опускается в направлении контейнера 1а. Предпочтительно, одновременно с этим уплотняющий блок 7а сжимает пищевой продукт 20 у закрытых дверец ба, 6b бункера во время первого процесса уплотнения. В этом варианте осуществления бункер 2а опускается таким образом, что нижняя часть 5 бункера выравнивается с верхом контейнера. Периметр нижней части 5 бункера 2а, по существу, соответствует ободку контейнера. Площадь сечения нижней части 5 меньше площади открытой части верхней стороны контейнера, поэтому весь пищевой продукт падает из бункера 2а в контейнер. Когда нижняя часть 5 находится в нижнем положении, предусматривается зазор 15 мм между нижней частью 5 и ободком контейнера со всех сторон контейнера. Как вариант, площади сечения нижней части и верхней стороны контейнера могут быть идентичными.
На фиг. 5 показана система 100 уплотнения в момент времени Т4 после момента времени Т3. После опускания бункера 2а, как описано выше, дверцы 6а, 6b бункера открываются (как показано на фиг. 5), и пищевой продукт 20 падает в направлении стрелки С из бункера 2а в контейнер 1а, который был расположен на транспортере под бункером 2а. Когда контейнер 1а находится на месте под бункером 2а, транспортер останавливается, и контейнер 1а становится неподвижным. Дверцы 6а, 6b подвешены на шарнире 21 и приводятся в действие пневматической системой 11, так чтобы они открывались наружу от контейнера 1а. Однако для выгрузки пищевого продукта из бункера могут быть предусмотрены другие средства, например одностворчатая сдвижная дверца. Предусматривается, что при открывании дверец 6а, 6b контейнер 1а должен находиться только под бункером. Например, контейнер 1а может перемещаться по транспортеру, когда выполняется первый процесс уплотнения.
Уплотняющий блок 7а продолжает опускаться с помощью линейного исполнительного механизма 15 через корпус 3а бункера и в контейнер, как показано на фиг. 6. Это преимущественно обеспечивает уплотнение пищевого продукта внутри самого контейнера 1а во время второго процесса уплотнения. Бункер 2а опускается в направлении контейнера 1а, и дверцы 6а, 6b открываются (как описано выше), в то время как уплотняющий блок все еще сжимает пищевой продукт у дверец 6а, 6b во время первого процесса уплотнения. Это означает, что когда дверцы 6а, 6b открываются, пищевой продукт выгружается под действием давления от уплотняющего блока 7а. Это не только увеличивает скорость, с которой пищевой продукт поступает в контейнер 1а, но также способствует предотвращению потери пищевым продуктом сжатой формы.
Опускание бункера 2а в направлении контейнера 1а преимущественно обеспечивает направляющую поверхность для пищевого продукта, когда он выгружается в контейнер 1а перед выполнением второго процесса уплотнения. Как описано выше, бункер 2а опускается таким образом, что нижняя часть 5 бункера 2а взаимодействует с ободком контейнера. Это предотвращает рассыпание пищевого продукта во время второго процесса уплотнения. Однако в других вариантах осуществления бункер 2а может опускаться таким образом, чтобы нижняя часть бункера была расположена выше контейнера. По еще одному варианту осуществления нижняя часть бункера имеет меньшую площадь, чем контейнер, и бункер опускается в контейнер для дополнительной защиты от рассыпания пищевого продукта.
После выполнения второго процесса уплотнения уплотняющий блок 7а отводится от контейнера 1а и поднимается через корпус 3а бункера. Дверцы 6а, 6b закрываются, и бункер 2а поднимается с помощью вертикальной направляющей 12 в исходное положение. В течение этого периода времени распределитель пищевого продукта снова наполняется пищевым продуктом. Далее транспортер снова приводится в действие, транспортируя наполненные контейнеры 1a, 1b к следующему устройству производственной линии. Это устройство может быть устройством для запечатывания контейнеров, хотя оно также может быть вспомогательной системой 300 уплотнения, описанной выше со ссылкой на фиг. 7а и 7b. Примеры заполненных контейнеров обозначены на фиг. 6 позицией 25.
Как описано ниже, авторы изобретения внедрили техническое преимущество, обеспечиваемое устройством по третьему варианту осуществления. Время, затрачиваемое на заполнение контейнера, может быть разбито на «время пребывания» и «время индексации». «Время пребывания» - это время, в течение которого контейнер находится в неподвижном состоянии под бункерами, когда выполняется процесс уплотнения, и «время индексации» - это время, необходимое для перемещения контейнера из одного положения индексации в другое. «Время индексации» сложно уменьшить, поскольку контейнеры изготавливаются из пластика и являются очень легкими, что затрудняет их быстрое перемещение по транспортеру.
Авторы изобретения установили, что «время пребывания» уменьшается за счет использования бункеров 2а, 2b, которые меньше бункеров, используемых по первому варианту осуществления. В частности, меньшая высота бункеров 2а, 2b означает, что расстояние, которое проходят уплотняющие блоки 7а, 7b во время выполнения первого и второго процессов уплотнения, уменьшается, что уменьшает «время пребывания» и увеличивает пропускную способность применительно к контейнерам.
Причина, по которой бункеры 2а, 2b могут иметь меньшие размеры по третьему варианту осуществления, состоит в том, что они перемещаются между отдельными положениями 101, 102 заполнения и уплотнения. В случае использования трапецеидальных бункеров по первому варианту осуществления уплотняющий блок и распределитель продукта должны использоваться на одном и том же бункере. Однако наклонная сторона трапецеидального бункера (обозначена позицией 38 для первого варианта осуществления) должна иметь большой угол наклона относительно горизонтали (70°), чтобы пищевой продукт, выгружаемый из распределителя продукта, мог свободно перемещаться по наклонной стороне к дверцам 6а, 6b. Это, прежде всего, касается случая упаковывания салата, который может прилипать к стенкам бункера. Соответственно, при использовании трапецеидального бункера уплотняющий блок должен перемещаться на большое расстояние, примерно 600-700 мм, что увеличивает «время пребывания».
Отдельные положения заполнения и уплотнения по третьему варианту выполнения означают, что бункеры могут иметь меньшие размеры, что уменьшает расстояние перемещения уплотняющих блоков и, таким образом, уменьшает «время пребывания».
Как показано на фиг. 6, контейнеры 1с и 1d являются следующими контейнерами, которые должны быть заполнены пищевым продуктом и находятся на транспортере в положениях «ожидания». Бункеры 2а и 2b транспортируются по раме 10 назад в положение 101 заполнения, где они заполняются пищевым продуктом из распределителя продукта, как описано со ссылкой на фиг. 2. Затем они транспортируются назад по раме 10 в положение уплотнения, как описано выше со ссылкой на фиг. 3. Скорость транспортера и скорость рамы таковы, что в течение времени, необходимого для заполнения бункеров 2а, 2b пищевым продуктом в положении 101 заполнения и их возврата в положение 102 уплотнения, контейнеры 1с и 1d перемещаются в положение 102 уплотнения. (Как описано выше, время, необходимое для перемещения контейнеров 1с и 1d из положений «ожидания» на фиг. 6 в положение 102 уплотнения, является «временем индексации»). Другими словами, бункеры 2а, 2b транспортируются в положение 101 заполнения будучи заполненными пищевым продуктом и затем возвращаются в положение 102 уплотнения в течение времени, которое равно или меньше времени индексации системы. Это преимущественно означает, что в третьем варианте осуществления время пребывания уменьшается, тогда как время индексации остается тем же самым, что увеличивает производительность. Однако бункеры 2а, 2b также могут транспортироваться в положение 101 заполнения будучи заполненными пищевым продуктом и затем возвращаться в положение 102 уплотнения в течение времени, превышающего время индексации.
На фиг. 10 показана технологическая схема, на которой представлены перечисленные выше операции по третьему варианту осуществления. На операции 1001 пищевой продукт подается в бункер, расположенный в положении заполнения. На операции 1002 бункер перемещается по раме в положение уплотнения. Теперь бункер расположен в положении уплотнения и содержит пищевой продукт. На операции 1003 пищевой продукт уплотняется в бункере с использованием первого уплотняющего блока с целью «предварительного уплотнения» пищевого продукта.
На операции 1004 контейнер, который должен быть наполнен пищевым продуктом, располагается под бункером в положении уплотнения, так чтобы пищевой продукт мог падать из бункера в контейнер. На операции 1006 дверцы бункера открываются таким образом, что предварительно уплотненный пищевой продукт падает в контейнер. По усмотрению перед открыванием дверец бункера бункер может быть опущен в направлении контейнера (операция 1005) таким образом, чтобы пищевой продукт падал с более короткого расстояния по сравнению с иными случаями.
В качестве дополнительной операции по усмотрению пищевой продукт также может уплотняться в контейнере (операция 1007). Это выполняется с использованием первого уплотняющего блока, который опускается в контейнер после открывания дверец бункера с целью уплотнения продукта в контейнере.
На операции 1008 контейнер, заполненный уплотненным пищевым продуктом, удаляется из-под бункера в положении уплотнения. Контейнер транспортируется по транспортеру к следующему устройству производственной линии, например к устройству для запечатывания лотков. Бункер перемещается назад в положение заполнения по раме (операция 1009), и процесс начинается заново с операции 1001.
Вышеприведенное описание третьего варианта осуществления со ссылкой на фиг. 2-6 включает выполняемые по усмотрению операции 1005 и 1007.
Как описано выше, контейнер располагается под бункером в положении уплотнения не раньше, чем бункер переместится в положение уплотнения (в частности, когда открываются дверцы бункера), что преимущественно повышает производительность.
На фиг. 11 показана технологическая схема, на которой представлены операции по четвертому варианту осуществления. На операции 1101 пищевой продукт подается в бункер, расположенный в положении заполнения. На операции 1102 бункер перемещается по раме в положение уплотнения. Теперь бункер расположен в положении уплотнения и содержит пищевой продукт. На операции 1103 контейнер расположен под бункером в положении уплотнения.
На операции 1105 дверцы бункера открываются таким образом, что пищевой продукт падает из бункера в контейнер. По усмотрению перед открыванием дверец бункера бункер может быть опущен в направлении контейнера (операция 1104), так чтобы пищевой продукт падал с более короткого расстояния по сравнению с иными случаями. На операции 1106 пищевой продукт, находящийся в контейнере, уплотняется с помощью первого уплотняющего блока. Первый уплотняющий блок опускается через открытое основание бункера и в контейнер с целью уплотнения пищевого продукта.
На операции 1107 контейнер, заполненный уплотненным пищевым продуктом, удаляется из-под бункера в положении уплотнения. Контейнер транспортируется по транспортеру к следующему устройству производственной линии, например к устройству для запечатывания лотков. На операции 1108 бункер перемещается назад в положение заполнения по раме, и процесс начинается заново с операции 1101.
Как описано выше, контейнер располагается под бункером в положении уплотнения не раньше, чем бункер переместится в положение уплотнения (в частности, когда открываются дверцы бункера), что преимущественно повышает производительность.
Основное преимущество систем 100 и 200 уплотнения состоит в том, что они являются автоматическими. Автоматическое функционирование системы уплотнения обеспечивается системой регулирования синхронизации (не показана). Если известны исходные переменные системы, такие как шаг контейнеров на транспортере и скорость транспортера для контейнеров, можно автоматически настраивать систему 100, 200 таким образом, чтобы контейнеры останавливались в требуемое время и в требуемом месте, первый процесс уплотнения выполнялся в требуемое время, дверцы бункера открывались в требуемое время и т.д. Как вариант, могут использоваться датчики для определения расположения контейнера под бункером, после чего транспортер останавливается, и автоматически выполняются первый и второй процессы уплотнения.
Вышеуказанные варианты осуществления были описаны со ссылкой на одиночный транспортер для контейнеров (производственная линия с одной дорожкой). Однако система уплотнения по настоящему изобретению также может использоваться в производственной линии 400 с двумя дорожками, состоящей из производственных линий 401, 402, как показано на фиг. 8, или производственной линии с тремя и более дорожками. По настоящему изобретению на производственной линии с двумя дорожками можно заполнять уплотняемым пищевым продуктом до 100 контейнеров в минуту (50 контейнеров в минуту на дорожку).
Отличительные характеристики, представленные в вышеописанных вариантах осуществления, не ограничиваются до конкретного варианта осуществления и могут использоваться в других вариантах осуществления.
Вышеописанные варианты осуществления преимущественно относятся к пищевым продуктам, например насыпному салату, овощам и макаронам. Однако изобретение не ограничивается до пищевых продуктов и, например, оно может использоваться для уплотнения других изделий, например глины, песка или грунта.
1. Способ заполнения контейнера пищевым продуктом, включающий в себя:
подачу пищевого продукта в бункер;
уплотнение первым уплотняющим блоком вышеуказанного пищевого продукта, когда он находится в вышеуказанном бункере;
размещение контейнера, имеющего обращенное вверх отверстие, под вышеуказанным бункером; и
открывание бункера, так чтобы уплотненный пищевой продукт падал из бункера в контейнер под действием давления первого уплотняющего блока.
2. Способ по п. 1, в котором бункер содержит нижнюю часть, содержащую дверцу, и операция выпуска пищевого продукта из бункера включает в себя открывание вышеуказанной дверцы таким образом, чтобы пищевой продукт падал из бункера в контейнер.
3. Способ по п. 2, дополнительно включающий в себя следующую операцию опускания первого уплотняющего блока к контейнеру через открытую дверцу бункера.
4. Способ по п. 2, в котором операцию опускания первого уплотняющего блока к контейнеру выполняют одновременно с открыванием бункера.
5. Способ по п. 3 или 4, в котором первый уплотняющий блок опускают на достаточное расстояние, так чтобы пищевой продукт уплотнялся первым уплотняющим блоком, когда пищевой продукт находится в контейнере.
6. Способ по п. 1, дополнительно включающий в себя операцию опускания бункера к контейнеру, при этом операцию опускания бункера к контейнеру и операцию уплотнения вышеуказанного пищевого продукта, когда он находится в бункере, выполняют одновременно.
7. Способ по п. 6, в котором бункер опускают к контейнеру таким образом, чтобы нижняя часть бункера находилась на одном уровне с отверстием контейнера.
8. Способ по п. 6, в котором бункер опускают к контейнеру таким образом, чтобы нижняя часть бункера находилась выше отверстия контейнера.
9. Способ по п. 6, в котором бункер опускают к контейнеру таким образом, чтобы нижняя часть бункера находилась ниже отверстия контейнера.
10. Способ по п. 1, дополнительно включающий в себя следующие операции уплотнения пищевого продукта вторым уплотняющим блоком, расположенным отдельно от вышеуказанного первого уплотняющего блока, когда вышеуказанный пищевой продукт находится в контейнере:
опускание кожуха к контейнеру таким образом, чтобы нижняя часть кожуха находилась ниже отверстия контейнера; и
удаление вышеуказанного второго уплотняющего блока от контейнера, когда кожух все еще находится в опущенном положении.
11. Способ по п. 1, в котором операцию подачи пищевого продукта в бункер выполняют в первом положении, и операцию уплотнения пищевого продукта, когда он находится в вышеуказанном бункере, выполняют во втором положении, при этом первое и второе положения находятся на расстоянии друг от друга.
12. Способ по п. 11, в котором бункер перемещают между первым и вторым положениями.
13. Система уплотнения для заполнения контейнера пищевым продуктом, содержащая:
бункер для удерживания пищевого продукта;
первый уплотняющий блок, предназначенный для уплотнения вышеуказанного пищевого продукта во время выполнения первого процесса уплотнения, когда пищевой продукт находится в бункере; и отличающаяся тем, что бункер содержит закрывающееся отверстие, предназначенное для выпуска пищевого продукта из бункера таким образом, чтобы пищевой продукт падал из бункера в контейнер, имеющий обращенное вверх отверстие, под действием давления первого уплотняющего блока.
14. Система по п. 13, дополнительно содержащая управляющее устройство, предназначенное для приведения в действие первого уплотняющего блока во время выполнения первого процесса уплотнения и для открывания закрывающегося отверстия, при этом управляющее устройство также предназначено для приведения в действие первого уплотняющего блока перед открыванием закрывающегося отверстия.
15. Система по п. 13 или 14, в которой закрывающееся отверстие содержит дверцу, расположенную в нижней части вышеуказанного бункера, при этом дверца предназначена для открывания таким образом, чтобы пищевой продукт падал из бункера в контейнер.
16. Система по п. 15, дополнительно содержащая первое опускающее устройство, предназначенное для опускания первого уплотняющего блока к контейнеру через открытую дверцу бункера.
17. Система по п. 16, в которой первое опускающее устройство предназначено для опускания первого уплотняющего блока на достаточное расстояние, так чтобы пищевой продукт уплотнялся во время выполнения второго процесса уплотнения первым уплотняющим блоком, когда пищевой продукт находится в контейнере.
18. Система по п. 13, дополнительно содержащая второе опускающее устройство, предназначенное для опускания бункера к контейнеру.
19. Система по п. 16, в которой управляющее устройство предназначено для одновременного открывания закрывающегося отверстия и приведения в действие первого опускающего устройства.
20. Система по п. 18, в которой управляющее устройство предназначено для приведения в действие первого уплотняющего блока во время выполнения первого процесса уплотнения и второго опускающего устройства одновременно.
21. Система по п. 13, в которой первый уплотняющий блок имеет уплотняющую поверхность в плоскости, по существу, перпендикулярной направлению перемещения уплотняющего блока во время его опускания, при этом вышеуказанная поверхность имеет площадь, по существу, идентичную площади внутреннего сечения бункера.
22. Система по любому из пп. 18-21, в которой второе опускающее устройство предназначено для опускания бункера таким образом, чтобы нижняя часть бункера находилась на одном уровне с отверстием контейнера.
23. Система по любому из пп. 18-21, в которой второе опускающее устройство предназначено для опускания бункера таким образом, чтобы нижняя часть бункера находилась выше отверстия контейнера.
24. Система по любому из пп. 18-21, в которой второе опускающее устройство предназначено для опускания бункера таким образом, чтобы нижняя часть бункера находилась ниже отверстия контейнера.
25. Система по п. 13, дополнительно содержащая распределитель пищевого продукта, предназначенный для распределения пищевого продукта в бункер.
26. Система по п. 25, в которой распределитель пищевого продукта расположен в первом положении и первый уплотняющий блок расположен во втором положении и в которой первое и второе положения находятся на расстоянии друг от друга.
27. Система по п. 26, в которой бункер является перемещающимся между первым и вторым положениями.
28. Система по п. 25, в которой бункер имеет трапецеидальную форму с параллельными нижней частью бункера и верхней частью бункера и в которой, дополнительно, уплотняющий блок и распределитель пищевого продукта выровнены с верхним отверстием бункера.
29. Система по п. 13, дополнительно содержащая второй уплотняющий блок, расположенный отдельно от первого уплотняющего блока и предназначенный для уплотнения пищевого продукта, находящегося в контейнере, во время третьего процесса уплотнения; и кожух, предназначенный для опускания к контейнеру с помощью третьего опускающего устройства, при этом кожух опускается таким образом, чтобы нижняя часть кожуха была расположена ниже отверстия контейнера, и второй уплотняющий блок удаляется из контейнера, когда кожух все еще находится в нижнем положении.
30. Способ заполнения некоторого количества контейнеров пищевым продуктом, включающий в себя следующие операции:
(a) подача пищевого продукта в первом положении в бункер;
(b) перемещение бункера во второе положение, находящееся на расстоянии от первого положения; и либо:
(c) уплотнение с помощью первого уплотняющего блока вышеуказанного пищевого продукта, когда он находится в вышеуказанном бункере во втором положении;
(d) расположение контейнера, имеющего обращенное вверх отверстие, под вышеуказанным бункером во втором положении;
(e) открывание бункера таким образом, чтобы пищевой продукт падал из бункера в контейнер под действием давления первого уплотняющего блока;
(f) удаление контейнера из-под бункера во втором положении; и
(g) перемещение бункера обратно в первое положение; и повторение операций с (а) по (g); либо:
(c1) расположение контейнера, имеющего обращенное вверх отверстие, под вышеуказанным бункером во втором положении;
(d1) открывание бункера таким образом, чтобы пищевой продукт падал из бункера в контейнер;
(e1) уплотнение с помощью уплотняющего блока пищевого продукта в контейнере во втором положении во время выполнения первого процесса уплотнения; (f1) удаление контейнера из-под бункера во втором положении; и (g1) перемещение бункера обратно в первое положение; и
повторение операций с (а) по (g1).
31. Способ по п. 30, в котором контейнер располагают под бункером во втором положении не раньше, чем бункер переместится во второе положение.
32. Способ по п. 30 или 31, в котором некоторое количество контейнеров располагают на движущемся транспортере, при этом контейнеры расположены на расстоянии друг от друга с фиксированным шагом.
33. Система уплотнения для заполнения некоторого количества контейнеров пищевым продуктом, содержащая:
бункер для удерживания пищевого продукта, содержащий закрывающееся отверстие;
распределитель пищевого продукта, расположенный в первом положении и предназначенный для распределения пищевого продукта в бункер в первом положении;
устройство транспортирования бункера, предназначенное для транспортирования бункера между первым положением и вторым положением, расположенным на расстоянии от первого положения;
устройство для транспортирования контейнеров, предназначенное для транспортирования контейнеров;
уплотняющий блок, расположенный во втором положении; и
управляющее устройство, предназначенное для:
(a) приведения в действие распределителя пищевого продукта с целью распределения пищевого продукта в бункер в первом положении;
(b) приведения в действие устройства транспортирования бункера для перемещения бункера, содержащего пищевой продукт, во второе положение; и либо
с) опускания уплотняющего блока для уплотнения пищевого продукта, находящегося в вышеуказанном бункере во втором положении;
(d) приведения в действие устройства транспортирования контейнеров для размещения контейнера, имеющего обращенное вверх отверстие, под бункером во втором положении;
(e) открывания закрывающегося отверстия для выпуска пищевого продукта из бункера в контейнер под действием давления первого уплотняющего блока;
(f) приведения в действие устройства транспортирования контейнеров для удаления контейнера из-под бункера во втором положении; и
(g) приведения в действие устройства транспортирования бункера для перемещения бункера обратно в первое положение;
при этом управляющее устройство также предназначено для повторения операций с (а) по (g); либо
(c1) приведения в действие устройства транспортирования контейнеров для размещения контейнера, имеющего обращенное вверх отверстие, под бункером во втором положении;
(d1) открывания закрывающегося отверстия для выпуска пищевого продукта из бункера в контейнер и опускания уплотняющего блока в контейнер для уплотнения пищевого продукта в контейнере;
(e1) приведения в действие устройства транспортирования контейнеров для удаления
контейнера из-под бункера во втором положении; и
(f1) приведения в действие устройства транспортирования бункера для перемещения бункера обратно в первое положение;
при этом управляющее устройство также предназначено для повторения операций с (а) по (f1).
34. Система по п. 33, в которой управляющее устройство также предназначено для управления устройством транспортирования контейнеров и устройством транспортирования бункера, так чтобы контейнер размещался под бункером во втором положении не раньше, чем бункер переместится во второе положение.
35. Система по п. 33 или 34, в которой устройство транспортирования контейнеров является движущимся транспортером, на котором контейнеры располагаются на расстоянии друг от друга с фиксированным шагом.
