Способ и система для основанного на текучей среде распределения продукта - RU2587312C2

Чертежи

Показать все 7 чертежа(ей)

Описание

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Описание изобретения заявки направлено на системы распределения предметов и способы их использования.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Различные предметы или продукты часто подаются в линейные системы распределения для транспортировки или перемещения этих предметов или продуктов на одну или более расположенные дальше по ходу станции обработки. Такие линейные системы распределения, однако, имеют несколько недостатков. Например, линейные системы распределения обычно имеют группу затворов в различных местах вдоль конвейера. Однако, так как эти затворы разнесены вдоль длины конвейера, продукт может только подаваться на один затвор одновременно. То есть, когда продукт транспортируется вниз по конвейеру, передний продукт входит в первый открытый затвор, который встречается. Этот способ последовательной подачи продукта в затворы, расположенные вдоль линейного конвейера, может уменьшить эффективность доступных расположенных дальше по ходу станций обработки, при этом одновременно увеличивая требуемую занимаемую площадь системы распределения.

Кроме того, когда продукт направляется на первый затвор вдоль конвейера, станции обработки, расположенные дальше по ходу относительно других затворов, могут останавливаться или входить в режимы готовности до тех пор, пока первые открытые затворы не заполнятся продуктом. Когда эти упаковочные станции возвращаются в состояние онлайн или повторно запускаются, они, более вероятно, забиваются или иным образом испытывают затруднения, чем те машины, которые работают более регулярно.

Кроме того, так как расположенные ближе по ходу затворы всегда первыми получают продукт, станции обработки, связанные с этими затворами, стремятся разместить существенно больше продукта, чем станции обработки, связанные с затворами дальше по линии. Таким образом, со временем, упаковочные станции получают наравномерное использование и изнашивание с разными степенями.

КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В одном варианте осуществления, радиальная система распределения для распределения продукта включает в себя внутренний проход и множество отверстий, радиально разнесенных вокруг внутреннего прохода. Внутренний проход проходит от участка основания к верхнему участку радиальной системы распределения и имеет впуск в участке основания для обеспечения возможности входа продукта во внутренний проход. Множество отверстий радиально разнесено вокруг внутреннего прохода в верхнем участке для обеспечения возможности выхода продукта из внутреннего прохода. Множество затворных элементов связано с, по меньшей мере, некоторыми из множества отверстий. Затворные элементы выполнены с возможностью перемещения между открытым положением, которое обеспечивает возможность перемещения продукта через отверстие, связанное с этим затворным элементом, и закрытым положением, которое ограничивает перемещение продукта через отверстие, связанное с этим затворным элементом.

В некоторых вариантах осуществления, обеспечена область сбора текучей среды. Область сбора текучей среды, по меньшей мере, частично окружает внутренний проход и выполнена таким образом, чтобы собирать текучую среду, которая отводится из внутреннего прохода. В других вариантах осуществления, множество направляющих продукт элементов задает пути распределения потока, которые проходят от, по меньшей мере, некоторых из множества отверстий. Направляющие продукт элементы могут включать в себя проницаемый участок, который проходит через область сбора текучей среды для обеспечения возможности прохождения текучей среды через направляющие продукт элементы в область сбора текучей среды. Проницаемые участки направляющих продукт элементов могут содержать элементы проволочной клетки. Направляющие продукт элементы также могут искривляться при прохождении радиально от отверстий.

В некоторых вариантах осуществления, внутренний проход может иметь первую площадь поперечного сечения на впуске и вторую площадь поперечного сечения в месте, ближе к отверстиям, при этом вторая площадь поперечного сечения больше, чем первая площадь поперечного сечения. Внутренний проход также может быть, в основном, круглым в поперечном сечении по его длине.

В некоторых вариантах осуществления, затворные элементы могут быть независимо приводимыми в действие между открытым и закрытым положениями, независимо от положения других затворных элементов. Затворные элементы могут быть соединены с верхним участком радиальной системы распределения. Затворные элементы также могут быть выполнены таким образом, чтобы обеспечивать возможность прохождения текучей среды через затворные элементы, когда затворные элементы находятся в закрытом положении.

В другом варианте осуществления, обеспечен способ распределения продукта. Способ включает в себя направление текучей среды и продукта через впуск в нижнем участке радиальной системы распределения и во внутренний проход радиальной системы распределения, и направление текучей среды и продукта через внутренний проход в верхний участок внутреннего прохода. Текучая среда и продукт могут подаваться через множество отверстий в верхнем участке внутреннего прохода и на множество направляющих продукт элементов. По меньшей мере, часть текучей среды может отделяться от продукта, когда продукт проходит через направляющие продукт элементы.

В некоторых вариантах осуществления, один или более затворных элементов могут быть обеспечены, при этом затворные элементы связаны с отверстиями. Затворные элементы могут быть подвижными между открытым положением, которое обеспечивает возможность протекания продукта через отверстие, связанное с этим затворным элементом, и закрытым положением, которое ограничивает протекание продукта через отверстие, связанное с этим затворным элементом. По меньшей мере, один из затворных элементов может закрываться для ограничения потока продукта через отверстие, связанное с этим затворным элементом. В некоторых вариантах осуществления, внутренний проход может иметь площадь поперечного сечения, которая увеличивается от впуска к верхнему участку, и работа направления текучей среды и продукта через внутренний проход к верхнему участку внутреннего прохода содержит уменьшение скорости текучей среды, протекающей через внутренний проход, по мере ее перемещения от впуска к верхнему участку.

В некоторых вариантах осуществления, работа отделения части текучей среды от продукта содержит направление продукта через участок направляющего продукт элемента, который является проницаемым, и обеспечение возможности прохождения текучей среды через проницаемый участок направляющего продукт элемента в область сбора текучей среды. В других вариантах осуществления, способ включает в себя подачу продукта в резервуар накопления продукта, который включает в себя текучую среду, закачивание текучей среды и продукта из резервуара накопления продукта в радиальную систему распределения и подачу текучей среды из области сбора текучей среды в резервуар накопления продукта.

В другом варианте осуществления, обеспечена система для распределения продукта. Система включает в себя резервуар накопления продукта для размещения продукта в текучей среде, радиальное устройство распределения, первый путь протекания текучей среды и множество направляющих продукт элементов. Устройство имеет впуск в нижнем участке устройства и внутренний проход, проходящий от впуска к верхнему участку устройства. Устройство также имеет множество радиально разнесенных отверстий в верхнем участке устройства. Первый путь протекания текучей среды проходит между резервуаром накопления продукта и впуском радиального устройства распределения. Множество направляющих продукт элементов проходит радиально от отверстий в верхнем участке устройства.

В некоторых вариантах осуществления, система включает в себя область сбора текучей среды для размещения текучей среды, когда она отводится из направляющих продукт элементов, и второй путь протекания текучей среды, проходящий между областью сбора текучей среды и резервуаром накопления продукта. В других вариантах осуществления, область сбора текучей среды может, по меньшей мере, частично окружать внутренний проход устройства. Насос также может быть обеспечен и предназначен для подачи текучей среды и продукта из резервуара накопления продукта во впуск устройства.

В некоторых вариантах осуществления, множество затворных элементов может быть связано с, по меньшей мере, некоторыми из множества отверстий. Затворные элементы могут быть выполнены с возможностью перемещения между открытым положением, которое обеспечивает возможность перемещения продукта через отверстие, связанное с этим затворным элементом, и закрытым положением, которое ограничивает перемещение продукта через отверстие, связанное с этим затворным элементом.

Вышеупомянутые и другие цели, признаки и преимущества вариантов осуществления, раскрытых здесь, станут более очевидными из нижеследующего подробного описания, которое следует дальше со ссылкой на прилагаемые чертежи.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

На ФИГ. 1 показан схематичный вид основанной на текучей среде системы распределения для распределения продукта в различные расположенные дальше по ходу области обработки.

На ФИГ. 2 показан вид сверху основанной на текучей среде системы распределения.

ФИГ. 3 показан разрез основанной на текучей среде системы распределения, показанной на ФИГ. 2, взятый по линии 3-3 ФИГ. 2.

На ФИГ. 4 показан перспективный вид основанной на текучей среде системы распределения, показанной на ФИГ. 2.

На ФИГ. 5 показан вид сбоку основанной на текучей среде системы распределения, показанной на ФИГ. 2.

На ФИГ. 6 показана основанная на текучей среде система распределения ФИГ. 4 с иллюстративной текучей средой и продуктом, распределяемыми в ней.

На ФИГ. 7 показан перспективный вид другого варианта осуществления основанной на текучей среде системы распределения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

Дальнейшее описание является иллюстративным по сути и не подразумевается для ограничения объема, применимости или конфигурации изобретения каким-либо образом. Различные изменения относительно описанного варианта осуществления могут быть выполнены в функции и расположении элементов, описанных здесь, не выходя за пределы объема изобретения.

Как используется в этой заявке и в формуле изобретения, формы единственного числа "a," "an" и "the" включают формы множественного числа, если контекст четко не обуславливает иное. Кроме того, термин "включает в себя" означает "содержит". Более того, термины "соединенный" и "связанный", в общем смысле, означают электрически, электромагнитно и/или физически (например, механически или химически) соединенный или сочлененный и не исключает наличия промежуточных элементов между соединенными или связанными предметами, в отсутствие конкретной обратной формулировки.

Хотя операции иллюстративных вариантов осуществления раскрытого способа могут описываться в конкретном, последовательном порядке для удобного представления, следует понимать, что раскрытые варианты осуществления могут охватывать порядок операций, отличный от раскрытого конкретного, последовательного порядка. Например, операции, описанные последовательно, могут в некоторых случаях переставляться или выполняться одновременно. Более того, описания и раскрытия, обеспеченные во взаимосвязи с одним конкретным вариантом осуществления, не ограничены на этом варианте осуществления и могут применяться для любого раскрытого варианта осуществления.

Кроме того, с целью упрощения, прилагаемые фигуры могут не показывать различные способы (легко распознаваемые, исходя из этого описания изобретения, для среднего специалиста в данной области техники), в которых раскрытые система, способ и устройство могут использоваться в комбинации с другими системами, способами и устройствами. Дополнительно, описание иногда использует термины, такие как "изготавливать" и "обеспечивать" для описания раскрытого способа. Эти термины являются обобщениями высокого уровня действительных операций, которые могут выполняться. Действительные операции, которые соответствуют этим терминам, могут варьироваться в зависимости от конкретного осуществления и, исходя из этого описания изобретения, являются легко распознаваемыми для среднего специалиста в данной области техники.

Системы распределения, такие как описанные ниже, функционируют для перемещения продукта из одного места в другое для обработки. Для улучшения эффективности, может быть желательным иметь систему распределения, которая является способной распределять продукт относительно равным образом на множество станций обработки. Кроме того, так как отдельные станции обработки время от времени должны останавливаться или иным образом приводиться во временно неработающее состояние, также может быть желательным обеспечить систему распределения, которая может динамически реагировать на такие требования обработки посредством перенаправления продукта от одной станции обработки на другую. Радиальные системы распределения, описанные здесь, могут позволить одновременное направление продукта на множество станций обработки или конвейеров и, если требуется, могут быть применимыми для накапливания продукта и/или перенаправления продукта из неактивных станций обработки.

На ФИГ. 1 показана основанная на текучей среде система 100 сортировки и распределения предметов. В некоторых вариантах осуществления, система содержит резервуар 102 накопления продукта, радиальную систему 104 распределения и путь 106 подачи текучей среды, через который продукт может перемещаться из резервуара 102 накопления продукта к радиальной системе 104 распределения. Резервуар 102 накопления продукта может содержать резервуар, который вмещает объем текучей среды 110, такой как вода, в который продукт 108 может подаваться. В некоторых вариантах осуществления, продукт 108 содержит цельный картофель или сладкий картофель. Однако следует понимать, что другие пищевые продукты могут аналогичным образом распределяться, используя основанные на текучей среде системы сортировки и распределения предметов, описанные здесь.

Вначале, продукт 108 может подаваться в резервуар 102 накопления продукта. Продукт 108 может подаваться в резервуар 102 накопления продукта любым известным образом. Таким образом, например, продукт 108 может подаваться на конвейер 112, который транспортирует продукт 108 из зоны сбора продукта (не показана) в резервуар 102 накопления продукта. Как показано на ФИГ. 1, продукт 108 может просто сбрасываться в резервуар 102 накопления продукта, при этом текучая среда 110, по существу, предотвращает появление повреждения на продукте 108, когда он падает. В качестве альтернативы, другие способы могут использоваться для уменьшения расстояния, с которого продукт 108 падает из зоны подачи продукта (например, конвейера 102). Например, направляющие или спуски, или другие такие механизмы подачи могут применяться для уменьшения скорости продукта 108, поступающего в резервуар 102 накопления продукта.

Резервуар 102 накопления продукта может быть достаточно большим для сбора и хранения требуемого количества продукта 108 в нем. Когда продукт 108 накапливается в резервуаре 102 накопления продукта, некоторое количество продукта 108 может отводиться из резервуара 102 накопления продукта и в путь 106 подачи текучей среды. Путь 106 подачи текучей среды может содержать трубу или другой патрубок, который имеет достаточно большую площадь поперечного сечения, таким образом текучая среда 110 может перемещать продукт 108 через путь 106 подачи текучей среды. Таким образом, например, продукт с бόльшим диаметром может требовать трубопровод с бόльшим диаметром. Насос 114 может быть обеспечен для закачивания текучей среды 110, наряду с продуктом 108 в текучей среде 110, из резервуара 102 накопления продукта. Когда продукт 108 закачивается в путь 106 подачи текучей среды, он перемещается в направлении стрелки 116 к радиальной системе 104 распределения.

Радиальная система 104 распределения содержит отверстие (впуск) 118 во взаимодействии по текучей среде с путем 106 подачи текучей среды. Внутренний проход 120 проходит от отверстия 118 в радиальную систему 104 распределения. Когда текучая среда 110 протекает в отверстие 118 и вверх внутреннего прохода 120, продукт 108 аналогичным образом направляется в отверстие 118 и вверх внутреннего прохода 120. Одно или более отверстий 122 во внутреннем проходе 120 обеспечивают возможность выхода продукта 108 из внутреннего прохода 120 и протекания во множество путей 124 распределения потока.

Текучая среда 110 также закачивается через внутренний проход 120 и из отверстий 122. Когда текучая среда 110 выходит из отверстий 122, она протекает в область 126 сбора текучей среды, как показано стрелками 128. Из области 126 сбора текучей среды, текучая среда 110 возвращается в резервуар 102 накопления продукта через посредство обратного пути 130 подачи текучей среды в направлении, показанном стрелками 132. Соответственно, текучая среда 110 в основанной на текучей среде системе 100 сортировки и распределения предметов работает как система подачи с замкнутым контуром, которая подает продукт 108 из резервуара 102 накопления продукта на радиальную систему 104 распределения и затем рециркулирует для повторного использования при подаче дополнительного продукта из резервуара 102 накопления продукта на радиальную систему 104 распределения.

Продукт 108, выходящий из внутреннего прохода, протекает во множество путей 124 распределения потока. Эти пути 124 распределения потока направляют продукт 108 в заданном направлении для дополнительной обработки. Например, как показано на ФИГ. 1, продукт 108 может направляться в одно или более дополнительных транспортирующих устройств 134, таких как двушнековый питатель, и затем отрезаться в любую требуемую форму посредством режущих машин 136. Продукт 108, который был направлен вниз по пути 124 распределения потока и отрезан посредством режущей машины 136, затем может упаковываться в мешки и/или подвергаться дополнительной обработке.

Снова ссылаясь на ФИГ. 1, в случае, если путь 106 подачи текучей среды имеет какие-либо изгибы или кривые между резервуаром 102 накопления продукта и радиальной системой 104 распределения, путь 106 подачи текучей среды является, предпочтительно, относительно прямым вблизи отверстия 118. Посредством обеспечения относительно прямой секции пути 106 подачи текучей среды до направления текучей среды 110 (и продукта 108) через отверстие 118, турбулентность в потоке текучей среды 110 может быть уменьшена, обеспечивая более эффективную и единообразную подачу продукта в радиальную систему 104 распределения. В некоторых вариантах осуществления, путь 106 подачи текучей среды содержит относительно прямую секцию, которая проходит, по меньшей мере, на два радиуса пути 106 подачи текучей среды в длине от отверстия 118 радиальной системы 104 распределения.

Хотя на ФИГ. 1 показана система, которая применяет насос для направления текучей среды и продукта, переносимого текучей средой в радиальную систему распределения. Однако следует понимать, что другие системы и способы могут использоваться для направления текучей среды в радиальную систему распределения. Например, вместо насоса, текучая среда может направляться в радиальную систему распределения, используя приводимую в действие силой тяжести систему гидротранспорта по желобам, которая является способной обеспечить протекание требуемого количества текучей среды (например, воды) в радиальную систему распределения для распределения продукта, как описано здесь.

На ФИГ. 2-5 показаны различные виды варианта осуществления радиальной системы 104 распределения. На ФИГ. 2 показан вид сверху радиальной системы 104 распределения, а на ФИГ. 3 показан разрез радиальной системы 104 распределения, взятый по линии 3-3 ФИГ. 2. Как видно на ФИГ. 2 и 3, внутренний проход 120 задан нижним стеновым участком 140 и верхним стеновым участком 142. Нижний и верхний стеновые участки 140, 142 совместно задают внутренний проход. Термины нижний и верхний относятся к относительным положениям, не к самым нижним или самым верхним участкам системы. То есть какой-либо участок, который выше "нижнего" участка, может рассматриваться "верхним" участком, а какой-либо участок, который ниже "верхнего" участка, может рассматриваться "нижним участком".

Как наилучшим образом видно на ФИГ. 3, нижний стеновой участок 140 содержит, в общем смысле, цилиндрический участок, который включает в себя отверстие 118. Диаметр (или ширина), в общем смысле, цилиндрического участка обозначен на ФИГ. 3 как D1. Нижний стеновой участок увеличивается в диаметре (или ширине) от D1 до D2 по мере его прохождения вверх. Аналогичным образом, верхний стеновой участок 142 увеличивается в диаметре (или ширине) по мере его прохождения вверх. Таким образом, верхний стеновой участок 142 увеличивается в диаметре от диаметра D2 до диаметра D3 вблизи множества отверстий 122. Кроме того, верхний стеновой участок дополнительно увеличивается в диаметре от диаметра D3 вблизи отверстий 122 до диаметра D4 выше отверстий 122. Как показано на ФИГ. 3, D1

Увеличение диаметра от отверстия 118 до отверстий 122 уменьшает скорость, с которой продукт 108 перемещается через внутренний проход 120 радиальной системы 104 распределения, посредством уменьшения потока текучей среды через эти области. Предпочтительно, путь 106 подачи текучей среды выполнен с диаметром только незначительно больше, чем максимальный диаметр продукта, распределяемого через него. Эта конфигурация обеспечивает возможность протекания текучей среды 110 через путь 106 подачи текучей среды с относительно высокой скоростью. Высокие скорости потока могут способствовать уменьшению возникновения закупоривание продуктом 108 пути 106 подачи текучей среды. Однако скорость во внутреннем проходе 120 желательно ниже, чем скорость в пути 106 подачи текучей среды. Расширение внутреннего прохода 120 образом, показанным на ФИГ. 3, функционирует в качестве вертикального деакселератора, который уменьшает скорость текучей среды 110 (и, следовательно, продукта 108), когда она перемещается через внутренний проход 120 в отверстия 122.

Снова ссылаясь на ФИГ. 2, множество отверстий 122 обеспечено в верхнем стеновом участке 142. Каждое отверстие 122 может подводить к пути 124 распределения потока, заданному направляющими продукт элементами (например, элементами проволочной клетки и/или другими поверхностями, которые могут направлять перемещение продукта из отверстий). На ФИГ. 2 показано восемь отверстий 122, которые подводят к восьми путям 124 распределения потока. Однако следует понимать, что другие количества отверстий и путей распределения потока являются возможными. Таким образом, например, радиальная система 104 распределения может иметь только три пути распределения потока или целых шестнадцать путей распределения потока. В некоторых вариантах осуществления, может быть возможным иметь более шестнадцати путей распределения потока; однако, в зависимости от продукта, который распределяется, диаметр D3 вблизи отверстий 122, вероятно, будет необходимо значительно увеличить для поддерживания такого большого количества путей распределения потока.

Каждый путь 124 распределения потока может включать в себя участок уменьшения текучей среды (например, участок обезвоживания) 146. Участки 146 уменьшения текучей среды выполнены таким образом, что текучая среда (например, вода), которая выходит через отверстия 122 с продуктом 108, может удаляться из пути 124 распределения потока. Таким образом, текучая среда 110 может отделяться от продукта 108 и, если требуется, направляться обратно в резервуар 102 накопления продукта для повторного использования. Как наилучшим образом видно на ФИГ. 3, участки 146 уменьшения текучей среды содержат проводящие пути, которые имеют проницаемые области для обеспечения возможности прохода текучей среды 110 через участки 146 уменьшения текучей среды. Такие проницаемые проводящие пути могут содержать, например, элементы проволочной клетки, которые имеют достаточную конструкцию для предотвращения прохода продукта 108 через проницаемые области, при этом обеспечивая возможность протекания текучей среды 110 вниз в область 126 сбора текучей среды. Область 126 сбора текучей среды, в общем смысле, может окружать нижний и верхний стеновые участки 140, 142. Таким образом, область 126 сбора текучей среды может быть задана пространством между внешней стеновой поверхностью нижнего и верхнего стеновых участков 140, 142 и внутренней поверхностью внешнего стенового элемента 148. Один или более выпусков 150 могут быть обеспечены для направления текучей среды 110 из области 126 сбора текучей среды обратно в резервуар 102 накопления продукта.

Пути 124 распределения потока снаружи участков 146 уменьшения текучей среды также могут содержать проницаемые проводящие пути; однако, так как бόльшая часть текучей среды 110 была удалена из путей 124 распределения потока в участках 146 уменьшения текучей среды, пути 124 распределения потока снаружи участков 146 уменьшения текучей среды могут быть образованы без каких-либо таких проницаемых областей.

Как показано на ФИГ. 2 и 4, пути 124 распределения потока могут искривляться или изгибаться при прохождении от отверстий 122. Искривление путей 124 распределения потока может быть полезным для определенного продукта, такого как цельный картофель. Цельный картофель (обычный или сладкий) может катиться, при выходе из отверстий 122 и вхождении в путь 124 распределения потока. Такое качение может быть нежелательным, так как катящийся картофель стремится перемещаться отчасти непредсказуемым образом. Посредством искривления пути 124 распределения потока образом, показанным на ФИГ. 2 и 4, цельный картофель, более вероятно, скользит по путям 124 распределения потока управляемым образом.

Множество радиально-разнесенных затворных элементов 152 может располагаться рядом с отверстиями 122, с каждым затворным элементом 152, расположенным рядом с одним отверстием 122. Каждый затворный элемент 152 может быть выполнен таким образом, чтобы быть приводимым в действие для перемещения между открытым положением и закрытым положением. В открытом положении, затворный элемент 152 обеспечивает возможность прохождения продукта 108 через отверстие 122, связанное с этим затворным элементом 152. В закрытом положении, затворный элемент 152 ограничивает прохождение продукта 108 через отверстие 122, связанное с этим затворным элементом 152.

Различные конфигурации для открывания и закрывания затворных элементов 152 могут использоваться. Например, как наилучшим образом показано на ФИГ. 5, каждый затворный элемент 152 может монтироваться и/или соединяться с воздушным цилиндром 154 затвора, который выполнен таким образом, чтобы перемещать затворный элемент 152 вверх и вниз между открытым и закрытым положениями. В качестве альтернативы, затворный элемент 152 может скользить так, чтобы открываться в другом направлении (например, вбок), и/или выполнен с возможностью перемещения между открытым и закрытым положением другим образом, например посредством поворачивания вокруг шарнирного элемента. Так как затворные элементы могут открываться и закрываться независимо друг от друга, в любой заданный момент времени один или более затворных элементов может находиться в открытом положении, тогда как другие затворные находятся в закрытом положении. Кроме того, может быть желательным позволить затворному элементу функционировать в частично открытом положении.

Ссылаясь на ФИГ. 3, разрез радиальной системы 104 распределения показывает два затвора в открытом положении и один затвор в закрытом положении. Затворный элемент 152 может содержать ограничивающий открывание участок 156. Ограничивающий открывание участок 156 может представлять собой проницаемый элемент, например пальцеобразную конструкцию, показанную на ФИГ. 3. Таким образом, когда затворный элемент 152 находится в закрытом положении, текучая среда 110 может по-прежнему иметь возможность проходить через "закрытый" затворный элемент 152. Чтобы переместить затворный элемент 152 в открытое положение, ограничивающий открывание участок 156 может перемещаться из отверстия 122. В некоторых вариантах осуществления, это может содержать перемещение ограничивающего открывание участка 156 вверх и от отверстия 122. В других вариантах осуществления, ограничивающий открывание участок 156 может перемещаться вниз, побуждая позволяющий открывание участок затворного элемента 152 выравниваться с отверстием 122, тем самым обеспечивая возможность прохождения продукта 108 через отверстие 122 и входа в путь 124 распределения потока.

На ФИГ. 6 показана радиальная система 104 распределения в работе. Для удобства, другие элементы системы (такие как подающие текучую среду трубы или расположенные дальше по ходу станции обработки) опущены. Как видно на ФИГ. 6, продукт (например, картофель) может переноситься вверх по направлению к верхней части радиальной системы 104 распределения посредством текучей среды (например, воды) до тех пор, пока продукт не встретится с открытым затворным элементом 152. Когда продукт проходит через затворный элемент 152, продукт обезвоживается по мере его прохождения через и/или сквозь участки 146 уменьшения текучей среды. Обезвоженный продукт затем направляется вдоль соответствующих путей 124 распределения потока.

По существу, произвольный характер потока продукта 108 через внутренний проход 120 радиальной системы 104 распределения помогает поддерживать продукт, в основном, равномерно распределенным на различные отверстия 122. Если какие-либо затворные элементы 152 закрыты, продукт 108 будет циркулировать в радиальной системе 104 распределения до тех пор, пока он не встретится с затворным элементом 152, который находится в открытом положении. Как только продукт 108 достигает этого открытого затворного элемента 152, он может выходить из отверстия 122 и перемещаться на связанный путь 124 распределения потока.

Как отмечено выше, каждый из затворных элементов 152 может по отдельности (индивидуально) открываться и закрываться. Соответственно, если имеется проблема с одной из расположенных дальше по ходу станций обработки, соответствующий затворный элемент, который управляет потоком продукта на эту станцию обработки, может закрываться для предотвращения направления дополнительного продукта 108 на эту станцию.

На ФИГ. 7 показан другой вариант осуществления радиальной системы 204 распределения. Как и в других системах, описанных здесь, радиальная система 204 распределения содержит отверстие (впуск), через которое может получаться текучая среда и продукт, и внутренний проход, проходящий от отверстия в радиальную систему 204 распределения. Когда текучая среда (например, вода) протекает в отверстие и вверх внутреннего прохода, продукт может направляться вдоль одного или более участков 246 уменьшения текучей среды или обезвоживающих путей.

После выхода из участков 246 уменьшения текучей среды, продукт подается на основной элемент 250. В некоторых вариантах осуществления, основной элемент 250, по существу, окружает участки 246 уменьшения текучей среды. Основной элемент 250 может быть выполнен для удерживания продукта, если необходимо. Например, основной элемент 250 может окружаться одной или более стенками 252, которые обеспечивают возможность удерживания продукта в основном элементе 250.

Продукт может направляться из участков 246 уменьшения текучей среды на основной элемент 250. В некоторых вариантах осуществления, продукт может направляться непосредственно из участков 246 уменьшения текучей среды во множество путей 224 распределения потока. Пути 224 распределения потока могут быть соединены с основным элементом 250 или иным образом расположены рядом с основным элементом 250. Отверстия 254 могут быть обеспечены в стенке(ах) 252 для обеспечения возможности прохождения продукта от основного элемента 250 в пути 224 распределения потока. Затворные элементы (не показаны) могут быть обеспечены рядом с отверстиями 254 для управления потоком продукта через отверстия 254. Затворные элементы могут быть образованы, как описано выше, или другими образами для ограничения прохождения продукта через соответствующее отверстие 254 в одной конфигурации (закрытой конфигурации) и обеспечения возможности прохождения продукта через соответствующее отверстие 254 в другой конфигурации (открытой конфигурации).

Затворные элементы могут независимо друг от друга управляться таким же образом, что и другие затворные элементы, описанные здесь. Посредством закрывания затворных элементов, распределение продукта вниз по соответствующему пути 224 распределения потока может прерываться или препятствоваться, побуждая продукт накапливаться на основном элементе 250. Для направления продукта, накопленного на основном элементе 250, на открытый затворный элемент, основной элемент 250 может соединяться с вибрационным механизмом или другой такой конструкцией, способной перемещать продукт радиально вдоль основного элемента 250. В других вариантах осуществления, продукт может перемещаться радиально от закрытого отверстия 254 на другое отверстие 254 посредством направления текучей среды радиально вдоль основного элемента 250.

В определенных вариантах осуществления, один или более затворных элементов могут частично открываться для регулирования размера продукта, который имеет возможность проходить через этот затворный элемент. Так называемый "частично открытый" затворный элемент также может включать затворный элемент, который выполнен с одним или более отверстиями в затворном элементе для обеспечения возможности прохождения продукта через затворный элемент, когда он находится в иным образом "закрытом" положении. Таким образом, вместо того, чтобы представлять собой затворный элемент, который является подвижным до определенного положения для открывания отверстия затвора, такой затворный элемент может иметь одно или более отверстий в самом затворном элементе. Такие отверстия могут использоваться для распределения по категориям или сортировки продукта иным образом. Например, отверстия могут иметь размеры для обеспечения возможности прохождения через отверстия только продукта, имеющего определенные характеристики. Таким образом, например, такие затворные элементы могут использоваться для "отсеивания" имеющего меньший размер цельного картофеля из сортирующей обработки, которая включала распределение имеющего бόльший размер цельного картофеля.

Следует отметить, что размерные характеристики могут варьироваться в зависимости от продукта, который распределяется. В действительности, оптимальные размерные характеристики устройства могут существенно варьироваться для одного типа продукта (например, цельного сладкого картофеля), ввиду естественного отличия картофелин и коммерческих предпочтений для разных размеров и разрезов сладкого картофеля.

Продукт, который подлежит распределению в соответствии с радиальными системами распределения, описанными здесь, может обрабатываться различными образами до достижения системы 100 распределения. Например, обработка по предварительному распределению может иметь место ближе по ходу относительно конвейера 112. Такая расположенная ближе по ходу станция обработки может включать в себя, например, станции обработки пищевого продукта, такой как разрезание и/или нагревание. После выхода из расположенной ближе по ходу станции обработки, продукт может подаваться в резервуар 102 накопления продукта для подачи на радиальную систему распределения для распределения на одну или более расположенных дальше по ходу станций обработки. Эти дополнительные станции обработки могут включать в себя, например, в случае картофеля, режущие машины, обжарочные машины, замораживающие машины и/или упаковочные машины.

В традиционных линейных системах распределения (так называемых "оборотных" системах), продукт, который достигает конца линейного конвейера, не входя в открытый затвор, затем сбрасывается на несколько линейных конвейеров для изменения направления перемещения продукта и возврата продукта в начало линейного конвейера. В противоположность, когда продукт подается в основанные на текучей среде радиальные системы распределения, описанные здесь, продукт накапливается во внутреннем проходе 120 радиальной системы 104 распределения до тех пор, пока он выйдет через открытый затворный элемент. Таким образом, радиальные системы распределения, описанные здесь, не требуют сложных и длинных оборотных систем для рециркуляции продукта для распределения. Продукт может намеренно накаливаться в течение ограниченного периода времени (нескольких минут, например, в зависимости от скорости потока продукта и размера основного элемента) посредством закрывания всех затворов, или накапливаться наполовину посредством закрывания достаточного количества затворов таким образом, что скорость входящего потока продукта превышает скорость выходящего потока продукта. Это имеет несколько преимуществ. Радиальные системы распределения, описанные здесь, исключают множество точек сбрасывания, которые требуют оборотные системы для рециркуляции продукта. Уменьшение до минимума количества точек сбрасывания уменьшает повреждение продукта во время распределения. Также, радиальная система распределения может легче очищаться, используя технологию "очистки на месте" (CIP), так как она представляет собой относительно компактную систему.

Кроме того, посредством использования текучей среды (например, воды) в качестве среды распределения, перемещение продукта из одного места может "смягчаться" посредством текучей среды. Таким образом, например, когда продукт подается во внутренний проход и из отверстий, текучая среда может сглаживать эффект изменений высоты. Таким образом, негативные эффекты, связанные с традиционными системами, которые требуют, например, "сбрасывания" продукта с одного конвейера на другой, могут быть исключены и/или значительно уменьшены.

Ввиду многочисленных возможных вариантов осуществления, для которых принципы раскрытого изобретения могут применяться, следует понимать, что показанные варианты осуществления представляют собой только предпочтительные примеры изобретения и не должны приниматься в качестве ограничения объема изобретения. Наоборот, объем изобретения задан следующей формулой изобретения. Следовательно, мы заявляем в качестве нашего изобретения все, что подпадает под объем и идею этой формулы изобретения.

Реферат

Основанная на текучей среде, например воде, радиальная система распределения продукта, например картофеля, включает в себя внутренний проход (120) и множество отверстий (122), радиально разнесенных вокруг внутреннего прохода. Затворные элементы (152) выполнены таким образом, чтобы перемещаться между открытым положением, которое обеспечивает возможность перемещения продукта через отверстие, связанное с этим затворным элементом, и закрытым положением, которое ограничивает перемещение продукта через отверстие, связанное с этим затворным элементом. Внутренний проход имеет одну площадь поперечного сечения на впуске и большую площадь поперечного сечения ближе к отверстиям. Область сбора текучей среды, по меньшей мере, частично окружает внутренний проход. Упрощается система распределения, уменьшаются повреждения продукта. 3 н. и 14 з.п. ф-лы, 7 ил.

Формула