УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ОТДЕЛЕНИЯ ШЛАКА
DEVICE AND METHOD FOR SEPARATION OF SLAG

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к способам и устройству отделения избыточного шлака от смеси продукта и шлака.
Шлак может представлять собой, например, покрытие пищевого продукта.
В частности, аспекты изобретения относятся к бункеру для отделения избыточного шлака от смеси продукта и шлака, к устройству для отделения избыточного шлака от смеси продукта и шлака, содержащему упомянутый бункер, к упаковочному устройству, содержащему упомянутый бункер, и к способу отвода избыточного шлака из смеси продукта и шлака.
Уровень техники
Некоторые продукты упаковываются вместе с дополнительным материалом, который в данном документе будет называться шлаком. Шлак, который обычно имеет, по существу, твердую или жидкую форму, может смешиваться с твердым продуктом перед тем, как смесь будет помещена в упаковку.
Такой шлак может использоваться, чтобы как-то защитить продукт, например, от разрушения из-за воздействия определенных химикатов или из-за перемещения продукта внутри упаковки. Альтернативно или дополнительно, шлак может использоваться для улучшения продукта каким-либо образом, например, пищевые продукты могут снабжаться рыхлой оболочкой из сахара, панировочных сухарей или трав для улучшения одного или более из их вкуса, текстуры, внешнего вида или запаха.
В некоторых процессах, например в процессах нанесения покрытия, может возникнуть необходимость в смешивании большего количества шлака с продуктом, чем желательно иметь в конечном упакованном продукте, например, для обеспечения равномерного покрытия. Однако возникает проблема отделения избыточного шлака от продукта перед упаковкой.
В некоторых процессах, если избыточный шлак отделяется от смеси продукта и шлака перед упаковкой продукта, избыточный шлак может подаваться обратно в производственную линию в точке, где смешиваются продукт и шлак, что позволяет снизить потери при обработке.
Для некоторых продуктов нежелательно, чтобы излишек шлака свободно перемещался внутри упаковки. Например, если излишки панировочных сухарей находятся в упаковке панированного пищевого продукта, предназначенного для приготовления в духовке, то избыточный шлак может в конечном итоге подгореть на противне. Устранение избыточного шлака перед упаковкой помогает решить эту проблему.
Еще одна проблема может возникнуть, если смесь продукта и шлака падает в упаковку, которая затем запечатывается с ее верхнего конца. Если шлак падает медленнее, чем продукт, например, когда продукт представляет собой желейно-сладкий продукт, а шлак представляет собой сахарное покрытие, качество запечатывания может быть нарушено из-за попадания шлака внутрь уплотнения. Чтобы избежать этой проблемы, этап запечатывания может быть задержан по времени, чтобы позволить шлаку осесть перед запечатыванием, но это, естественно, снизит скорость выполнения процесса.
Что необходимо, так это альтернативный способ и устройство для отделения избыточного шлака, которые способствуют решению одной или нескольких рассмотренных выше проблем и/или обеспечивают одно или несколько описанных выше преимуществ.
Раскрытие изобретения
В первом аспекте изобретения предлагается бункер для отведения избыточного шлака от смеси продукта и шлака. Бункер имеет заслонку, перемещаемую между открытым и закрытым положениями. Заслонка сконфигурирована таким образом, что, когда она находится в открытом положении, обеспечивается первый путь для выхода из бункера содержимого, состоящего из смеси продукта и шлака. Кроме того, заслонка сконфигурирована таким образом, что, когда заслонка находится в закрытом положении, первый путь перекрыт заслонкой, так что продукт остается в бункере, а второй путь, отличный от первого пути, предоставляется для выхода шлака из бункера. Такая конструкция означает, что продукт может быть отделен от избыточного шлака путем открывания и закрывания заслонки, как будет более подробно описано ниже.
Первый путь может содержать первое отверстие, размер которого позволяет выпускать как продукт, так и шлак, например, в упаковку. Второй путь может содержать второе отверстие, размер которого позволяет выпускать шлак (например, для его сбора и повторного использования), но не продукт.
Бункер может дополнительно содержать подпорную стенку, при этом бункер имеет такую конфигурацию, что второе отверстие представляет собой зазор между заслонкой, когда она находится в закрытом положении, и нижним концом подпорной стенки.
В предпочтительном варианте осуществления первый путь и второй путь проходят в разных направлениях. Например, бункер может быть дополнительно сконфигурирован таким образом, что, когда заслонка находится в открытом положении, первый путь направляет содержимое бункера под действием силы тяжести в первом направлении. Бункер может быть дополнительно сконфигурирован таким образом, что, когда заслонка находится в закрытом положении, второй путь направляет шлак из бункера под действием силы тяжести во втором направлении, под углом к первому направлению.
Подпорная стенка может располагаться под острым углом к вертикали, так что, когда заслонка находится в открытом положении, содержимое бункера проходит поверх подпорной стенки и выходит из бункера в первом направлении.
Бункер может быть сконфигурирован таким образом, что, когда заслонка находится в закрытом положении, она располагается под острым углом к вертикали, так что шлак проходит из бункера поверх заслонки во втором направлении.
Бункер может быть сконфигурирован таким образом, чтобы было боковое смещение между тем местом, где содержимое бункера выходит из бункера по первому пути, и тем местом, где шлак выходит из бункера по второму пути. Таким образом, продукт и избыточный шлак можно направлять в отдельные емкости.
Бункер может быть сконфигурирован таким образом, чтобы когда заслонка находится в закрытом положении, дистальный конец заслонки был смещен вбок от нижнего конца подпорной стенки. Таким образом, избыточный шлак может быть направлен в отдельную от продукта емкость.
Бункер может быть сконфигурирован таким образом, чтобы когда заслонка находится в закрытом положении, заслонка и подпорная стенка были наклонены друг к другу, при этом подпорная стенка останавливается вблизи заслонки, образуя зазор, а заслонка продолжается за пределы того места, где в противном случае заслонка и подпорная стена могли бы пересечься. Таким образом, избыточный шлак может быть направлен в отдельную от продукта емкость.
Бункер может содержать шарнир, при этом заслонка выполнена с возможностью перемещения между открытым и закрытым положениями посредством поворота вокруг шарнира.
Бункер может представлять собой бункер-весы, накопительный бункер, вспомогательный бункер, синхронизационный бункер, выходной бункер или разгрузочный бункер.
В модификациях первого аспекта предлагается бункер, содержащий две заслонки: первую заслонку, как описано выше, и дополнительную вторую заслонку.
В частности, такие бункеры с двойными заслонками могут иметь отличительные признаки любого из описанных выше вариантов осуществления, и вторую заслонку, выполненную с возможностью перемещения между открытым и закрытым положениями, так что:
когда первая и вторая заслонки находятся в своих соответствующих открытых положениях, первый путь продолжается между первой и второй заслонками; и
когда первая и вторая заслонки находятся в своих соответствующих закрытых положениях, первый путь заблокирован, а второй путь продолжается между первой и второй заслонками.
Таким образом, первое отверстие формируется между первой и второй заслонками в их соответствующих открытых положениях, а второе отверстие формируется между первой и второй заслонками в их соответствующих закрытых положениях.
В предпочтительном варианте осуществления нижний конец подпорной стенки является нижним концом второй заслонки.
В предпочтительном варианте осуществления бункер выполнен с возможностью перемещения первой и второй заслонок между их соответствующими закрытыми и открытыми положениями, по существу, одновременно. Такие примеры, в которых первая и вторая заслонки бункера открываются одновременно (то есть вместе или в унисон), характеризуются резким сотрясением содержимого бункера, когда оно высвобождается по первому пути. Это, в частности, полезно использовать при обращении с липкими продуктами или липкими комбинациями продукта и шлака, которые в противном случае могли бы приклеиться или прилипнуть к внутренней поверхности бункера. Таким образом, бункеры с двумя заслонками могут быть более предсказуемыми при разгрузке продукта и более надежными.
Бункер может быть сконфигурирован таким образом, что, когда первая и вторая заслонки находятся в своих соответствующих закрытых положениях, дистальный конец первой заслонки смещен вбок относительно дистального конца второй заслонки.
Бункер может быть сконфигурирован таким образом, что, когда первая и вторая заслонки находятся в своих соответствующих закрытых положениях, первая и вторая заслонки наклонены друг к другу, при этом вторая заслонка останавливается вблизи первой заслонки, образуя зазор, а первая заслонка продолжается за пределы того места, где в противном случае заслонки могли бы пересечься.
Бункер может быть сконфигурирован таким образом, чтобы длина первой заслонки была по меньшей мере в 1,2 раза больше длины второй заслонки, более предпочтительно – по меньшей мере в 1,5 раза больше.
Бункер может дополнительно содержать второй шарнир, при этом вторая заслонка выполнена с возможностью перемещения между открытым и закрытым положениями посредством поворота вокруг второго шарнира.
Во втором аспекте предлагается устройство для отделения избыточного шлака от смеси продукта и шлака. Устройство включает в себя: описанный выше бункер; первый желоб, расположенный таким образом, чтобы принимать содержимое бункера, выходящее из бункера по первому пути, когда заслонка находится в открытом положении; и второй желоб, расположенный таким образом, чтобы принимать шлак, выходящий из бункера по второму пути, когда заслонка находится в закрытом положении.
Первый желоб может располагаться относительно подпорной стенки бункера таким образом, что, когда заслонка находится в открытом положении, содержимое бункера плавно переходит под действием силы тяжести с подпорной стенки бункера на принимающую поверхность желоба. Это снижает вероятность того, что часть шлака, покрывающего продукт, отслоится от продукта, учитывая тот факт, что продукт не должен подвергаться тряске при переходе из бункера в первый желоб.
Первый желоб может быть выполнен в виде фильтра, сконфигурированного таким образом, чтобы позволять шлаку, попадающему в первый желоб, выходить через первый желоб во второй желоб, но не позволять продукту, попадающему в первый желоб, выходить через первый желоб во второй желоб. Это позволяет отделить еще больше избыточного шлака от продукта перед упаковкой, включая любой шлак, который отделяется от продукта, когда он входит или движется по первому желобу.
Второй желоб может располагаться концентрично вокруг первого желоба. Это увеличивает вероятность того, что избыточный шлак достигнет второго желоба, даже если продукт болтается внутри первого желоба и/или в первом желобе имеется значительное движение воздуха, которое заставляет избыточный шлак перемещаться в отличных от продукта направлениях.
В третьем аспекте предлагается упаковочное устройство, содержащее: описанное выше устройство и устройство для наполнения упаковки, расположенное на нижнем конце первого желоба. Устройство для наполнения упаковки устроено таким образом, чтобы содержимое бункера, принимаемое первым желобом, плавно перемещалось под действием силы тяжести по принимающей поверхности желоба в упаковку. Упаковочное устройство дополнительно содержит запечатывающее устройство, сконфигурированное для запечатывания упаковки после того, как содержимое бункера, принятое первым желобом, прошло вниз по принимающей поверхности в упаковку. Такое расположение снижает вероятность отделения любого шлака, покрывающего продукт, поскольку не будет никакого болтания продукта, когда он скользит по принимающей поверхности желоба в упаковку. Отсутствие какого-либо болтания также должно уменьшить количество парящих в воздухе частиц шлака (в отличие от тех частиц, которые скользят вместе с продуктом по принимающей поверхности желоба), что снижает риск попадания парящих частиц в уплотнение и ухудшения его качества.
В четвертом аспекте предлагается способ отведения избыточного шлака от смеси продукта и шлака. Способ включает в себя:
а) загрузку смеси продукта и шлака в бункер с заслонкой, выполненной с возможностью перемещения между открытым и закрытым положениями, при этом заслонка находится в закрытом положении, блокируя первый путь выхода из бункера и, тем самым, удерживая продукт в бункере, но позволяя шлаку выходить из бункера по второму пути;
б) последующее перемещение заслонки в открытое положение, чтобы содержимое бункера выходило из бункера по первому пути; и
c) последующее перемещение заслонки в закрытое положение, так что первый путь блокируется, и избыточный шлак, остающаяся в бункере, выходит из бункера по второму пути.
В некоторых вариантах осуществления бункер может содержать вторую заслонку, выполненную с возможностью перемещения между открытым и закрытым положениями, и этап а) может выполняться, когда первая и вторая заслонки находятся в своих соответствующих закрытых положениях, блокируя первый путь выхода из бункера и тем самым удерживая продукт в бункере, но позволяя шлаку выходить из бункера по второму пути.
Этап b) может предусматривать перемещение первой и второй заслонок в их соответствующие открытые положения, так что содержимое бункера выходит из бункера по первому пути, а этап c) может предусматривать перемещение первой и второй заслонок в их соответствующие закрытые положения, так что первый путь блокируется, и оставшийся в бункере избыточный шлак покидает бункер через второй путь.
В предпочтительном варианте осуществления этап b) предусматривает, по существу, одновременное перемещение первой и второй заслонок в их соответствующие открытые положения. Открытие обеих заслонок одновременно или в унисон снижает вероятность прилипания содержимого бункера к заслонкам или к внутренней поверхности бункера. Таким образом, продукт может выгружаться более точно и надежно.
Такие этапы предусматривают открытие и закрытие обеих заслонок для выгрузки продукта и шлака из бункера. Однако в некоторых альтернативных случаях продукт и шлак можно также выпускать из бункера по первому пути на этапе b) путем открытия одной заслонки из первой и второй заслонок (то есть путем перемещения либо первой заслонки, либо второй заслонки в соответствующее открытое положение). В этом случае только соответствующая заслонка, открытая на этапе b), должна быть возвращена на этапе c) обратно в соответствующее закрытое положение.
Способ может дополнительно предусматривать последовательное повторение всех этапов от a) до c), при этом вторая итерация этапа b) происходит с задержкой по меньшей мере 400 мс после первой итерации этапа c). Пауза дает время, чтобы избыточный шлак вышел из бункера.
Способ может дополнительно предусматривать после этапа а):
(i) получение множества последовательных по времени измерений веса содержимого бункера; и
(ii) определение на основе множества последовательных измерений веса факта стабилизации веса содержимого бункера;
при этом этап b) выполняется только после того, как было осуществлено упомянутое определение факта стабилизации веса. Это гарантирует, что весь избыточный шлак, который может выйти из бункера по второму пути, будет выведен до открытия заслонки, чтобы позволить оставшемуся содержимому бункера выйти по первому пути.
Способ может дополнительно предусматривать:
I. Одновременно с этапом b), обеспечение содержимому бункера, выходящему из бункера по первому пути, плавного прохождения под действием силы тяжести из бункера в упаковку; и
II. Последующую герметизацию упаковки. Это снижает вероятность отслоения любого шлака, покрывающего продукт, поскольку не будет сотрясения продукта при переходе из бункера в упаковку.
Способ может дополнительно предусматривать отфильтровывание шлака от содержимого бункера, выходящего из бункера по первому пути.
Бункер, используемый в упомянутом способе, может представлять собой описанный выше бункер. Способ может выполняться с использованием описанного выше устройства.
Краткое описание чертежей
Аспекты настоящего раскрытия теперь будут описаны на примере со ссылкой на прилагаемые к описанию чертежи.
На чертежах показано:
на фиг. 1A – пример устройства для использования в процессе упаковки;
на фиг. 1B – детали бункера, показанного на фиг. 1А;
на фиг. 1C – схематический вид в разрезе фрагмента примерного устройства, показанного на фиг. 1A, с закрытым примерным бункером-весами;
на фиг. 1D – аналогичный вид с открытым примерным бункером-весами;
на фиг. 2 – блок-схема примерного способа отделения избыточного шлака от смеси продукта и шлака;
на фиг. 3A – схематический вид сечения примерного устройства для использования в процессе упаковки, показанного с закрытыми заслонками примерного бункера; и
на фиг. 3B – схематический вид сечения примерного устройства, показанного на фиг. 3A, с открытыми заслонками примерного бункера.
Осуществление изобретения
Нижеследующее описание представлено в контексте конкретного приложения, чтобы дать возможность любому специалисту в данной области техники создать и использовать упомянутую систему. Различные модификации раскрытых вариантов осуществления станут очевидны специалистам в данной области техники.
Теперь будет описан бункер, который можно использовать для отделения избыточного шлака от смеси продукта и шлака. Бункер имеет заслонку, которую можно открывать и закрывать. Когда заслонка открыта, любой продукт и/или шлак, содержащийся в бункере, может свободно выходить по первому пути. Когда заслонка закрыта, она блокирует первый путь, но есть второй доступный путь из бункера, который позволяет выходить любому содержащемуся в бункере шлаку. Второй путь сконфигурирован таким образом, что он не может использоваться продуктом, и предназначен только для шлака. Таким образом можно отделять избыточный шлак от смеси продукта и шлака.
На фиг. 1А показан пример того, как такой бункер можно использовать в процессе упаковки.
В показанном примерном устройстве 1000 накопительные бункеры (на чертежах не показаны) сбрасывают смесь продукта и шлака, такую как желейные конфеты в сахарной обсыпке, в кольцо бункеров-весов 1100.
Бункеры-весы 1100 содержат датчики (на чертеже не показаны), позволяющие измерять вес содержимого бункеров. Таким образом, можно выбрать несколько бункеров-весов, например, с помощью компьютерного управления, чтобы объединить их содержимое в упаковку, имеющую вес, максимально приближенный к заданному весу, например 250 г.
После выбора нескольких бункеров-весов 1100, открывают их заслонки (на чертеже не показаны), что позволяет содержимому этих выбранных бункеров спуститься через разгрузочный желоб 1200 (показан пунктирными линиями для иллюстрации его скрытого местоположения) в синхронизационный бункер 1300.
Затем синхронизационный бункер 1300 сбрасывает свое содержимое в упаковочный пакет (на чертеже не показан), который затем запечатывают. Затем процесс может быть повторен.
В этом примере как бункеры-весы 1100, так и разгрузочный желоб 1200 используются для отделения избыточного шлака от смеси продукта и шлака, создаваемого накопительными бункерами, в желоб 1400 для шлака. Затем шлак удаляют из желоба 1400 через обвязку 1410 и подают обратно в накопительные бункеры для уменьшения потерь при обработке.
Разгрузочный желоб 1200 концентрично окружен желобом 1400 для шлака, при этом оба желоба отстоят друг от друга настолько, что между ними может проходить шлак.
Разгрузочный желоб 1200 выполнен из сетки, имеющей отверстия, размер которых меньше среднего размера продукта, так что продукт не может проходить через сетку, но больше, чем средний размер частиц шлака, так что шлак может проходить через сетку в желоб 1400 для шлака. Таким образом, разгрузочный желоб 1200 действует как фильтр шлака.
Все устройство устроено таким образом, что последнее сотрясение покрытого шлаком продукта перед его попаданием в упаковку имеет место, когда продукт падает в бункеры-весы 1100. Таким образом, количество покрытия, отделяющегося от продукта за пределами этой точки, сводится к минимуму. Это снижает риск образования свободно перемещающегося шлака, мешающего запечатыванию пакета, и уменьшает количество свободно перемещающегося шлака в конечной упаковке.
Бункеры-весы 1100, показанные на фиг. 1A, и то, как они отделяют избыточный шлак от загруженной в них смеси продукта и шлака, теперь будут описаны более подробно со ссылкой на фиг. 1B-1D. На фиг. 1B представлен трехмерный чертеж примерного бункера-весов 1100. На фиг. 1C представлено схематическое сечение фрагмента примерного устройства 1000, показанного на фиг. 1A, с примерным бункером-весами 1100 в закрытом состоянии. На фиг. 1D представлена аналогичная схема примерного бункера-весов 1100 в открытом состоянии.
На фиг. 1B показан бункер-весы 1100 с заслонкой 1110 в закрытом положении. Заслонка 1110 может управляемо перемещаться между закрытым положением и открытым положением вокруг шарнира 1120, как показано на фиг. 1C и 1D.
В закрытом положении заслонка 1110 наклонена относительно вертикали, что обозначено линией V. Подпорная стенка 1130 бункера также наклонена относительно вертикали и наклонена вниз к заслонке 1110, оканчиваясь немного раньше, чтобы оставить зазор 1140, достаточно большой, чтобы через него мог проходить шлак, но недостаточно большой, чтобы через него мог проходить продукт. Край 1111 заслонки 1110 выступает за подпорную стенку 1130.
Когда смесь продукта и шлака (P + S на фиг. 1С) загружают в закрытый бункер 1100, продукт удерживается между заслонкой 1110 и подпорной стенкой 1130. Однако избыточный шлак (S) выходит через край 1111 и попадает в желоб 1400 для шлака.
Чтобы дать время для осаждения содержимого бункера и, таким образом, для стабилизации веса содержимого бункера, можно ввести временную задержку, например, 800 мс между закрытием и открытием заслонки 1110.
Альтернативно или дополнительно, вес содержимого бункера-весов может постоянно контролироваться, так что выбор подходящих бункеров-весов и открытие их соответствующих заслонок могут выполняться, как только вес всех содержимого бункеров-весов стабилизируется, но не раньше. Например, измерения веса содержимого каждого из бункеров-весов могут производиться на периодической основе, например, каждые 10 мс. Можно считать, что вес содержимого конкретного бункера стабилизировался, если три последовательных измерения дают одно и то же значение веса или находятся в пределах некоего диапазона, например, 0,15 г.
Когда заслонка 1110 открыта, как показано на фиг. 1D, все содержимое бункера плавно соскальзывает с подпорной стенки 1130 на принимающую поверхность разгрузочного желоба 1200, которая находится, по существу, под тем же углом к вертикали, что и подпорная стенка 1130, чтобы снизить риск отделения шлака от продукта при таком переходе.
В некоторых альтернативных примерах осуществления, вместо того, чтобы как заслонка, так и подпорная стенка находились под острым углом к вертикали, когда заслонка закрыта, подпорная стенка может располагаться вертикально, а разгрузочный желоб – непосредственно под ней.
В некоторых альтернативных примерах край заслонки может загибаться таким образом, чтобы шлак направлялся от края в направлении, отличном от направления, в котором проходит остальная часть заслонки.
В некоторых альтернативных примерах зазор может заполняться сеткой, чтобы отфильтровывать избыточный шлак. В таких примерах зазор может быть больше, поскольку сетка предотвращает выпадение продукта через него.
В некоторых альтернативных примерах заслонка вместо поворота может сдвигаться назад в сторону верхней части разгрузочного желоба, чтобы открывать бункер.
В некоторых альтернативных примерах вместо силы тяжести для удаления избыточного шлака может использоваться отсасывание. Например, зазор для выхода шлака может располагаться не на нижнем конце бункера, а выше, на одной из стенок бункера, и может соединяться с вакуумным насосом, так что избыточный шлак может отсасываться из бункера.
Во всех вышеперечисленных примерах предлагается бункер для отведения избыточного шлака от смеси продукта и шлака. Бункер имеет заслонку, выполненную с возможностью перемещения между открытым и закрытым положениями. Заслонка сконфигурирована таким образом, что, когда она находится в открытом положении, предоставляется первый путь для содержимого бункера, представляющего собой смесь продукта и шлака, для выхода из бункера. Когда заслонка находится в закрытом положении, первый путь перекрыт заслонкой, так что продукт остается в бункере, а для выхода шлака из бункера предоставлен второй путь, отличный от первого пути.
Первый путь может содержать первое отверстие, размер которого позволяет выходить как продукту, так и шлаку, а второй путь может содержать второе отверстие (такое, как зазор 1440 в примере на фиг. 1), размер которого позволяет выходить только шлаку, но не продукту.
Первое и второе отверстия могут располагаться таким образом, чтобы продукт и/или шлак могли проваливаться через них под действием силы тяжести, как в примере на фиг. 1.
В качестве альтернативы, продукт и/или шлак могут выводиться из бункера другими способами, например, посредством отсасывания, например, шлаку может быть позволено осесть в бункере вместе с продуктом, но затем его можно отсосать сверху. В этом случае, в зависимости от типа продукта и шлака, отверстие, через которое отсасывается шлак, может быть достаточно большим, так что через него мог бы пройти и продукт, но учитывая, что вакуум достаточно слаб, он не в состоянии всосать продукт и способен всосать только шлак.
Бункер может содержать подпорную стенку, при этом бункер имеет такую конфигурацию, что второе отверстие представляет собой зазор между заслонкой, когда она находится в закрытом положении, и нижним концом подпорной стенки, как в примере на фиг. 1.
Бункер может быть сконфигурирован таким образом, что, когда заслонка находится в открытом положении, первый путь направляет содержимое бункера под действием силы тяжести в первом направлении; а когда заслонка находится в закрытом положении, второй путь направляет шлак из бункера под действием силы тяжести во втором направлении, под углом к первому направлению. Первое направление может быть вертикальным. В качестве альтернативы, как первое, так и второе направления могут проходить под углом к вертикали, как в примерах на фиг. 1.
Подпорная стенка может располагаться под острым углом к вертикали, так что когда заслонка находится в открытом положении, содержимое бункера проходит из бункера поверх подпорной стенки в первом направлении, как в примерах на фиг. 1. В зависимости от типа содержимого бункера, оно может скользить, течь или перекатываться по подпорной стенке.
Бункер может быть сконфигурирован таким образом, что, когда заслонка находится в закрытом положении, она располагается под острым углом к вертикали, так что шлак проходит из бункера поверх заслонки во втором направлении, как в примерах на фиг. 1.
Бункер может быть сконфигурирован таким образом, чтобы было боковое смещение между тем местом, где содержимое бункера выходит из бункера по первому пути, и тем местом, где шлак выходит из бункера по второму пути. (Так обстоит дело в примере на фиг. 1, хотя это не обязательно должны быть примеры, в которых избыточный шлак отделяют отсасыванием).
Бункер может быть сконфигурирован таким образом, что, когда заслонка находится в закрытом положении, дистальный конец заслонки смещен вбок относительно нижнего конца подпорной стенки, образуя край, как в примерах на фиг. 1.
Бункер может быть сконфигурирован таким образом, что, когда заслонка находится в закрытом положении, заслонка и подпорная стенка наклонены друг к другу, при этом подпорная стенка останавливается вблизи заслонки, образуя зазор, а заслонка выходит за пределы того места, где в противном случае заслонка и подпорная стенка пересекалась бы, как в примере на фиг. 1.
Бункер может содержать шарнир, такой как шарнир 1120 на фиг. 1, при этом заслонка выполнена с возможностью перемещения между открытым и закрытым положениями посредством поворота вокруг шарнира, как в примере на фиг. 1. В качестве альтернативы, заслонка может быть сконфигурирована таким образом, чтобы скользить между открытым и закрытым положениями.
Бункер может быть бункером-весами, то есть бункером, способным взвешивать его содержимое, но это не обязательно. В некоторых примерах бункер может дополнительно или альтернативно быть накопительным бункером, вспомогательным бункером, синхронизационным бункером, выходным бункером или разгрузочным бункером.
Устройство для отделения избыточного шлака от смеси продукта и шлака может включать в себя: любой из описанных выше бункеров; первый желоб, расположенный таким образом, чтобы принимать содержимое бункера, выходящее из бункера по первому пути, когда заслонка находится в открытом положении, такой как разгрузочный желоб 1200 в примере на фиг. 1; и второй желоб, расположенный таким образом, чтобы принимать шлак, выходящий из бункера по второму пути, когда заслонка находится в закрытом положении, например, желоб 1400 для шлака в примере на фиг.1.
Первый желоб может располагаться относительно подпорной стенки бункера таким образом, что, когда заслонка находится в открытом положении, содержимое бункера плавно переходит под действием силы тяжести с подпорной стенки бункера на принимающую поверхность желоба, как в примере на фиг. 1.
Первый желоб может выполняться в виде фильтра, сконфигурированного таким образом, чтобы позволять шлаку, попадающему в первый желоб, выходить через первый желоб во второй желоб, но не позволять продукту, попадающему в первый желоб, выходить через первый желоб во второй желоб, как описано выше в отношении примера, показанного на фиг. 1.
Второй желоб может располагаться концентрично вокруг первого желоба, как в примере на фиг. 1.
Упаковочное устройство может включать в себя: описанное выше устройство; устройство для наполнения упаковки, установленное на нижнем конце первого желоба и расположенное таким образом, что содержимое бункера, принимаемое первым желобом, плавно проходит под действием силы тяжести по принимающей поверхности желоба в упаковку; и запечатывающее устройство, сконфигурированное для запечатывания упаковки после того, как содержимое бункера, принимаемое первым желобом, прошло вниз по принимающей поверхности в упаковку. В качестве альтернативы, вместо того, чтобы предоставлять первый желоб для транспортировки продукта в упаковку, содержимое бункера может сбрасываться непосредственно в упаковку, прежде чем она будет запечатана.
На фиг. 2 показана блок-схема, иллюстрирующая примерный способ 200 отвода избыточного шлака от смеси продукта и шлака, где пунктирными линиями обозначены необязательные этапы. На этапе 210 смесь продукта и шлака загружают в бункер, содержащий заслонку, выполненную с возможностью перемещения между открытым и закрытым положениями, при этом заслонка находится в закрытом положении, блокируя первый путь выхода из бункера и тем самым удерживая продукт в бункере, но позволяя шлаку выходить из бункера по второму пути.
Затем, на этапе 220, заслонку перемещают в открытое положение, так что содержимое бункера выходит из бункера по первому пути.
Затем, на этапе 230, заслонку перемещают в закрытое положение, так что первый путь блокируется, и избыточный шлак, остающийся в бункере, выходит из бункера по второму пути.
При необходимости, эти этапы можно повторять.
При необходимости, между этапами 210 и 220 могут дополнительно предусматриваться этапы с 211 по 215 получения множества последовательных измерений веса содержимого бункера и определения на основе множества последовательных измерений веса факта стабилизации веса содержимого бункера. В проиллюстрированном примере это достигается путем установки целого числа m равным нулю на этапе 211, получения измерения веса бункера W(m) на этапе 212, увеличения m на единицу на этапе 213, получения дополнительного измерения веса бункера W(m) на этапе 213, получение дополнительного измерения веса бункера W(m) на этапе 214 и определение на этапе 215, равны ли значения W(m) и W(m-1). Если ответ положительный, значит вес бункера стабилизировался, и происходит переход к этапу 220. Если ответ отрицательный, процесс возвращается к этапу 213.
Одновременно с этапом 220, содержимое бункера, выходящее из бункера по первому пути, может, при необходимости, плавно проходить под действием силы тяжести из бункера в упаковку, и упаковка, при необходимости, может запечатываться на этапе 240.
При необходимости, шлак можно отфильтровывать от содержимого, выходящего из бункера по первому пути.
В способе 200 можно дополнительно использовать устройство из примера, показанного на фиг. 1.
Точно так же, в способе 200 может использоваться устройство, показанное на фиг. 3, имеющее бункер 2100 с двумя заслонки 2110, 2132. Эти заслонки 2110, 2132 могут открываться и закрываться вместе, чтобы открывать и блокировать первый путь. Такие примеры с двумя заслонками особенно хорошо подходят для использования с липкими продуктами (например, с мясом, покрытым маринадом, с липкими сладостями), которые в противном случае могут прилипать к неподвижной подпорной стенке, особенно в бункерах с наклоненными удерживающими стенками 1130, как показано на фиг. 1.
Более подробно, на фиг. 3A и 3B показан бункер 2100 с подвижной первой заслонкой 2110 и противоположной подвижной второй заслонкой 2132. Вторая заслонка 2132 образует нижнюю часть подпорной стенки, которая дополнительно содержит верхнюю фиксированную часть 2134. Таким образом, описанные выше отличительные признаки нижнего конца подпорной стенки, соответственно, свойственны нижнему концу второй заслонки 2132.
Бункер 2100, показанный на фиг. 3, также можно использовать для отделения избыточного шлака от смеси продукта и шлака. Когда заслонки 2110, 2132 находятся в своих соответствующих открытых положениях, любой продукт и/или шлак, содержащиеся в бункере 2100, могут свободно выходить из бункера 2100 по первому пути. Когда заслонки 2110, 2132 находятся в своих соответствующих закрытых положениях, они совместно блокируют или закрывают первый путь, удерживая продукт в бункере 2100. Однако, когда заслонки 2110, 2132 находятся в своих соответствующих закрытых положениях, обеспечивается второй путь из бункера 2100, через который шлак (который обычно представляет собой жидкость и/или имеет относительно небольшие размеры относительно продукта) может выходить из бункера 2100. Второй путь сконфигурирован таким образом, что он не может использоваться для вывода продукта, а только для вывода шлака. Таким образом можно отделять избыточный шлак от смеси продукта и шлака.
На фиг. 3A и 3B также показан разгрузочный желоб 2200, концентрично окруженный желобом 2400 для шлака, причем оба желоба отстоят друг от друга, так что шлак может проходить между ними. Разгрузочный желоб 2200 предпочтительно образован сеткой, имеющей отверстия меньше среднего размера продукта, так что продукт не может проходить через сетку, но больше среднего размера частиц шлака, так что шлак может проходить через сетку в желоб 2400 для шлака. Таким образом, такой разгрузочный желоб 2200 действует в качестве фильтра шлака.
На фиг. 3А показан бункер 2100 в закрытом положении, когда каждая из первой и второй заслонок 2110, 2132 находится в соответствующем закрытом положении. Как показано на чертеже, в этом соответствующем закрытом положении первая заслонка 2110 наклонена относительно вертикали. При этом вторая заслонка 2132 бункера 2100 также наклонена относительно вертикали и наклонена вниз к первой заслонке 2110, оканчиваясь совсем рядом с ней, чтобы оставить зазор 2140 (то есть второе отверстие), достаточно большой, чтобы шлак мог проходить через него, но недостаточно большой, чтобы через него мог проходить продукт. Первая заслонка 2110 длиннее второй заслонки 2132 и продолжается дальше точки, где в противном случае пересеклись бы первая заслонка 2110 и вторая заслонка 2132.
Когда смесь продукта и шлака (P + S на фиг. 3A) загружают в закрытый бункер 2100, продукт задерживается первыми и вторыми заслонками 2110, 2132. Однако избыточный шлак (S) выходит через зазор 2140, оставшийся между первой и второй заслонками 2110, 2132. Этот зазор 2140 между заслонками 2110, 2132, через который проходит второй путь, меньше, чем средний минимальный размер продукта, но больше, чем средний наибольший размер шлака. Таким образом, шлак проходит через зазор 2140 и отделяется от продукта.
Отделенный шлак S проходит поверх более длинной первой заслонки 2110, через отверстие 2200a (например, проход или прорезь) в разгрузочном желобе 2200 и в желоб 2400 для шлака. В дополнительных вариантах осуществления, в которых разгрузочный желоб 2200 выполнен из сетки, шлак S может проходить через разгрузочный желоб 2200 без необходимости в каких-либо дополнительных отверстий. В некоторых случаях шлак, поступающий в разгрузочный желоб 2200, может собираться и повторно вводиться в технологическую линию на более ранней стадии.
На фиг. 3B показан бункер 2100 в таком положении, когда первая и вторая заслонки 2110, 2132 находятся в своих соответствующих открытых положениях. Эти открытые положения 2110, 2132 являются, по существу, вертикальными, что может иметь место, если первой и второй заслонкам 2110, 2132 будет позволено свободно падать под действием силы тяжести. Однако заслонки 2110, 2132 могут удерживаться в альтернативных положениях.
В этом открытом положении содержимое бункера 2100 (то есть продукт P и любой остающийся шлак S) выпускается под действием силы тяжести по первому пути в разгрузочный желоб 2200, как показано стрелкой P + S. Этот первый путь проходит между открытыми заслонками 2110, 2132, между которыми образовано отверстие (т.е. первое отверстие), размер которого позволяет выходить как продукту, так и шлаку, поскольку минимальное расстояние между заслонками 2110, 2132 больше, чем максимальный размер как продукта, так и шлака.
Как рассматривалось выше, продукт P, который прошел по упомянутому первому пути, может затем упаковываться с использованием упаковочной машины, имея пониженное содержание шлака S.
Первая и вторая заслонки 2110, 2132 поворачиваются вокруг шарниров 2120a, 2120b, чтобы перемещаться между своими соответствующими закрытым и открытым положениями (как показано пунктирными линиями на фиг. 3A). Однако это необязательно, и одна или несколько заслонок 2110, 2132 могут перемещаться альтернативным образом (например, скользить).
В предпочтительном варианте осуществления первая и вторая заслонки 2110, 2132 открываются, по существу, одновременно, то есть в одно и то же время или в унисон, а не последовательно. Одновременное перемещение обеих заслонок 2110, 2132 приводит к существенному сотрясению содержимого бункера 2100, что предотвращает прилипание липкого продукта к внутренней поверхности бункера 2100 и его не выгрузку. Однако в дополнительных вариантах осуществления заслонки 2110, 2132 могут открываться последовательно (например, чтобы избежать ненужного сотрясения сухих продуктов, что может привести к образованию большего количества шлака).
Как понятно из фиг. 3A и 3B, первый путь, по которому могут проходить продукт и шлак, и второй путь, по которому проходит только шлак, смещены в поперечном направлении и продолжаются в разных направлениях. Однако это не является обязательным (например, в случаях, когда шлак удаляется из бункера отсасыванием).
Бункер можно контролировать и взвешивать, как описано выше со ссылкой на фиг. 1 и 2. Например, между закрытием и открытием заслонки может вводиться временная задержка, например, 800 мс, чтобы позволять содержимому бункера стабилизироваться перед взвешиванием. В качестве альтернативы, вес бункера можно постоянно или периодически контролировать, и окончательное измерение веса может быть произведено, когда вес содержимого стабилизируется.
Аналогичным образом, в дополнительных вариантах осуществления бункер 2100, показанный на фиг. 3, может дополнительно характеризоваться любыми из дополнительных или предпочтительных отличительных признаков, рассмотренных выше со ссылкой на фиг. 1 и 2. Например, первая заслонка 2110 может иметь изогнутую или наклонную кромку, так что когда первая заслонка 2110 закрыта, шлак, движущееся по второму пути, будет направлен или отклонен в требуемом направлении.
Другие варианты осуществления станут очевидными для специалистов в данной области техники исходя из рассмотрения описания и практического применения рассмотренных здесь вариантов осуществления. Подразумевается, что вышеприведенные описание и примеры должны рассматриваться всего лишь как иллюстрации.
Термины "сверху", "снизу", "сбоку", "спереди", "сзади", "передний", "задний" и другие термины, описывающие ориентацию элементов, не предназначены для ограничения изобретения и использованы исключительно для облегчения описание относительного расположения этих элементов в контексте сопроводительных чертежей. При эксплуатации или при хранении элементы могут располагаться в другой ориентации.
Кроме того, там, где в заявке описан определенный порядок этапов способа или процедуры, можно или даже целесообразно при определенных обстоятельствах изменять порядок, в котором выполняются некоторые этапы, и предполагается, что сформулированные в данном документе пункты формулы изобретения, относящиеся к конкретным этапам способа или процедурам, не следует истолковывать как привязанные к конкретному порядку их выполнения, если такой конкретный порядок не оговорен явно в формуле изобретения. То есть, операции/этапы могут выполняться в любом порядке, если не оговорено иное, и варианты осуществления могут включать в себя дополнительное или меньшее количество операций/этапов, чем то, которое раскрыто в данном документе. Кроме того, предполагается, что выполнение или осуществление конкретной операции/этапа до, одновременно с или после другой операции находится в соответствии с описанными вариантами осуществления.