КОНВЕЙЕРНАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ТРАНСПОРТИРОВКИ УПАКОВАННЫХ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ
CONVEYOR SYSTEM FOR TRANSPORTING PACKAGED FOOD PRODUCTS

Область техники
Изобретение относится к области конвейерных систем, в частности, к замкнутой конвейерной системе для транспортировки пищевых продуктов для применения в сети ресторанов, баров, кафетериев и т.п.
Уровень техники
Заявителем была разработана и продается подвесная конвейерная система, в конструкции которой используется непрерывное алюминиевое направляющее устройство, выполненное в виде замкнутого контура, который содержит бесконечный "ряд" соединенных друг с другом тележек с небольшими колесами. Направляющее устройство обычно подвешивается к потолку или на стене и может проходить сквозь все здание от точки загрузки до точки разгрузки и обратно. Транспортируемые пищевые продукты должны быть обернуты в пакеты, которые затем проталкиваются в специальные зажимные устройства для продукта, установленные на некоторых из колесных тележек. Для извлечения пакета из зажима в точке разгрузки активируется рычаг, освобождающий зажимающее устройство, и пищевой продукт попадает на поддон временного хранения.
Другая транспортирная система для пищевых продуктов, предназначенная для транспортировки упакованных пищевых продуктов в вертикальном направлении, например, с одного этажа ресторана на другой, описана в патентном документе US 7,708,135. Эта транспортная система содержит конвейер, служащий для перемещения несущих контейнеров для пищевых продуктов по замкнутому пути, образованному лентой или цепью, с которым указанные контейнеры шарнирно соединены. Несмотря на то, что транспортировка пищевых продуктов на несущих контейнерах более удобна, ленточный или цепной конвейер является гораздо менее гибким с точки зрения использования пространства и прокладки путей транспортировки.
Раскрытие изобретения
Задача изобретения заключается в создании конвейерной системы для транспортировки упакованных пищевых продуктов в ресторанах, которая, с одной стороны, обеспечивала бы возможность гибкой прокладки, позволяла бы перемещать пищевые продукты в любом направлении, горизонтально или вертикально, прокладывать маршрут перемещения даже в труднодоступных местах и эффективно использовать располагаемую площадь, и, с другой стороны, позволяла бы осуществлять удобную транспортировку пищевых продуктов без необходимости использования бумажных пакетов, вручную снимаемых с зажима на подвесном конвейере. Таким образом, заявители преследовали цель оборудовать конвейерную систему с направляющим устройством, аналогичную описанной выше, несущими конвейерами, в которые можно было бы закладывать подлежащие транспортировке пищевые продукты, вместо того чтобы подвешивать их в пакетах на зажимах.
Эта и другие задачи решаются с помощью конвейерной системы согласно п. 1 прилагаемой формулы изобретения. Предпочтительные варианты выполнения изобретения описаны в зависимых пунктах формулы.
Конвейерная система согласно изобретению имеет криволинейную, предпочтительно замкнутую траекторию, образованную профилированным направляющим устройством, и множество колесных тележек, подвижно удерживаемых и направляемых профилированным направляющим устройством. Крепежная сторона колесных тележек обращена к открытой стороне профилированного направляющего устройства, и указанное направляющее устройство расположено так, что его открытая сторона по существу горизонтальна, а крепежная сторона тележек ориентирована по существу вертикально в любом положении вдоль траектории. Профилированное направляющее устройство выполнено в виде продолговатого каркаса или каркасного рельса для колесных тележек, при этом открытая сторона направляющего устройства обращена в горизонтальном направлении. На крепежной стороне соответствующей одной из колесных тележек закреплен один или несколько держателей, к каждому из которых прикреплена несущая полка для удерживания подлежащего транспортированию пищевого продукта. Держатели могут шарнирно поворачиваться вокруг оси, перпендикулярной крепежной стороне соответствующей тележки так, чтобы несущая полка сохраняла свое горизонтальное положение при перемещении вдоль траектории. Направляющее устройство содержит по меньшей мере одну по существу горизонтальную секцию, вдоль которой проходит плоский опорный рельс под направляющим устройством, причем к держателям прикреплен скользящий элемент или ролик, поддерживающий соответствующий держатель на плоском рельсе.
Изобретатели взяли в качестве основы конвейерную систему с направляющим устройством, такую как известный подвесной конвейер, и повернули направляющее устройство на 90 градусов, так что открытая сторона направляющего устройства обращена в горизонтальном направлении, а не вниз, а крепежная сторона колесной тележки стала вертикальной. Держатель поворотно подвешен к крепежной стороне так, что он автоматически остается в горизонтальном положении, независимо от направления прохождения направляющего устройства. Это придает системе гибкость, обеспечивая возможность прохождения углов, между этажами, огибая препятствия, над проходами и сквозь стены, и при этом несущие элементы с размещенными на них пищевыми продуктами сохраняют свое горизонтальное положение.
Отличительной особенностью изобретения является то, что оно обеспечивает сохранение горизонтального положения держателей. Держатель выполнен с возможностью прохождения по горизонтальным изогнутым внутрь участкам, т.е. не задевает за соседние колесные тележки при прохождении по изогнутой внутрь секции.
Было обнаружено, что при прохождении вдоль горизонтальных секций конвейерной системы рычажные усилия, оказываемые нагруженным держателем на направляющее устройство и колесные тележки, становятся довольно большими. Это может приводить к повышенному износу и повреждению колес и подшипников. Для компенсации этих рычажных усилий, согласно изобретению, под направляющим устройством вдоль по существу горизонтальных секций установлен плоский опорный рельс, и скользящий элемент или ролик, соединенный/связанный с каждым из держателей и соответствующими колесными тележками, поддерживает держатель на опорном рельсе и поглощает любые сдвигающие усилия, которые горизонтальный рычаг держателя оказывает на направляющее устройство и колесную тележку. Таким образом, применение опорных рельсов увеличивает срок службы и повышает устойчивость держателя.
Согласно предпочтительному аспекту изобретения, между держателем и соответствующей колесной тележкой установлена опорная пластина, которая имеет переднюю и заднюю стороны. Опорная пластина выходит вбок за пределы направляющего устройства, и на её передней стороне установлен шарнирный палец, на котором подвешен держатель. На задней стороне опорной пластины размещен скользящий элемент или ролик. Выражение "опорная пластина выступает вбок за пределы направляющего устройства" следует понимать так, что опорная пластина выступает в направлении, перпендикулярном продольной ориентации направляющего устройства. Иными словами, если направляющее устройство расположено горизонтально, опорная пластина выступает за границы направляющего устройства в вертикальном направлении над и/или под направляющим устройством.
В предпочтительном варианте выполнения на передней стороне опорной пластины установлен по меньшей мере один боковой упругий элемент, в который опирается держатель при перемещении вдоль горизонтальной секции направляющего устройства. Упругий элемент придает устойчивость держателю, выполняя также дополнительную функцию гашения продольных колебаний (устранения качания) держателей при изменении направления движения при прохождении с высокой скоростью изогнутых в вертикальном направлении участков. Таким образом, упругий элемент гасит качание и демпфирует колебательные движения колесной тележки, устраняя риск падения находящихся на тележке пищевых продуктов.
В еще одном предпочтительном варианте выполнения опорная пластина содержит боковые выступающие части, выступающие за границы направляющего устройства с обеих его сторон, и на задней стороне обеих указанных боковых выступающих частей установлен соответствующий скользящий элемент или ролик. Благодаря этому, когда направляющее устройство изменяет направление движения на 180 градусов, в частности, если речь идет о замкнутой траектории, ролик или скользящий элемент держателя всегда опирается на расположенный под ним плоский рельс, независимо от того, проходит он по первой ветке U-образного разворота, или проходит по второй ветке в обратном направлении.
В этом случае, предпочтительно, с передней стороны опорной пластины на каждой из её боковых выступающих частей установлен соответствующий боковой упругий элемент так, что при перемещении в горизонтальном направлении держатель опирается на нижний из двух боковых упругих элементов, и два упругих элемента меняются ролями, когда держатель поворачивается в противоположном направлении.
Направляющее устройство может также содержать одну или несколько изогнутых секций. В таком случае, под этими изогнутыми секциями или вокруг них установлены дополнительные изогнутые плоские опорные рельсы, относительно которых скользящий элемент или ролик поддерживает держатель при перемещении вдоль указанных изогнутых секций. Эта доработка обусловлена тем, что держатель оказывает сдвигающее усилие на колесную тележку не только при движении по горизонтальным секции направляющего устройства, но и при движении по изогнутым участкам, на которых возникает центробежная сила и радиальное ускорение. В этом случае опорой для держателя служит скользящий элемент или ролик, упирающийся в плоский опорный рельс.
Предпочтительно, плоские опорные рельсы прикреплены на постоянном расстоянии под направляющим устройством, что обеспечивается с помощью дистанционных элементов, выполняющих функцию держателей для опорного рельса относительно находящегося над ним направляющего устройства.
Колесные тележки, соединенные друг с другом шарнирными соединениями, образуют ряд тележек. Это особенно полезно для замкнутого направляющего устройства, которое может быть полностью заполнено бесконечным рядом соединенных друг с другом колесных тележек. В таком случае, согласно предпочтительному варианту выполнения, соседние упругие элементы могут быть установлены на тележках непосредственно рядом с держателем, так что при перемещении в вертикальном направлении держатель упирается в нижний из соседних упругих элементов, благодаря чему устраняется также раскачивание при перемещении в вертикальном направлении.
Предпочтительно, упругие элементы расположены вокруг держателя в форме креста, так что независимо от направления прохождения направляющего устройства и, соответственно, направления движения держателя, держатель всегда опирается на один из расположенных вокруг него четырех упругих элементов.
Согласно еще одному аспекту изобретения, несущая полка шарнирно установлена относительно соответствующей тележки с возможностью её поворота вверх вокруг горизонтальной оси для обеспечения поворота опорных элементов держателя в по существу вертикальное положение. Это позволяет несущей полке поворачиваться вверх, когда его перемещение вниз затруднено.
Остальные преимущества и особенности изобретения станут очевидными после ознакомления с приведенным ниже подробным описанием вариантов его реализации со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 показана конвейерная система с замкнутым профилированным направляющим устройством для бесконечного ряда колесных тележек, вид в изометрии;
на фиг. 2 – колесная тележка, используемая в системе по фиг. 1, вид снизу;
на фиг. 3 – колесная тележка по фиг. 2, вид сбоку;
на фиг. 4 – профилированное направляющее устройство, используемое в системе по фиг. 1, вид в разрезе;
на фиг. 5 – держатель, используемый для транспортировки пищевых продуктов в системе по фиг. 1, вид сбоку;
на фиг. 6 – держатель по фиг. 5, вид спереди;
на фиг. 7 – опорная пластина и амортизирующий крест, установленные между держателями и соответствующими колесными тележками, вид спереди;
на фиг. 8 – опорная пластина и амортизирующий крест по фиг. 7, вид сбоку;
на фиг. 9 – опорная пластина и амортизирующий крест по фиг. 7, вид сверху;
на фиг. 10 – плоский опорный рельс для установки под горизонтальными секциями направляющего устройства системы по фиг. 1; и
на фиг. 11 – комплект плоских опорных рельсов и изогнутых плоских опорных рельсов, установленных в системе по фиг. 1.
Осуществление изобретения
На фиг. 1 показан пример компоновки конвейерной системы для транспортировки упакованных пищевых продуктов. В системе используется профилированное направляющее устройство 10, изготовленное из легких алюминиевых направляющих секций, соединенных друг с другом для образования замкнутого контура. Несмотря на то, что это предпочтительная конфигурация, изобретение, в принципе, не ограничивается конфигурацией с замкнутым контуром. Направляющее устройство может проходить змейкой через здание от точки загрузки то точки разгрузки и обратно. Направляющее устройство может проходить горизонтально по прямой и огибать углы, может проходить по прямой в вертикальном направлении, и при необходимости, по прямой с наклоном под углом 45°.
Следует иметь в виду, что показанная на фиг. 1 компоновка является лишь упрощенным примером, предназначенным для того, чтобы продемонстрировать работу системы. Фактическая конструкция прохождения направляющего устройства определяется расположением и ориентацией точек загрузки и разгрузки, положением и размерами кухонного оборудования, а также планировкой самого здания. Как правило, направляющее устройство проходит от точки загрузки, расположенной в области приготовления пищи, по своему пути прохождения направляющего устройства, и до точки разгрузки, расположенной в "окне обслуживания" или киоске. Направляющее устройство может иметь небольшие радиусы поворотов в горизонтальном и вертикальном направлениях, чтобы иметь возможность проходить в труднодоступных местах. Фактическая компоновка направляющего устройства выполняется из стандартных горизонтальных и вертикальных углов и прямых участков, которые могут быть разрезаны на секции требуемой длины. Значительное преимущество конвейерной системы с направляющим устройством заключается в том, что она, в отличие от обычного ленточного конвейера, не ограничивается прохождением по прямой между двумя точками и не занимает большую площадь.
Профилированное направляющее устройство 10 выполнено в виде продолговатого каркаса или каркасного рельса для множества небольших колесных тележек 20, таких как показаны на фиг. 2 и 3, которые удерживаются внутри профилированного направляющего устройства 10 и направляются им. Колесные тележки 20, соединены друг с другом шарнирными соединениями 22, образуя непрерывный ряд тележек. Ряд тележек 20 в системе с направляющим устройством толкаются по кругу посредством электрической приводной системы, в которой используется электродвигатель с прямой приводной звездочкой, зубья 24 которой проходят сквозь заднее отверстие направляющего устройства и входят в зацепление с зубьями, предусмотренными в нижней части тележек 20.
Более подробно профиль направляющего устройства показан в разрезе на фиг. 4. Направляющее устройство 10 содержит закрытую заднюю стенку 11, служащую для крепления направляющего устройства к стене или какой-либо другой конструкции здания. К задней стенке 11 направляющего устройства прилегает суженная часть 12, ограниченная боковыми стенками, проходящая вперед к открытой передней стороне 16 в расширенную часть 14. Открытая передняя сторона расширенной части 14 ограничена направленными внутрь фланцами 15.
На задней стороне колесных тележек 20 расположен ряд зубьев 24, с которыми приводная звездочка может входить в зацепление. На задней стороне тележки 20 в четырех углах расположены четыре небольших колеса 26, оси которых проходят перпендикулярно задней стенке 11; указанные колеса катятся по боковым стенкам направляющего устройства 10 в суженной части 12 и служат опорой для колесной тележки 20 в боковом направлении. Четыре боковых колеса 28 с обеих сторон колесной тележки 20 расположены в расширенной части 14 направляющего устройства 10 и катятся по плечам 15 и уступам 16, выполненным в местах соединения друг с другом суженной и расширенной частей 12, 14, и поддерживают колесные тележки 20 в направлении, перпендикулярном задней стенке 11.
Тележки 20 и колеса 24, 26 могут быть выполнены из высококачественного пластика, обладающего смазывающими свойствами, например, такого как ПТФЭ, что означает, что предлагаемая система не нуждается в дополнительной смазке во время эксплуатации или при техобслуживании.
К передней стороне колесной тележки 20 может крепиться держатель 30 с несущей полкой или корзинкой 32, на которую можно помещать подлежащие транспортировке пищевые продукты. Держатель, используемый в рассматриваемом варианте выполнения, показан на фиг. 5 и 6. Он представляет собой заднюю панель 34 практически треугольной формы. В задней стороне задней панели 34 выполнено небольшое отверстие 35 с пазом 36, открывающимся к нижней стороне. Это небольшое отверстие 35 служит для подвешивания держателя 30 на шарнирный палец, прикрепленный к одной из колесных тележек 20, чтобы держатель мог поворачиваться или мог качаться относительно шарнирного пальца, и, таким образом, сохранял свое горизонтальное положение при перемещении по направляющему устройству, независимо от его направления. Стопорный штифт 37 на передней стороне служит для фиксации шарнирного пальца в небольшом отверстии, чтобы держатель не мог упасть.
Несущая полка или корзинка 32 содержит ряд пальцев 38, отходящих по существу вертикально от задней панели 34 и слегка загнутых вверх на своем свободном конце. Несущая корзинка соединена с задней панелью 34 с помощью шарнирного соединения 39, так что несущая полка 32 может поворачиваться вверх относительно горизонтальной оси. Это позволяет несущей полке поворачиваться вверх в по существу вертикальное положение, когда её перемещение вниз затруднено.
На левой стороне конвейерной системы, показанной на фиг. 1, расположена точка загрузки 40 пищевых продуктов, представляющая собой воронкообразный скат 41, заканчивающийся аналогичной гребенчатой конструкцией 42, пальцы которой расположены напротив пальцев 38 несущей полки 32. Готовый и обернутый пищевой продукт можно положить на скат 41, и он соскользнет вниз на гребенчатую конструкцию 42. Держатель, который поднимается снизу, подхватывает упакованный пищевой продукт, поскольку пальцы 38 несущей полки 32 проходят между соответствующей гребенчатой конструкции 42.
Для крепления несущей корзины 30 к соответствующей колесной тележке 20 служат опорная пластина 55 и амортизирующий крест 50, более подробно показанные на фиг. 7 - 9. Амортизирующий крест 50 содержит четыре упругих элемента 51, 52, расположенных вокруг шарнирного пальца 53 по всем четырем направлениям, вертикально и горизонтально. Держатель, шарнирно подвешенный шарнирным пальцем 53, располагается напротив самого нижнего из упругих элементов 51, 52. По мере того, как колесная тележка 20 перемещается по изогнутому направляющему устройству, она поворачивается на 90 (или 180) градусов, когда направляющее устройство делает поворот, и, таким образом, упругие элементы меняются местами, так что нижним становится другой из упругих элементов.
Упругие элементы 51, 52 выполненные из упругого материала, такого как резина, силикон и т.п., поддерживают и стабилизируют несущую полку 32, висящую на шарнирном пальце. Трение между упругим элементом и несущей полкой 32 гасит колебательные движения, которые может совершать держатель при ускорении конвейерной системы во время запуска или останова, или радиальное ускорение, возникающее при перемещении держателя по изогнутому участку.
Упругие элементы 51 прикреплены к опорной пластине 55, проходящей вбок с обеих сторон направляющего устройства 10. Упругие элементы 52 прикреплены через отдельные крепежные пластины к смежным колесным тележкам 20. На двух боковых выступающих частях 55’ опорной пластины 55, выходящих за направляющее устройство 10, на задней стороне установлены небольшие ролики 58. Задача этих дополнительных роликов заключается в удержании держателя вдоль горизонтальных или изогнутых секций направляющего устройства. Для этого в конвейерной системе предусмотрены плоские опорные рельсы 60, установленные под направляющим устройством 10 (по меньшей мере) на его горизонтальных участках. Нижний ролик 58 контактирует с расположенным ниже плоским опорным рельсом 60 и при перемещении держателя катится по опорному рельсу 60. Таким образом, нижний ролик 60 через опорную пластину 55 и нижний упругий элемент 51 поглощает любые рычажные усилия, которые горизонтальный рычаг держателя (т.е. пальцы 38 несущей полки 32 с уложенным на них упакованным пищевым продуктом, обладающим определенным весом) оказывает на направляющее устройство 10 и колесную тележку 20.
Плоские опорные рельсы 60 более подробно изображены на фиг. 10 и 11. Кронштейны 61, выступающие в качестве дистанционных элементов для удержания опорного рельса 60 на постоянном расстоянии от направляющего устройства 10, используются для крепления опорного рельса 60 к направляющему устройству 10, проходящему в горизонтальном направлении. Опорные рельсы 60 дополняются дополнительными внутренними изогнутыми опорными рельсами 64, проходящими внутри изогнутой секции или внешними изогнутыми опорными рельсами 66, проходящими вокруг загнутых вверх секций направляющего устройства 10. Опорные рельсы 60 устанавливаются на секциях разной длины или могут разрезаться на отрезки и соединяться с помощью соединительных пластин 62.
Предлагаемая конвейерная система может быть выполнена как система, работающая "по требованию". Иными словами, система может работать только тогда, когда имеется пищевой продукт, который необходимо транспортировать из точки загрузки в точку разгрузки. Для приведения системы в действие персонал просто кладет упакованный пищевой продукт на скат 41 в точке загрузки 40. Система запускается нажатием кнопки "Загрузка", и держатель с пищевым продуктом начинает быстро перемещаться по направляющему устройству со скоростью до 8 фут/сек (2,44 м/с). Когда держатель прибывает в точка разгрузки, продукт забирают с держателя. Система может быть также оснащена системой управления с логикой автоматической остановки системы после разгрузки продукта. Кроме того, система регулирования скорости обеспечивает плавное ускорение и замедление движения системы с целью предотвращения резких рывков при перемещении.