УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ДЛЯ ДОЗИРОВАНИЯ ВКУСОВОЙ ДОБАВКИ
DEVICE AND METHOD FOR DOSING FLAVOUR ADDITIVE

Область техники
Изобретение относится к устройству и способу для дозирования вкусовой добавки и, в частности, твердых гранулированных вкусовых добавок, таких как соль и другие вкусовые добавки для картофельных чипсов или для хрустящего картофеля.
Предшествующий уровень техники
При покрытии отдельных партий продукта вкусовыми добавками требуется, чтобы для каждой партии продукта гарантировалось дозирование известного и заданного количества вкусовой добавки. Обычно в технике это достигалось взвешиванием требуемого количества вкусовой добавки на весах перед подачей этой дозы для использования в последующих процессах. Устройства для дозирования вкусовых добавок, использующие весы для дозирования известного количества вкусовой добавки, обычно работают крайне медленно, поскольку требуют, чтобы вкусовая добавка осела на чашу весов и оставалась неподвижной, чтобы точно установить вес вкусовой добавки, которая должна быть дозирована.
Известны альтернативные устройства для дозирования вкусовых добавок, взвешивающие количество вкусовой добавки, наполняя вкусовой добавкой объем и делая вывод о весе вкусовой добавки, зная ее плотность. Объемные устройства для дозирования вкусовой добавки также обычно действуют слишком медленно, поскольку обычно используют наполнение вкусовой добавкой камеры известного объема перед тем, как открыть камеру для выпуска дозы вкусовой добавки.
Известные устройства для дозирования вкусовых добавок для отмеривания заданных доз вкусовой добавки имеют множество недостатков. Многие из них слишком медленны, а те, которые специализированы для высокоскоростного дозирования, являются крупногабаритными и сложными, что ведет к трудностям при смене вкусовой добавки и увеличению обременения, связанного с чисткой. По мере развития устройств, например, для покрытия продукта вкусовой добавкой, которые увеличивают скорость, с которой вкусовая добавка должна подаваться, должны проводиться соответствующие разработки устройств для дозирования вкусовой добавки, чтобы повышать производительность системы в целом. В технике делались попытки увеличить производительность систем дозирования, обеспечивая множество независимых каналов для синхронного приготовления доз и их использования, однако, такие решения многократно увеличивали затраты и сложность системы и приводили к повышенным требованиям к чистке.
Раскрытие изобретения
Первым объектом изобретения является устройство для дозирования вкусовой добавки, содержащее: камеру для вмещения вкусовой добавки; дозирующую пластину, имеющую проходящую сквозь нее отверстие; и раздаточный проем; причем дозирующая пластина выполнена с возможностью перемещения относительно раздаточного проема между первым положением и вторым положением, при этом в первом положении отверстие сообщается с камерой для вкусовой добавки для приема заданной дозы вкусовой добавки, а во втором положении отверстие сообщается с раздаточным проемом для выпуска дозы вкусовой добавки; при этом раздаточный проем расположен внутри камеры, и устройство для дозирования вкусовой добавки дополнительно содержит разделительную поверхность, расположенную над раздаточным проемом и выполненную с возможностью отделения верхней стороны отверстия от камеры, по меньшей мере, в то время, когда дозирующая пластина находится во втором положении; и устройство дополнительно содержит направляющий элемент, который вертикально направляет и спрессовывает вкусовую добавку в отверстии дозирующей пластины, при этом направляющий элемент является клиновидным элементом, имеющим наклонную поверхность, расположенную над отверстием в месте между первым и вторым положениями, и наклонная поверхность наклонена под острым углом к направлению движения дозирующей пластины из первого положения во второе положение, и клиновидный элемент дополнительно содержит указанную разделительную поверхность, причем клиновидный элемент присоединен с возможностью отсоединения к камере так, что при использовании клиновидный элемент размещен над верхней поверхностью дозирующей пластины и неподвижно удерживается относительно камеры, и дозирующая пластина выполнена с возможностью извлечения из камеры через камеру, когда клиновидный элемент отсоединен от камеры.
Отверстие дозирующей пластины предпочтительно удерживает фиксированный объем вкусовой добавки и позволяет получать контролируемые объемные дозы отмеренной вкусовой добавки. Предпочтительно, обеспечивая отверстие, сообщающееся с камерой, содержащей вкусовую добавку, было обнаружено, что количество времени до готовности вкусовой добавки к выпуску, уменьшается по сравнению с системами, которые, например, принимают одиночную дозу вкусовой добавки от весов и затем выпускают этот исходящий поток, когда он осядет. Дополнительно, дозирующую пластину легко заменить дозирующей пластиной с отверстием большего или меньшего диаметра для изменения объема выпускаемой дозы вкусовой добавки.
Понятие «вкусовая добавка» охватывает любой материал, пригодный для покрытия продукта. Устройство для дозирования вкусовой добавки, в частности, пригодно для дозирования твердых гранулированных вкусовых добавок, таких как соль или другие вкусовые добавки для картофельных чипсов, но может также использоваться для дозирования жидких вкусовых добавок, таких как маринады.
Следует заметить, что отверстие, проходящее сквозь дозирующую пластину, может выбираться свободно на любой объем дозы вкусовой добавки. Проходное сечение отверстия предпочтительно имеет круглую форму, но альтернативно может иметь любую форму, такую как прямоугольная или шестигранная, с соответственно выбираемыми размерами. Обычно отверстие будет иметь постоянное горизонтальное поперечное сечение, но, в зависимости от необходимости, может также иметь сужение сечения в направлении внутрь или наружу.
В частности, в предпочтительных вариантах осуществления отверстие дозирующей пластины является вытянутым вдоль направления движения отверстия между первым положением и вторым положением. Здесь следует понимать, что направление движения отверстия между первым положением и вторым положением обычно является направлением, в котором отверстие может перемещаться поперек раздаточного проема. В некоторых вариантах осуществления направление движения отверстия является линейным, и в этом случае отверстие будет вытянутым в линейном направлении. В других вариантах осуществления движение отверстия может происходить по изогнутой траектории, и в этом случае отверстие может быть вытянутым вдоль этой изогнутой траектории или быть вытянутым в линейном направлении, которое является касательным к направлению движения отверстия (касательное направление определяется относительно центра отверстия). Увеличенная длина отверстия по сравнению с его шириной обеспечивает то, что доза вкусовой добавки выпускается через больший период времени без замедления работы устройства для дозирования. Это удлинение отверстия может использоваться для образования формы выпускаемой дозы вкусовой добавки, то есть, формы облака падающей вкусовой добавки, которая выпускается из устройства. Это, в частности, полезно, когда доза вкусовой добавки используется для покрытия продукта во время его падения. Пример системы, использующей падающую дозу вкусовой добавки можно найти в патентном документе GB 1619581.0.
Чтобы дополнительно улучшить формообразование отмеренной дозы вкусовой добавки, предпочтительно, чтобы передний и/или задний конец отверстия дозирующей пластины в направления движения отверстия между первым положением и вторым положением имело сужение сечения такое, чтобы скорость, с которой вкусовая добавка выпускается, постепенно увеличивалась и/или уменьшалась по мере того, как отверстие движется поперек раздаточного проема. Сужение сечения переднего конца отверстия обеспечивает постепенное ускорение выпуска вкусовой добавки, образуя форму нижнего края выпускаемого облака вкусовой добавки. Сужение сечения заднего или кормового конца отверстия позволяет формировать форму верхнего края выпускаемого облака вкусовой добавки. Сужение сечения на обоих краях может обеспечивать отверстие, которое постепенно увеличивается и затем уменьшается по ширине, образуя форму как нижнего, так и верхнего краев выпускаемого облака вкусовой добавки. Отверстие с сужением сечения переднего или заднего конца предпочтительно по сравнению с отверстием круглого сечения, которое, например, быстро увеличивается или уменьшается по ширине на переднем и заднем концах отверстия, соответственно, поскольку оно действует так, чтобы распределять вкусовую добавку в падающем облаке вкусовой добавки более широким способом, избегая облака с излишней плотностью или концентрацией.
Предпочтительно, сечение отверстия дозирующей пластины имеет, в целом, эллиптическую, овальную, линзообразную или ромбовидную форму. Эти формы сечения отверстия были определены как создающие для некоторых применений падающие облака вкусовой добавки с более благоприятной формой, чем, например, отверстие круглого сечения.
Дозирующая пластина может перемещаться относительно раздаточного проема. Предпочтительно, дозирующая пластина будет двигаться относительно камеры для вкусовой добавки и относительно раздаточного проема (которые неподвижны относительно друг друга), однако, дозирующая пластина альтернативно может быть неподвижна относительно камеры для вкусовой добавки, а раздаточный проем может двигаться относительно нее. В обеих конфигурациях в первом положении отверстие сообщается с камерой для вкусовой добавки (и, предпочтительно, не сообщается с раздаточным проемом) для приема дозы вкусовой добавки.
В особо предпочтительных вариантах осуществления дозирующая пластина может вращаться между первым и вторым положениями, например, посредством вращения в одном направлении, последовательно и повторно проходя через первое и второе положения. Обеспечение дозирующей пластины, способной вращаться между первым и вторым положениями, особенно предпочтительно, поскольку это упрощает конструкцию, позволяя средству привода, имеющему одно направление привода, периодически перемещать дозирующую пластину между первым и вторым положениями. Хотя дозирующая пластина, способная вращаться, проходя первое и второе положения, предпочтительна, в альтернативных вариантах осуществления дозирующая пластина может перемещаться возвратно-поступательным способом между первым и вторым положениями. При использовании вращающейся дозирующей пластины, дозирующая пластина может быть выполнена с возможностью постоянного перемещения без остановки из первого положения через второе положение и обратно в первое положение. Альтернативно, дозирующая пластина может быть выполнена с возможностью остановки в первом и/или втором положении, используя пошаговое перемещение.
Предпочтительно, устройство для дозирования вкусовой добавки дополнительно содержит приводной вал, связанный с дозирующей пластиной для приведения в движение дозирующей пластины между первым и вторым положениями. Вращение дозирующей пластины посредством приводного вала является предпочтительным способом работы устройства для дозирования вкусовой добавки, поскольку оно обеспечивает повышенный и постоянный выпуск вкусовой добавки. Хотя такой привод и является предпочтительным, в альтернативных вариантах осуществления дозирующая пластина может вращаться другими средствами, например, вручную.
Предпочтительно дозирующая пластина имеет множество проходящих сквозь нее отверстий. Обеспечение множества отверстий является предпочтительным, поскольку позволяет иметь более высокий выход вкусовой добавки по сравнению с дозирующей пластиной с одиночным отверстием, в частности, потому что одно отверстие может принимать вкусовую добавку, в то время как второе отверстие выпускает вкусовую добавку. Это особенно предпочтительно в сочетании с вращающейся дозирующей пластиной, поскольку любое количество отверстий может использоваться непрерывно и последовательно для выпуска вкусовой добавки. В вариантах осуществления с множеством отверстий, предпочтительно, отверстия имеют, по существу, одну и ту же площадь проходного сечения, или, в противном случае, обеспечиваются таким образом, чтобы иметь, по существу, один и тот же объем, так чтобы каждое отверстие выдавало постоянную дозу вкусовой добавки. Хотя это может быть предпочтительным, можно предвидеть альтернативные варианты осуществления, в которых отверстия обеспечиваются таким образом, чтобы иметь разные объемы, например, так чтобы устройство для дозирования могло выдавать дозы вкусовых добавок различных размеров. Дополнительно, предпочтительно, чтобы каждое из множества отверстий имело одну и ту же форму.
В некоторых вариантах осуществления дозирующая пластина расположена на днище камеры для вкусовой добавки. По существу, нижний проем отверстия, проходящего сквозь дозирующую пластину, в первом положении может быть закрыт днищем камеры для вкусовой добавки, так что отверстие заполняется под действием силы тяжести, действующей на вкусовую добавку, находящуюся над отверстием. Кроме того, наличие дозирующей пластины на днище камеры для вкусовой добавки позволяет пластине иметь доступ к вкусовой добавке снизу, например, для связи с приводным средством.
Раздаточный проем расположен внутри камеры для вкусовой добавки, и устройство для дозирования вкусовой добавки дополнительно содержит разделительную поверхность, расположенную над раздаточным проемом и выполненную с возможностью отделения верхней стороны отверстия от остальной части камеры для вкусовой добавки, по меньшей мере, когда дозирующая пластина находится во втором положении. Обеспечивая раздаточный проем в качестве проема внутри камеры для вкусовой добавки (например, проема, проходящего сквозь днище камеры для вкусовой добавки), реализуется упрощенная конструкция устройства для дозирования вкусовой добавки, в которой раздаточный проем расположен в камере для вкусовой добавки вместо того, чтобы располагаться со смещением относительно камеры для вкусовой добавки. Снижение сложности конструкции устройства для дозирования вкусовой добавки предпочтительно снижает обременение, связанное с чисткой устройства в промежутке между сменами вкусовой добавки. Обеспечение раздаточного проема в качестве проема, над которым движется отверстие при использовании, является предпочтительным способом разрешения выпуска дозы вкусовой добавки в направлении вниз и нисходящего потока под действием силы тяжести, например, при использовании во время покрытия продукта. В таких вариантах осуществления разделительная поверхность действует так, чтобы закрывать верхнюю сторону отверстия в камеру для вкусовой добавки в то время, когда отверстие сообщается с раздаточным проемом. Это предотвращает прохождение вкусовой добавки напрямую из камеры для вкусовой добавки через отверстие и выход из раздаточного проема, что может вызывать превышение дозы. В сравнительных примерах раздаточный проем может быть выполнен сбоку, смещенным относительно камеры для вкусовой добавки, например, внутри отдельного отсека или камеры устройства для дозирования вкусовой добавки.
В некоторых вариантах осуществления дозирующая пластина расположена полностью внутри камеры для вкусовой добавки или полностью внутри корпуса устройства для дозирования вкусовой добавки, определяющего камеру для вкусовой добавки. Это может быть достигнуто размерами дозирующей пластины, которые меньше, чем соответствующие размеры камеры для вкусовой добавки. В таких случаях, предпочтительно, дозирующая пластина может выниматься из камеры для вкусовой добавки. Варианты осуществления, в которых дозирующая пластина расположена полностью внутри камеры для вкусовой добавки, то есть, в которых дозирующая пластина не проходит сквозь боковую стенку камеры для вкусовой добавки, позволяют заменять дозирующую пластину дозирующей пластиной другой толщины, обеспечивая, таким образом, другое средство изменения объема дозы вкусовой добавки. В предпочтительном варианте осуществления камера для вкусовой добавки является, по существу, цилиндрической, и дозирующая пластина является, по существу, дозирующей пластиной дискообразной формы. Сочетание дозирующей пластины дискообразной формы с цилиндрической камерой для вкусовой добавки, в которой диаметр дозирующей пластины предпочтительно меньше или равен диаметру камеры для вкусовой добавки, было определено, как работающее исключительно хорошо, особенно для тех вариантов осуществления, в которых пластина может вращаться между первым и вторым положениями. Хотя этот вариант является предпочтительным, можно представить себе и другие сочетания дозирующей пластины и камеры для вкусовой добавки, например, прямоугольную дозирующую пластину, движущуюся возвратно-поступательно в кубической камере для вкусовой добавки.
Предпочтительно, устройство для дозирования вкусовой добавки дополнительно содержит скребок, выполненный с возможностью контакта с первой поверхностью дозирующей пластины по мере движения дозирующей пластины из первого положения во второе положение, с тем, чтобы перемещать вкусовую добавку, не принятую в отверстие, от отверстия. Скребок может действовать для выравнивания вкусовой добавки в отверстии и гарантирует вывод только требуемого количества вкусовой добавки.
Хотя в сравнительных примерах одной только силы тяжести достаточно, чтобы заставить вкусовую добавку быть принятой внутрь отверстия, устройство для дозирования вкусовой добавки согласно вариантам осуществления дополнительно содержит направляющий элемент, который вертикально направляет и спрессовывает вкусовую добавку в отверстии дозирующей пластины, предпочтительно, в то время, когда дозирующая пластина движется из первого положения во второе положение. Это может помочь полностью заполнить отверстие, гарантируя постоянство выдаваемых доз вкусовой добавки. В некоторых таких вариантах осуществления направляющий элемент направляет вкусовую добавку вбок в направлении отверстия, предпочтительно, в то время, когда дозирующая пластина перемещается из первого положения во второе положение. Это дополнительно помогает гарантировать заполнение отверстия и может гарантировать, что вся вкусовая добавка в камере для вкусовой добавки используется устройством для дозирования.
В вариантах осуществления направляющий элемент является клиновидным элементом, имеющим наклонную поверхность, расположенную над отверстием в месте между первым и вторым положениями, причем наклонная поверхность наклонена под острым углом к направлению движения дозирующей пластины из первого положения во второе положение. Обеспечивая клиновидный элемент такой наклонной поверхностью, движение дозирующей пластины из первого положения во второе положение заставляет вкусовую добавку выдавливаться вниз и спрессовываться в отверстии. Прессование вкусовой добавки таким способом обеспечивает полное заполнение отверстия и поддерживает постоянство количества вкусовой добавки в каждой дозе. Клиновидный элемент может также иметь боковые стенки, сходящиеся в направлении внутрь для направления вкусовой добавки вбок поверх отверстия при использовании.
Клиновидный элемент дополнительно содержит разделительную поверхность, причем при использовании клиновидный элемент располагается над верхней поверхностью дозирующей пластины, неподвижной относительно камеры для вкусовой добавки. Предпочтительно, чтобы клиновидный элемент и разделительная поверхность обеспечивались в виде единого объединенного элемента, чтобы уменьшить сложность устройства и объем чистки, требуемой между сменами вкусовой добавки. Очень желательно обеспечивать клиновидный элемент таким образом, чтобы поверхность клиновидного элемента была наклонена и переходила в разделительную поверхность, чтобы спрессовывать вкусовую добавку и затем отделять дозу вкусовой добавки от камеры для вкусовой добавки. Дополнительная выгода от формирования в виде единого целого клиновидного элемента и разделительной поверхности состоит в том, что во многих вариантах осуществления существуют только те компоненты, которые необходимо располагать сверху или на дозирующей пластине и, следовательно, это позволяет устанавливать пластины различной толщины, меняя только требуемую высоту клиновидного элемента. Клиновидный элемент выполнен с возможностью расположения на дозирующей пластине, связанной с какой-то другой частью камеры для вкусовой добавки, чтобы предотвратить вращение или подъем, и в этом случае клиновидный элемент может легко регулироваться, чтобы устанавливать дозирующую пластину с другой толщиной. В вариантах осуществления клиновидный элемент присоединен с возможностью отсоединения к камере для вкусовой добавки (например, к корпусу или крышке камеры для вкусовой добавки) так, чтобы при использовании клиновидный элемент оставался неподвижным относительно камеры для вкусовой добавки. Дозирующая пластина может выниматься из камеры для вкусовой добавки, когда клиновидный элемент отсоединен от камеры для вкусовой добавки.
В некоторых вариантах осуществления устройство для дозирования вкусовой добавки снабжается мешалкой, выполненной с возможностью перемешивания вкусовой добавки, когда дозирующая пластина находится в первом положении и/или когда дозирующая пластина находится во втором положении. Обеспечивая мешалку, такую как вибрационный двигатель, который перемешивает вкусовую добавку, например, посредством вибрации, устройство способствует попаданию вкусовой добавки в отверстие и заполнению отверстия, когда находится в первом положении, и способствует выпуску вкусовой добавки через отверстие, когда находится во втором положении. Это может повышать производительность и помочь предотвратить возникновение отказа при дозировании.
В некоторых вариантах осуществления устройство для дозирования вкусовой добавки дополнительно содержит желоб для вкусовой добавки, предназначенный для способствованию раздаточному проему в направлении дозированной вкусовой добавки. Желательно обеспечить средство направления вкусовой добавки при ее выпуске, чтобы лучше интегрировать дозирование вкусовой добавки с системами с нисходящим потоком, требующими дозирования вкусовой добавки.
Предпочтительно, устройство для дозирования вкусовой добавки содержит отверстие в камере вкусовой добавки для приема используемой вкусовой добавки. Когда устройство для дозирования вкусовой добавки работает в течение длительного периода времени, желательно обеспечивать способ пополнения камеры для вкусовой добавки без остановки работы. Обеспечение отверстия внутрь камеры для вкусовой добавки, например, в крышке камеры для вкусовой добавки, позволяет пополнять камеру во время использования.
В некоторых вариантах осуществления устройство для дозирования вкусовой добавки дополнительно содержит второй раздаточный проем, причем движение дозирующей пластины из первого положения во второе положение и обратно в первое положение также перемещает отверстие из третьего положения в четвертое положение, причем в третьем положении отверстие сообщается с камерой для вкусовой добавки для приема второй заданной дозы вкусовой добавки, и в четвертом положении отверстие сообщается со вторым раздаточным проемом для выпуска второй дозы вкусовой добавки. Наличие второго канала для раздачи вкусовой добавки может дополнительно повышать общую производительность устройства для дозирования вкусовой добавки. Следует понимать, что когда обеспечивается второй раздаточный проем, могут также обеспечиваться соответствующие вторая разделительная поверхность, направляющий элемент и/или клиновидный элемент.
В некоторых вариантах осуществления устройство для дозирования вкусовой добавки обеспечивается вторым раздаточным проемом и вторым отверстием сквозь дозирующую пластину. В этих вариантах осуществления, предпочтительно, каждое отверстие сообщается с обоими раздаточными проемами в соответствующих положениях в полном цикле дозирования, однако, альтернативно, каждое из них альтернативно может сообщаться только с соответствующим одним из раздаточных проемов (например, в системах с возвратно-поступательным движением). Движение дозирующей пластины между положениями для наполнения и выпуска второго отверстия может происходить одновременно с движением дозирующей пластины между первым и вторым положениями (и, как вариант, между третьим и четвертым положениями). Например, первое положение может быть тем же самым, что и положение выпуска второго отверстия, а второе положение может быть тем же самым, что и положение наполнения второго отверстия, и в этом случае, одно отверстие будет осуществлять выпуск, в то время как второе отверстие принимает вкусовую добавку, и наоборот. Альтернативно, первое положение может быть тем же самым, что и положение наполнения второго отверстия, а второе положение может быть тем же самым, что и положение выпуска второго отверстия, и в этом случае, оба отверстия будут осуществлять выпуск одновременно, что может быть предпочтительным, когда требуются очень большие дозы. Эти схемы представляют альтернативные предельные случаи и следует понимать, что положения наполнения и выпуска второго отверстия могут располагаться в любом месте в полном цикле между первым и вторым положениями. Следует также понимать, что расположение положений наполнения и выпуска второго отверстия в цикле движения дозирующей пластины между первым и вторым положениями могут определяться относительными положениями первого и второго отверстий в дозирующей пластине (которые могут изменяться путем изменения дозирующей пластины) и/или относительными положениями раздаточных проемов. Следует также заметить, что для дозирования вкусовой добавки могут быть обеспечены дополнительные отверстия, вводя еще дополнительные раздаточные проемы и/или отверстия дозирующей пластины.
Вторым объектом изобретения является способ дозирования вкусовой добавки, содержащий этапы, на которых: снабжают вкусовой добавкой камеру для вкусовой добавки; размещают дозирующую пластину, имеющую проходящее сквозь нее отверстие, в первом положении так, что отверстие сообщается с камерой для вкусовой добавки и принимает заданную дозу вкусовой добавки; перемещают дозирующую пластину относительно раздаточного проема из первого положения во второе положение, в котором отверстие сообщается с раздаточным проемом для выпуска дозы вкусовой добавки, причем раздаточный проем расположен внутри камеры, и над раздаточным проемом расположена разделительная поверхность, выполненная с возможностью отделения верхней стороны отверстия от камеры, по меньшей мере, в то время, когда дозирующая пластина находится во втором положении; и используют направляющий элемент для вертикального направления и сперссовывания вкусовой добавки в отверстии дозирующей пластины, при этом направляющий элемент является клиновидным элементом, имеющим наклонную поверхность, расположенную над отверстием в месте между первым и вторым положениями, и наклонная поверхность наклонена под острым углом к направлению движения дозирующей пластины из первого положения во второе положение, и клиновидный элемент содержит указанную разделительную поверхность, причем клиновидный элемент присоединен с возможностью отсоединения к камере так, что при использовании клиновидный элемент размещен над верхней поверхностью дозирующей пластины и неподвижно удерживается относительно камеры, и дозирующая пластина выполнена с возможностью извлечения из камеры через камеру, когда клиновидный элемент отсоединен от камеры.
Этот способ дозирования вкусовой добавки пригоден для реализации, использующей устройство для дозирования вкусовой добавки, соответствующее первому объекту изобретения. Способ обеспечивает те же самые преимущества, что и устройство для дозирования вкусовой добавки, соответствующее первому объекту. Как следует понимать специалистам в данной области техники, каждая из предпочтительных особенностей, раскрытых выше в отношении устройства для дозирования вкусовой добавки, соответствующего первому объекту, может быть реализована как часть эквивалентного варианта осуществления способа, соответствующего второму объекту.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1А и 1В показано устройство для дозирования вкусовой добавки, соответствующее первому сравнительному примеру, схематичные виды в поперечном разрезе в первой и второй конфигурациях, соответственно;
на фиг. 2 - дозирующая пластина для использования в устройстве для дозирования вкусовой добавки, соответствующем первому сравнительному примеру, вид сверху;
на фиг. 3А-3Н - устройство для дозирования вкусовой добавки, соответствующее первому варианту осуществления, виды в перспективе с первой стороны, со второй стороны, сверху, с третьей стороны, в первом поперечном разрезе, сверху и во втором поперечном разрезе, соответственно;
на фиг. 4 - устройство для дозирования вкусовой добавки, соответствующее первому варианту осуществления, на виде в перспективе с пространственным разделением деталей;
на фиг. 5 - устройство для дозирования вкусовой добавки, соответствующее первому варианту осуществления, на виде в перспективе с некоторыми компонентами, для ясности показанными прозрачными;
на фиг. 6 - устройство для дозирования вкусовой добавки, соответствующее второму варианту осуществления, вид в перспективе с пространственным разделением деталей; и
на фиг. 7А-7D - три альтернативных дозирующих пластины для использования в устройстве для дозирования вкусовой добавки, соответствующем первому варианту осуществления, вид сверху, и устройство для дозирования вкусовой добавки, соответствующее первому варианту осуществления, с установленной одной из альтернативных дозирующих пластин, вид с частичным разрезом.
Варианты осуществления изобретения
Устройство 100 для дозирования вкусовой добавки, показанное на фиг. 1А, 1В и 2, далее будет раскрыто подробно. Это устройство для дозирования вкусовой добавки на чертежах представлено схематично и поясняет идею изобретения без множества дополнительных предпочтительных особенностей, которые далее раскрыты подробно.
Устройство 100 для дозирования вкусовой добавки содержит, в целом, кубический корпус 101, определяющий внутреннюю камеру 102 для вкусовой добавки. Корпус 101 состоит из четырех боковых стенок (на чертежах показаны только передняя и задняя стенки 101а, 101b) и днища 101с.
Дозирующая пластина 110 расположена на днище камеры для вкусовой добавки. Дозирующая пластина 110 является прямоугольной пластиной с шириной, по существу, равной ширине камеры 102 для вкусовой добавки, и с длиной, несколько большей, чем камера для вкусовой добавки, так чтобы дозирующая пластина проходила через зазор 103 в передней поверхности корпуса 101. Дозирующая пластина имеет круглое отверстие 111, проходящее между ее верхней и нижней поверхностями.
В области зазора 103 днище 101с камеры для вкусовой добавки выступает за пределы передней поверхности корпуса, и от передней поверхности передней боковой стенки 101а отходит выступ 101е, тем самым определяются верхняя и нижняя поверхности зазора 103. Выступы способствуют предотвращению перетекания вкусовой добавки из камеры 102 для вкусовой добавки по мере того, как отверстие 111 в дозирующей пластине 110 движется через зазор 103.
Корпус 101 дополнительно содержит поверхность 101d, проходящую от задней стенки 101b корпуса и частично покрывающую верхнюю поверхность дозирующей пластины 110. При использовании поверхность 101d предотвращает заполнение вкусовой добавкой пространства, оставляемого дозирующей пластиной по мере того, как она протягивается через зазор 103. Следует понимать, что поверхность является необязательной и, альтернативно, дозирующая пластина 110 может иметь форму, вытесняющую вкусовую добавку, когда она снова вставляется через зазор 103.
При использовании камера 102 для вкусовой добавки заполняется вкусовой добавкой, предназначенной для дозирования. Дозирующая пластина перемещается, например, посредством пневматического привода (не показан), между первым и вторым положениями, чтобы осуществить дозирование вкусовой добавки. В первом положении (показанном на фиг. 1А) дозирующая пластина полностью вставлена через зазор 103 в камеру 102 для вкусовой добавки, так что отверстие 111 сообщается с камерой 102 для вкусовой добавки и принимает дозу вкусовой добавки. Во втором положении (показанном на фиг. 1В) дозирующая пластина выдвинута через зазор 103, так что отверстие переместилось через зазор и за пределы днища камеры 101с вкусовой добавки, который проходит за передней стороной корпуса 101, так что отверстие пластины сообщается с раздаточным проемом (то есть, с передним краем днища 101с) для выпуска вкусовой добавки. Зазор 103 имеет высоту, по существу, равную толщине дозирующей пластины 110, так что процесс продвижения пластины 110 через зазор 103 заставляет верхнюю часть дозирующей пластины скрести по передней стенке 101а, обеспечивая, что объем вкусовой добавки, удаляемый из камеры вкусовой добавки через зазор 103, по существу, равен объему отверстия 111.
Далее будет описано устройство 200 для дозирования вкусовой добавки, показанное на фиг. 3А-5. Устройство для дозирования вкусовой добавки, соответствующее этому варианту осуществления, работает, основываясь на той же самой идее изобретения, которая была описана со ссылкой на фиг. 1А-2, но выполнено особенно предпочтительным способом и содержит множество предпочтительных особенностей.
Устройство 200 для дозирования вкусовой добавки содержит пустотелый цилиндрический корпус 201. Корпус 201 имеет боковую стенку 202 и днище 203, определяющие внутреннюю камеру 205 для вкусовой добавки. Корпус 201 закрыт круглой крышкой 220, которая прикреплена к корпусу 201 тремя зажимами 221а, 221b, 221с, расположенными по периметру корпуса 201, которые связывают крышку с нижней стороной днища 203 корпуса 201. Круглая крышка 220 имеет проходящие сквозь нее первое и второе круглые отверстия 222, 223, назначение которых описано далее.
Днище 203 корпуса содержит круглую пластину, имеющую проходящее сквозь нее круглый раздаточный проем 204, расположенный между центром круглого днища 203 и ее периметром. Круглое отверстие открывает проход в цилиндрическую направляющую 208 для вкусовой добавки, которая направляет падающий поток дозированной вкусовой добавки, как будет описано далее. Верхняя поверхность днища корпуса 203 действует в качестве днища камеры 205 для вкусовой добавки. Через центр днища 203 проходит приводной вал 206, расположенный ниже днища для соединения с приводным средством (не показано). Приводной вал имеет замковый элемент 207 на верхнем конце для передачи усилия привода к дозирующей пластине 210. Приводной вал 206 установлен на нижней стороне днища 203 корпуса 201 с возможностью вращения на двух кольцевых подшипниках 206а, 206b.
Обеспечена дискообразная дозирующая пластина 210, расположенная на днище 203 камеры для вкусовой добавки. Дозирующая пластина имеет диаметр, который лишь незначительно меньше диаметра днища 203, но больше внутреннего диаметра боковой стенки 202, так что дозирующая пластина заходит в канавку, расположенную в месте соединения между боковой стенкой 202 и днищем 203 корпуса 201. В центре дозирующей пластины 201 находится отверстие 212, соответствующее замковому элементу 207 приводного вала и позволяющее приводному валу поворачивать дозирующую пластину вокруг ее центральной точки. Дозирующая пластина имеет четыре круговых отверстия 211а, 211b, 211c, 211d, проходящих между верхней и нижней поверхностями. В этом варианте осуществления все отверстия имеют одинаковый диаметр, чтобы принимать равный объем используемой вкусовой добавки. Каждое отверстие, по существу, совпадает с диаметром круглого раздаточного проема 204.
Приводной вал 206 изолирован от камеры 205 вкусовой добавки шайбой 218 и покрывающим элементом 219, расположенным поверх верхнего конца приводного вала 206. Покрывающий элемент 219 оставляет открытой кольцевую часть верхней поверхности дозирующей пластины и оставляет свободным тороидальный объем внутри камеры 205 для вкусовой добавки для приема вкусовой добавки.
Обеспечены объединенный клиновидный и разделительный элемент 230, размещенный на используемой дозирующей пластине 210 поверх раздаточного проема 204. Клиновидный и разделительный элемент 230 является дугообразным, проходит по радиусу между покрывающим элементом 219 и внутренней поверхностью боковой стенки 201 и покрывает приблизительно четверть выступающей кольцевой части дозирующей пластины. Передняя половина клиновидного и разделительного элемента 230 является клиновидной частью 231. Здесь следует заметить, что ссылки на «переднюю часть» и «заднюю часть» клиновидного элемента делаются относительно направления вращения дозирующей пластины при использовании (что будет описано далее более подробно) во время поворота дозирующей пластины в направлении от передней части к задней части объединенного клиновидного и разделительного элемента 230.
Клиновидная часть 231 имеет верхнюю поверхность 231а и первую и вторую боковые поверхности 231b, 231с, которые определяют открытый передний конец 231d. Первая боковая поверхность 231b расположена в непосредственной близости от покрывающего элемента 219 и имеет радиус кривизны, совпадающий с покрывающим элементом 219. Вторая боковая поверхность 231с расположена в непосредственной близости от внутренней поверхности боковой стенки 202 и имеет радиус кривизны, совпадающий с внутренней поверхностью боковой стенки 202. Внутренняя часть открытого переднего конца 231d, поверхности 232b, 232c внутренней стороны и верхняя часть клиновидной части вместе образуют сужение в направлении задней поверхности 232d, чтобы определить воронкообразный объем и действовать в качестве направляющего элемента, как будет описано далее. В частности, верхняя часть 232а является наклонной поверхностью, наклоненной от передней стороны к задней стороне клиновидного элемента, тогда как боковые поверхности образуют сужение в направлении внутрь. На задней поверхности 232d клиновидный элемент контактирует с верхней поверхностью дозирующей пластины 210 между покрывающим элементом 219 и внутренней поверхностью боковой стенки 202, с тем, чтобы предотвратить образование барьера, препятствующего попаданию вкусовой добавки в любое из отверстий 211а-d для прохождения дальше в направлении раздаточного проема 204.
Позади задней поверхности 232d клиновидной части находится разделительная часть 234. Разделительная часть расположена над раздаточным проемом 204 и полностью покрывает его, чтобы изолировать его от камеры 205 для вкусовой добавки. Разделительная часть 234 содержит, по существу, плоскую разделительную поверхность, проходящую радиально между покрывающим элементом 219 и внутренней поверхностью боковой стенки 202 над раздаточным проемом 204. На нижней стороне разделительной поверхности 234 над раздаточным проемом 204 находится полость, действующая для предотвращения влияния вакуумных сил, удерживающих дозу вкусовой добавки в отверстии 211а-d.
На верхней поверхности объединенного клиновидного и разделительного элемента 230 находится выступающий цилиндр 233, который выступает в направлении вверх и принят во втором круглом отверстии 223, проходящем сквозь крышку. Выступающий цилиндр, принятый во втором круглом отверстии 223, закрепляет клиновидный и разделительный элемент 230 в его положении на дозирующей пластине 210 над раздаточным проемом 204 и предотвращает вращательное движение дозирующей пластины относительно клиновидного и разделительного элемента 230.
Как вариант, устройство 200 для дозирования вкусовой добавки может быть снабжено вибрационным двигателем (не показан), связанным с корпусом 201, чтобы действовать в качестве мешалки для способствования движению используемой вкусовой добавки.
Далее будут описаны сборка и последующая работа устройства 200 для дозирования вкусовой добавки.
Дозирующую пластину 210 с требуемым количеством отверстий и размером отверстий размещают на днище 203 корпуса, с замковым элементом 207 приводного вала 206, вставленным в отверстие 212 в центре дозирующей пластины 210. Здесь следует заметить, что дозирующая пластина 210 может также иметь различную толщину в зависимости от желаемого объема вкусовой добавки в каждой дозе. Когда толщина должна изменяться, дозирующая пластина может все еще обеспечиваться тонким наружным краем, который должен быть вставлен в канавку, определяемую в месте соединения между боковой стенкой 202 и днищем 203 корпуса 201.
Шайбу 218 и покрывающий элемент 219 помещают поверх торца приводного вала 206, на верхней поверхности дозирующей пластины 210. Боковую стенку 202 корпуса устанавливают на место и клиновидный и разделительный элемент 230 размещают внутри камеры 205 для вкусовой добавки, которая теперь определена.
И наконец, устанавливают крышку 220 с выступающим цилиндром 233 клиновидного и разделительного элемента 230, должным образом расположенным во втором отверстии 223, так что раздаточный проем 204 покрывается разделительной частью 234, и крышку закрепляют на месте зажимами 221а, 221b, 221с, прикрепляющими крышку к днищу 203 и скрепляющими вместе всю конструкцию.
Вкусовая добавка вводится в камеру 205 для вкусовой добавки через первое отверстие 222, проходящее сквозь крышку 220. При использовании камера для вкусовой добавки может, при необходимости, пополняться через первое отверстие 222, например, когда камера начинает опустошаться.
В любые отверстия 211а-d, расположенные в камере 205 для вкусовой добавки и не изолированные от камеры для вкусовой добавки клиновидным и разделительным элементом 230, вкусовая добавка будет поступать под действием силы тяжести. Заполнение отверстий может быть облегчено посредством вибрации вибрационного двигателя, если таковой обеспечивается.
При использовании дозирующая пластина непрерывно вращается в одном направлении, чтобы заставить вкусовую добавку дозироваться на требуемые дозы. Дозирование вкусовой добавки здесь будет описано в отношении одиночного отверстия 211а.
Первое отверстие 211а, расположенное в камере 205 для вкусовой добавки, движется приводным валом 206 в направлении клиновидного и разделительного элемента 230 посредством вращения дозирующей пластины 210. По мере вращения дозирующей пластины, вкусовая добавка в камере 205, в целом, продвигается в направлении клиновидного и разделительного элемента 230. По мере того, как отверстие проходит под открытым передним концом 231d клиновидной части 231 клиновидного и разделительного элемента 230, вкусовая добавка продвигается в открытый передний конец 231d клиновидной части. Сходящиеся внутренние стенки клиновидной части 231 спрессовывают вкусовую добавку и давят на нее вниз в отверстие 211а, обеспечивая его полное наполнение. По мере того, как отверстие проходит под задней поверхностью 232d, задняя поверхность действует как скребок, предотвращая прохождение в направлении раздаточного проема 204 любой вкусовой добавки, не попавшей в отверстие.
Отверстие 211а, наполненное известным объемом вкусовой добавки продолжает движение в направлении раздаточного проема 204. Следует заметить, что расстояние между задней поверхностью 232d и раздаточным проемом 204 таково, что задняя сторона отверстия 211а более не соединена с камерой 205 вкусовой добавки к тому времени, когда передний конец прибыл к раздаточному проему 204. Это способствует предотвращению свободного прохождения вкусовой добавки из камеры 205 для вкусовой добавки к раздаточному проему 204 через отверстие 211а.
По мере того, как дозирующая пластина 210 продолжает вращаться, отверстие 211а перемещается над раздаточным проемом 204 и в этот момент доза вкусовой добавки падает под действием силы тяжести через раздаточный проем 204 и направляется потоком далее по направляющей для вкусовой добавки. Дозирование может быть облегчено с помощью вибрационного двигателя, если такой имеется.
Дальнейшее вращение дозирующей пластины 210 возвращает отверстие 211а к камере 205 для вкусовой добавки и в этот момент отверстие принимает следующую дозу вкусовой добавки, чтобы начать новый цикл дозирования.
Второй вариант осуществления будет далее раскрыт со ссылкой на фиг. 6. Этот вариант осуществления подобен первому варианту осуществления, но дополнительно содержит второй раздаточный проем для выпуска вкусовой добавки. Конкретно, обеспечивают днище 203 корпуса первым раздаточным проемом 204 и, дополнительно, вторым раздаточным проемом 204', расположенным противоположно первому или на 180° относительно первого проема в отношении полного цикла поворота дозирующей пластины 210.
В этом варианте осуществления дозирующая пластина 210 снабжена только одним проходящим сквозь нее отверстием 211а, однако, могут быть выполнены дополнительные отверстия. Кроме того, поскольку выполнены два раздаточных проема, используют второй объединенный клиновидный и разделительный элемент 230', содержащий те же самые элементы, что и первый клиновидный и разделительный элемент 230, то есть, клиновидную часть 231', выступающий цилиндр 233' и разделительную часть 234'. Второй клиновидный и разделительный элемент 230' при использовании располагается на дозирующей пластине 210 поверх второго раздаточного проема 204'. Наконец, дополнительно обеспечивается крышка 220 с третьим и четвертым круглыми отверстиями 222', 223', расположенными напротив первого и второго отверстий 222, 223, соответственно. Выступающий цилиндр 233' второго клиновидного и разделительного элемента 230' входит в четвертое отверстие 223', чтобы удерживать его на месте над вторым раздаточным проемом 204'. Поскольку второй клиновидный и разделительный элемент 230' эффективно разделяет камеру для вкусовой добавки на две изолированные половины, в дополнение к первому отверстию 222 обеспечивается третье отверстие 222', чтобы позволить обеим половинам камеры для вкусовой добавки заполняться во время использования.
Теперь будут описаны некоторые альтернативные дозирующие пластины, показанные на фиг. 7A-7D. На фиг. 7А-7С показаны три различные дозирующие пластины, по существу, аналогичные дозирующим пластинам, показанным выше на фиг. 3А-5. Каждая дозирующая пластина 210 имеет дискообразную форму и размеры, позволяющие разместить ее на днище 203 камеры для вкусовых добавок соответствующего устройства для дозирования вкусовой добавки (показано на фиг. 7D и является, по существу, такой, как было описано выше со ссылкой на фиг. 3А-5). Как и для ранее описанной дозирующей пластины, в центре находится отверстие 212, которое сопрягается с замковым элементом 207 приводного вала и позволяет приводному валу вращать дозирующую пластину вокруг ее центральной точки. Дозирующая пластина, показанная на фиг. 7А, содержит четыре отверстия 211е, 211f, 211g, 211h, равноудаленно разнесенные вокруг дозирующей пластины и проходящие между верхней и нижней поверхностями. В этом варианте осуществления каждое отверстие имеет эллипсоидную форму и вытянуто вдоль направления, касательного к траектории, по которой движутся отверстия (касательная определяется относительно центра каждого отверстия). В других вариантах осуществления отверстия могут иметь форму изогнутого эллипса, так что отверстия следуют по изогнутой траектории, по которой движутся отверстия.
На фиг. 7В показана дозирующая пластина 210, подобная показанной на фиг. 7В, за исключением того, что выполнено только два отверстия 211i, 211j, и эти два отверстия имеют овальную форму. Эти овальные отверстия являются вытянутыми в том же самом смысле, что и эллиптические отверстия на фиг. 7А.
На фиг. 7С показана дозирующая пластина 210, подобная дозирующим пластинам на фиг. 7А и 7В. Здесь выполнено четыре отверстия 211k, 211l, 211m, 211n линзообразной (чечевицеобразной) формы, опять обеспечиваемые таким образом, что они вытянуты в том же самом смысле, что и эллиптические и овальные отверстия, описанные выше. Эти линзообразные отверстия имеют явно сужающиеся передний и задний концы, которые плавно увеличивают и затем уменьшают ширину отверстия вдоль его длины. На фиг. 7D показан вид сбоку устройства для дозирования вкусовой добавки с установленной дозирующей пластиной 210, показанной на фиг. 7С. Направляющая 208 для вкусовой добавки показана в поперечном разрезе, выпуская отмеренную дозу вкусовой добавки. Доза вкусовой добавки, выпускаемая из показанного на фиг. 7С отверстия 211k, формуется в соответствии с формой отверстия. Здесь облако вкусовой добавки является более вытянутым и проявляет более медленное увеличение плотности вкусовой добавки по сравнению с дозой, выпускаемой из круглого отверстия.