УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ ЗЕРНА Российский патент 1996 года по МПК A21B5/02 A23L1/18 A23P1/14 

Изобретение относится к области пищевой промышленности и может быть использовано при разработке автоматических устройств, предназначенных для прямой переработки крахмалсодержащего зерна в готовый к употреблению в пищу продукт.

Известны устройства для переработки зерна (заявка ЕПВ N 00006575, кл. A 21B 5/02, A 23L 1/18, A 23P 1/00, 1979; заявка ЕПВ N 0241972, кл. A 23L 1/18, 1987; патент Бельгии N 8700173, кл. A 21B 5/02, 1988; заявка Великобритании N 2165437, кл. A 23L 1/182, A 21B 5/02, 1985), содержащие смонтированные на основании в стойках две плиты, пару нагревательных головок, верхняя из которых закреплена на верхней плите, а нижняя соосно верхней на штоке, установленном с возможностью возвратно-поступательного перемещения в направляющем стакане нижней плиты, устройство дозирования, приводной выталкиватель и привод штока нижней нагревательной головки с системой управления, включающий двигатель, и закрепленный на основании шарнирно-рычажный механизм с ограничителем хода, соединенный со штоком. Различия между вышеперечисленными устройствами наблюдаются в основном в конструкции приводного механизма.

Наиболее близким по конструкции к заявляемому устройству можно считать устройство для переработки зерна по заявке ЕПВ N 00006575, кл. A 21B 5/02, A 23P 1/00, 1980.

Все вышеперечисленные устройства функционируют следующим образом. В исходном положении шток с закрепленной на нем нижней головкой с помощью шарнирно-рычажного механизма отведен в нижнее положение с помощью привода. Выталкиватель с помощью собственного привода также установлен в исходное положение. В начале цикла устройство дозирования с помощью собственного привода забрасывает в объем между верхней и нижней головками требуемое количество зерна. Затем с помощью шарнирно-рычажного механизма, связанного с собственным приводом, шток с нижней головкой переводится в верхнее положение, сжимая зерно между нагретыми до требуемой температуры поверхностями верхней и нижней головок. Отключение привода шарнирно-рычажного механизма производится при достижении требуемого усилия сжатия. При этом рычаги шарнирно-рычажного механизма стоят в распор, обеспечивая при достигнутом положении нижней головки ее неподвижность и соответственно поддержание требуемого усилия сжатия зерна. После этого делается временная выдержка, в течение которой прогревается сердцевина зерен и, как следствие, создается внутреннее давление. После окончания временной выдержки включается привод шарнирно-рычажного механизма, с помощью которого нижняя головка отводится на некоторое расстояние и удерживается в этом положении определенное время, в течение которого под воздействием внутреннего давления происходит вспучивание зерна, его спекание и заполнение объема между головками. Затем нижняя головка шарнирно-рычажным механизмом с помощью привода переводится в исходное положение, выталкиватель с помощью собственного привода вводится в зазор между головками, выталкивая готовый ломтик из зазора между головками, после чего выталкиватель возвращается в исходное положение.

Все вышеназванные устройства обладают рядом недостатков. Наличие специальных приводов для управления дозирующим устройством и выталкивателем усложняет конструкцию и снижает ее надежность. Кроме того, для контроля работы каждого независимого привода требуется значительное число датчиков, что усложняет систему управления и снижает ее надежность. Кроме того, вышеперечисленные недостатки повышают энергопотребление, увеличивают стоимость изготовления устройства, усложняют его эксплуатацию.

Целью изобретения является упрощение конструкции устройства, повышение надежности его работы, снижение стоимости изготовления, упрощение эксплуатации, снижение энергопотребления.

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено укрепленной на нижней плите качалкой, имеющей профилированный паз и шарнирно соединенной с выталкивателем, привод снабжен передаточным звеном из двух смонтированных на основании в корпусе и сообщенных через водило и мальтийский крест валов, при этом ведущий вал соединен с двигателем, а ведомый вал оснащен рычагом с пальцем для взаимодействия с профилированным пазом качалки и посредством кривошипа и шарнирно прикрепленного к нему шатуна связан с шарнирно-рычажным механизмом, причем шарнирно-рычажный механизм соединен со штоком нижней нагревательной головки, на нижней нагревательной головке установлены на направляющих подпружиненное кольцо, в контакте с ним шарнирно два рычага, выталкиватель смонтирован на верхней плите с возможностью взаимодействия с рычагами нижней нагревательной головки и установленного на верхней плите устройства дозирования. Устройство дозирования включает в себя бункер для зерна и барабанный дозатор с ячейкой в барабане, канал для подвода зерна к нагревательной головке и шарнирно установленный на корпусе дозатора двуплечий рычаг, один конец которого через тягу связан с закрепленным на оси барабана стержнем, а другой с выталкивателем. В барабане дозатора выполнено соединенное с ячейкой сквозное отверстие, в отверстии установлен стержень, один конец которого жестко связан с пружиной, размещенной в ячейке по всей ее ширине, а другой конец выполнен с резьбой и снабжен гайкой.

Суть изобретения поясняется чертежами, где изображены на фиг.1 вид сбоку на устройство; на фиг.2 вид А на фиг.1; на фиг.3 вид Б на фиг.1; на фиг.4 вид В на фиг.2; на фиг.5 вид Г на фиг.2.

Устройство для переработки зерна содержит основание 1, закрепленные на основании 1 стойки 2, связывающие нижнюю плиту 3 и верхнюю плиту 4, закрепленную на верхней плите 4 верхнюю нагревательную головку 5 и нижнюю нагревательную головку 6, размещенную на штоке 7, установленном с возможностью перемещения в направляющем стакане 8, закрепленном на нижней плите 3. Шток 7 шарнирно соединен с установленным на основании 1 шарнирно-рычажным механизмом 9, ход которого ограничен ограничителем 10. Подвижное кольцо 11 установлено на цилиндрических направляющих 12, закрепленных на нижней нагревательной головке 6, и подпружинено пружинами 13. На нижней нагревательной головке 6 также шарнирно установлены рычаги 14, взаимодействующие с подвижным кольцом 11. Устройство дозирования выполнено в виде закрепленного на верхней плите 4 корпуса 15 с выполненным в нем направляющим каналом 16, размещенного внутри корпуса 15 с возможностью поворота барабана 17 с выемкой 18 и шарнирно установленного на корпусе 15 двуплечего рычага 19. В барабане 17 выполнено отверстие 20, соединенное с выемкой 18, в отверстии 20 установлен стержень 21, один конец которого жестко связан с пластинчатой пружиной 22, размещенной в выемке 18 барабана 17 по всей его ширине, а на другом конце стержня 21 выполнена резьба с установленной на ней гайкой 23. На корпусе 15 установлен бункер 24, а двуплечий рычаг 19 одним концом через тягу 25 связан с закрепленным на оси барабана 17 рычагом 26, а другим примыкает к выталкивателю 27, который снабжен штоками 28, установленными на верхней плите 4 с возможностью поступательного перемещения и взаимодействия с размещенными на нижней нагревательной головке 6 рычагами 14. Привод штока 7 нижней нагревательной головки 6 выполнен в виде размещенного на основании 1 корпуса 29 с ведущим валом 30 и ведомым валом 31. Ведущий вал 30 соединен с двигателем 32 и через закрепленное на нем водило 33 с выполненными на водиле 33 цевками 34 связан с мальтийским крестом 35, установленным на ведомом валу 31. На ведомом валу 31 закреплены кривошип 36, шарнирно связанный с раздвижным шатуном 37, в свою очередь, шарнирно соединенным с шарнирно-рычажным механизмом 9, и рычаг 38 с установленным на нем пальцем 39, входящим в профилированный паз 40 качалки 41, закрепленной на нижней плите 3 и шарнирно соединенной с выталкивателем 27. Блок системы управления 42 установлен на основании 1.

Устройство для переработки зерна функционирует следующим образом. После включения двигателя 32 он приводит во вращение ведущий вал 30 с закрепленным на нем водилом 33. Первая из цевок 34 начинает взаимодействовать с соответствующим пазом мальтийского креста 35, установленного на ведомом валу 31. В результате этого ведомый вал 31 начинает поворачиваться, разворачивая кривошип 36 и рычаг 38. Вследствие этого раздвижной шатун 37 начинает складываться, и установленный на рычаге 38 палец 39, взаимодействуя с профилированным пазом 40 качалки 41, вызывает ее разворот. При этом конец качалки 41, шарнирно соединенный с выталкивателем 27, начинает отводить выталкиватель 27 со штоками 28 назад. В процессе этого отвода выталкиватель 27 отводится из зоны между нагревательными головками 5,6, а штоки 28 освобождают рычаги 13, которые, в свою очередь, освобождают подвижное кольцо 11. Под действием пружин 13 кольцо 11 перемещается по цилиндрическим направляющим 12 вверх, и образуется цилиндрический объем между кольцом 11 и нижней нагревательной головкой 6. Одновременно при отводе назад выталкивателя 27 он взаимодействует с двуплечим рычагом 19, который через тягу 25 и закрепленный на оси барабана 17 рычаг 26 разворачивает барабан 17 до совмещения выемки 18 барабана с выполненным в корпусе 15 направляющим каналом 16. В результате этого заполняющее выемку 18 барабана 17 зерно из бункера 24 подается в канал 16 и под действием собственного веса, разогнавшись по каналу 16, забрасывается в объем, образованный кольцом 11 и нижней нагревательной головкой 6. Объем выемки 18 определяет дозу обрабатываемого зерна. В процессе поворота ведомого вала 31 раздвижной шатун 37 оказывается полностью сложенным, а выталкиватель 27 со штоками 28 отведен в крайнее заднее положение. С этого момента при продолжающемся повороте ведомого вала 31 установленный на рычаге 38 палец 39 попадает в ту часть профилированного паза 40 качалки 41, взаимодействие с которой прекращает разворот качалки 41 и, как следствие, прекращает движение выталкивателя 27 со штоками 28 при продолжении разворота рычага 38. Усилие с кривошипа 36 начинает передаваться через сложенный шатун 37 на шарнирно-рычажный механизм 9, в результате чего он начинает разворачиваться, поднимая шток 7, который двигается относительно направляющих стаканов 8. В процессе подъема штоков 7 подвижное кольцо 11 упирается в верхнюю нагревательную головку 5, нижняя нагревательная головка 6 продолжает подъем, перемещаясь относительно кольца 11, в результате чего пружины 13 сжимаются, увеличивая усилие поджатия кольца 11 к верхней головке 5, а объем между нагревательными головками 5,6 уменьшается. В этот момент первая из цевок 34 водила 33 выходит из первого паза мальтийского креста 35, запорные поверхности водила 33 и мальтийского креста 35 сочленяются, а вращение ведомого вала 31 прекращается при продолжающемся вращении ведущего вала 30. Длительность времени останова ведомого вала 31 определяется углом между цевками 34 водила 33.

К моменту входа второй цевки 34 водила 33 во второй паз мальтийского креста 35 запорные поверхности водила 33 и мальтийского креста 35 раскрываются, вторая цевка 34, войдя во второй паз мальтийского креста 35, вновь продолжает разворот ведомого вала 31, в результате чего кривошип 36 вновь начинает разворачивать шарнирно-рычажный механизм 9, следствием чего является дальнейший подъем нижних нагревательных головок 6. В результате уменьшения зазора между нагревательными головками 5,6 под их воздействием порция зерна между головками 5,6 равномерно распределяется и сдавливается. При достижении давления сжатия зерна требуемой величины система 42 отключает двигатель 32. Фиксация приводного механизма в этом положении может осуществляться применением в двигателе 32 самотормозящегося редуктора или специальных тормозных устройств (например, тормозных муфт). Сжатое между нагревательными головками 5,6 и кольцом 11 зерно за счет подвода тепла от головок 5,6 быстро разогревается. Температуру головок 5,6 в требуемых пределах поддерживает система управления 42. По прошествии времени, необходимого для разогрева зерна до требуемой температуры, вновь включается двигатель 32 и начинает вращать ведущий вал 30 в обратном направлении. При этом вращение через водило 33, мальтийский крест 34, ведомый вал 31, кривошип 36 передается на раздвижной шатун 37, который начинает отводиться в исходное положение. При этом раздвижки шатуна 37 не происходит, поскольку под действием силы тяжести элементов, связанных с шарнирно-рычажным механизмом 9, он начинает разворачиваться в направлении исходного положения, зазор между нагревательными головками начинает увеличиваться и освобождающийся объем начинает заполняться "вздувающимся" под действием внутреннего давления зерном. Подвижное кольцо 11 при этом продолжает оставаться в прежнем положении благодаря усилию пружин 13. После выхода второй цевки 34 из паза мальтийского креста 35 запорные поверхности водила 33 и креста 35 сочленяются, вращение ведомого вала 31 прекращается при продолжающемся вращении ведущего вала 30. При этом движение шарнирно-рычажного механизма 9 и всех связанных с ним элементов прекращается до момента входа первой цевки 34 в первый паз мальтийского креста 35 и размыкания запорных поверхностей водила 33 и креста 35. За это время заканчивается "вздутие" и спекание зерновой массы в ломтик. Далее вновь начинаются вращение ведомого вала 31, разворот шарнирно-рычажного механизма 9 и продолжается опускание нижней головки 6 вместе со штоком 7. При достижении шарнирно-рычажным механизмом 9 ограничителя 10 его движение и движение связанных с ним элементов прекращается и начинается раздвижение шатуна 37. Одновременно палец 39 рычага 38, установленного на ведомом валу 31, взаимодействуя с профилированным пазом 40 качалки 41, начинает разворачивать качалку 41, которая перемещает выталкиватель 37 со штоками 28. В процессе этого перемещения штоки 28 начинают разворачивать установленные на нижних головках 6 рычаги 14, которые, в свою очередь, преодолевая усилия пружин 13, опускают подвижное кольцо 11 по направляющим 12 вниз, освобождая зону между головками 5,6. В ходе дальнейшего движения выталкивателя он входит в освободившееся от элементов конструкции пространство между головками 5,6 и сбрасывает готовый ломтик. В процессе движения выталкивателя 27 к зоне между головками 5,6 выталкиватель 27 взаимодействует с двуплечим рычагом 19 устройства дозирования, который через тягу 25 и закрепленный на оси барабана 17 рычаг 26 разворачивает барабан 17 в положение, когда выемка 18 барабана 17 входит в зону бункера 24, где заполняется зерном. При достижении ведущим валом 30 исходного положения двигатель 32 отключается. На этом цикл работы устройства заканчивается. Толщина выпекаемых ломтиков определяется величиной зазора между головками 5,6 при промежуточном останове нижних головок 6 в процессе возврата устройства в исходное положение, а время останова углом между цевками 34 водила 33. Регулировка толщины выпекаемых ломтиков может производиться изменением углового положения креста 35 на ведомом валу 31 относительно кривошипа 36. Для обеспечения выпуска широкой номенклатуры ломтиков из разного зерна, разной толщины и массы, необходимо кроме возможности регулировки толщины ломтиков иметь возможность регулировки доз обрабатываемого зерна. Данная регулировка может осуществляться путем вращения гайки 23 на резьбе стержня 21. При этом благодаря тому, что его противоположный конец жестко соединен с пластинчатой пружиной 22, размещенной в выемке 18 барабана 17 дозирующего устройства, стержень 21 при вращении гайки 23 получает возможность перемещаться относительно отверстия 20, увеличивая или уменьшая деформацию пружины. В результате изменения деформации пружины 22 уменьшается или увеличивается объем выемки 18 барабана 17 и, как следствие, количество заполняющего ее зерна.

Предлагаемая конструкция позволяет использовать в качестве привода электромеханический привод вращения, от работы которого выполняются все операции, входящие в технологический цикл изготовления продукции. Благодаря тому, что из конструкции устройства устранены специальные приводы для управления выталкивателем и дозирующим устройством и соответственно отпадает необходимость в сети датчиков, контролирующих работу выталкивателя и дозирующего устройства, упрощается система управления. Все вышеназванное говорит о том, что в сравнении с аналогами предлагаемая конструкция более проста, более надежна, более дешева в изготовлении и обладает меньшим энергопотреблением. Кроме того, упрощается эксплуатация устройства. Таким образом, устройство для переработки зерна предлагаемой конструкции обеспечивает выполнение поставленных целей, отличается существенной новизной и обеспечивает положительный эффект.

В настоящее время изготовлен и успешно прошел испытания опытный образец предлагаемого устройства. Автор считает нецелесообразным вводить какие-либо ограничения на публикацию материалов по данной заявке. ЫЫЫ2 ЫЫЫ4

Сущность изобретения: устройство для переработки зерна содержит две плиты с нагревательными головками, устройство дозирования, привод штока нижней нагревательной головки, содержащий ведущий вал, соединенный с двигателем, и ведомый вал, оснащенный рычагом с пальцем, взаимодействующим с профилированным пазом качалки, укрепленной на нижней плите, шарнирно-рычажный механизм с ограничителем хода, соединенный со штоком и ведомым валом посредством кривошипа и шарнирно соединенного с ним шатуна. Нижняя нагревательная головка снабжена установленным посредством направляющих подпружиненным кольцом и соединенными с ней шарнирно двумя рычагами, контактирующими с кольцом. Выталкиватель смонтирован на верхней плите и взаимодействует с рычагами нижней нагревательной головки и устройством дозирования. 2 з.п.ф-лы, 5 ил.

1. Устройство для переработки зерна, содержащее смонтированные на основании в стойках две плиты, пару нагревательных головок, верхняя из которых закреплена на верхней плите, а нижняя, соосно верхней, на штоке, установленном с возможностью возвратно-поступательного перемещения в направляющем стакане нижней плиты, устройство дозирования, приводной выталкиватель и привод штока нижней нагревательной головки с системой управления, включающей двигатель и закрепленный на основании шарнирно-рычажный механизм с ограничителем хода, соединенный с штоком, отличающееся тем, что оно снабжено укрепленной на нижней плите качалкой, имеющей профилированный паз и шарнирно соединенной с выталкивателем, привод снабжен передаточным звеном из двух смонтированных на основании в корпусе и сообщенных через водило и мальтийский крест валов, при этом ведущий вал соединен с двигателем, а ведомый вал оснащен рычагом с пальцем для взаимодействия с профилированным пазом качалки и посредством кривошипа и шарнирно прикрепленного к нему шатуна связан с шарнирно-рычажным механизмом, нижняя нагревательная головка снабжена установленным посредством направляющих подпружиненным кольцом и соединенными с ней шарнирно двумя контактирующими с кольцом рычагами, при этом выталкиватель смонтирован на верхней плите с возможностью взаимодействия с рычагами нижней нагревательной головки и устройством дозирования, установленным на верхней плите. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что устройство дозирования включает в себя бункер для зерна и барабанный дозатор с ячейкой в барабане, канал для подвода зерна к нагревательной головке и шарнирно установленный на корпусе дозатора двуплечий рычаг, один конец которого связан с барабаном посредством стержня, закрепленного на его оси, и тяги, а другой с выталкивателем. 3. Устройство по пп.1 и 2, отличающееся тем, что барабан дозатора имеет сквозное отверстие и снабжен установленным в отверстии стержнем, пружиной, размещенной в ячейке по всей ее ширине, и гайкой, при этом один конец стержня связан с пружиной, а другой выполнен резьбовым и соединен с гайкой.